معرفی انواع چیلر کاربری، ساختار و تجهیزات مربوط

معرفی انواع چیلرهای مختلف به جهت دادن اطلاعات به مشتریان عزیزی است که ممکن است در مورد ساختار و سیستم‌های تهویه مطبوع اطلاعات کمتری دارند. چیلرهای مختلفی که در سیستم‌های تهویه مطبوع یا تجهیزات صنعتی استفاده می‌شود، دارای اجزایی هستند که شناخت فرآیند آنها می‌تواند ما را در نگهداری و تعمیرات دوره‌ای کمک کند. در این مقاله ما به معرفی انواع چیلر‌های مختلف تراکمی و جذبی و تجهیزاتی که در آنها استفاده می‌شود. پرداخته‌ایم.

معرفی انواع چیلر

معرفی انواع چیلر که به لاتین Chiller نوشته می‌شود، مطلبی است که در این مقاله به آن می‌پردازیم. شاید ساده به نظر آید، ولی ساخت چیلرهای مختلف تراکمی و یا جذبی، در حال حاضر یکی از مهمترین تکنولوژی‌های روز دنیاست. با توجه به قیمت سرسام آور انرژی در جهان امروز و همچنین داشتن معزل محیط زیستی، طراحی و انتخاب مناسب تجهیزات چیلر بسیار حائز اهمیت است.

انتخاب و ساخت یک چیلر، نه فقط برای تامین سرمایش مورد نیاز یک ساختمان تجاری، مسکونی، اداری و غیره، بلکه برای بسیار از موارد صنعتی می‌تواند تعیین کننده باشد. قیمت پایین قطعات، پایین آوردن مساله انرژی، به دست دادن دمای مناسب در شرایط کارکرد متفاوت و همچنین در نظر گرفتن شرایط محیط زیستی از جمله مواردی است که در ساخت و انتخاب یک نوع چیلر می‌تواند تعیین کننده باشد.

اجازه بدهید قبل از ادامه درباره جزئیات به معرفی انواع چیلر از لحاظ نوع کارکرد بپردازیم. ولی شاید بد نباشد در کنار تمام این مسائل، با نحوه کارکرد چیلر، و همچنین سیکل‌های مختلف تبرید آشنا شویم. این مقاله را برای دوستان خود نیز بفرستید و در صورتی که نیاز به اصلاح داشت برای ما کامنت بذارید تا تغییرات لازم را ایجاد کنیم.

معرفی انواع چیلر و سیکل تبرید refrigeration cycle

شناخت سیکل های تبرید، نه تنها باعث تسلط بیشتر در مورد نحوه عملکرد هر دستگاه مجزا است، بلکه ضروری برای انتخاب تجهیزات و محاسبات بازده سیستم است. به طور کلی برای عمل تبرید از دو نوع سیکل تراکمی و جذبی استفاده می‌شود. سیکل هر مدل برای تجهیزات مورد نظر نیز نامگذرای شده است. مثلا سیکل تبرید جذبی (Absorption Refrigeration Cycle) و سیکل تبرید تراکمی (Compressive Refrigeration Cycle). همچنین تجهیزات چیلر جذبی و چیلر تراکمی نیز از روی نحوه عملکرد این دو نوع چیلر انتخاب شده اند. در این قسمت به معرفی مختصر سیکل های تراکمی و جذبی پرداخته شده است.

سیکل تبرید تراکمی Compressive Refrigeration Cycle

در این سیکل سیال مبرد در ‌چند مرحله خنک می‌شود. در انتها سرمایش مورد نظر را برای مصرف نهایی، تامین می‌کند. در شکل زیر یک نمونه از سیکل تبرید را آورده‌ایم. سیکل تبرید تراکمی یکی از سیکل‌های مهم در علم ترمودینامیک است. همچنین، از معروف‌ترین و پر کاربردترین سیکل‌های تبرید است.

