0

آشنایی با انواع چیلر تراکمی و نحوه عملکرد آن

چیلر تراکمی- وب سایت اسپیتی
بازدید 691

چیلر تراکمی و نحوه عملکرد دستگاه

در چیلر تراکمی (Compression Chiller)، از انرژی الکتریکی برای تولید سرما استفاده می شود. انرژی الکتریکی استفاده شده در دستگاه، توسط کمپرسور مصرف می شود. گاز در ابتدا به وسیله کمپرسور متراکم می شود.

سپس گاز متراکم شده وارد کندانسور شده و به وسیله آب یا هوای محیط به مایع تبدیل می شود. سپس مایع تولید شده، از شیر انبساط عبور کرده و وارد اواپراتور (خنک کننده) که دارای فشار کمتری است می شود. عمل کاهش فشار باعث می شود که مایع تبخیر گردد. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می گردد. این مایع با عبور از شیر انبساط وارد خنک ‌کننده (اواپراتور) می شود که در فشار کمتری قرار دارد. این کاهش فشار باعث تبخیر مایع می گردد. در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک ‌کننده، باعث ایجاد سرما در موادی که با قسمت خنک‌ کننده در ارتباط هستند می گردد.

این سیستم دارای چهار قطعه اصلی به نام های کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط می باشد. همچنین یکی از موثرترین اجزا در جریان حرکت دستگاه، مبرد می باشد.

در برج خنک کننده، آب خنکی که عمل خنک شدگی بر روی آن انجام شده است، به وسیله پمپ وارد کندانسور می شود. به این دلیل که آب خنک وارد شده، گرمای مبرد را گرفته و باعث خنک شدن مبرد می شود. گرما توسط مبرد به آب انتقال داده می شود. این آب گرم دوباره به برج خنک کننده باز می گردد تا عملیات خنک کاری مجدداً روی آب انجام گیرد.

تا رسیدن به دمای مشخص، این چرخه خنک کاری به کار ادامه می دهد. سپس به وسیله پمپی مایع مبردی که عملیات خنک کنندگی روی آن انجام شده، به دستگاه هواساز و فن کویل منتقل می شود. مایع مبرد با گرفتن گرما از محیط دوباره به چیلر، جهت عملیات خنک کنندگی باز می گردد.


چیلر چیست؟

چیلر (Chiller) هسته مرکزی سیستم های سرمایشی است و نوعی پمپ گرمایی می باشد. چیلر هوای گرم محیط را جذب و بعد از خنک کردن آن را به محیط بیرون منتقل می کند.

چیلر دستگاهی است که حرارت را از آب می گیرد. سپس طبق سیکل تبرید جذبی یا تراکم بخار سبب ایجاد سرمایش می شود و دارای دو بخش هستند. بخشی که بیرون ساختمان نصب می شود و توسط کانال به بخش داخلی متصل می شود.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد چیلر و انواع آن به مقاله “چیلر چیست و معرفی انواع چیلر” مراجعه فرمایید.


انواع چیلر

  • چیلر جذبی (Absorption Chiller)
  • چیلر تراکمی (Compression Chiller)
چیلر جذبی (Absorption Chiller)
چیلر تراکمی (Compression Chiller)

انواع چیلر تراکمی

  • چیلر تراکمی هوا خنک (Air Cooled Chiller)
  • چیلر تراکمی آب خنک (Water Cooled Chiller)

در ارزیابی بین چیلر هوا خنک و آب خنک، همیشه راندمان چیلرهای آب خنک بیشتر از چیلرهای هوا خنک می باشد. اما چیلر هوا خنک مزایایی نسبت به نوع آب خنک دارا می باشد. چیلر هوا خنک نیاز به استفاده از آب ندارد. به همین علت در مدار خنک کننده با عدم تولید رسوب، باعث افزایش طول عمر دستگاه می شود. همچنین هنگام قطع آب، چیلر هوا خنک به کار کردن ادامه می دهد.

چیلر تراکمی هوا خنک (Air Cooled Chiller)
چیلر تراکمی آب خنک (Water Cooled Chiller)

اجزای چیلر تراکمی و وظایف آنها

الکتروموتور

میل لنگ باعث به حرکت در آمدن کمپرسور می باشد. میل لنگ با حرکت دورانی خود، پیستون را به صورت رفت و برگشتی در داخل سیلندر حرکت می دهد. این عمل باعث متراکم شدن گاز مبرد در کمپرسور می شود.

کوپلینگ

کوپلینگ باعث جفت شدن محور الکتروموتور با محور میل لنگ کمپرسور می باشد.

کمپرسور

کمپرسور باعث می شود گاز خروجی از اواپراتور متراکم شود و آن را وارد کندانسور می کند.

لوله رانش

این لوله وظیفه هدایت گاز خارج شده از کمپرسور به سمت کندانسور را دارد.

کندانسور

کندانسور این دستگاه دارای دو بخش پوسته و لوله می باشد. پوسته حاوی گاز مبرد و درون لوله ها آب خنک جاری می باشد. گاز متراکم با حرارت بالا از طریق لوله وارد پوسته کندانسور می شود. به علت مجاورت گاز با لوله های مسی حاوی آب خنک، گاز به مایع تبدیل می شود. این مایع از طریق لوله ها خارج می شود.آب خارج شده از کندانسور به سمت برج خنک کننده جاری می شود. این آب پس از خنک شدن، دوباره به سمت کندانسور برگرداننده می شود.

لوله خروج مایع مبرد از کندانسور

توسط یک لوله مایع مبرد از کندانسور خارج می شود.

