ساختمان چیلر تراکمی
چیلر دستگاهی است که حرارت را از مایع (معمولاً آب) بر اساس سیکل تبرید تراکمی و یا جذبی می‌گیرد. این مایع می‌تواند برای خنک کردن هوا و یا دستگاه‌های صنعتی استفاده شود. حرارتی که از مایع جذب شده یا باید به محیط خارج دفع شود یا برای کارایی بالاتر برای مقاصد گرمایی استفاده می‌شود.
سرمایش (تبرید) عبارت است از ایجاد شرایطی برای کاهش دمای یک محیط یا یک ماده. این تعریف پایه مبحث سرمایش در صنعت تهویه مطبوع است.
برودت در گذشته به کمک نگهداری یخ و برف فشرده در محفظه‌های مخصوص فراهم می‌شد. نزدیک به 200 سال است که مایکل فارادی از طریق مجموعه آزمایشاتی موفق به ارائه مبنایی برای کار ماشین‌های جذبی شد. اولین ماشین تبرید دستی بر این مبنا در انگلستان تحولی در صنعت تبرید به وجود آورد. بعدها سیکل جذبی با استفاده از آمونیاک بعنوان ماده جاذب و آب به عنوان مبرد توسط فردیناند کاره مورد استفاده قرار گرفت، که مبنای اولین چیلر جذبی بود.
انواع چیلرها
چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می‌شوند. شکل دیگر تقسیم‌بندی چیلرها بر اساس شکل خنک شدن ماده مبرد است که به سه دسته آب خنک، هوا خنک و تبخیری تقسیم‌بندی می‌شوند. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می‌شوند.
چیلر تراكمی
در چیلر تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور متراکم می‌شود. این گاز سپس به کندانسور وارد شده و توسط آب یا هوای محیط خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود. این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک کننده (اواپراتور) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارد، این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک کننده در ارتباط هستند می‌شود. پس از آن گاز حاصل از تبخیر، به کمپرسور منتقل می‌شود. با عبور سریع بخار در خلاء کندانسور، به علت تبدیل بخار به آب و اختلاف حجم بین بخار و آب، مایع ایجاد می‌گردد. اجزای یک سیکل تبرید تراکمی و نحوه کارکرد آن به شرح زیر است:
انواع چیلر تراکمی
- چیلر تراکمی رفت و برگشتی (پیستونی)
- چیلر تراکمی اسکرو (تیغه مارپیچ)
- چیلرهای تراکمی اسکرال Scroll (غلطکی)
- سانتریفیوژ (گریز از مرکز)
ساختمان چیلر تراکمی
- الکتروموتور: میل لنگ کمپرسور را به حرکت درمی‌آورد حرکت دورانی میل لنگ باعث حرکت رفت و برگشت پیستون در داخل سیلندر می‌گردد در نتیجه گاز مبرد در کمپرسور متراکم می‌شود.
- کوپلینگ: جفت کننده محور الکترو موتور با محور میل لنگ کمپرسور است.
- کمپرسور: گاز خروجی از اواپراتور را متراکم کرده وارد کندانسور می‌کند.
- لوله رانش: گاز خروجی از کمپرسور را به کندانسور هدایت می‌کند.
- کندانسور: (از نوع پوسته و لوله) در داخل پوسته گاز مبرد و در داخل لوله‌ها آب خنک جریان دارد. گاز داغ و متراکم توسط لوله وارد پوسته کندانسور می‌شود. به علت تماس با لوله‌های مسی حاوی آب خنک، خنک شده به مایع تبدیل می‌شود و از پایین از طریق لوله خارج می‌شود. آب جریانی از طریق لوله وارد کندانسور شده واز طریق لوله خارج می‌شود. آب خروجی از کندانسور به برج خنک کن هدایت می‌شود تا پس از خنک شدن دوباره به کندانسور برگردد.
- لوله خروج مایع مبرد از کندانسور
- شیر سرویس کندانسور: برای بستن لوله خروج مبرد از کندانسور در مواقع سرویس و تعمیرات و توقف طولانی دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- شیر تغذیه ماده مبرد: برای شارژ سیستم استفاده می‌شود.
- فیلتر درایر یا صافی رطوبت گیر: وجود مواد جامد و رطوبت در دستگاه تبرید موجب بروز اشکالاتی می‌گردد که برای جلوگیری آن از وسیله‌ای به نام فیلتر برای گرفتن مواد جامد و درایر برای گرفتن رطوبت موجود در سیستم استفاده می‌شود.
- شیر برقی: که در صورت وصل بودن جریان الکتریکی مسیر عبور مایع مبرد را باز نگه می‌دارد این شیر برقی از ترموستات فرمان می‌گیرد.
- شیشه رویت یا سایت گلاس: میزان تغذیه ماده مبرد در سیستم و همچنین وجود رطوبت بیش از حد را در سیستم مشخص می‌نماید.
