فیلتر درایر

فیلتر درایر چیست؟

ناخالصی ها و رطوبت وارد شده به سیکل تبرید، جهت عملکرد بهینه سیستم توسط فیلتر درایر جذب می شوند.

قسمت های نشان داده شده در شکل زیر، رطوبت گیر و فیلتر هستند.

1. فیلتر: ناخالصی ها و کثیفی وارد شده به سیکل، توسط فیلتر حذف می شوند.
2. رطوبت گیر: رطوبت وارد شده به سیستم توسط رطوبت گیر حذف می شود.

وظیفه فیلتر درایر

• فیلتر درایر مانند یک صافی از عبور موادی که به سیستم آسیب می زنند جلوگیری می کند. این مواد اضافی می تواند از خارج از سیستم به داخل راه یافته باشند یا ناشی از خوردگی اجزای داخلی باشند.
• فیلتر درایر با جذب رطوبت سیستم، از تشکیل یخ در دهانه شیر انبساط جلوگیری می کند.
• فیلتر درایر با فیلتر کردن ناخالصی ها، از احتمال بروز واکنش شیمیایی می کاهد.

محل نصب فیلتر درایر

• فیلتر درایر معمولا بعد از کندانسور و قبل از شیر انبساط ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(خط مایع) قرار می گیرد که اصلی ترین وظیفه آن محافظت از شیر انبساط است.
• با توجه به اینکه سرعت مبرد در خط مایع، کم است، مبرد به طور مناسبی با فیلتر موجود در فیلتر درایر در تماس است و افت فشار در فیلتر درایر کم است.
• فیلتر درایر در خط مکش نیز نصب می شود. وظیفه فیلتر درایری که در خط مکش نصب شده است، محافظت از کمپرسور در برابر رطوبت و ناخالصی ها است.
• فیلتر درایر خط مکش، فیلترهای "Burn-out" نامیده می شوند و برای حذف اسیدهای تشکیل شده پس از آسیب دیدن موتور استفاده می شوند. برای اطمینان از پایین بودن افت فشار، فیلتر خط مکش باید به طور معمول بزرگتر از فیلتر خط مایع باشد.
• قبل از این که افت فشار از موارد زیر بیشتر شود، فیلتر درایر خط مکش باید تعویض شود.

• • سیستم تهویه مطبوع: 0.5 bar
  • سیستم تبرید: 0.25 bar
  • سیستم سردخانه: 0.15 bar

فیلتر درایر استاندارد

• شکل زیر، فیلتر درایر تک مسیره است.
• فیلتر درایر هایی که در خط مایع استفاده می شوند، به این شکل هستند.
• باید به گونه ای نصب شوند تا مسیر جریان و جهت فلش روی فیلتر درایر، در یک جهت باشند.

ساختار فیلتر درایر

1- فنر: ارتعاشات ایجاد شده ناشی از انقباض و انبساط، توسط فنر جذب می شود.

2- نمد: از آسیب رساندن فنر و بدنه اصلی فیلتر به یکدیگر جلوگیری می کند.

3- لوله فیلتر: محفظه ای با دو درپوش انتهایی، به گونه ای طراحی شده است تا در برابر فشار کاری و بیشینه فشار سیستم، مقاومت داشته باشد. رنگ روی لوله و دو انتهای آن در برابر خوردگی محافظت ایجاد می کند و به کمک آن شرایط استفاده از فیلترها در صنایع دریایی فراهم می شود.

4- هسته فیلتر: رطوبت موجود در سیستم توسط این قسمت جذب می شود.

5- نمد: از عبور گرد و خاک و ذرات ریز تا اندازه 25 میکرون جلوگیری کرده، همچنین به جذب ارتعاشات ایجاد شده کمک می کند.

6- ورق سوراخ دار: از شل شدن اجزا جلوگیری می کند. همچنین از سوختن نمد به هر دلیلی جلو گیری می کند، به عنوان مثال هنگام نصب فیلتر درایر اگر از لحیم کاری استفاده شود، امکان سوختن نمد ها وجود دارد که ورق سوراخ دار از این اتفاق جلوگیری می کند.

7- درپوش: به کمک این درپوش ها، محفظه فیلتر بسته می شود. این درپوش ها به گونه ای طراحی شده اند که در برابر فشار کاری و بیشینه فشار سیستم، مقاومت داشته باشند.