شیر سرویس کندانسور

این شیر در موقع سرویس، تعمیرات و توقف طولانی، باعث بستن لوله خروج مبرد از کندانسور می شود.

شیر تغذیه ماده مبرد

برای شارژ سیستم ازاین شیر استفاده می گردد.

فیلتر درایر یا صافی رطوبت گیر

برای جلوگیری از ایجاد مشکل توسط مواد جامد و رطوبت درون دستگاه تبرید، از فیلتر برای گرفتن مواد جامد استفاده می شود. همچنین از درایر برای گرفتن رطوبت دستگاه استفاده می شود.

شیر برقی

این شیر برقی از ترموستات دستور می گیرد. وظیفه این شیر باز نگه داشتن مسیر عبور مایع مبرد در صورت وصل بودن جریان الکتریکی می باشد.

شیشه سایت گلاس یا رویت

شیشه سایت گلاس (رویت) میزان رطوبت بیش از حد را در دستگاه مشخص می کند. همچنین میزان تغذیه ماده مبرد را نیز مشخص می کند.

اواپراتور

زمانی که ماده مبرد از شیر انبساط وارد چیلر شود، درون لوله های مسی تبخیر می شود. بعد از تبخیر، ماده مبرد از اواپراتور به صورت بخار خارج می گردد. در اواپراتور تبخیر باعث سرد شدن آب جاری درون پوسته می گردد. آب سرد به سمت هواساز و فن کویل ها حرکت می کند. این آب سرد در مسیر برگشت از هواساز و فن کویل ها، وارد اواپراتور چیلر تراکمی می شود.

شیر انبساط ترموستاتیک

این شیر میزان ماده مبرد ورودی به اواپراتور را با استفاده از دمای گاز خروجی اواپراتور تنظیم می کند.

لوله مکش

گاز خارج شده از اواپراتور، به وسیله لوله وارد قسمت مکش کمپرسور می شود.

تابلو وسایل اندازه‌گیری و کنترل فشار

دستگاهی است که روی آن مانومترهای فشار کم و زیاد و همچنین کنترل فشار روغن نصب شده است.


اصول شرایط کار چیلر تراکمی

  • دمای آب ورودی به برج خنک کننده باید ۲۸ درجه سانتیگراد باشد.
  • دمای آب خروجی از برج خنک کننده باید ۵ درجه کمتر از دمای آب ورودی باشد.
  • در مکش چیلر تراکمی فشار گاز فریون باید ۴۵ تا ۷۵ پی اس آی باشد. رانش آن با کندانسور آبی باید ۲۰۰ تا ۲۶۰ پی اس آی باشد.
  • در هنگام تزریق گاز باید شیر سرویس دستگاه بسته باشد.
  • باید تمام شیرهای چیلر در هنگام کار کردن دستگاه باز باشد. (شیر مکش، رانش، مایع)
  • هنگام روشن کردن دستگاه چیلر، نخست فن برج خنک کننده و بعد از آن پمپ فن کویل روشن گردد. سپس پمپ برج خنک کننده روشن می شود.
  • هنگام وکیوم کردن چیلر تراکمی دستگاه می بایست خاموش باشد.
  • در هنگام روغن زدن چیلر دستگاه باید خاموش باشد.
  • فشار مکش باید حداقل psi ۲۰ کمتر از درجه فشار روغن باشد.
  • سطح شیشه ای که مایع مبرد را نشان می دهد، باید صاف و بدون حالت کف زدگی باشد.
  • میزان روغن داخل کمپرسور باید حدود ۱/۲ سطح شیشه روغن نما باشد. اگر این میزان از ۱/۴ سطح شیشه کمتر شود،باید روغن مور نیاز را اضافه کنید.
  • برای هر ظرفیت چیلر مقدار ۱،۵ کیلوگرم اسید توصیه می شود.
  • برای فشار زیاد یا تست ازت، از گیج قرمز استفاده می گردد.
  • برای فشار کم یا وکیوم کردن چیلر از گیج آبی (سبز) استفاده می گردد.
  • فشار وکیوم در کنار دریا باید ۱/۲۹ و در تهران باید ۲۷ اینچ جیوه باشد.

سیکل تبرید چیلر تراکمی

قسمت های سیکل تبرید در چیلر تراکمی

  • کمپرسور (Compressor)
  • کندانسور (Condenser)
  • شیر انبساط (Expansion Valve)
  • اواپراتور (Evaporator)

کمپرسورهای چیلر تراکمی

کمپرسور یا متراکم کننده، یک دستگاه مکانیکی است که برای فشرده کردن گاز یا مایعات استفاده می شود. در واقع کار این دستگاه افزایش فشار و کاهش حجم گاز می باشد. کمپرسور مهم ترین قسمت سیکل تبرید می باشد. وظیفه اصلی کمپرسور افزایش فشار و متراکم کردن گازهای مبرد می باشد. چیلرهای تراکمی که دارای کمپرسور اسکرال می باشند، چیلر تراکمی اسکرال نامیده می شوند.

کمپرسور دارای انواع مختلفی از محرک های اصلی می باشد مانند موتور الکتریکی یا موتور احتراق داخلی.

انواع کمپرسور های سیکل تبرید شامل کمپرسور اسکرال، کمپرسور اسکرو، کمپرسور رفت و برگشتی و کمپرسور سانتریفیوژی می باشد.

کمپرسور های اسکرال (Scroll Compressor)

این کمپرسور ها دارای دو چرخ دنده حلزونی می باشند که یکی از آنها ثابت و دیگری متحرک است. کمپرسور اسکرال، مبرد را بین این دو چرخ دنده متراکم می کند.

