وبلاگ آلایندگی سیستم های تبرید و سرمایش هیبریدی

آیا با استفاده از سیستم های سرمایش هیبریدی آلایندگی یونیت های تبرید کاهش پیدا می‌کند؟

مـوضـوع

تـاریـخ

آگوست 10, 2020

با گسترش استفاده از موتورهای الکتریکی و هیبریدی، پای این تکنولوژی به سیستم های تبرید نیز باز شده است. در حال حاضر یکی از جدیدترین تکنولوژی های مورد استفاده در سیستم های تبرید، سرمایش هیبریدی است که استفاده از آن رو به گسترش است. در این مقاله در رابطه با میزان آلایندگی یونیت های تبرید هیبریدی صحبت میکنیم.

فاکتورهای گوناگونی باعث می شوند که کامیون های یخچال دار از موتورهای دیزل به روش های الکتریکی روی بیاورند. برای جایگزین شدن سیستم الکتریکی، چنین سیستمی باید در عین بهره وری قابل رقابت با همتای دیزلی خود، هزینه غیرمنطقی نداشته باشد. اما باید در نظر داشت که پیشرفت های تکنولوژیک الکترونیک در زمینه برق الکترونیک، انرژی خورشیدی و باتری ها این امکان را ایجاد کرده که انرژی مورد نیاز یک وسیله نقلیه کلاس 7 برای کار در یک روز کامل را تأمین کند. به همین دلیل توجه به سیستم های سرمایش هیبریدی بیشتر شده است.

تکنولوژی های رایج در کامیون های یخچال دار

سامانه های یخچال کامیون در سه دسته کلی تقسیم بندی می شوند: خودبسنده، محرکه مستقیم و یوتکتیک. در دسته سامانه های خودبسنده یک موتور دیزل در سیستم تعبیه شده و تمام بار سرمایشی را بر عهده دارد. این شامل یک کمپرسور که با تسمه راه اندازی می شود و یک فن الکتریکی می شود. خط لوله کوتاه مبرد که به سمت کمپرسور می رود یا از آن منشأ می گیرد باعث افزایش بهره وری اینگونه سامانه ها می شود. وجود یک موتور دیزل اما باعث افزایش کلی اندازه و هزینه نگهداری سیستم می شود.

سامانه محرکه مستقیم توسط موتور اصلی وسیله نقلیه راه اندازی می شود. در این طراحی یک کمپرسور به موتور وصل و خطوط لوله مبرد به مبادله کن گرما که در جایی دیگر در کامیون قرار دارد متصل می شود. توان الکتریکی با سامانه الکتریکی کامیون تأمین می شود. حذف موتور دیزل، باعث بهبود در اندازه و هزینه این سامانه ها نسبت به سیستم های خودبسنده می شود، اما خطوط لوله طولانی منتهی به کمپرسور تأثیر منفی روی بهره وری سامانه دارند.

آیا با استفاده از سیستم های سرمایش هیبریدی آلایندگی یونیت های تبرید کاهش پیدا می‌کند؟
شکل 1 سامانه سرمایشی با محرکه مستقیم (راست) و محرکه خودبسنده (چپ)

سیستم‌های یوتکتیک که با نام سیستم‌های پلیتی هم شناخته می‌شوند،‌ عملکردی کاملا متفاوت دارند و در واقع محرک اصلی این سیستم‌ها انرژی الکتریکی است. در این طراحی، انرژی ذخیره شده به فرم سیال یخ زده برای خنک کاری محفظه یخچال استفاده می شود.

صفحات یوتکتیک حاوی محلول آب-نمک غلیظ است که برای یخ زدن در یک دمای مناسب، متناسب با محموله ای که کامیون حمل می کند است. صفحات به عنوان تبخیرکننده چرخه سرمایش عمل می کنند؛ یک واحد چگالنده نیز در جای دیگری از کامیون تعبیه شده است. روش رایج، اتصال واحد چگالنده به برق در طول شب است تا صفحات یخ بزنند.

طی مسیر تحویل بار، محفظه با انرژی ذخیره شده در صفحات سرد می شود. این روش سرمایش مزایای قابل توجه حذف موتور دیزل و هزینه های سوخت و نگهداری مرتبط با آن را دارد. مهمترین عیب این روش ناتوانی از راه اندازی آن حین حرکت است. این امر مدت زمان در مسیر بودن و قابلیت کنترل دما را کاهش می دهد. در نتیجه، این سیستم ها معمولا برای محصولات یخ زده و لبنی استفاده می شود.

آیا با استفاده از سیستم های سرمایش هیبریدی آلایندگی یونیت های تبرید کاهش پیدا می‌کند؟
شکل 2 سامانه سرمایشی یوتکتیک

سیستم سرمایش یوتکتیک (پلیتی) ترکیبی (هیبرید)

سامانه سرمایش هیبریدی که پیش از نیز به طور مختصر معرفی شد، محفظه یخچال را همزمان با تبخیرکننده انبساطی و صفحات یوتکتیک خنک می کند. این سامانه کاملا الکتریکی است و شامل یک واحد چگالنده 48 ولت، صفحات تبخیرکننده یوتکتیک و تبخیرگر انبساط مستقیم است.

