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 نوع چیلر تراکمی و چیلر جذبی که تفاوت آنها در نوع چرخه سرمایش و عملکرد سیستم ها و تجهیزات ارائه شد. در این نوشتار تمرکز بر روی عملکرد چیلر تراکمی و معرفی انواع چیلر تراکمی می باشد.

تعمیر چیلر تراکمی و جذبی

مقایسه

4.00 out of 5

سرویس چیلر تراکمی ( راه اندازی چیلر )

مقایسه

4.80 out of 5

طراحی و ساخت چیلر رفت و برگشتی

مقایسه

4.67 out of 5

در ویدیو زیر انواع چیلر تراکمی معرفی و به طور کامل بررسی شده است.

 چیلر تراکمی چیست

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 می باشد. 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 شود.

چیلر تراکمی طوسی رنگ

هر سیکل تراکمی دارای چهار بخش اصلی زیر می باشد:

• کمپرسور
• کندانسور
• شیر انبساط حرارتی
• اواپراتور

نقش هرکدام از اجزای بالا در ادامه شرح داده می شود.

فرآیند سیستم تبرید

در ابتدا سیال مبرد در شرایط ترمودینامیکی به صورت بخار اشباع وارد کمپرسور شده در کمپرسور تا فشار بالا متراکم می شود. براساس معادلات حالت ترمودینامیکی ، افزایش فشار سبب بالا رفتن دما می گردد ، در نتیجه با افزایش حرارت ، بخار متراکم شده به بخار فوق اشباع تبدیل می شود. در ادامه ، بخار فوق اشباع  خروجی از کمپرسور ،  وارد سیستم خنک کننده ( کندانسور ) شده و در کندانسور، دمای گاز فوق گرم به حالت معمولی باز می گردد. در کندانسور، گاز فوق گرم توسط آب شناور در کویل ها یا لوله ها یا هوای محیط خنک شده و به مایع تبدیل می شود. سیال اشباع سپس از شیر انبساط حرارتی می گذرد. در شیر انبساط حرارتی فشار و دما به صورت ناگهانی افت پیدا می کند ، مایع حاصل شده با عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور می­ شود که در فشار کمتری قرار دارد.

یک نمونه چیلر تراکمی هوا خنک

در اواپراتور، سیال مایع با دریافت حرارت به بخار تبدیل می­ شود ، در واقع این سیال گرمای نهان تبخیر خور را از مایع سرد کننده که برای خنک سازی محیط به کار می روذ می گیرد و آن را خنک می کند ، در نهایت ماده مبرد تبخیر شده، به کمپرسور منتقل می­ شود.

چرخه تبرید چیلر تراکمی

طرز کار چیلر تراکمی

عملکرد کمپرسور در چیلر تراکمی 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 ).

اجزای چیلر تراکمی

ساختمان چیلر تراکمی

اجزای اصلی چیلر تراکمی عبارتند از:

• کمپرسور متناسب با ظرفیت کلی چیلر
• کندانسور چیلر
• اواپراتور چیلر
• شیر انبساط حرارتی
• تابلو برق
• سیستم کنترلی چیلر
• محفظه آب

محل قرارگیری کمپرسور چیلر تراکمی

کمپرسور چیلر

کمپرسور چیلر اولین تجهیزی است که ماده مبرد به آن وارد می شود. کمپرسور چیلر اختلاف فشار مورد نیاز برای مبرد را ایجاد نموده و عامل اصلی حرکت مبرد در سیکل تبرید می باشد. کمپرسور های بکار رفته در چیلر تراکمی در انواع مختلف کمپرسور رفت و برگشتی ، کمپرسور اسکرو ، کمپرسور اسکرال و کمپرسور سانتریفیوژ ساخته می شود. هر یک از این کمپرسور های چیلر دارای کاربردها و مزایا و معایب خاص خود هستند.

کندانسور آب خنک در چیلر تراکمی

انواع کندانسور در چیلر تراکمی

در چیلر تراکمی ، کندانسور پس از کمپرسور و قبل از شیر انبساط حرارتی قرار داده می شود. هدف اصلی از قرار دادن کندانسور در این چرخه، گرفتن حرارت از مبردی است که وارد اواپراتور چیلر می شود . کندانسور های چیلر ، به دو صورت خنک شونده با هوا ( کندانسور هوا خنک ) و یا خنک شونده با آب ( کندانسور آب خنک ) شناخته می شود.