- اواپراتور: ماده مبرد پس از عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور چیلر می‌شود و در داخل لوله‌های مسی تبخیر شده و به صورت بخار از اواپراتور خارج می‌شود. تبخیر در اواپراتور باعث سرد شدن آب جریانی در پوسته می‌گردد. آب سرد شده از محل بطرف هواساز و فن کویلها جریان می‌یابد و در برگشت از هواساز یا فن کویلها از محل وارد اواپراتور چیلر می‌شود.
- شیر انبساط ترموستاتیک: که از دمای گاز خروجی از اواپراتور تأثیر گرفته مقدار ماده مبرد ورودی به اواپراتور را تنظیم می‌نماید.
- لوله مکش: که گاز خروجی از اواپراتور از طریق لوله وارد قسمت مکش کمپرسور می‌گردد.
- تابلو وسایل اندازه‌گیری و کنترل فشار: که مانومترهای فشار زیاد و فشارکم کنترل فشار کم و زیاد و کنترل فشار روغن روی آن نصب شده‌اند.
انواع مختلف ساختمان چیلر تراکمی بر اساس نوع سیستم تبرید
سیستم ساده
سیستم کسکید
سیستم رک
سیستم ترکیبی راک – کاسکید
مزایای چیلر تراکمی نسبت به چیلر جذبی
- چیلر تراکمی با توجه به نوع ماده مبرد و داشتن کمپرسور در ظرفیت‌های برابر، از چیلر جذبی کم حجم‌ترند و جای کم تری اشغال می‌کنند. در واقع از لحاظ وزنی و حجمی چیلر تراکمی آب خنک نسبت به چیلر جذبی فضای کمتری در موتورخانه اشغال می‌کند و از لحاظ حجمی و وزنی در حدود ½ چیلر مشابه جذبی وزن و حجم دارند.
- ضریب عملکرد (COP) بالاتر نسبت به چیلر جذبی مشابه.
- مصرف انرژی اولیه کمتر
- مصرف آب کمتر
- امکان استفاده بهینه از سیستم‌های جذبی خصوصا در ظرفیت‌های زیاد در مناطق گرم و مرطوب وجود ندارد. اما در همین مناطق میتوان از چیلرهای تراکمی استفاده نمود.
- اثرات مخرب به مراتب کمتر زیست محیطی نسبت چیلر جذبی.
- پیک زدایی مصرف برق در ساعات اوج بار (ساعات 19 الی 23) با استفاده از سامانه کنترلر سرمایش تراکمی
- ظرفیت پائین‌تر برجهای خنک‌کن و سیستم پمپاژ به برجها
مقایسه بین چیلرهای مذکور، تنها در صورتی قابل انجام است که امکان انتخاب انواع چیلر وجود داشته باشد، در غیر اینصورت مقایسه و نتیجه‌گیری در مورد نوع خاصی از چیلر صحیح نیست. پارامترهایی از قبیل: شرایط آب و هوایی، قیمت دستگاه، قیمت انرژی، هزینه نگهداری، عمر مفید تجهیزات، ابعاد دستگاه، تجهیزات پیرامونی، هزینه نصب، هزینه بیمه و مالیات دستگاه، هزینه انرژی مصرفی و … از عوامل محدود کننده امکان استفاده از انواع چیلرها است. با توجه به هزینه‌های بالای انرژی و هزینه‌های بسیار بالایی که آلایندگی تجهیزات سرمایشی و گرمایشی به کشور وارد می‌کند، لازم است مهندسین و دست اندکاران صنعت تهویه مطبوع، ضمن در نظر گرفتن سیاست‌های کلان کشور در زمینه انرژی، محاسبات هزینه‌های اقتصادی طرح را قبل از انتخاب تجهیزات انجام دهند و براساس آن اقدام به انتخاب تجهیزات و تهیه طرح خود نمایند.
مینی چیلر
همانطور که از نام مینی چیلرها بر می‌آید این دستگاه‌ها چیلرهای كوچكی هستند و در فضاهایی استفاده می‌شوند كه نیاز به سرمایش و گرمایش مستقل دارند. مکانیزم تغییر مدار سرمایی به گرمایی و بالعکس توسط شیر چهارراهه معکوس کننده جریان گاز انجام می‌گیرد. با استفاده از این دستگاه‌ها مشكلات مربوط به موتورخانه مركزی حذف خواهد شد. عموما مینی چیلرها از کندانسورهای هوا خنک بهره می برند. در واقع مینی چیلرها پمپ‌های حرارتی هستند كه می توانند آب گرم مورد نیاز در زمستان را نیز فراهم نمایند. برخی مینی چیلرها با بکارگیری مشعل، آب گرم مورد نیاز را تامین می‌کنند.
از مزایای مینی چیلر می توان به موارد زیر اشاره نمود:
- از سیستم‌های مستقل تهویه آپارتمانی
- دارای تنوع ظرفیت در تناژ برودتی
- قابل نصب در تراس و یا پشت بام
- دارای کمپرسور اسکرال هرمتیک
- صدا، حجم و وزن کم
- دارای ضریب عملکرد بالا
- نصب و راه‌اندازی سریع و آسان
- قابل ارائه بصورت سرد یا سرد و گرم
- قابل اتصال به سیستم‌های گرمایی
متشکر از متن خوب و جامعتون
خواهش میکنم. وظیفه هست