توان راه اندازی سیستم از یک پکیج باتری 48 ولت تأمین می شود. ولتاژ کمتر از 60 ولت به منظور آزادی بیشتر در رعایت بعضی ملاحظات مربوط به ایمنی انتخاب شده است. این ولتاژ همچنین در بازار خودرو یک تکنولوژی نوظهور محسوب می شود. باتری ها با سیستم شارژ شبانه و صفحات خورشیدی روی سقف به مساحت حدودی 13 متر مربع که توانی معادل 139 وات بر مترمربع دارند شارژ می شوند.

آیا با استفاده از سیستم های سرمایش هیبریدی آلایندگی یونیت های تبرید کاهش پیدا می‌کند؟
شکل 3 سامانه سرمایش یوتکتیک ترکیبی (هیبرید)

واحد چگالنده شامل یک موتور دور متغیرکه یک کمپرسور دور متغیر را به حرکت در می آورد، یک چگالنده از نوع میکروکانال و یک مدار تزریق بخار است. مدار تزریق بخار باعث افزایش ظرفیت و بهبود بازدهی می شود. شیرهای برقی تعبیه شده در سیستم اجازه تنظیم عملکرد تبخیرکننده را می دهند. این امر این امکان را می دهد که محفظه در سه حالت تنها خنک شونده با یوتکتیک، تنها خنک شونده با تبخیرگر انبساطی و خنک شونده با هردو کار کند.

قابل ذکر است که واحد چگالش 48 ولتی اگرچه در این ولتاژ پایین کار می کند توان سرمایشی لازم برای حفظ دمای یک یخچال طولانی به طول حدودی 6 متر در دمای 2 درجه سانتیگراد تحت هر شرایط محیطی را فراهم می کند.

خلاصه عملکرد یک سیستم سرمایش هیبریدی نیرومحرکه از موتور خودرو و سیستم تبرید پلیتی

موتور دیزل منبع آلودگی هایی است که بطور مثال در آمریکا توسط آژانس حفاظت از محیط زیست (EPA) درباره آن قانونگذاری می شود. به علاوه این موتور های منبع سر و صدا و عامل مصرف سوخت زیادی هستند. یکی از روش های جایگزین سرمایش به کمک موتور دیزل می تواند سرمایش یوتکتیک باشد. امروزه سیستم های الکتریکی بصورت صفحات تبخیرکننده یوتکتیک موجود هستند. این صفحات در یخچال کامیون قرار گرفته و ایجاد سرمایش می کنند.

این سیستم ها از کمپرسورهای الکتریکی بهره می برند که شبانه به برق وصل شده و به این ترتیب آن دسته صفحه یوتکتیک یخ می زند. در طول مسیر تحویل محموله یخچالی، با سرمای ذخیره شده در این صفحات، بار سرد نگه داشته می شود. این عملیات منجر به کاهش آلودگی می شود؛ اما در عین حال، مدت زمان در مسیر بودن و همینطور کنترل دمای محفظه می تواند چالش برانگیز باشد و همین امر مانع استفاده از این سیستم در برخی کاربردها گردد.

یک سیستم سرمایش که تولید کربن دی اکسید بسیار کمی دارد و مصرف سوخت را به صفر می رساند و در عین حال قابلیت کنترل دقیق دما در یک مسیر نسبتا طولانی داشته باشد بسیار مطلوب است. یک مطالعه جدید گزارشی از توسعه سامانه ای با این مشخصات، تحت عنوان « سامانه سرمایش هیبریدی یوتکتیک » ارائه کرده.

این سامانه می تواند به مدت 10 ساعت عملکرد مورد انتظار را داشته باشد. این سامانه از یک واحد چگالنده کاملا الکتریکی با یک کمپرسور دور متغیر به همراه تزریق بخار اقتصادی و برق 48 ولت تشکیل شده است. در محفظه داخل یخچال، یک سیستم تبخیر کننده دوگانه تعبیه شده؛ یکی صفحات یوتکتیک و دیگری تبخیرگر انبساطی. علاوه بر شارژ شبانه، باتری 48 ولتی در طول روز نیز از انرژی خورشیدی جهت شارژ روزانه استفاده می کند. کل سامانه، با یک سامانه کنترل کننده که با رویکرد بهینه سازی بهره وری و قابلیت اطمینان برنامه نویسی شده، کنترل می شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر و اطلاع از شرایط خرید محصولات امگا می‌توانید با شماره تلفن ۵۶۲۳۱۰۰۲-۰۲۱ و یا دیگر پل‌های ارتباطی با ما تماس بگیرید. همچنین می‌توانید با دنبال کردن صفحه اینستاگرام اومگا از آخرین اخبار و رویدادها نیز مطلع شوید.

بیـشتــر بـخـوانـیــــد

مطالب و مقالات مشابه در وبسایت امگا

Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email