نمونه ای از شیر انبساط

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 شود. انواع متفاوتی از شیر انبساط وجود دارد که شیر انبساط حرارتی، شیر انبساط الکتریکی، و شیر انبساط روزنه ثابت پر کاربردتر می باشد.

نمونه ای از اواپراتور چیلر آب خنک

کاربرد اواپراتور در چیلر تراکمی

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 های تراکمی رفت و برگشتی از نوع پوسته و لوله می ­باشد.

نمونه ای از تابلو برق چیلر

تابلو برق چیلر تراکمی

تابلو برق می تواند، به طور مستقیم برروی چیلر تراکمی 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 تراکمی

سیستم کنترل

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

انواع چیلر تراکمی براساس نوع کمپرسور

چیلرهای تراکمی براساس نوع کمپرسور مورد استفاده جهت فشرده سازی مبرد به چهار دسته تقسیم می شوند.

کمپرسور رفت و برگشتی

چیلر تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی ( چیلر رفت و برگشتی )

در چیلر رفت و برگشتی ، کمپرسور سیلندر پیستونی یا ضربه ای با جابه­ جایی مثبت استفاده شده است. در این سیستم، مبرد در کمپرسور توسط سیستم سیلندر و پیستون تا فشار بالا متراکم می گردد. سپس بخار اشباع وارد کندانسور می­ شود. کمپرسور ضربه­ ای، بیشتر در سیستم های تهویه مطبوع ارزان قیمت تر پر کاربرد می­ باشد.

نمونه کمپرسور اسکرو

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو ( چیلر اسکرو )

یکی از نسل های جدید سیستم های سرمایش تراکمی چیلر اسکرو است. این تجهیزات سرمایشی تراکمی اسکرو  به ­دلیل استفاده از کمپرسورهای اسکرو یا مارپیچ به این نام شناخته می­ شود. یکی از خصوصیات مهم کمپرسور اسکرو نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی ، قابلیت کنترل ظرفیت و راندمان بالای آن می باشد.

همچنین جریان راه اندازی پایین، تعداد قطعات کمتر نیز از ویژگی های کمپرسور اسکرو می باشد.

کمپرسور اسکرال

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرال ( چیلر اسکرال )

همانطور که در بخش قبل اشاره شد، چیلر تراکمی اسکرال نیز  نسل جدید سیستم سرمایش در صنعت تهویه مطبوع می­ باشد 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 حلزونی شناخته می­ شود. کمپرسور اسکرال عموما از دو حلزون غیر هم محور تشکیل شده است (یکی ثابت و دیگری متحرک)

کمپرسور سانتریفیوژ

چیلر تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ ( چیلر سانتریفیوژ )

یکی دیگر از انواع چیلرهای تراکمی، چیلر سانتریفیوژ است. چیلر سانتریفیوژ بواسطه سیکل تبرید خاصی که دارد و نحوه عملکرد کمپرسورها در مقایسه با سایر چیلرهای تراکمی ضریب عملکرد و راندمان بالایی دارد. نحوه عملکرد کمپرسور سانتریفیوژ بر اساس نیروی گریز از مرکز می باشد

یکی از مهمترین مزایای این سیستم های تراکمی ، تامین بارهای سرمایشی زیاد با استفاده از یک دستگاه سرمایش است. از دیگر مزایای کمپرسور سانتریفیوژ سر و صدای بسیار کم، لرزش پائین، هزینه تعمیر چیلر و نگهداری پائین به دلیل تکنولوژی بالا و کنترل پذیری خطی می باشد.

انواع چیلر تراکمی براساس نوع کندانسور

چیلر تراکمی را بر اساس نوع کندانسور مورد استفاده در آنها جهت خنک سازی ماده مبرد می توان به دو دسته،   و چیلر هوا خنک دسته بندی کرد. دو ترم هوا خنک و آب خنک بیانگر این می باشد، که کندانسور چیلر به چه طریق حرارت را از مبرد می زداید.

