طراحی و ساخت سیستم محافظت در مقابل پدیده ورود مایع مبرد به کمپرسور در کمپرسورهای جابه‌جایی مثبت دستگاه‌های تهویه مطبوع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده فنی مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی چالوس، ایران

2 واحد الکترونیک، دانشگاه آزاد اسلامی تهران، ایران

3 پژوهشکده علوم هوایی، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهران، ایران

10.22078/pr.2021.4371.2976

چکیده

یکی از پدیده‌های مخرب که موجب شکست و آسیب‌های شدید مکانیکی به کمپرسورهای جابه‌جایی مثبت می‌شود پدیده برگشت مایع مبرد به ساکشن کمپرسور است. این تحقیق متمرکز بر طراحی و ساخت دستگاهی در جهت محافظت از کمپرسور در برابر این پدیده است. این سیستم بر پایه پردازش الکترونیکی پارامترهای مؤثر شامل فشار عملیاتی، دمای عملیاتی، دمای سوپرهیت، درجه سوپر هیت و نوع گاز مبرد است. در ادامه، سیستم محافظ براساس فرمول‌های ترمودینامیکی مربوطه پردازش را انجام می‌دهد و براساس نتیجه پردازش فرمان مناسب را صادر می‌کند. تحقیقات معتبر مختلف برتری روش پردازش الکترونیکی را بر پردازش مکانیکی اثبات می‌کند. نمونه موردی کمپرسورِ جابه‌جایی مثبتِ چیلرِ تراکمیِ به‌عنوان مورد مطالعاتی انتخاب و سیستم مورد تحقیق با موفقیت نصب و آزمایش گردید. استفاده از سیستم پردازش الکترونیکی به‌جای سیستم تشخیص مکانیکی و قابلیت اعتمادپذیری بالای این سیستم و همچنین به‌روزرسانی کمپرسورهای قدیمی نصب‌شده در صنعت، جنبه جدید و نوآورانه تحقیق هست. نتایج ارزیابی اقتصادی و پایش عملکردی طی یک دوره یک‌ساله نشان داد با صرف هزینه اندک معادل با هزینه یک‌بار تعمیرات ناشی از پدیده برگشت جریان مایع، می‌توان مانع از بروز این پدیده و هزینه‌های تعمیرات در این حوزه شد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Design and Fabrication of a Liquid Floodback Protection System in Positive Displacement Compressors of Air Conditioners Systems

نویسندگان [English]

  • kouros Nekoufar 1
  • Sina Forootan 2
  • seyed arash seyed shams taleghani 3
1 Department of Engineering, Islamic Azad University, Chalous Branch, Iran
2 Electronics Department, Islamic Azad Unviersity, E-branch, Tehran, Iran
3 Department of Aeronautical Science, Iran Space Research Center, Ministry of Science, Research and Technology, Tehran, Iran
چکیده [English]

Positive displacement compressors are one of the most important and expensive components of the vapor compression refrigeration cycle, it is very important to protect this equipment during operation and against destructive phenomena. The compressive mechanism of this type of compressors is based on the compressibility of gases and the pressure increases by reducing the volume and compressing the refrigerant gas. One of the destructive phenomena that causes main failure and mechanical damage to this type of compressors is the liquid flood back that occurs when liquid refrigerant returns to the compressors suction line. This research focuses on design, fabricate and test a protecting system to protect the compressor against liquid flood back. This protecting system is based on electronic processing of effective parameters including operating pressure, operating temperature, superheat temperature, superheat degree and type of refrigerant. The protection system processes based on the relevant thermodynamic formulas and issues the appropriate command based on the processing result. Validated researches prove electronic processing method is better than mechanical processing. The protection system installed successfully on a 30 ton Positive displacement compressor with R-22 refrigerant.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Refrigerant
  • Positive Displacement Compressor
  • Air Conditioning
  • Compression Refrigeration
  • Microcontroller
[1]. Huang L, Leren T, Cheng T, Yue C, Zheng Z, Wang G, Tao H (2019) Experimental research on instability of expansion valve–dry evaporator refrigeration system, Applied Thermal Engineering, 162: 14-275. ##
[2]. Li G, Chen H, Hu Y, Wang J, Guo Y, Liu J, Li, J (2018) An improved decision tree-based fault diagnosis method for practical variable refrigerant flow system using virtual sensor-based fault indicators, Applied Thermal Engineering, 129: 1292-1303. ##
[3]. Wang J, Li G, Chen H, Liu J, Guo Y, Hu Y, Li, J (2017) Liquid floodback detection for scroll compressor in a VRF system under heating mode, Applied Thermal Engineering, 114: 921-930. ##
[4]. Zhenxin Z, Jiangyu W, Huanxin C, Wentian W, Chengliang X (2020) An online compressor liquid floodback fault diagnosis method for variable refrigerant flow air conditioning system. International Journal of Refrigeration, 111: 9-19. ##
[5]. Ekren O, Sahin S, Isler Y (2010) Comparison of different controllers for variable speed compressor and electronic expansion valve. International Journal of Refrigeration, 33: 1161-1168. ##
[6]. Borgnakke C, E.sonntag R (2013) Fundamentals of thermodinamics, 8 ed., 9, university of michigan: John Wiley and Sons.
[7]. Moore G k (2017) Why compressors fail : part 1 - refrigerant flood back, 1, bedford: Danfoss ltd. ##
[8]. Hundy G F, Trott A R, Welch T C (2016) Refrigeration, Air Conditioning and Heat Pumps (5 ed., Vol. 9). Elsevier. ##
[9]. Charters W S, Sadafi H A (1987) Saturation property equations for R22, International Journal of Refrigeration, 10, 2: 103-104. ##