مزیت های کمپرسور اسکرال

  • دارای طول عمر بالا و نگهداری آسان می باشند.
  • در هنگام کار بدون صدا و لرزش می باشد.
  • دارای ظریب عملکرد (COP) بالاتر از ۳ می باشد.
  • دارای تعداد قطعات متحرک کمی می باشد.
  • در برابر بازگشت مایع دارای مقاومت می باشد.
  • امکان تامین تناژهای پایین، از ۲ تا ۱۰۰ تن تبرید را نیز دارد.
کمپرسور های اسکرال (Scroll Compressor)

کمپرسورهای اسکرو یا پیچی (Screw Compressor)

کمپرسور اسکرو (Screw) دارای دو چرخ دنده به صورت مارپیچی است. کمپرسور اسکرو مبرد را بین این دو چرخ دنده متراکم می کند. قیمت بالاتر کمپرسور اسکرو نسبت به کمپرسور سانتریفیوژی و رفت و برگشتی، تنها نقص این دستگاه است. چیلرهای تراکمی که دارای کمپرسور اسکرو می باشند، چیلر تراکمی اسکرو نامیده می شوند.

مزیت های کمپرسور اسکرو

  • دارای قطعات متحرک بسیار کمی می باشد.
  • کمپرسور اسکرو دارای استهلاک، لرزش و صدای کمتری می باشد.
  • در برابر بازگشت مایع دارای مقاومت می باشد.
  • امکان تامین تناژ های بالا را نیز دارد.
  • به صورت تدریجی زیر بار می رود.
  • امکان تامین تناژ از ۵۰ تا ۵۶۰ تن تبرید را داراست.
کمپرسورهای اسکرو یا پیچی (Screw Compressor)

کمپرسور پیستونی یا رفت و برگشتی (Compressor Reciprocating)

عملکرد کمپرسور پیستونی به این صورت است که با حرکت رفت و برگشتی، عمل مکش و دهش صورت می گیرد. این عمل موجب متراکم شدن گاز مبرد می گردد. پیستون به وسیله حرکت دوار موتور و به کمک یک میل لنگ کار می کند.

مزیت های کمپرسور پیستونی

  • قیمت کمپرسور پیستونی نسبت به باقی کمپرسور ها کمتر می باشد.
  • کمپرسور پیستونی قابلیت تعمیر نیز دارد.
  • کمپرسور پیستونی که دارای موتورهای دور متغیر و متناسب با چرخش کمپرسور باشد، ۲۰ تا ۳۰ درصد در مصرف انرژی صرفه جویی می کند.
  • از ترکیب چند کمپرسور پیستونی، کمپرسوری با ظرفیت بالا ایجاد می شود.

معایب کمپرسور پیستونی

  • کمپرسور پیستونی نیاز به نگهداری دارد.
  • کمپرسور پیستونی دارای صدا و لرزش بیشتری می باشد.
  • این کمپرسور دارای ابعاد و وزن بالاتری می باشد.
کمپرسور پیستونی یا رفت و برگشتی (Compressor Reciprocating)

کمپرسور سانتریفیوژی یا گریز از مرکز (Compressor Centrifugal)

کمپرسور سانتریفیوژی توربو نیز نامیده می شود. این کمپرسور با کمک پره های دوار، انرژی جنبشی گاز خنک مبرد را افزایش می دهد. این کار باعث بالا رفتن فشار و دمای گاز می شود. پره های دوار گازی که به داخل محفظه کشیده شده را وادار به چرخش با سرعت زیاد می کند. در آخر با عبور گاز دارای سرعت بالا از یک دیفیوزر، سرعت گاز کمتر و حجم آن بیشتر می شود.

در این فرآیند انرژی جنبشی گاز با فشار کم و سرعت زیاد، به سرعت کم و فشار زیاد تبدیل می شود. فشار نهایی با افزایش سرعت پره بیشتر می شود. در کمپرسور پیستونی سه سیکل مکش، تراکم و تخلیه یکی پس از دیگری انجام می شود. اما در کمپرسور سانتریفیوژی، این سیکل به صورت همزمان و مستمر انجام می گیرد.

مزیت های کمپرسور سانتریفیوژی

  • از کمپرسور سانتریفیوژی برای کسب ظرفیت های ۹۰ تا ۲۰۰۰ تن تبرید و برای مصرف های بالاتر از ۳۰۰ تن تبرید استفاده می گردد.
  • کمپرسور سانتریفیوژی قابلیت بالا بردن راندمان در حالت تمام بار را نیز دارد.
  • به دلیل تعداد قطعات پایین و در گیر بودن قطعات کمتر با هم، هزینه نگهداری کمتر و امکان اطمینان بیشتر به دستگاه وجود دارد.
  • به خاطر حرکت یکنواخت گاز، کمپرسور دارای لرزش کمتری می باشد.

معایب کمپرسور سانتریفیوژی

  • این کمپرسور در تناژهای بالا نیاز به سیم پیچی و فیوزهای بزرگ دارد.
  • دارای هزینه اولیه بالایی بوده ولی هزینه نگهداری پایینی دارند.
  • دارای راندمان کم در دورهای پایین می باشد.
کمپرسور سانتریفیوژی یا گریز از مرکز (Compressor Centrifugal)

کندانسورهای چیلر تراکمی

کندانسور یک نوع دستگاه تقطیر کننده است که حاوی لوله های پر پیچ و خم (کویل) است. این لوله ها حرارت گاز را با سه روش گرفته و آن را به مایع تبدیل می کند.

