بیلدینگ پلاس
بیلدینگ پلاس

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 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.

خرید محصول از بیلدینگ پلاس

در این نوشتار تمرکز بر روی بررسی چیلر اسکرو قرار گرفته است.

نمونه ای از چیلر اسکرو

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.

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.

نمایی کلی از چیلر با کمپرسور اسکرو

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو

چیلر اسکرو چیست

در صنعت تهویه مطبوع، با پیشرفت تکنولوژی نسل جدیدی از چیلر های تراکمی که در آن سیال با کمک کمپرسور اسکرو متراکم می شود، ساخته شده است. در کمپرسور اسکرو، فرآیند تراکم توسط روتور انجام می پذیرد. بنابراین، به دلیل استفاده از کمپرسور اسکرو ( کمپرسور مارپیچی ) در سیکل تبرید چیلر ها ، به نام چیلر اسکرو شناخته می شود. چیلر تراکمی اسکرو نسبت به سایر انواع چیلر دارای مزیت بیشتری می باشد. یکی از مهمترین مزیت های چیلر اسکرو ، قرار گرفتن تحت بار تدریجی متناسب با میزان سرمایش یا برودت است. این مزیت کمک به بهینه سازی مصرف برق چیلر اسکرو و کاهش استهلاک دستگاه می کند. البته در مقایسه با سایر انواع چیلر دارای قیمت بالاتری می باشد. چیلر اسکرو ، معمولا در ظرفیت هایی بین ۲۵ تا ۴۵۰ تن تبرید ساخته می شود. در صورت نیاز به ظرفیت های بالاتر چیلر اسکرو می تواند تا ظرفیت ۸۰۰ تن تبرید نیز ساخته شود.

اغلب در کمپرسور اسکرو ، دو محور مارپیچی شکل وجود دارد، که در محوری ثابت در مقابل یکدیگر قرار می گیرند. چرخش روتورها سبب می شود، گاز با کاهش حجم مستقیم بین دو روتور متراکم گردد. کمپرسور اسکرو به فرم کمپرسور آب بندی شده نیمه بسته ( Semi – Hermetically Sealed Compressors ) موجود بوده و می تواند با هر دو سیستم استاندارد جهانی IEEE و AIEE در محدوده ولتاژ ۴۰ تا ۱۰۰۰ اسب بخار کار کند. از طرفی، در برخی موارد می توان از کمپرسور اسکرو تک مارپیچ نیز استفاده کرد. در کمپرسور تک مارپیچ، حرکت سیال در سرتاسر دو چرخ ستاره ای، جهت ایجاد تراکم با تکیه بر چرخش یک محور مارپیچ صورت می پذیرد.

برش عرضی از نمای داخلی چیلر اسکرو

برش عرضی کمپرسور مارپیچی در چیلر اسکرو

عملکرد  کمپرسور چیلر اسکرو

کمپرسور چیلر اسکرو ، از دو شبکه مارپیچی ستاره ای که تحت عنوان روتور شناخته می شود، برای متراکم کردن سیال مبرد استفاده می کند. در یک کمپرسور اسکرو دوار خشک ، حفظ هماهنگی دقیق بین روتور های نر و ماده توسط چرخ دنده های مخصوص مشابه تسمه تایم انجام می پذیرد. در یک کمپرسور اسکرو سیلابی ، روغن روانکاوی در فضای بین روتورها اتصال برقرار می کند، فضای روغن بوجود آمده، آب بندی هیدرولیکی و انتقال انرژی مکانیکی بین هر دو روتور محرک و روتور اصلی را فراهم می کند. گاز از بخش مکش وارد شده و در سرتاسر شیارها همراه با چرخش مارپیچ ها ، به حرکت در می آید. شبکه روتورها به گاز در سرتاسر کمپرسور نیرو وارد می کند و در نهایت گاز از بخش انتهایی مارپیچ ها خارج می شود. به عبارت دیگر، فرآیند فشرده سازی سیال مبرد توسط چرخش دو روتور دوار انجام می پذیرد. در کمپرسور چیلر اسکرو ، کاهش روغن می تواند به برخی قطعات و یاتاقان ها آسیب برساند. بنابراین، کنترل فشار روغن و مقدار آن در چیلر اسکرو طی دوره زمانی منظم حایز اهمیت است.

تاثیر پذیری مکانیسم در کمپرسور چیلر اسکرو به اتصال دقیق بین روتور های ستاره ای و بین روتورها و محفظه برای آب بندی حفره های فشاری، وابسته می باشد. با این وجود، مقداری نشتی اجتناب ناپذیر بوده و سرعت های با چرخش بالا جهت به حداقل رساندن  نسبت نرخ جریان نشتی بر نرخ جریان موثر، مورد استفاده قرار می گیرد.

در مقایسه به روتورهای دمنده ، کمپرسور چیلر اسکرو با پروفایل های متفاوتی بر روی دو روتور ساخته شده است. لبه های روتور نر به فرم محدب بوده که با بخش مقعر روتور ماده درگیر می باشد. معمولا، تعداد لبه ها در روتور نر کمتر از روتور ماده می باشد. بنابراین، تعدا لبه های کمتر عاملی جهت چرخش سریعتر روتور نر می گردد. در حقیقت، کمپرسور چیلر اسکرو ، پروفایل های حفره های روتور متقارن است. اما مدل های پیشرفته از روتورهای نامتقارن با حفظ طراحی اولیه استفاده می کنند.

