بیلدینگ پلاس
بیلدینگ پلاس

چیلر اسکرال

پیش از این در مطلبی با عنوان چیلر و معرفی انواع آن ، عملکرد چیلر تراکمی و انواع چیلر تراکمی شامل چیلر رفت و برگشتی ، چیلر اسکرو ، چیلر اسکرال و چیلر سانتریفیوژ معرفی شدند و همچنین توضیحات مختصری در مورد دو نوع چیلر تراکمی و چیلر جذبی که تفاوت آنها در نوع چرخه سرمایش و عملکرد سیستم ها و تجهیزات می باشد، ارائه گردیده است. در این نوشتار اختصاصا به چیلر اسکرال پرداخته و اجزا و عملکرد آن بررسی می گردد.

خرید محصول از بیلدینگ پلاس

انواع چیلر تراکمی

چیلر تراکمی با استفاده از چرخش سیال مبرد در داخل سیستم، حرارت را از محیط جذب می نماید، بنابراین این عملکرد، کمک به سرد شدن محیط مورد نظر می کند. همان گونه که از نام چیلرهای تراکمی می توان برشمرد، اساس کار این چیلرها مطابق با تراکم سیال حامل انرژی است. این تراکم توسط کمپرسور، با ایجاد اختلاف فشار در دو سمت جریان سیال حاصل می شود. سپس حرارت جذب شده به مبرد در مکانی دیگر، از مبرد حذف می گردد. چیلرهای تراکمی براساس نوع کمپرسور مورد استفاده جهت فشرده سازی مبرد به چهار دسته تقسیم می شوند.

نمایی کلی از چیلر اسکرال

چیلر تراکمی را می توان، بر اساس نحوه سرد کردن ماده مبرد به دو نوع چیلر هوا خنک ( کنداسور هوایی ) و چیلر آب خنک ( کنداسور آبی ) تقسیم بندی کرد. در چیلر تراکمی آب خنک عمل کندانس تجهیزاتی با عنوان برج خنک کن و در چیلر تراکمی هوا خنک از کندانسور هوایی برای خنک سازی ماده مبرد استفاده می گردد.

عملکرد و راندمان یک چیلر تراکمی علاوه بر اینکه به کیفیت اجزای اصلی چیلر مانند کمپرسور وابستگی زیادی دارد ، نحوه طراحی و ساخت چیلر بخصوص ساخت کندانسور آب خنک و ساخت اواپراتور چیلر حتی سازه آن نیز در بهبود عملکرد سرمایشی چیلر تاثیر به سزایی می گذارد. همچنین استفاده از متریال های مناسب در ساخت چیلر و اجزای آن نیز در کیفیت نهایی چیلر تعیین کننده است.

چیلر اسکرال سبز رنگ با کمپرسور اسکرال

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرال

چیلر اسکرال چیست

چیلر اسکرال ، نسل جدید سیستم سرمایش در صنعت تهویه مطبوع می­ باشد. فرآیند سرمایش در چیلر اسکرال نیز مانند سایر انواع چیلر تراکمی بر اساس سیکل تبرید تراکمی انجام می پذیرد. به دلیل استفاده از کمپرسور اسکرال در سیکل تبرید چیلرها ، تحت عنوان چیلر اسکرال نامیده می شود. در این نوع از تجهیزات سرمایشی تراکمی کمپرسور اسکرال جایگزین کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی شده است. به همین دلیل به نام چیلر اسکرال یا چیلر حلزونی شناخته می­ شود. کمپرسور اسکرال عموما از دو حلزون غیر هم محور که یکی ثابت و دیگری متحرک بوده و در داخل یکدیگر قرار می گیرند، تشکیل شده است. در کمپرسور اسکرال ، فرآیند تراکم و فشرده سازی سیال مبرد توسط حرکت حلزون متحرک انجام می پذیرد. به عبارت دیگر، گاز مبرد با قرار گرفتن در بین این دو بخش حلزونی متراکم و فشرده می شود. بنابراین، بدین صورت می توان فشار مورد نیاز در خروجی را تامین کرد.