در چیلرهای تراکمی دو عدد مبدل حرارتی به نام های اواپراتور و کندانسور موجود می باشد. تعامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط باعث ایجاد یک چرخه سرمایشی هوا خنک یا آب خنک می شود. این دو مبدل حرارتی در مدار دستگاه های سرمایشی و گرمایشی دیگر به جز دستگاه های تراکمی نیز استفاده می شوند.

انواع کندانسور در چیلرهای تراکمی

  • چیلر تراکمی آب خنک یا کندانسور آبی (Water Cooled Condenser)
  • چیلر تراکمی هوا خنک یا کندانسور هوایی (Air Cooled Condenser)

کندانسور آب خنک چیلر تراکمی یا کندانسور آبی (Water Cooled Condenser)

عمدتاً از مبدل حرارتی پوسته و لوله در کندانسور چیلر تراکمی آبی (آب خنک) استفاده می شود. ولی در بعضی از کندانسورها با کاربری متفاوت، از مبدل های حرارتی صفحه ای نیز استفاده می شود. عملکرد مبدل به این شکل می باشد که مبرد وارد لوله هایی از جنس مس می شود. سپس جریان آب از اطراف لوله ها جاری می شود و گرما را از دیواره به آب انتقال می دهد.

اما این آب گرم نیاز به خنک کاری دارد تا بتواند به کندانسور برگشته و حرارت مبرد را بگیرد. به این دلیل برجی به نام برج خنک کننده در مجاورت چیلر نصب می گردد. وظیفه این دستگاه خنک کردن آب گرمی است که از کندانسور خارج می گردد.

اجزای کندانسور آب خنک (آبی)

  • تیوب شل
  • بافل
  • کویل
  • پوسته

مزیت های کندانسور آب خنک

  • کندانسور آب خنک نسبت به کندانسور هوا خنک، به فشار کمتری احتیاج دارد.
  • کندانسور آب خنک بر روی فشار کندانس کنترل بهتری دارد.
  • به خاطر دارا بودن توانایی انتقال حرارت بالا توسط آب، این نوع کندانسور در ابعاد کوچک ساخته می شوند.

معایب کندانسور آب خنک

  • به دلیل استفاده از آب، درون لوله ها خوردگی به وجود می آید.
  • احتمال یخ زدگی کندانس ها در دمای کاری پایین وجود دارد.

انواع کندانسور آب خنک (آبی)

کندانسورهای پوسته و لوله

مبدل حرارتی پوسته و لوله شامل تعداد زیادی لوله های موازی است که درون یک پوسته قرار دارند. در دورتا دور لوله ها آب خنک و درون لوله ها مایع داغ وجود دارد.

آبی که به درون پوسته ها منتقل شده، پیش از این داخل برج خنک کننده خنک شده است. سپس انتقال حرارت بین آب و گاز باعث می شود سیال گازی درون کویل ها از حالت گاز به مایع تغییر وضعیت دهد. این عمل، کندانس یا تقطیر نامیده می شود. برای بالا بردن سطح حرارتی بعضی از کندانسورها بر روی لوله های مسی پره هایی تعبیه می کنند. اما این عمل باعث ایجاد رسوب گذاری می گردد.

کندانسور پوسته و لوله

مزایای کندانسور پوسته و لوله

  • دارای ساخت ساده ای می باشد.
  • کندانسور پوسته و لوله نسبت به سایر کندانسورها، قیمت کمتری را دارا می باشد.
  • این کندانسور مستحکم امکان تحمل فشار بالا را دارد.

کندانسورهای صفحه ای

در این نوع کندانسور یا مبدل صفحه ای، صفحات در کنار هم قرار می گیرند. به این صورت که یک در میان یک صفحه دارای سیال سرد (آب) و یک صفحه دارای سیال گرم (گاز داغ) می باشد. این صفحات با همدیگر تبادل حرارتی دارند.

کندانسور صفحه ای

مزایا و معایب کندانسورهای صفحه ای

  • مبدل صفحه ای نسبت به مبدل پوسته و لوله، دارای قیمت بالاتری می باشد.
  • این مبدل حداکثر تحمل فشار کاری پایین تری نسبت به نوع پوسته و لوله را داراست.
  • مبدل صفحه ای به علت سطح بالای ظرفیت حرارتی در ابعاد کوچک تولید می شوند.

کندانسورهای کویل مارپیچ و پوسته

این مبدل شباهت زیادی به مبدل پوسته و لوله دارد. با این تفاوت که کویل به صورت مارپیچ درون یک پوسته استوانه ای قرار گرفته است. درون کویل سیال گازی داغ و اطراف کویل آب سرد جاری می باشد. این نوع مبدل در ظرفیت های پایین مورد استفاده قرارمی گیرد.

نمونه برش خورده کندانسور کویل مارپیچ و پوسته

کندانسورهای دو لوله ای

این نوع مبدل نیز به مبدل پوسته و لوله شباهت دارد. اما در این نوع مبدل از دو عدد لوله تو در تو استفاده شده است. درون لوله کوچکتر آب سرد و در دیواره بین دو لوله، سیال گازی داغ جریان دارد. این نوع مبدل نیز در ظرفیت های پایین مورد استفاده قرار می گیرد.

کندانسور هوا خنک چیلر تراکمی یا کندانسور هوایی (Air Cooled Condenser)

در چیلرهای تراکمی هوایی (هوا خنک)، فن در قسمت بالای دستگاه قرار گرفته است. کندانسور هوا خنک دارای ابعاد بزرگتری نسبت به کندانسور آب خنک می باشد. عملکرد این کندانسور به این صورت است که درون لوله های مسی مبرد جاری می شود. سپس هوا به وسیله فن به اطراف لوله ها دمیده می شود و حرارت دیواره لوله ها به هوا منتقل می گردد.