در شکل بالا سمت راست، شماتیک یک سیکل سرمایش از نوع تراکمی را مشاهده می‌کنید. به طور کلی اصلی ترین قسمت های یک سیکل تبرید (Refrigeration Cycle)، کمپرسور (Compressor)، اواپراتور (Evaporator)، شیر اختناق یا فشار شکن  و کندانسور است .

مرحله اول : عبور از کمپرسور

در این مرحله، فشار گاز مبرد بالا می‌رود. معمولا افزایش فشار یه دفعه ای با یک افزایش دما نیز همراه است. ولی این افزایش دما به قسمی است که آب محیط یا هوای محیط قادر به کاهش دمای آن باشد. کمپرسور ها معمولا از انواع مختلف مانند کمپرسور های رفت و برگشتی، اسکرال و یا اسکرو استفاده می‌شود که هر کدام مزایای خود را دارند.

در شکل بالا سمت چپ، شما یک سیکل با یک کمپرسور و یک مدار را در وسط تصویر می‌بینید. اگر دقت داشته باشید، بالای کمپرسور یک سیستم کنترل فشار وجود دارد تا از کنترل فشار در ورود و خروج کمپرسور مطمئن باشیم. این مرحله در بهتر شدن فرآیند سرمایش بسیار مهم است.

مرحله دوم : عبور از کندانسور

بعد از اینکه در کمپرسور فشار و دمای سیال بالا رفت، در کندانسور هوای گرم شده خنک می‌شود. در این مرحله افت فشار بسیار پایین است. لذا فشار هنوز هم بالاست. معمولا برای کندانسور از یک کندانسور آبی که در یک طرف (معمولا پوسته ) آب است استفاده می‌شود. ولی در سالهای اخیر استفاده از کندانسورهای آبی که شکل آن را در بالای مطلب است را بسیار میبینیم. به چیلرهایی که از کندانسور آبی استفاده میشود چیلر آب خنک Water Cooled Chiller و به چیلرهایی که از کندانسور هوایی (Air Cooled Condenser) استفاده می‌شود، انواع چیلرهای تراکمی هوا خنک Air Cooled Chiller گفته می‌شود.
در شکل بالا سمت چپ، مشاهد همی‌شود که بعد از افزایش فشار، در لوله های مختلف که همان مبدل حرارتی هوایی یا آبی است، خنک می‌شود .

مرحله سوم : اختناق هوا و در واقع افت فشار و دما با هم

در مرحله سوم که در شکل بالا سمت چپ نشان داده‌ایم، یک شیر جهت پایین آوردن فشار مبرد وجود دارد. با توجه به ضریب ژول – تامسون مبرد، افت فشار یک دفعه ای باعث می‌شود که دمای سیال به یکباره کاهش پیدا کند تا دمای پایین مورد نیاز برای خنک کردن آب سیستم و یا هوای سیستم را به دست بدهد. در مسیر مرحله سوم به چهارم، شما تجهیزاتی شبیه به فیلتر درایر، بال ولو و سایت گلس را مشاهده می‌کنید. این تجهیزات جهت مشاهده فرآیند سیستم و عدم وجود آب در سیستم است.

مرحله چهارم : هدف از انجام سیکل که همان تبرید است

در مرحله چهارم، یک اواپراتور وجود دارد. این اواپراتور با توجه به دمای پایی مبرد، هوای گرم را از Chilled Water یا هوای گرم به مبرد می‌دهد. اواپراتورها را معمولا از یک مبدل حرارتی پوسته و لوله می‌سازند. معمولا اواپراتور ها حرارت را از آبی که باید خنک شود به مبرد می‌دهد.

سیکل تبرید جذبی absorption refrigeration cycle

در مقایسه با چیلرهای تراکمی هر چیلر برای انتقال گرما به یک محیط با دمای بالا از یک محیط دمای پایین به مقداری نیروی خارجی متکی است. به عنوان مثال، چیلرهای الکتریکی دارای کمپرسور هستند. چیلرهای جذبی، به جای کمپرسور، بخار- آب گرم یا هر منبع گرمایی خارجی جایگزین می شود.