اجزا و مراحل سیکل تبرید چیلر مارپیچي

سیکل تبرید تراکمی چیلر اسکرو

سیکل  چیلر تراکمی اسکرو

شماتیک دیاگرام چیلر اسکرو 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 اتقال حرارت در سیکل تراکمی، هدف اصلی 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 مورد 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 مارپیچی

اجزای چیلر اسکرو

اجزای اصلی چیلر اسکرو

اکثر اجزای تشکیل دهنده چیلر اسکرو 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.

معرفی اجزای تشکیل دهنده کمپرسور چیلر اسکرو

اجزای تشکیل دهنده کمپرسور اسکرو

کمپرسور چیلر اسکرو

کمپرسور اسکرو ( کمپرسور مارپیچی ) در محدوده گسترده ای از چیلر های تراکمی در ابعاد متوسط به صورت تک مارپیچ یا چند مارپیچ جهت دست یابی به ظرفیت بین ۷۰ تا ۵۰۰ تن مورد استفاده قرار می گیرد. با چرخش روتور مارپیچی، گاز مکش متراکم می شود. کمپرسور چیلر اسکرو برای به انجام رساندن فرآیند تراکم دارای یک یا چند روتور می باشد. مشابه کمپرسور های اسکرال، کمپرسور اسکرو به دلیل دارا بودن قطعاتی با کمترین حرکت دارای مزیت قابل قبولی نسبت به کمپرسور رفت برگشتی است. کمپرسور چیلر اسکرو همانند کمپرسور اسکرال و کمپرسور رفت و برگشتی از نوع جابه جایی مثبت می باشد، بدین معنی که کمپرسور اسکرو میزان ثابتی از گاز را در یک محفظه تراکم، فشرده یا متراکم می کند. کمپرسور چیلر اسکرو به دلیل قابلیت اعتماد زیاد و بازدهی خوب به خصوص در بارگذاری جزئی ، دارای محبوبیت بسیار زیادی می باشد. طراحی های متفاوتی از کمپرسور اسکرو با ویژگی های تک روتور یا چند روتور موجود می باشد. کمپرسور چیلر اسکرو توسط مکانیسم شیر یکطرفه یا شیر سولونوئید که میزان حجم گاز در حای تراکم را تغییر می دهد، تخلیه می شود. بدین ترتیب، ظرفیت کاهش می یابد.

کندانسور آب خنک چیلر اسکرو

کندانسور آب خنک در چیلر تراکمی اسکرو

انواع کندانسور در چیلر تراکمی اسکرو

در چیلر اسکرو ، کندانسور پس از کمپرسور و قبل از شیر انبساط حرارتی قرار داده می شود. هدف اصلی از قرار دادن کمپرسور 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.

در سیستم کندانسور آب خنک، آب کندانس مرتبا بین برج خنک کننده و کندانسور چیلر اسکرو 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 اتفاق می افتد. 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 اسکرو

کندانسور هوا خنک در چیلر اسکرو

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 اسکرو

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 تراکمی 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 اسکرو

کاربرد اواپراتور در چیلر اسکرو

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 اسکرو از نوع پوسته و لوله می ­باشد.

تابلو برق سه فاز چیلر اسکرو

نمونه ای از تابلو برق چیلر تراکمی اسکرو

تابلو برق چیلر تراکمی اسکرو

تابلو برق می تواند، به طور مستقیم برروی چیلر اسکرو 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 می باشد. تابلو برق شامل، استارتر، قطع کننده مدار، کنترل کننده سرعت و تجهیزات نمایش برق می باشد.

تابلو کنترل چیلر اسکرو

تابلو کنترل چیلر اسکرو

سیستم کنترل چیلر اسکرو

در برخی از چیلر های تراکمی، از تابلو کنترل برای کنترل عملکرد اجزای مختلف چیلر استفاده می شود. سیستم کنترل چیلر اسکرو ، 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 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 اسکرو

مهمترین مزایای چیلر تراکمی اسکرو شامل:

  • چیلر اسکرو 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.
  • در صورت خرابی، به دلیل تعداد کم قطعات لغزنده، به راحتی قابل تعمیر بوده و هزینه تعمیر چیلر اسکرو پایین می باشد.
  • جریان گاز در چیلر تراکمی اسکرو به صورت آرام و پیوسته است.
  • از نقطه نظر بعد و اندازه، چیلر اسکرو نسبت به سایر چیلر های تراکمی کوچکتر بوده و دارای وزن کمتری می باشد.
  • در صورت برگشت مایع کمپرسور آسیب نخواهد دید.
  • چیلر های اسکرو دارای بازده حجمی بالایی هستند.
  • راندمان چیلر اسکرو، در هر دو حالت بار کامل و بار جزیی بالا است. در حالیکه راندمان چیلر سانتریفیوژ فقط در حالت تمام بار زیاد می باشد.

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

در ادامه شماتیک عملکرد کمپرسور اسکرو نمایش داده می شود:

 

برداشت و ترجمه ازCoolingtechnology , Coolingindia.incarrier

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

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

Review: 4.5 - "چیلر اسکرو ( چیلر مارپیچی )" by , written on اسفند ۱۲, ۱۳۹۶

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

مقالات مرتبط

انواع چیلر تراکمی

انواع چیلر تراکمی

پیش از این در مطلبی با عنوان چیلر و معرفی انواع آن ، عملکرد چیلر را معرفی نموده و توضیحاتی در مورد دو ن ...

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 ...

اواپراتور چیلر تراکمی و انواع مختلف آن

اواپراتور چیلر تراکمی و معرفی انواع آن

در این مقاله به معرفی یکی از اجزای چیلر تراکمی به نام اواپراتور چیلر (تبخیر کننده) پرداخته و کاربرد آن ...

ایده آل تهویهایده آل تهویه

دیدگاه ها

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

*
*



خرید محصول از بیلدینگ پلاس