چیلر هوا خنک

چیلر تراکمی هوا خنک

انواع چیلر تراکمی در فرآیندهای تصفیه هوا و عملیات سردسازی پرکاربرد می باشد. چیلر هوا خنک را می توان، به عنوان واحدی یکپارچه حتی در ابعاد و اندازه یک کولر اسپلیت در پیکربندی های مختلف به کار برد. انعطاف پذیری بالای چیلر هوا خنک در مقایسه با چیلر آب خنک ، کمک به محبوبیت زیاد این گروه از چیلر ها در میان طراحان می کند. چیلر تراکمی هوا خنک از نظر سایز، دامنه وسیعی ( از مدل های با ظرفیت پایین تا مدل های با ظرفیت بیش از صد تن ) را در بر می گیرد. بنابراین، جهت خنک کردن دامنه وسیعی از ساختمان های تجاری کوچک و بزرگ مناسب می باشد.

چیلر تراکمی هوا خنک

چیلر هوا خنک، در چرخه تبرید مکانیکی جهت تولید آب سرد شده و یا آب سرد و مخلوط ضد یخ به کار می رود. چیلر های هوا خنک ، با کمک یک کویل در کندانسور هوا خنک ، حرارت را از ساختمان زدوده و به هوای بیرون انتقال می دهد. سیال سرد شده توسط پمپ ها و لوله ها انتقال می یابد، که می تواند دقیقا با صدها محفظه فن کویل ، دستگاه زنت ، هواساز ، داکت اسپلیت و ترمینال ها در ارتباط باشد. بنابراین، این ویژگی در چیلر هوایی سبب می شود، هوای مورد نیاز چندین ناحیه کنترلی در تجهیزات را تامین کند.

چیلر آب خنک

چیلر تراکمی آب خنک

چیلر آب خنک با کمک انرژی الکتریکی تولید سرما و برودت می کند. چیلر تراکمی آب خنک، به نام چیلر آبی نیز شناخته می شود. سیکل چیلر آبی تراکمی بر اساس سیکل تبرید تراکمی بوده و برخی از قسمت های اصلی آن کمپرسور با الکتروموتور ، کندانسور ، اواپراتور ، شیر انبساط ، تجهیزات برج خنک کننده ، پمپ و …  می باشد . در چیلر آب خنک ، سرد سازی آب در اواپراتور یا مبدل حرارتی صورت پذیرفته و آب سرد شده از طریق لوله کشی به دستگاه های خنک کننده هوا نظیر هواساز ، فن کویل ، داکت اسپلیت ، زنت ، ایرواشر و .. فرستاده می شود. در چیلر آبی باید از برج خنک کن برای سردسازی آب کندانسور استفاده کرد.

نمونه ای از چیلر تراکمی

ضریب عملکرد چیلر تراکمی

ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی از چیلرهای جذبی عموما بالاتر است. به طوری که ضریب عملکرد چیلرجذبی کمتر از یک و ضریب عملکرد چیلرتراکمی معمولا بالاتر از ۲ محاسبه می گردد. البته در انتخاب نوع چیلر باید به نوع حامل انرژی مصرفی و در دسترس بودن انرژی همچنین ارزش و قیمت آن نیز توجه نمود.

• ضریب عملکرد چیلرهای جذبی تک اثره مابین ۰٫۶ الی ۰٫۸ می­باشد.
• ضریب عملکرد چیلرهای جذبی دو اثره مابین ۱ می­باشد.
• ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی مابین ۲ الی ۶٫۱ می­باشد.

چیلر هوا خنک در سیکل تراکمی

مزایای چیلر تراکمی و مقایسه با چیلر جذبی

• در سیستم های سرمایش با ظرفیت­ برابر، چیلر تراکمی در مقایسه با چیلر چذبی کم حجم ­تر می ­باشد.
• راندمان و ضریب عملکرد چیلر تراکمی از چیلر جذبی بیشتر است.
• مصرف آب سیستم تراکمی هوا خنک بسیار کمتر از چیلر آب خنک است.
• جهت استفاده از  چیلرهای تراکمی در مناطق مختلف محدودیتی دیده نمی ­شود حتی در مناطق گرم و مرطوب.
• اثرات زیست محیطی تجهیزات تراکمی نسبت به تجهیزات جذبی کمتر می باشد.

برداشت و ترجمه از Coolingtechnology , Coolingindia.in , carrier , theengineeringmindset

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

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