چیلر های تراکمی چیست و چه تفاوتی با چیلر جذبی دارد؟
چیلر تراکمی چیست ؟
چیلر دستگاهی است که بر اساس سیکل تبرید تراکم جذبی یا بخار، حرارت را از مایعی که معمولا آب می باشد، می زداید. از این مایع می توان به عنوان خنک کنندگی هوا و همچنین دستگاهها استفاده کرد و معمولا بصورت سیکل و در درون یک مبدل حرارتی جریان پیدا می کند. چیلر ها در ساختمان های بزرگ از جمله تجهیزات تولید سرما محسوب می شوند که با شناخت صحیح از این وسایل سرمایشی، می توان در میزان مصرف انرژی صرفه جویی داشت.
انواع چیلر
چیلر ها به دو دسته چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم می شوند. البته بعضی چیلر ها بر مبنای خنک کردن ماده مبرد است که به سه دسته هوا خنک و تبخیری و آب خنک تقسیم بندی می شوند. چیلر های تراکمی توسط انرژی الکتریکی و چیلر های جذبی توسط انرژی حرارتی سبب ایجاد سرما و برودت می شوند. در چیلر های تراکمی عمل تراکم گاز ابتدا در کمپرسور انجام می شود.
این گاز پس از وارد شدن به کندانسور بوسیله آب و یا هوای محیط خنک می گردد و سپس به مایع تبدیل می شود. این مایع با عبور کردن از لوله مویین یا شیر انبساط وارد اواپراتور (خنک کننده) می شود که در فشار کمتری قرار دارد و همین فشار است که باعث تبخیر مایع می گردد و در نتیجه مایع سرد کننده، از محیط خنک کننده، حرارت نهان تبخیر خود را می گیرد مواردی را که در ارتباط با خنک کننده می باشند را خنک می کند و در نهایت گاز ناشی از تبخیر، به کمپرسور منتقل می گردد.
چیلر های تراکمی از چهار قسمت تشکیل شده است که شامل کندانسور و اواپراتور و شیر انبساط و کمپرسور می باشد. در اواپراتور مبرد به صورت مایع اشباع یا نزدیک به مایع اشباع در دمای پایین و فشار پایین وارد می شود و با عمل گرفتن گرما از هوا یا آب(سیال ناقل) در همان فشار پایین به بخار تبدیل می شود. این گرما باید از مبرد جدا شود.
توجه کنید:
اساس کار سیستم های تراکمی یا ضربه ای و همچنین جذبی ایجاد شرایطی می باشد که در آن امکان انتقال حرارت به محیط های اطراف ایجاد گردد، گرمای مبرد باید به این محیط ها منتقل گردد.
- قابلیت کنترل سیستم و با استفاده از دستگاه های الکترونیکی
- قابلیت استفاده در محیط های بسته
- صرفه جویی در هزینه ها با کاهش مصرف برق در مدل های پیشرفته
- قابلیت استفاده در تمامی نقاط آب و هوایی
- قابلیت تنظیم دستگاه برای استفاده از بخشی از ظرفیت آن
- راندمان بالا
همچنین چیلر تراکمی را می توان از نظر نوع عملکرد کمپرسور به چهار گروه دسته بندی نمود:
چیلر رفت و برگشتی
در چیلر رفت و برگشتی، مبرد در کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی و توسط سیستم سیلندر پیستونی متراکم و گرم می شود و سپس به سمت کندانسور فرستاده می شود. این نوع کمپرسور، بیشتر در سیستم های تهویه مطبوع ارزان قیمت پر کاربرد است.
چیلر رفت و برگشتی در بارهای سرمایشی کم تا متوسط (تا ۵۰۰ تن تبرید) استفاده می‌شود. چیلر رفت و برگشتی میتواند ضریب عملکرد بین ۴٫۲ تا ۵٫۵ را ارائه دهد.
چیلر رفت و برگشتی آب خنک از کندانسور آبی استفاده میکند. در کندانسور آبی، گاز مبرد بعد خروج از کمپرسور، گرمای خود را به یک سیال (آب) انتقال داده و سرد می‌شود. کندانسور آبی دارای انواع دو لوله‌ای، صفحه‌ای و پوسته و لوله میباشد. کندانسور آبی پوسته و لوله کاربرد بیشتری دارد. مهمترین تفاوت کندانسور آبی و هوایی، نیاز کندانسور آبی به برج خنک کن میباشد. آب خروجی کندانسور که گرم شده است باید خنک گردد تا دوباره درون کندانسور استفاده شود. برای این کار، آب گرم شده در برج خنک کننده سرد می‌شود. البته با کم بودن ظرفیت چیلر و نتیجتا کم بودن جریان آب کندانسور، می‌توان از یک رادیاتور هوایی برای سرد شدن آب کندانسور استفاده کرد.