بخش جامد فیلتر درایر

• بخش جامد فیلتر درایر که به نوعی بخش اصلی فیلتر است، دو قسمت مهم دارد.

• • صافی مولکولی
  • آلومینای فعال

• این قسمت جامد از نظر قابلیت جذب آب، با اسفنج قابل مقایسه است.
• وظیفه جذب آب به عهده صافی مولکولی و وظیفه جذب اسید به عهده آلومینای فعال فیلتر درایر است.
• بخش جامد به همراه قسمت پلی استری از عبور کثیفی جلوگیری می کنند.
• ابعاد بزرگتر ذرات توسط قسمت جامد و ابعاد کوچک تر توسط قسمت پلی استری جذب می شوند.
• به طور کل، فیلتر درایر از عبور ذرات بزرگ تر از 25 میکرون جلوگیری می کند.
• قسمت متخلخل فیلتر دارای کریستال های زئولیت است.
• زئولیت نوعی صافی مولکولی است.

سیستم تبرید

مبرد

عوامل زیر در تجزیه مبرد تاثیر گذار هستند.

توجه: اصلی ترین عامل تشکیل اسید، دمای بالا در کمپرسور است.

تشکیل اسید

اسید می تواند در داخل سیستم تبرید از تجزیه مبرد یا سایر مواد استفاده شده در سیستم تبرید، تشکیل شود. در ادمه به دو نوع اسیدی که می توانند در سیستم تبرید تشکیل شوند، اشاره شده است.

• اسید های غیر ارگانیک: اسید های غیر ارگانیک در داخل سیستم تبرید از تجزیه مبردی که حاوی کلر ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(Cl) و فلوئور ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(F) باشد، تشکیل می شوند.
• اسید های ارگانیک: اسید های ارگانیک در داخل سیستم تبرید از تجزیه روغن، تشکیل می شوند.

• • روغن معدنی: فعالیت کاتالیزوری ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(بار حرارتی یا مکانیکی)
  • روغن پلی استر ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(POE): وجود رطوبت

اسید غیر ارگانیک

• اسید غیر ارگانیک در سیستم تبرید از تجزیه مبرد، تشکیل می شود.
• عوامل زیر بر سرعت تجزیه مبرد تاثیر گذارند.

• • دما
  • میزان اکسیژن
  • میزان آب
  • فعالیت کاتالیزوری
  • پایداری شیمیایی مبرد
• اگر برخی از موارد بالا تقلیل یابند حتی اگر میزان بقیه موارد افزایش داشته باشد، پایداری مبرد افزایش می یابد. به عنوان مثال اگر دما، میزان آب و فعالیت کاتالیزوری تقلیل یابند، میزان اکسیژن افزایش داشته باشد، مبرد پایدار تر خواهد شد و تجزیه نمی شود.

• HCL: هیدروژن کلراید
• H₂O: آب
• H₃O: هیدرونیوم ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(یون اسید با تجهیزات فلزی واکنش می دهد.)
• Cl: کلر

توجه: اسید فقط در صورت وجود رطوبت ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(آب)، آسیب زا است.

اسید ارگانیک

• اسید ارگانیک در سیستم تبرید از تجزیه روغن، تشکیل می شود. ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(روغن معدنی یا روغن پلی استر)
• روغن معدنی: اسید ارگانیک به دلیل وجود بار حرارتی یا مکانیکی از روغن معدنی تشکیل می شود. این اسید ها به شدت قلیایی ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(اسیدی) هستند.
• روغن پلی استر ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(POE): اسید ارگانیک به دلیل وجود رطوبت از روغن پلی استر تشکیل می شود. میزان قلیایی بودن این اسید ها کم است.

خشک کن ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(Desiccant)

• خشک کن نوعی ماده هیدروسکوپیک است که جاذب آب است.
• رطوبت موجود در گاز ها و مایع ها به کمک خشک کن، قابل جذب است.
• هنگامی که رطوبت جذب خشک کن می شود، سطح خشک کن اشباع می شود بنابراین بهترین نوع خشک کن به گونه است که دارای سطح بزرگتر برای جذب رطوبت باشد.
• در سیستم هایی که اجزای حساس به رطوبت دارد، خشک کن رایج ترین ماده برای از بین بردن رطوبت است.
• صافی مولکولی و آلومینای فعال، به صورت رایج به عنوان خشک کن استفاده می شوند.