دو ناحیه حلزونی ثابت و متحرک در چیلر اسکرال با کمپرسور اسکرال

نواحی حلزونی ثابت و متحرک در چیلر اسکرال

چیلر اسکرال دارای مزیت هایی نسبت به سایر انواع دیگر چیلر تراکمی می باشد. یکی از مهمترین مزایای چیلر اسکرال عملکرد آرام، بدون صدا و لرزش آن است. زیرا تعداد قطعات مورد استفاده متحرک و اصطکاکی در آن نسبت به انواع دیگر چیلر ها کمتر بوده و این مزیت کمک به بهبود و افزایش طول عمر مفید چیلر اسکرال می کند. در نسبت های تراکم ثابت و از پیش مشخص شده در حالت کم بار، راندمان چیلر اسکرال در مقایسه با سایر انواع چیلر بالاتر می باشد. بر اساس مزایای برشمرده شده، می توان اینگونه نتیجه گرفت، چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرال دارای هزینه تعمیر و نگهداری کمتری بوده و نگهداری از آن راحت تر و مقرون به صرفه تر می باشد. نکته قابل توجه در ارتباط با حایز اهمیت بودن راندمان کم بار کمپرسورها نسبت به حالت تمام بار این می باشد که تعداد زیادی از کمپرسور ها ،اکثر طول عمر مفید خود را در حالت کم بار کار می کنند. البته با وجود تکنولوژی موتور محرک با دور متغیر جهت چرخش کمپرسور ، کمپرسور با تمام توان خود کار نکرده و متناسب با بار برودتی مورد نیاز، میزان توان کمپرسور کم یا زیاد شده و این امر تاثیر به سزایی بر کاهش مصرف برق دارد.

مقطع عرضی کمپرسور چیلر اسکرال

برش عرضی کمپرسور اسکرال

عملکرد  کمپرسور چیلر اسکرال

کمپرسور چیلر اسکرال از دو قطعه حلزونی شکل که یکی ثابت و دیگری متحرک بوده و به موتور محرکه دور متغیر اینورتر متصل می شود، تشکیل شده است. فرآیند فشرده سازی مبرد با چرخش حلزون متحرک حول قطعه حلزونی شکل ثابت انجام می پذیرد. با چرخش حلزون متحرک، مبرد به سمت مرکز حرکت می کند و به تدریج متراکم می شود. در سیستم های تهویه مطبوع تجاری و خانگی با ظرفیت کم تا متوسط (۳ تا ۱۲۰ کیلو وات) نظیر چیلر، مینی چیلر، پمپ گرمایشی و نظایر آن کمپرسورهای اسکرال کاربرد گسترده ای دارند. در صورت نیاز به استفاده از کمپرسور اسکرال در بخش سرمایش در ظرفیت های بالا، می توان به صورت ترکیبی مورد استفاده قرار گیرد. از مهمترین مزایای چیلر اسکرال می توان به کارکرد بی صدا و بسیار آرام آن اشاره کرد. به دلیل وجود قطعات لغزنده کمتر در مقایسه با سایر انواع چیلر تراکمی بدون لرزش بوده و بنابراین نگهداری و تعمیر چیلر اسکرال به مراتب آسان تر می باشد. در نتیجه هزینه نگهداری و تعمیر چیلر اسکرال کاهش یافته و از بعد اقتصادی مقرون به صرفه می باشد.

عملکرد کمپرسور اسکرال به گونه ای است که در ابتدا گاز مبرد متراکم شده و از طریق لوله ­کشی وارد کندانسور می گردد. مایع پس از عبور از کندانسور، وارد شیر انبساط شده و در شیر انبساط شاهد کاهش فشار مبرد خواهیم بود. در نتیجه، تمایل زیادی جهت تبدیل شدن به بخار دارد. سپس، مایع به اواپراتور فرستاده می­ شود. در این مرحله، با گرفتن حرارت محیط اطراف کویل، به شکل گاز درآمده و در نهایت به کمپرسور وارد می­ گردد. این سیکل تبرید تراکمی تکرار می شود.  (کندانسور و اواپراتور به فرم  کویل های مارپیچی می­ باشند.)