به دلیل ارتباط مستقیم مبرد با هوا، مبرد حرارت را به هوا منتقل می کند و مانند کندانسور آب خنک نیاز به برج خنک کننده و آب نمی باشد. با انتقال حرارت مبرد به هوا، مبرد از گاز به حالت مایع تبدیل می گردد. در کندانسور هوا خنک تبخیر یا رسوب زدگی مانند کندانسور آب خنک ایجاد نمی شود.


انواع چیلر تراکمی هوا خنک (هوایی)

چیلر تراکمی هوا خنک یک پارچه (Packaged)

در چیلر هوا خنک یک پارچه (Packaged)، تمام اجزای چیلر داخل یک یونیت قرار داده شده است. این دستگاه فقط با یک انشعاب از آب و برق ساختمان قابل استفاده می باشد. اما با توجه به ساختار کندانسور هوا خنک، دستگاه باید در محیط بیرون از ساختمان و هوای آزاد نصب گردد.

چیلر تراکمی هوا خنک دو پارچه (Split)

در چیلر هوا خنک دو پارچه (Split)، دو یونیت جداگانه وجود دارد. در یک یونیت کندانسور هوا خنک تعبیه شده و در یونیت دیگر کمپرسور، شیر انبساط و اواپراتور قرار گرفته است. به دلیل این قابلیت می توان یونیت حاوی کمپرسور، شیر انبساط و اواپراتور را به صورت جدا از یونیت کندانسور در موتورخانه قرار داد. از چیلر هوا خنک دو پارچه عمدتاً در پروژه هایی استفاده می شود که پشت بام ساختمان تحمل وزن چیلر یک پارچه را ندارد و محل دیگری نیز برای نصب وجود ندارد. اما استفاده از چیلرهای هوا خنک دو پارچه به دلیل افزایش هزینه ساخت و کاهش فشار در جریان ورودی مبرد به کندانسور مناسب نمی باشد.

انواع کندانسورهای هوا خنک (هوایی)

  • کندانسور هوایی V شکل
  • کندانسور هوایی W شکل
  • کندانسور هوایی افقی
  • کندانسور هوایی عمودی

اجزای کندانسور هوا خنک (هوایی)

  • اسکلت وشاسی
  • فن
  • کویل ها

مزیت های کندانسور هوا خنک (هوایی)

  • به دلیل عدم استفاده از آب مشکلاتی مانند گند زدایی و فراهم کردن آب تازه وجود ندارد.
  • به دلیل عدم خورندگی به وسیله آب دارای طول عمر بیشتری می باشد.
  • برای نصب در فضای آزاد انعطاف بالایی دارد.
  • امکان طراحی کندانسور های هوایی کوچک و بزرگ صنعتی را دارا می باشد.
  • امکان یخ زدن هوا وجود ندارد.

معایب کندانسور هوا خنک (هوایی)

  • هنگام کندانس آب در دمای پایین، امکان یخ زدگی وجود دارد.
  • در تامین هوای تازه مورد نیاز دستگاه مشکل وجود دارد.
  • امکان رفتن فن زیر بار وجود دارد.
  • امکان نوسان در فشار چیلر تراکمی به دلیل تغییرات حرارت در درجه هوا می باشد.

تست ازت و نشت یابی چیلر تراکمی با کندانسور هوا خنک (هوایی)

نشتی و خروج مبرد از سیکل تبرید، یکی از ایراد های دستگاه چیلر تراکمی می باشد. برای پیدا کردن نشتی دستگاه در قدم اول باید نشتی فشار را از طریق گاز ازت خشک بالا برد. سپس نواحی مستعد مثل اتصالات، شیرآلات و نقاط روغن کاری شده را از طریق کف صابون تست شود.

جهت نشت یابی اولیه در تست ازت، ابتدا فشار را به اندازه ۷۰psi بالا برده می شود. اگر در این فشار نشتی یافت نشود، با در نظر گرفتن فشار اواپراتور و فشار پایین کمپرسور امکان بالا بردن فشار تا ۲۰۰psi می باشد.

کندانسور تبخیری چیلر تراکمی (ترکیبی)

کندانسور تبخیری ترکیبی از دو مدل آبی و هوایی و قسمت هایی از برج خنک کننده می باشد. در کندانسور تبخیری داخل لوله های کندانسور سیال با حرارت بالا جاری می گردد. سپس عملیات تقطیر به وسیله آبی که روی لوله ها پاشیده شده، انجام می گردد. پس از آن، آبی که گرم شده از طریق یک فن که در همان قسمت وجود دارد خنک می شود. کاربرد چیلرهای تراکمی آبی و هوایی بیشتر از چیلر تراکمی تبخیری می باشد.

اجزای کندانسور تبخیری (ترکیبی)

  • پوسته
  • فن
  • کویل
  • نازل پاشش آب
  • تشتک جمع آوری آب

مزیت های کندانسور تبخیری (ترکیبی)

  • به دلیل استفاده از فلز استنلس استیل طول عمر بسیار بالایی دارد.
  • به خاطر استفاده از لوله استنلس استیل نسبت به لوله آهنی گالوانیزه، راندمان بالاتری دارد.
  • به علت استفاده از لوله هایی با سطوح سیقلی فرآیند رسوب گیری بر روی لوله ها کاهش پیدا می کند.

