کنترل دبی آب در کندانسور های آبی

در سیستم‌های تبرید و تهویه مطبوع، کیفیت کنترل دبی آب در کندانسور آبی مستقیماً بر راندمان چیلر، مصرف انرژی، پایداری کمپرسور و طول عمر کل مجموعه تأثیر می‌گذارد. یکی از تجهیزات اصلی در این بخش، شیر تنظیم دبی آب (Pressure Controlled Water Valve – PCV) است که وظیفه تنظیم جریان آب بر اساس فشار گاز داغ خروجی کمپرسور را بر عهده دارد.

۱.اهمیت کنترل دبی آب کندانسور در سیستم‌های تبرید

کندانسور آبی زمانی راندمان مطلوب دارد که سه پارامتر به‌صورت همزمان کنترل شوند:

• • دبی مطلوب آب

• • فشار مناسب مبرد (HP)

• • اختلاف دمای ورودی و خروجی آب

افزایش یا کاهش بیش از حد دبی آب می‌تواند مشکلات زیر را ایجاد کند:

• • افزایش فشار کندانسور و عملکرد ناپایدار کمپرسور

• • کاهش ظرفیت تبرید در بارهای جزئی

• • افزایش مصرف برق به دلیل افزایش توان کمپرسور

• • یخ‌زدگی پوسته کندانسور در شرایط فشار پایین

• • خاموشی مکرر HP و توقف ناگهانی سیستم

شیر PCV راه‌حل استاندارد برای کنترل این متغیرها در سیستم‌های تبرید صنعتی و تجاری است.

۲. نحوه عملکرد شیر تنظیم دبی آب (PCV)

شیر PCV یک کنترل‌کننده مکانیکی وابسته به فشار است که با اندازه‌گیری فشار مبرد در خط داغ (Discharge)، میزان بازشدگی مسیر آب را تنظیم می‌کند.

عملکرد آن به‌صورت زیر است:

• • افزایش فشار مبرد → افزایش بازشدگی شیر → افزایش دبی آب → کاهش فشار تقطیر

• • کاهش فشار مبرد → بسته‌شدن نسبی شیر → کاهش دبی آب → بازگشت فشار به محدوده کاری

این حلقه کنترل بدون نیاز به برق، سنسور خارجی یا کنترلر الکترونیکی انجام می‌شود و در چیلرهای تراکمی، VRFهای آب‌خنک، سردخانه‌ها و سیستم‌های صنعتی کاربرد گسترده دارد.

۳. تنظیم فشار و نقطه کار PCV

تنظیم درست این شیر تأثیر مستقیم بر عملکرد چیلر دارد. به‌صورت عمومی:

• • برای سیستم‌هایی با مبرد R22 محدوده فشار کندانسور ۱۵ تا ۲۲ bar مناسب است.

• • در صورت افت فشار کندانسور به کمتر از ۱۵ bar، احتمال یخ‌زدگی و کاهش ظرفیت تبرید افزایش می‌یابد.

• • در فشارهای بیش از ۲۲ bar، مصرف انرژی کمپرسور افزایش یافته و عملکرد سیستم ناپایدار می‌شود.

بنابراین PCV باید روی محدوده‌ای تنظیم شود که نه اجازه افزایش غیرطبیعی فشار را بدهد و نه موجب افت بیش از حد آن شود.

۴. سناریوهای عملکرد شیر PCV

۴-۱. فشار پایین کندانسور (HP پایین)

علت‌ها:

• • دبی بیش از حد آب

• • رسوب‌زدایی ناکامل

• • تنظیم اشتباه شیر

نتیجه‌ها:

• • کاهش دمای بدنه کندانسور

• • خطر یخ‌زدگی سطح لوله

• • کاهش ظرفیت تبرید

۴-۲. فشار بالا (HP بالا)

علت‌ها:

• • بازشدن ناکافی شیر

• • گرفتگی مسیر آب

• • دمای بالای آب ورودی

نتیجه‌ها:

• • افزایش دمای گاز داغ

• • احتمال فعال‌شدن کلید HP

• • فشار مکانیکی به کمپرسور

اصول نصب شیر تنظیم دبی آب

نصب صحیح شیر PCV در سیستم تبرید بسیار حیاتی است. نکات اصلی:

• شیر باید در ورودی آب کندانسور قرار گیرد.
• اتصال فشار بالا باید مستقیم و بدون پیچ‌وخم از خط داغ گرفته شود.
• لوله فشار نباید از نقاط پایین‌تر از خط گاز عبور کند تا روغن وارد شیر نشود.
• جهت جریان آب باید مطابق دیاگرام کارخانه باشد.
• از نصب شیر در مسیر خروجی کندانسور برای کنترل فشار باید اجتناب شود.

نصب اشتباه شیر PCV باعث عملکرد نامناسب، خاموشی کمپرسور و افزایش هزینه‌های سرویس خواهد شد.

۶. مشکلات رایج و روش عیب‌یابی

۶-۱. باز نشدن شیر در فشار بالا

علت‌های محتمل:

• • رسوب‌گرفتگی نشستگاه

• • پارگی دیافراگم

• • اشتباه‌بودن مسیر لوله فشار

• • مسدود بودن شیر یک‌طرفه

۶-۲. بازماندن شیر در فشارهای پایین

• • فنر داخلی ضعیف شده

• • دیافراگم گیر کرده

• • تنظیم بیش از حد باز باشد

• • روغن وارد مسیر فشار شده باشد

۶-۳. صدای ضربه آب (Water Hammer)

این مشکل زمانی ایجاد می‌شود که فشار آب ورودی از ۵ bar بالاتر برود و سرعت بسته‌شدن شیر زیاد شود.
راهکار: نصب شیر فشارشکن قبل از PCV.

۶-۴. یخ‌زدگی کندانسور در زمان Recovery

در زمان تخلیه مبرد (بازیافت)، اگر دبی آب کاهش یابد یا بسته شود، دمای سطح کندانسور به سرعت افت کرده و یخ‌زدگی رخ می‌دهد.

۷. نگهداری و سرویس دوره‌ای

برای تضمین عملکرد پایدار:

• • بازدید دوره‌ای عملکرد مکانیکی شیر

• • تست واکنش آن به تغییر فشار

• • شستشوی داخلی و رسوب‌گیری

• • اطمینان از عدم نشتی گاز در اتصال HP

• • کنترل دمای ورودی و خروجی آب

• • تست کارکرد در زمان Pump-Down و Recovery

این موارد در چیلرهای صنعتی به‌عنوان بخشی از چک‌لیست PM الزامی است.

۸. جمع‌بندی

شیر تنظیم دبی آب (PCV) یکی از اجزای کلیدی در پایداری عملکرد کندانسور آبی است. تنظیم صحیح آن موجب:

• • کاهش مصرف انرژی

• • جلوگیری از خاموشی‌های مکرر HP

• • افزایش راندمان تبرید

• • حفاظت از کمپرسور

• • کاهش استهلاک تجهیزات

در پروژه‌های چیلر، VRF آب‌خنک، سردخانه و سیستم‌های تهویه مطبوع، انتخاب، نصب صحیح و نگهداری اصولی شیر PCV نقش تعیین‌کننده‌ای در پایداری سیستم دارد.