 

اجزا و مراحل سیکل تبرید چیلر اسکرال

سیکل تبرید تراکمی چیلر اسکرال

سیکل  چیلر تراکمی اسکرال

شماتیک دیاگرام چیلر اسکرال بر اساس سیکل تبرید تراکمی بخار نشان داده شده است. مبرد توسط گرفتن حرارت از سیال آب سرد در اواپراتور چیلر ،به بخار تبدیل شده و درنتیجه این انتقال حرارت در سیکل تراکمی، هدف به نتیجه خواهد رسید. سیال مبرد به صورت بخار از اواپراتور چیلر خارج می شود و در سمت دیگر آب سرد تولید می گردد. بنابراین، در فشار ثابت حرارت خروجی از آب سرد به مبرد اضافه می شود. مشابه طراحی حالت پوسته و لوله در اواپراتور چیلر، با ایجاد دیواره ای صلب بین سیال مبرد و  آب سرد، از اختلاط سیال مبرد و آب سرد جلوگیری می شود. مبرد در فاز بخار از اواپراتور خارج شده و سپس در فشار و درجه حرارت بالا در کمپرسور چیلر متراکم می شود. کمپرسور جهت کار نیاز به انرژی ورودی داشته و بنابراین انرژی الکتریکی برای کار کمپرسور تامین می گردد. بخار مبرد حرارت را به سیال سرد یا هوای محیط انتقال می دهد. مبرد چگالش یافته یا مایع خروجی از کندانسور چیلر در شیر انبساطی با کاهش دما و فشار تا میزان فاز بخار منبسط می شود. در این موقعیت سیکل مجددا تکرار خواهد شد.

موقعیت برخی از اجزای اصلی چیلر اسکرال

اجزای چیلر اسکرال

اجزای اصلی چیلر اسکرال

اکثر اجزای تشکیل دهنده چیلر اسکرال مشابه انواع دیگر چیلر های تراکمی می باشد. اجزای اصلی عبارتند از؛ کمپرسور، کندانسور ، شیر انبساط ، اواپراتور چیلر ، تابلو برق ، سیستم کنترلی و محفظه آب.

برش عرضی از مقطع کمپرسور اسکرال

اجزای تشکیل دهنده کمپرسور اسکرال

کمپرسور چیلر اسکرال

کمپرسور اسکرال تحت عنوان کمپرسور حلزونی، پمپ اسکرال و یا پمپ خلا اسکرال شناخته می شود. کمپرسور اسکرال به کار رفته در فرآیند سرمایش، جهت فشرده سازی سیال مبرد مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند تراکم در کمپرسور اسکرال منحصر به فرد می باشد. کمپرسور اسکرال ، از دو قطعه حلزونی ثابت و متحرک کوپل شده با یکدیگر تشکیل شده است. با چرخش قطعه حلزونی متحرک حول قطعه حلزونی ثابت سیال مبرد به داخل فضای بین دو قطعه حلزونی مکیده می شود. بر اساس نوع حرکت و چرخش قطعات حلزونی شکل، در فشار متوسط سیال مبرد در فاز گاز، در داخل ناحیه حد فاصل دو قطعه حلزونی شروع به متراکم شدن می کند. در چرخش نهایی گاز مکیده شده به فشار تخلیه می رسد و از سمت بخش تخلیه، از کمپرسور خارج می گردد.

کمپرسور اسکرال به عنوان جایگزین معمول کمپرسور رفت و برگشتی پدیدار گشته و در ساختاری بسته در ظرفیت هایی تا بیش از ۲۵ تن برای چیلر هوا خنک در دسترس می باشد. در مقایسه با کمپرسور رفت و برگشتی، به طور همزمان چندین کمپرسور اسکرال جهت افزایش و بهبود میزان ظرفیت نهایی چیلر در طراحی یک دستگاه چیلر مورد استفاده قرار می گیرد. کارایی کمپرسور اسکرال تا میزان ۱۰ الی ۱۵ درصد نسبت به کمپرسور رفت و برگشتی بیشتر می باشد. در درجه اول به دلیل استفاده از قطعات متحرک کمتر تا میزان تقریبی ۶۰ درصد کمتر ، میزان قابلیت اطمینان آن به اثبات رسیده است. کمپرسور اسکرال و کمپرسور رفت و برگشتی به صورت تکی و یا چندگانه جهت تولید ظرفیت سرمایشی تقریبی ۱۰ تا ۴۰۰ تن در چیلر هوا خنک مورد استفاده قرار می گیرد.

کندانسور آب خنک چیلر اسکرال

کندانسور آب خنک در چیلر تراکمی اسکرال

انواع کندانسور در چیلر تراکمی اسکرال

در چیلر اسکرال ، کندانسور پس از کمپرسور و قبل از شیر انبساط حرارتی قرار داده می شود. هدف اصلی از قرار دادن کندانسور در این چرخه، زدودن حرارت از مبردی است که وارد اواپراتور می گردد. اکثر کندانسورها، به دو صورت خنک شونده با هوا که به کندانسور هوا خنک معروف است و یا خنک شونده با آب که به آن کندانسور آب خنک می گویند، طبقه بندی می شوند.

