ความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลเชิงปริมาตรของท่อดูดและท่อคายของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น

แนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับกระบวนการดูดและปล่อยของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น

ในวงจรทำความเย็น,คอมเพรสเซอร์ทำความเย็นเป็นส่วนประกอบขับเคลื่อนหลักของระบบ โดยทำงานด้วยการดูดซึมก๊าซความดันต่ำเข้าไปอย่างต่อเนื่องและปล่อยก๊าซความดันสูงออกมา เพื่อรักษาวงจรของสารทำความเย็น ซึ่งในกระบวนการนี้ท่อหายใจและท่อไอเสียต่างก็ทำหน้าที่ลำเลียงสารทำความเย็นทั้งในระดับความดันต่ำและระดับความดันสูง ขณะที่ทั้งสองนี้อัตราการไหลเชิงปริมาตรจึงแสดงคุณสมบัติทางฟิสิกส์ที่แตกต่างกันอย่างชัดเจน

ความคงที่ของอัตราการไหลเชิงมวลและความแตกต่างของอัตราการไหลเชิงปริมาตร

เพื่อให้เข้าใจความสัมพันธ์ระหว่างอัตราการไหลเชิงปริมาตรของท่อดูดกับท่อคาย จำเป็นต้องทำความเข้าใจก่อนว่า อัตราการไหลเชิงมวลกับอัตราการไหลเชิงปริมาตรแตกต่างกันอย่างไร ในสภาวะการทำงานที่เสถียรและเป็นไปตามสภาพสมมุติในระบบ ตามกฎการอนุรักษ์มวล อัตราการไหลเชิงมวลของสารทำความเย็นที่คอมเพรสเซอร์ดูดเข้ามาจะเท่ากับอัตราการไหลเชิงมวลของสารทำความเย็นที่ถูกปล่อยออกจากคอมเพรสเซอร์โดยประมาณ

อย่างไรก็ตาม อัตราการไหลเชิงปริมาตรมีค่าเท่ากับอัตราการไหลเชิงมวลคูณด้วยปริมาตรจำเพาะของก๊าซ เนื่องจากคอมเพรสเซอร์ได้ทำงานอัดต่อสารทำความเย็นในสถานะก๊าซ ทำให้ความดันที่ด้านปล่อยสูงกว่าด้านดูดอย่างมาก และอุณหภูมิก็สูงขึ้นอย่างชัดเจน การเปลี่ยนแปลงสภาพดังกล่าวส่งผลให้ปริมาตรจำเพาะของก๊าซที่ด้านปล่อยลดลงอย่างมาก ดังนั้นอัตราการไหลเชิงปริมาตรของท่อไอเสียมีค่าต่ำกว่าอย่างมากเมื่อเทียบกับอัตราการไหลเชิงปริมาตรของท่อไอดี。

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อสัดส่วนของอัตราการไหลเชิงปริมาตร

• อัตราส่วนการบีบอัด: ยิ่งอัตราส่วนระหว่างความดันปล่อยกับความดันดูดมีค่ามากขึ้นเท่าใด ก๊าซก็จะถูกบีบอัดในระดับที่สูงขึ้น และความแตกต่างของอัตราการไหลเชิงปริมาตรระหว่างท่อปล่อยกับท่อดูดก็จะยิ่งชัดเจนมากขึ้น
• คุณสมบัติของสารทำความเย็นสารทำความเย็นชนิดต่าง ๆ ที่อุณหภูมิและความดันเดียวกันจะมีปริมาตรจำเพาะแตกต่างกัน ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อค่าเฉพาะของอัตราการไหลเชิงปริมาตรที่ปลายทั้งสองด้าน
• การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเกินการเพิ่มความร้อนเกินของไอดีจะทำให้ปริมาตรจำเพาะของไอดีเพิ่มขึ้น ส่งผลให้อัตราการไหลเชิงปริมาตรในท่อไอดีเพิ่มขึ้นตามไปด้วย

ความหมายเชิงแนวทางต่อการออกแบบระบบท่อของระบบทำความเย็น

ความแตกต่างอย่างชัดเจนของอัตราการไหลเชิงปริมาตรของก๊าซที่ดูดเข้าและปล่อยออก มีผลโดยตรงต่อข้อกำหนดในการออกแบบระบบท่อของระบบทำความเย็น:

• การเลือกเส้นผ่านศูนย์กลางท่อเนื่องจากท่อดูดมีอัตราการไหลเชิงปริมาตรสูง เพื่อควบคุมความเร็วของกระแสไหลและลดการสูญเสียแรงดัน ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อดูบจึงมักถูกออกแบบให้ใหญ่กว่าท่อระบาย
• การควบคุมอัตราการไหลและการไหลกลับท่อดูดต้องรักษาความเร็วการไหลขั้นต่ำไว้เพื่อให้แน่ใจว่าน้ำมันหล่อลื่นจะไหลกลับสู่คอมเพรสเซอร์ได้อย่างราบรื่น ขณะที่ท่อคายต้องควบคุมความเร็วการไหลให้อยู่ในระดับสูงสุด เพื่อลดเสียงรบกวนของระบบและแรงต้านการคาย
• การบริหารจัดการการลดแรงดัน: ความดันลดในท่อดูดจะส่งผลให้ประสิทธิ์ทางปริมาตรของคอมเพรสเซอร์ลดลงโดยตรง ดังนั้น ในสภาวะที่มีอัตราการไหลของก๊าซสูง การออกแบบและจัดวางเส้นทางท่อดูดให้เหมาะสม รวมถึงการลดจำนวนข้อศอกจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง

ข้อเสนอแนะในการปรับปรุงการออกแบบระบบ

การเข้าใจความสัมพันธ์อย่างถูกต้องระหว่างอัตราการไหลเชิงปริมาตรของท่อดูดและท่อคายของคอมเพรสเซอร์ทำความเย็น ถือเป็นรากฐานของการออกแบบระบบทำความเย็นให้มีประสิทธิภาพสูง โดยการเลือกขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางท่อให้เหมาะสมและควบคุมความเร็วของสารทำความเย็น ไม่เพียงช่วยรับประกันการทำงานที่ปลอดภัยของคอมเพรสเซอร์เท่านั้น แต่ยังสามารถยกระดับประสิทธิภาพพลังงานของระบบทำความเย็นโดยรวมได้อย่างมีประสิทธิผลอีกด้วย