چیلر سیلندر پیستونی هوا خنک
چیلر سیلندر پیستونی هوا خنک به جای کندانسور آبی از کندانسور هوایی برای سرد کردن گاز خروجی کمپرسور استفاده میکند. شیوه کار بدین صورت است که گاز داغ از لوله های درون کندانسور هوایی عبور میکند. کندانسور هوا خنک مجهز به فن هایی است که هوا را با شدت معینی از اطراف لوله های دارای گاز داغ عبور می‌دهد. بدین ترتیب، گرمای گاز گرفته شده و تبدیل مایع می‌شود تا به طرف شیر انبساط حرکت کند. در این نوع کندانسور نیازی به جریان آب نیست و درنتیجه نیازی برای برج خنک کن نیز نمیباشد. همین موضوع باعث می‌شود که چیلر سیلندر پیستونی هوا خنک در ظرفیت های محدودی قابل استفاده باشد.
انوع کمپرسور چیلر رفت و برگشتی
کمپرسور رفت و برگشتی دارای انواع بسته، نیمه بسته و باز میباشد.
کمپرسور بسته یا هرمتیک
در کمپرسور بسته، موتور الکتریکی و کمپرسور درون یک محفظه بسته قرار داده شده و مستقیما به هم کوپل هستند. این نوع کمپرسور برای ظرفیت های پایین (تا ۲۵ تن) استفاده شده و قابل تعمیر نمیباشد.
کمپرسور نیمه بسته یا سمی هرمتیک
در این نوع کمپرسور نیز موتور و کمپرسور به طور مستقیم به هم متصل می‌شوند ولی قابل تعمیر هستند. این نوع کمپرسور تا ظرفیت ۲۰۰ تن استفاده می‌شود.
کمپرسور باز یا تسمه ای
موتور کمپرسور باز به طور غیر مستقیم و با تسمه به کمپرسور متصل می‌شود. این نوع کمپرسور در مقایسه با انواع هرمتیک و سمی هرمتیک، گرانتر است و عمر بیشتری دارد. این نوع کمپرسور برای ظرفیت های بالای تبرید استفاده می‌شود.
مزایای چیلر سیلندر پیستونی
کمپرسور سیلندر پیستونی ارزانتر از سایر انواع کمپرسور میباشد.
کمپرسور سیلندر پیستونی قابل تعمیر میباشد.
امکان ترکیب چند کمپرسور در چیلر رفت و برگشتی و افزایش یا کاهش ظرفیت تبرید با توجه به نیاز و درنتیجه کاهش مصرف انرژی
معایب چیلر رفت و برگشتی
صدا و ارتعاش بیشتر چیلر سیلندر پیستونی نسبت به سایر چیلرها. بنابراین، چیلر سیلندر پیستونی برای مصارف صنعتی مناسب تر است.
ابعاد و وزن بیشتر چیلر سیلندر پیستونی
احتیاج به نگه داری بیشتر چیلر سیلندر پیستونی
سایر کمپرسورهای چیلر های تراکمی
کمپرسور اسکرو
این کمپرسورها برای چیلر تراکمی با ظرفیت ۴۰-۱۲۰۰ تن تبرید مورد استفاده قرار میگردد بازده آن بالاتر از چیلرهای با کمپرسورهای سیلندر پیستونی می باشد دارای دو روتور نر و ماده میباشد، که با چرخش آنها مبرد متراکم میگردد.
از جمله ویژگی های کمپرسور اسکرو که میتواند یا انواع مبرد HCFC و HFC برای چیلر سازگار است.
با توجه به مهم بودن جهت چرخش روتورها، جهت چرخش را کنترل میکند همچنین دارای محافظ PTC جهت دمای روغن و سیم پیچ می باشد که صورتی شرایط کارکرد چیلر تراکمی بگونه ای پیش برود که دمای سیم پیچ بالاتر رود باعث از مدار خارج شدن دستگاه برودتی می گردد.