در سیستم کندانسور آب خنک ، آب کندانس مرتبا بین برج خنک کننده و کندانسور چیلر اسکرال به چرخش در می آید. انتقال حرارت بین آب خنک شده در برج خنک کن و مبرد گرم شده خروجی از کمپرسور که به کندانسور وارد می شود انجام می شود. آب کندانس از بالای برج خنک کن وارد شده و با انتقال دمای خود به هوای جریانی در برج از بخش پایینی برج خنک کن خارج می گردد. مایع مبرد و آب کندانس نبایستی تحت هیج شرایطی با یکدیگر مخلوط شوند. آب کندانس در داخل لوله و مبرد بر روی دیواره بیرونی کندانسور جریان دارد. برای کاهش هزینه در تهیه کندانسور آب خنک از مبدل دو لوله ای یا مبدل پوسته و کویل استفاده شده و  مبدل پوسته و لوله ای برای متراکم تر و کم حجم تر کردن کندانسور کاربرد دارد. چیلر تراکمی با کندانسور خنک شونده با آب، چیلر تراکمی آب خنک نیز گفته می شود.

کندانسور هوایی چیلر تراکمی اسکرال

کندانسور هوا خنک در چیلر اسکرال

طراحی و عملکرد کندانسور چیلر هوا خنک با چیلر آب خنک متفاوت است. تفاوت عمده آنها، عدم استفاده از برج خنک کننده در کندانسور هوا خنک می باشد. اما هوا در عرض لوله های حامل ماده مبرد در کندانسور هوا خنک در جریان است، از طرفی استفاده از کندانسور های هوا خنک نیز به اندازه کندانسور آب خنک پوسته و لوله ­ای متداول است. چیلر تراکمی با کندانسور هوا خنک، چیلر تراکمی هوا خنک نیز نامیده می شود.

شیر فشارشکن در چیلر اسکرال

نمونه ای از شیر فشار شکن

شیر انبساط حرارتی

شیر انبساط حرارتی ما بین اواپراتور و کندانسور قرار داده می شود. در شیر انبساط حرارتی، با منبسط کردن مبرد، فشار مبرد کاهش و حجم آن افزایش می یابد. این حالت، سبب جلوگیری از انتقال حرارت پیش بینی نشده از مبرد به اواپراتور می گردد. به عبارت دیگر، در شیر انبساط حرارتی، مقدار جریان و فشار مبرد از کندانسور به اواپراتور به ­گونه ­ای تنظیم می­ گردد که مبرد مکیده شده توسط کمپرسور، در حالت گازی باقی بماند و به­ شکل مایع وارد کمپرسور نشود. از طرفی از تبخیر بیش از حد مبرد نیز جلوگیری می­ کند. زیرا این امر سبب کاهش ظرفیت چیلر اسکرال می گردد. انواع متفاوتی از شیر انبساط وجود دارد که شیر انبساط حرارتی، شیر انبساط الکتریکی و شیر انبساط روزنه ثابت پر کاربردتر می باشد.

کاربرد اواپراتور در سیکل تبرید تراکمی

نمونه ای از اواپراتور چیلر اسکرال

کاربرد اواپراتور در چیلر اسکرال

محل قرار گیری اواپراتور، بین شیر انبساط و کمپرسور بوده و هدف از جایگذاری اواپراتور در سیستم، دریافت حرارت سیال حامل انرژی در سیستم و انتقال این حرارت به مبرد می باشد. به عبارت دیگر، ماده مبرد در حین عبور از درون لوله­ ها، توسط جذب حرارت آب اطراف لوله­ ها تبخیر می­ شود. سپس، ماده مبرد به کندانسور انتقال یافته و در آنجا حرارت موجود در مبرد، حذف می گردد.  به­ طور همزمان آبی که حرارت خود را از دست داده است، به شدت سرد می ­شود. آب سرد شده جهت مصارف مورد نیاز دیگر پمپاژ می­ شود. اواپراتور مورد استفاده در چیلر اسکرال از نوع پوسته و لوله می ­باشد.