شیر انبساط چیلر تراکمی (Expansion Valve)

محل قرار گیری شیر انبساط بعد از کندانسور و قبل از اواپراتور می باشد. هدف از تعبیه شیر انبساط در سیکل تراکمی، پایین آوردن فشار موجود در مایع مبرد است. بعد از خروج مبرد از کندانسور، مبرد به سمت اواپراتور جاری می شود. اما قبل از وارد شدن به اواپراتور، به خاطر پایین آوردن فشار وارد شیر انبساط می شود. دلیل کاهش فشاراین است که اواپراتور با جذب گرمای محیط اطراف بتواند به گاز تغییر حالت پیدا کند. در هر دو مدل چیلر هوایی و آبی از شیر انبساط استفاده می شود.


اواپراتور چیلر تراکمی (Evaporator)

اواپراتور یک مبدل حرارتی است. در این مبدل سیال وارد شده به کویل ها، کمترین حرارت را از سیال اطراف لوله به دلیل فشار پایین جذب و تبخیر می کند. سیال موجود در اواپراتور می تواند گاز یا مایع باشد. دستگاه اواپراتور به دلیل تبدیل سیال از حالت مایع به گاز، تبخیر کننده نیز نامیده می شود. هدف اواپراتور تبدیل مایع وارد شده به کویل، به بخار می باشد.

انواع اواپراتور چیلر تراکمی

اواپراتور پوسته و لوله (Shell and Tube)

این اواپراتور دارای یک مخزن استوانه ای است که درون این مخزن لوله های مسی وجود دارد. درون لوله های مسی ماده مبرد جریان دارد و در اطراف دیواره خارجی لوله ها، آب جاری می باشد. به وسیله دیواره های خارجی لوله های مسی، مبرد در حال تبخیر آب را از طریق گرفتن گرمای آن سرد می کند.

اواپراتورهای پوسته و لوله در مقابل فشار بالا و حرارت زیاد بسیار مستحکم می باشند. این مدل دارای قیمت پایین و پرکاربرد ترین نوع اواپراتور مورد استفاده می باشد. درون پوسته اواپراتور صفحاتی تحت عنوان بافل (Baffles) با فاصله مشخص وجود دارند. این صفحات میزان انتقال حرارت را با ایجاد جریان آشفته در آب افزایش می دهند.

وظایف صفحات بافل (Baffles)

  • لوله های مسی (تیوب ها) را در جای خود نگه می دارد.
  • از لرزش لوله ها که توسط جریان سیال به وجود آمده جلوگیری می کند.
  • برای کسب حداکثر میزان انتقال حرارت، سیال را به صورت مارپیچی و عمود بر لوله ها حرکت می دهد.
  • به دلیل ایجاد جریان آشفته راندمان انتقال حرارت را افزایش می دهد.

اواپراتور پوسته و لوله انبساط مستقیم (Direct Expansion Shell and Tube)

ماده مبرد در این اواپراتور فقط در وضعیت بخار سوپرهیت خارج می گردد. برای چیلر های تراکمی ظرفیت پایین از این مدل اواپراتور استفاده می شود. در این اواپراتور به دلیل جریان آب در اطراف لوله ها، آب با لوله های زیادی ارتباط دارد. آلودگی آب یا رسوب در سطوح باعث ایجاد مشکل در اواپراتور انبساط مستقیم می گردد. آلودگی آب را فقط با مواد شیمیایی می توان رفع کرد. امکان رفع آلودگی به صورت مکانیکی وجود ندارد.

اواپراتور پوسته و لوله سیلابی (Flooded Shell and Tube)

در چیلرهای ظرفیت بالا از این مدل اواپراتور استفاده می گردد. ماده مبرد در این اواپراتور از پایین دستگاه وارد شده و آب نیز درون لوله ها جاری می شود. همچنین به علت سطح تماس کامل ماده مبرد با لوله ها، انتقال حرارت زیادی انجام می گیرد.

در این اواپراتور پاکسازی لوله ها به صورت فیزیکی و با روش های متنوعی انجام می شود. آلودگی دستگاه فقط در صورت تماس مستقیم آب با محیط اطراف ایجاد می شود. معمولاً به دلیل اینکه آب در یک سیستم بسته در جریان است نباید آلوده گردد. در این اواپراتور بررسی دقیق نشتی های سیستم باید به طور مداوم انجام شود. دلیل این بررسی شارژ زیاد ماده مبرد می باشد.

اواپراتور پوسته و کویل (Shell and Coil)

این اواپراتور در مقایسه با نوع پوسته و لوله برای ظرفیت های پایین استفاده می شود. این مدل اواپراتور با طراحی انبساط مستقیم که در این مدل ماده مبرد درون لوله ها و آب بیرون پوسته های جاری است، ساخته می شود. اما اواپراتور پوسته و کویل با طراحی سیلابی که آب درون لوله های جاری است نیز موجود می باشد.

اواپراتور صفحه ای یا بریز (Brazed Plate Evaporator)

هنگامی که نیاز به اختلاف دمای نزدیک، بین ماده مبرد در حال تبخیر و آب چیلر باشد از اواپراتور صفحه ای استفاده می شود. برای خنک کردن شیر در صنایع لبنیاتی، چیلر با اواپراتور صفحه ای مورد استفاده قرار می گیرد.

در ساخت این اواپراتور از تعدادی صفحه با جنس استیل ضد زنگ استفاده می شود. آب در میان صفحه ها جاری می شود. ماده مبرد نیز از سمت مخالف جاری شده و به این ترتیب تبادل حرارت انجام می گیرد. این مدل اواپراتور دارای ضریب تبادل حرارتی بالایی می باشد. اواپراتور صفحه ای در مقایسه با اواپراتور پوسته و لوله که دارای ظرفیت یکسان می باشند، نیاز به شارژ ماده مبرد کمتری دارد.