یک چیلر جذبی عملکرد بسیار ساده ای دارد، عملکرد آن شبیه چیلر تراکمی است، زیرا هر دو فرآیند شامل تراکم و تبخیر مبرد در داخل سیستم هستند. با این حال، در حالی که یک چیلر جذبی از یک فرآیند ترموشیمیایی استفاده می کند، یک چیلر معمولی به انرژی مکانیکی متکی است .

تنها تفاوت آنها در نحوه افزایش فشار مبرد از سطح تبخیر به سطح تراکم است. به عبارت ساده، چیلر جذبی بخار مبرد را فشرده نمی‌کند. در عوض، بخار را در یک جاذب حل می کند و نتیجه را با استفاده از پمپی با مصرف برق بسیار کم به محیطی با فشار بالاتر میفرستد .

مزایای استفاده از چیلرهای جذبی

معمولاً چیلرهای جذبی دارای چرخه NH 3-H 20 (آمونیاک-آب) یا LiBr (لیتیوم بروماید) هستند. در چرخه اول، آب به عنوان جاذب عمل می کند در حالی که محلول آب آمونیاک به عنوان مبرد عمل می کند. در چرخه دوم، لیتیوم برومید جاذب و آب مبرد است. اکثر چیلرهای صنعتی از سیستم جذب آمونیاک – بخار آب به دلیل مزایای زیر استفاده می کنند:

• حلالیت بالای آمونیاک در آب.
•  با فشار مثبت کار می کند (Li-Br با فشار منفی کار می کند) مشکلات تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد و دستگاه را قوی تر می کند.
•  در شرایط  دمای تراکم بالا و دمای تبخیر کم ت.انایی بالایی دارد .
• قادر به خنک کردن گلیکول در دمای منفی است.
• سازگار با کندانسور هوا خنک (مصرف آب صفر).

سیکل چیلر جذبی بسیار ساده است و از 4 قسمت  اواپراتور – جاذب – ژنراتور – کندانسور تشکیل میشود که در شکل زیر سیکل تبرید چیلر جذبی را مشاهده میکنید .

مرحله اول : ورود مبرد به اواپراتور

مبرد با فشار کم به صورت مخلوطی از مایع و بخار وارد این قسمت میشود که هدف ازین بخش خنک کردن است. آب ورودی به پوسته اواپراتور توسط نازل ها به روی لوله های اواپراتور پاشش میشود و به دلیل خلا نسبی در اواپراتور ، مبرد ( آب ) در دمای پایین تر تبخیر میشود .

مرحله دوم : جذب مبرد

پس از تبخیر شدن در اواپراتور ، مبرد وارد جاذب می‌شود. جاذب که دارای محلول قوی لیتیوم بروماید است باعث میشود که بخار مبرد را به راحتی جذب کند و رقیق شود و گرمای حاصل از طریق آب خنک وارد اتمسفر میشود .

مرحله سوم : ورود به محفظه فشار بالا (ژنراتور)

محلول رقیق گرم وارد محفظه ای میشود که فشار بیشتری دارد ، انتقال حرارت در ژنراتور به سه روش شعله مستقیم ، بخار داغ و آب داغ انجام می‌شود. در صورت استفاده از روش بخار داغ یا آب داغ، با عبور لوله های مسی از محلول لیتیم بروماید در ژنراتور، بخار یا آب داغ با محلول تبادل حرارت انجام می‌دهد. با انتقال حرارت به محلول لیتیم بروماید مبرد یا همان آب تبخیر می‌شود. بنابراین، مبرد از محلول لیتیم بروماید جدا و وارد ادامه سیکل تبرید (کندانسور) می‌شود.

مرحله چهارم : تقطیر مبرد (ورود به کندانسور)

بخار مبرد وارد کنداسور و توسط کویل آب سرد خنک کاری و دوباره به مایع تبدیل می‌شود، و نقطه‌ی بعدی برای مبرد اواپراتور است، ولی قبل از ورود به اواپراتور باید فشار و دمای آن توسط شیر انبساط کاهش یابد.

برای دیدن انواع محصولات موتورخانه به سایت تجهیزستان مراجعه کنید!