طرز کار خشک کن

• متوجه شدن روش جذب رطوبت توسط خشک کن، اهمیت دارد.
• آب از طریق سه اصل، جذب می شود.

1. 1. جذب شیمیایی ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(Chemisorption)
   2. جذب فیزیکی ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(Physisorption): تشکیل لایه های متعدد بر منافذ خشک کن به کمک پیوند هیدروژنی
   3. میعان موئین: تشکیل لایه های متعدد آب با میعان موضعی در دماهای بالاتر از نقطه شبنم ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(قانون کلوین)

• میزان رطوبت مبرد به صورت نسبت وزن یا حجم بخار آب به نسبت وزن واحد یا حجم واحد گاز بیان می شود.
• واحد میزان رطوبت مبرد به صورت قسمت در میلیون وزنی ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(ppmw) یا قسمت در میلیون حجمی ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(ppmv) است.
• در صورتی که میزان رطوبت مبرد به صورت نسبت فشار جزئی بخار آب به فشار اشباع بخار آب در همان دما بیان شده باشد، میزان رطوبت نسبی مبرد بیان شده است.

صافی مولکولی – زئولیت

• زئولیت یک نوع صافی مولکولی است.
• زئولیت به دلیل ساختار منفذی بسیار منظمی که دارد، توانایی جدا کردن مولکول ها بر اساس اندازه و میزان قطبیت آن ها را دارد. این منافذ ابعاد مولکولی دارند.
• این منافذ به اندازه ای هستند که مولکول آب می تواند از آن عبور کند ولی مولکول مبرد نمی تواند.
• مسیر منافذ به حفره های ریز منتهی می شوند که مولکول های آب را جذب می کند.
• مولکول آب چون قطبی است، جذب می شود.

در شکل زیر ابعاد ورودی منافذ نشان داده شده است ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(1). همان طور که قبلا بیان شد، زئولیت می تواند مولکول ها را بر اساس اندازه جدا کند.

اندازه مولکولی

در شکل زیر اندازه مولکولی زئولیت و برخی از مبرد ها به صورت شماتیک نشان داده شده است.

ورود رطوبت به سیستم تبرید

در این قسمت راه هایی که رطوبت می تواند از طریق آن ها وارد سیستم شده باشد، بیان شده است.

• هنگامی که سیستم در حال ساخت است.
• هنگامی که سیستم برای انجام سرویس یا تعمیرات باز شده است.
• در صورتی که نشتی در سمت مکش رخ داده باشد.
• در صورتی که نشتی در کندانسور آب خنک رخ داده باشد.
• در صورتی که خود مبرد یا روغن، قبل از اضافه شدن به سیستم، دارای رطوبت باشند.

تاثیر رطوبت بر سیستم تبرید

• گرفتگی شیر انبساط به دلیل تشکیل یخ
• خوردگی در قسمت های فلزی
• آسیب زدن به عایق کمپرسور های نیمه بسته و بسته
• خراب شدن روغن ‏‏‏‏‏‏‏‏‏‏(تشکیل اسید)

توجه: فیلتر درایر، رطوبتی که بعد از هواگیری در سیستم باقی می ماند یا رطوبتی که بعدا به سیستم وارد می شود را جذب می کند.

خشک کن – خلاصه

• نوع خشک کن به نوع روغن و نوع مبرد استفاده شده در سیستم تبرید وابسته است.
• در صورت استفاده از روغن معدنی، فیلتر باید دارای قابلیت بالا در جذب مواد قطبی و دارای آلومینای فعال باشد.
• در صورت استفاده از روغن های پلی استر ‏‏‏‏‏‏‏‏‏(POE) و پلی آلکیلن گلیکول ‏‏‏‏‏‏‏‏‏(PAG)، فیلتر درایری باید انتخاب شود که قابلیت بالایی در جذب رطوبت داشته باشد.

انتخاب فیلتر درایر

در انتخاب فیلتر درایر، پارامتر های زیر باید در نظر گرفته شوند.