تابلو برق سه فاز چیلر اسکرال

نمونه ای از تابلو برق چیلر تراکمی اسکرال

تابلو برق چیلر تراکمی اسکرال

تابلو برق می تواند، به طور مستقیم برروی چیلر اسکرال نصب شود،  و یا به صورت جداگانه بر روی دیوار اتاق سیستم توسط کابل برق نصب و راه اندازی گردد. هدف از نصب و جایگذاری تابلو برق، کنترل جریان برق در چیلر اسکرال می باشد. تابلو برق شامل، استارتر، قطع کننده مدار، کنترل کننده سرعت و تجهیزات نمایش برق می باشد.

تابلو کنترل چیلر اسکرال

تابلو کنترل چیلر اسکرال

سیستم کنترل چیلر اسکرال

در برخی از چیلر های تراکمی، از تابلو کنترل برای کنترل عملکرد اجزای مختلف چیلر استفاده می شود. سیستم کنترل چیلر اسکرال ، با دریافت اطلاعات از بخش های مختلف چیلر و تطبیق عملکرد آنها با تنظیمات داده شده از طرف اپراتور، خروجی چیلر را کنترل و تنظیم می نماید. در صورت بروز مشکلات در عملکرد هر یک از اجزا، تابلو کنترل چیلر به اپراتور هشدار لازم را منتقل نموده، تا از بوجود آمدن خسارات جبران ناپذیر به سیستم جلوگیری شود.

مزایا و معایب چیلر اسکرال

مهمترین مزایای چیلر تراکمی اسکرال شامل:

  • چیلر اسکرال در مقایسه با سایر انواع چیلر دارای صدا و ارتعاش کمتری می باشد.
  • دارای عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالاتری نسبت به دیگر انواع چیلر می باشد. زیرا از تکنولوژی پیشرفته سیستم حفاظت الکترونیکی داخلی برای موتور و سیستم حفاظت داخلی در مقابل دمای بیش از حد ورودی در آن استفاده شده است.
  • در صورت خرابی، به دلیل تعداد کم قطعات لغزنده، به راحتی قابل تعمیر بوده و هزینه تعمیر چیلر اسکرال پایین می باشد.
  • راندمان چیلر اسکرال، در حالت بار جزیی بالا است.
  • چیلر اسکرال با بازدهی بالا می تواند هزینه های عملیاتی را تا حدود زیادی کاهش دهد.
  • چیلر اسکرال در مقابل بازگشت مایع به دلیل روش خاص تراکم و عدم استفاده از valve plate مقاوم می باشد.
  • ضریب عملکرد چیلر اسکرال در مقایسه با سایر انواع چیلر به مقدار قابل ملاحظه ای بیشتر می باشد.

قیمت بالای چیلر اسکرال در مقایسه با سایر انواع چیلر تراکمی ، از مهمترین معایب این دسته از چیلر ها می توان برشمرد.

برداشت و ترجمه ازJohnsoncontrols , Daikinapplied , carrier

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است”

Review: 5 - "چیلر اسکرال" by , written on فروردین ۱۵, ۱۳۹۷

پیش از این در مطلبی با عنوان چیلر و معرفی انواع آن ، عملکرد چیلر […]

مقالات مرتبط

چیلر رفت و برگشتی با کمپرسور سیلندر پیستونی

چیلر رفت و برگشتی ( چیلر ضربه ای )

پیش از این عملکرد چیلر تراکمی بررسی و انواع چیلر تراکمی شامل چیلر رفت و برگشتی ، چیلر اسکرو ، چیلر اسکر ...

چیلر اسکرو با کمپرسور اسکرو

چیلر اسکرو ( چیلر مارپیچی )

پیش از این در مطلبی با عنوان چیلر و معرفی انواع آن ، عملکرد چیلر معرفی شده است و همچنین توضیحات مختصری ...

نمای کلی از چیلر تراکمی آب خنک

چیلر آب خنک ( چیلر آبی )

در این نوشته به معرفی چیلر آب خنک پرداخته شده است. در ادامه ، سیکل تبرید و کندانسور چیلر آبی مورد بررسی ...

چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک ( چیلر هوایی )

در این نوشته به معرفی چیلر هوا خنک پرداخته شده است. در ادامه ، سیکل تبرید و کندانسور چیلر هوایی مورد بر ...

ایده آل تهویهایده آل تهویه

دیدگاه ها

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*
*



خرید محصول از بیلدینگ پلاس