همچنین به دلیل سیستم پاکسازی ساده تر، در صنایع غذایی از این اواپراتور استفاده می گردد. اواپراتور صفحه ای را می توان به راحتی باز و بسته کرد. ظرفیت این اواپراتور با کم یا زیاد کردن صفحات، قابل تغییر می باشد.


انواع کاربرد اواپراتور در چیلر تراکمی

اواپراتور دستگاه تبخیرکننده

در این مدل اواپراتور، حرارت داغ سیال اطراف کویل باعث می شود مایع ورودی به کویل از مایع به گاز تغییر حالت دهد. در واقع عمل تبخیر صورت می گیرد. این اواپراتور در صنایع شیمیایی و دارویی مورد استفاده قرار می گیرد.

اواپراتور دستگاه سرمایشی

در این مدل اواپراتور، سیال مبرد مانند گاز فریون درون کویل جاری می شود. از طرفی در اطراف کویل با جاری کردن هوا توسط فن (اواپراتور فن دار) یا آب (اواپراتور پوسته و لوله) به وسیله پمپ، مبرد با جذب حرارت آب یا هوا در دمای معمولی محیط و در فشار کمتر از فشار اتمسفر، باعث پایین آمدن حرارت آب یا هوا می گردد.


مزیت های چیلر تراکمی به چیلر جذبی

  • چیلرهای تراکمی در مقایسه با چیلرهای جذبی در ظرفیت های یکسان، دارای قیمت کمتری می باشند. چیلر جذبی غیر مستقیم نسبت به چیلر تراکمی دارای ۱.۵ برابر قیمت بیشتر می باشند. چیلرهای جذبی شعله مستقیم دارای ۲ برابر قیمت بیشتر از چیلرهای تراکمی می باشند. همچنین به علت استفاده از احتراق در چیلرهای جذبی شعله مستقیم، نیاز به تجهیزاتی مانند دودکش و هوای احتراق است.
  • چیلرهای تراکمی مصرف انرژی کمتری نسبت به چیلرهای جذبی دارند.
  • ضریب عملکرد چیلرهای جذبی بین ۰/۶ تا ۰/۸ است. ولی ضریب عملکرد چیلر تراکمی مابین ۱/۶ تا ۲ می باشد.
  • چیلرهای تراکمی دارای مصرف آب کمتری نیز می باشند.
  • چیلرهای تراکمی نسبت به چیلرهای جذبی، نیاز به برج خنک کننده با ظرفیت پایین تری را دارند.
  • چیلرهای تراکمی ۵۰ درصد فضای کمتری را اشغال می کنند.
  • چیلرهای تراکمی ضریب عملکرد بالاتری را دارا می باشند.
  • چیلرهای تراکمی ارتفاع کمتری نیز دارند.
  • چیلرهای تراکمی نسبت به مدل جذبی، دارای ۲ برابر وزن کمتری می باشند.

عوامل تاثیرگذار بر قیمت چیلرهای تراکمی هوا خنک (هوایی)

  • بالاتر رفتن ظرفیت چیلر تراکمی هوا خنک بر بیشتر شدن قیمت آن تاثیر می گذارد.
  • یکی از عومل موثر بر قیمت، کمپرسور دستگاه می باشد. نوع کمپرسور و کشور تولید کننده آن باعث تغییر در قیمت چیلر تراکمی هوا خنک می شود.
  • استفاده از گازهای مبرد R22 , R407 ,R410 بر روی قیمت دستگاه تاثیر گذار می باشد.

قطعات سیکل تبرید چیلر تراکمی

چیلر تراکمی برای فرآیند تبرید و سرمایش، دارای ۴ قطعه اصلی می باشد.

  • کمپرسور (متراکم کننده)
  • کندانسور (تقطیر کننده)
  • اواپراتور (تبخیر کننده)
  • شیر انبساط (منبسط کننده)

کمپرسور دستگاه یکی از مهم ترین و همچنین یکی از گران ترین قسمت های چیلر تراکمی می باشد.


مقایسه چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک

مقایسه ضریب عملکرد (COP) چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک

ضریب عملکرد دستگاه چیلر (Coefficient OPerformance) که یکی از اصلی ترین روش ها در ارزیابی عملکرد چیلر است، نشانگر راندمان مصرف انرژی دستگاه می باشد. نسبت گرمای دریافت شده از آب در اواپراتور به مجموع انرژی مصرف شده در مصرف کننده ها (کمپرسورها، الکتروفن های کندانسور هوا خنک، الکتروفن ها و پمپ های سیرکولاسیون برج خنک کننده) برابر با ضریب عملکرد می باشد. اندازه گیری در شرایط مشابه (شرایط استاندارد تهویه مطبوع) ضریب عملکرد چیلر تراکمی هوا خنک دارای کمپرسور اسکرو برابر با ۳.۵ KW/KW است. ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی آب خنک دارای کمپرسور سانتریفیوژ ۶ KW/KW می باشد.

شرایط استاندارد تهویه مطبوع

  • دمای خشک محیط باید ۳۵ درجه سانتی گراد باشد.
  • دمای آب ورودی به اواپراتور باید ۱۲ و دمای آب خروجی ۷ درجه سانتی گراد باشد.
  • باید دمای آب وارد شده به کندانسور آب خنک ۳۰ و دمای آب خارج شده ۳۵ درجه سانتی گراد باشد.
  • ارتفاع از سطح دریا باید صفر باشد.