مزیت دیگر این کمپرسورها سیستم راه اندازی این اتوماتیک بی بار در حالت استارت است. این کار نه تنها باعث کاهش تورک راه اندازی می شود همچنین تنش وارده بر قطعات مکانیکی را کاهش می دهد و باعث کاهش بار برق مصرفی نیز می شود.
کنترل ظرفیت
روش کنترل ظرفیت در این کمپرسورها در ارتباط با روغن و حرکت اسلایدر میباشد که این کنترل به دو حالت مرحله ای و پیوسته قابلیت کار دارد. با حرکت اسلایدر ، جریان گاز ساکشن کنترل می شود . اگر اسلایدر کاملا به سمت ساکشن حرکت کند(در شکل بالا به سمت چپ برود)، فضای کاری بین پروفایل ها با گاز ساکشن پر می شود. هر چقدر اسلایدر به سمت دیسشارژ حرکت کند، حجم پروفایل کمتر می شود. هرچقدر مبرد کمتری گرفته شود، جریان کاهش می یابد و ظرفیت نیز کاهش خواهد یافت . اسلایدر به وسیله پیستون هیدرولیکی کنترل می شود. اگر شیر CR4 باز باشد، فشار روغن در محفظه روغن افزایش می یابد و اسلایدر به سمت ساکشن حرکت می کند و ظرفیت برودتی افزایش می یابد . اگر شیرهای CR1,CR2,CR3 باز باشند، فشار بر پیستون هیدرولیک کاهش می یابد به وسیله فشارروغن ، به سمت قسمت دیسچارج حل داده می شود و ظرفیت سرمایی کاهش می یابد.
نسبت تراکم compression ratio (cr)
نسبت فشار مطلق دهش به فشار مطلق مکش کمپرسور چیلر تراکمی است. درشرایط کارکرد این نسبت تراکم فشار با نسبت حجم متراکم شده رابطه مستقیم دارد.
حال اگر ساختار داخلی کمپرسور متناسب با نسبت فشار نباشد عملکرد کمپرسور از بازده آیزنتروپیک فاصله خواهد گرفت و دمای کمپرسور و انرژی مصرفی کمپرسور بالاتر میرود. از مزیت چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو قابلیت انتخاب این نسبت با توجه به نوع و منطقه دمایی نصب آن است. پس هرچه نسبت تراکم بالاتر باشد باید کمپرسور با نسبت حجمی بالاتر انتخاب گردد در غیر این صورت بازده چیلر پایین می آید.
کمپرسور اسکرال
این کمپرسورها در چیلر تراکمی با ۶۰ تن تبرید مورد استفاده قرار میگیرد در حالت دوتای یا سه تایی تا قدرتهای بالاتر نیز مورد استفاده قرار میگیرد
این کمپرسور فاقد سوپاپ دهش و مکش است و از دو صفحه چرخشی متحرک و ثابت تشکیل شده وپس از ورود گاز از دو طرف صفحات به سمت مرکز آن هدایت شده و متراکم میگردد و از وسط صفحه خارج میگردد.
فرآیند تراکم در کمپرسور اسکرال
از جمله ویژگی این کمپرسورهای چیلر تراکمی حرکت دورانی، ارتعاش نسبتا کم قطعات متحرک کم و داشتن جریان مبرد یکنواخت است.این کمپرسور دارای بازده بالا و جریان برق کمتر است این کمپرسورها قابل تعمیر نمیباشد همچنین جهت چرخش در این کمپرسورها نیز بسیار مهم است.
مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی
چیلر جذبی در مقایسه با چیلر های تراکمی طرفدار بیشتری داشته و بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله دلایلی که این نوع چیلر با اینکه قیمت بالاتری دارد اما در بین خریداران طرفدار بیشتری دارد، می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاهش هزینه ها در نوع جذبی به دلیل استفاده از سوخت های فسیلی در مقایسه با چیلر های تراکمی که از برق استفاده می کنند.
- کاهش آلاینده های زیست محیطی در نوع جذبی در مقایسه با چیلر های تراکمی
- هزینه نصب کمتر در نوع جذبی در مقایسه با چیلر تراکمی
- کاهش آلودگی های صوتی در چیلر های جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی
- حذف سی اف سی ها و محافظت از محیط زیست در نوع جذبی
دیدگاهتان را بنویسید