• جذب رطوبت ‏‏‏‏‏‏‏‏‏(به منظور کاهش احتمال بروز واکنش شیمیایی)
• سرعت جذب
• فیلتر ناخالصی ها ‏‏‏‏‏‏‏‏‏(به منظور حفظ ظرفیت و بازده سیستم تبرید)
• جذب اسید های ارگانیک و غیر ارگانیک
• قابلیت اطمینان، ایمن و سازگار با مبرد و روغن استفاده شده در سیستم تبرید.

شیشه بازدید ‏‏‏‏‏‏‏‏(سایت گلاس)

• به کمک سایت گلاس وجود یا فقدان مبرد نشان داده می شود. همچنین به کمک سایت گلاس میزان رطوبت موجود در مبرد تشخیص داده می شود.
• سایت گلاس معمولا بعد از فیلتر درایر نصب می شود.
• به کمک رنگ روی سایت گلاس، میزان رطوبت مشخص می شود.

• • سبز: میزان رطوبت سیستم، در سطح خطرناکی نیست.
  • زرد: میزان رطوبت سیستم در خط مایع قبل از شیر انبساط، خیلی زیاد است.

• در صورت مشاهده حباب در سایت گلاس، یک یا چند تا از موارد زیر اتفاق افتاده است.

1. افت فشار ایجاد شده در فیلتر درایر زیاد است. گرفتگی فیلتر درایر می تواند دلیل افت فشار زیاد آن باشد.
2. میزان مادون سرد شدن ‏‏‏‏‏‏‏‏(sub cooling) مبرد کم است.
3. میزان مبرد در سیستم تبرید کم است.

توجه: اگر از طریق سایت گلاس مشخص شود که میزان رطوبت زیاد است ‏‏‏‏‏‏‏(رنگ زرد) یا در سایت گلاس، حباب مشاهده شود، فیلتر درایر باید تعویض شود.

نصب فیلتر درایر

• فیلتر درایر باید به گونه ای نصب شود تا جهت جریان و جهت فلش روی فیلتر درایر، هم سو و هم جهت باشند.
• فیلتر درایر می تواند در هر جهتی باشد اما موارد زیر باید به خاطر سپرده شوند.

• • نصب عمودی با جریان رو به پایین به معنای تخلیه سریع است.
  • در حالت نصب عمودی با جریان رو به بالا، تخلیه آهسته تر اتفاق می افتد، زیرا مبرد باید خارج ار فیلتر درایر تبخیر شود.
  • مرکز فیلتر باید به صورت محکم در محل فیلتر قرار گیرد.
  • بررسی این که آیا لوله می تواند از فیلتر درایر پشتیبانی کند و در برابر ارتعاش مقاومت داشته باشد، مهم است. اگر لوله دارای این قابلیت ها نباشد، فیلتر درایر باید به کمک پایه، بست یا چیزهایی مشابه به آن ها به گونه نصب شود که تحت حمایت قسمتی ثابت از بدنه سیستم قرار گیرد.
  • فیلتر درایر تا قبل از نصب نباید از جعبه خارج شده باشد. با نگه داشتن فیلتر درایر در جعبه تا قبل از نصب، راحت تر می توان از آن در برابر آسیب دیدگی های احتمالی حفاظت کرد.
  • در فیلتر ها و قوطی ها نباید خلاء یا فشار بیش از حد وجود داشته باشد.
  • مهره های پلاستیکی می توانند تضمین کنند که مواد خشک کنن ‏‏‏‏‏‏(Desiccant) کاملا تازه هستند.

تعوض فیلتر درایر

فیلتر درایر باید در شرایط زیر تعویض شود.

1) از طریق سایت گلاس مشخص شود که میزان رطوبت زیاد است. ‏‏‏‏‏(رنگ زرد)

2)‌ افت فشار ایجاد شده توسط فیلتر درایر در شرایط عادی، زیاد باشد. ‏‏‏‏(در سایت گلاس حباب دیده شود.)

3) هرگاه یکی از اجزای اصلی سیستم تبرید ‏‏‏‏(مثلا کمپرسور) تعوض شده باشد.

4) هرگاه به هر دلیلی سیستم تبرید باز شود. ‏‏‏(مثلا تعویض شیر انبساط)