مقایسه آب مصرفی در چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک

در چیلرهای تراکمی آب خنک، برای دفع گرمای بخار مبرد در کندانسور از آب سرد برج خنک کننده استفاده می شود. به دلیل ساختار سرمایش تبخیری در برج خنک کننده، مقدار آب در حال گردش زیادی تبخیر می گردد. برای ثابت نگه داشتن راندمان برودتی، آب تخلیه شده باید با آب تمیز جایگزین گردد. اگر آب تخلیه شده قابلیت مصرف نداشته باشد، در واقع آب مصرفی برج دو برابر می شود. اما چیلرهای تراکمی هوا خنک به هیچ وجه مصرف آبی ندارند.


مقایسه هزینه خرید اولیه چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک

چیلرهای هوا خنک به نسبت چیلرهای آب خنک خصوصاً در ظرفیت های بالا، هزینه خرید اولیه بیشتری را دارا می باشند. استفاده از چیلر آب خنک دارای هزینه هایی به جز خرید چیلر و برج خنک کننده نیز می باشد. در خرید چیلر آب خنک باید به هزینه خرید سختی گیرآب، پمپ های سیرکولاسیون، خطوط لوله کشی بین چیلر و برج و همچنین آماده کردن فضایی برای موتورخانه دقت شود. این هزینه های جانبی موجب می شود که اختلاف قیمت خرید اولیه بین چیلرهای هوا خنک و آب خنک کمتر گردد.


هزینه سرویس و نگهداری چیلرهای تراکمی

چیلرهای تراکمی آب خنک به دلیل وجود برج خنک کننده و قطعات جانبی، هزینه سرویس و نگهداری بالاتری نسبت به چیلرهای هوا خنک را دارا می باشند. برج های خنک کننده به علت آلودگی زیاد، بعد از یک مدت دچار استهلاک می شوند. در نتیجه نیاز به تعویض قطعاتی همچون نازل ها و پکینگ ها به وجود می آید.


طول عمرمفید چیلرهای تراکمی

کمپرسور در چیلرهای تراکمی اولین قسمت است که نیاز به تعمیر یا تعویض دارد. طول عمر کمتر کمپرسورها به دلیل قطعات متحرک زیادی که درون آنها می باشد، است. طول عمر کمپرسورهای پیستونی حدوداً ۲۰ سال است. اما کمپرسورهای اسکرال و اسکرو به علت طراحی ساده وقطعات مکانیکی کمتر، عمر بیشتری نسبت به کمپرسور پیستونی دارند. عوامل موثر در طول عمر یک چیلر بستگی به کیفیت طراحی و تولید دستگاه، برند قطعات استفاده شده در ساخت، نحوه بهره برداری، کیفیت سرویس و نگهداری، کاربری چیلر و موارد دیگر دارد. به طور کلی نمی توان آمار دقیقی از طول عمر چیلر به دست آورد.

نکات مفید در طول عمر چیلر هوا خنک و آب خنک

  • هوای آلوده موجب کثیف شدن برج خنک کننده می گردد. کثیف شدن برج خنک کننده علاوه بر افزایش استهلاک، موجب رسوب گیری زیادتر آب در لوله های کندانسور چیلر می گردد. این موضوع باعث کاهش طول عمر چیلر آب خنک (آبی) می شود.
  • در چیلرهای هوا خنک به علت کارکرد کمپرسور با دما و فشار دیس شارژ زیادتر، استهلاک کمپرسور در چیلرهای هوا خنک تشدید می گردد.

مقایسه میزان صدای چیلرهای هوا خنک و آب خنک

کمپرسور و فن های کندانسور در چیلر هوا خنک و کمپرسور و فن های برج خنک کننده در چیلر آب خنک، از عوامل اصلی ایجاد صدا می باشند.

نکات مقایسه چیلر هوا خنک و آب خنک از نطر تولید صدا

  • در چیلرهای آب خنک میزان صدای ایجاد شده توسط کمپرسور، اندکی کمتر از چیلرهای هوا خنک است. به دلیل اینکه سایز کمپرسور چیلر آب خنک در ظرفیت های یکسان نسبت به چیلر هوا خنک، کوچک تر می باشد. همچنین به علت پایین تر بودن نسبت تراکم در کمپرسور چیلر آب خنک، کمپرسور تولید صدای کمتری نیز می کند.
  • به علت نصب چیلر آب خنک در موتورخانه، صدای کمپرسور توسط ساکنین شنیده نمی شود.
  • عمدتاً در چیلرهای هوا خنک، صدای کمپرسورها از فن های کندانسور بیشتر می شود. اما در چیلرهای آب خنک فقط در ظرفیت های سنگین صدای فن ها بیشتر می شود.

تاثیر شرایط آب و هوای بر عملکرد چیلرهای تراکمی

در مناطق مرطوب و شرجی از چیلرهای آب خنک به دلیل وجود برج خنک کننده نمی توان استفاده نمود. در چیلر آب خنک، کارکرد برج خنک کننده بر اساس سرمایش تبخیری می باشد. به همین دلیل هوای مرطوب برای خنک کاری دستگاه مناسب نیست. همچنین در شهرهایی با کمبود منابع آبی، استفاده از چیلر آب خنک مشکلاتی را به وجود می آورد. اما در چیلرهای هوا خنک، آب مصرف نمی شود. به همین علت در تمام شرایط اقلیمی مانند مناطق شرجی و گرمسیری می توان از چیلر هوا خنک استفاده نمود.

کمپرسور به کار رفته در چیلرهای هوا خنک مناطق گرمسیری باید قابلیت کارکرد در دماهای کندانسیگ بالا را دارا باشد. همچنین از مبرد کم فشار R134a، که مخصوص مناطق گرمسیری است استفاده گردد.


مراحل تولید آب خیلی سرد در چیلر تراکمی

با انتخاب مبرد و کمپرسور مخصوص، امکان تولید آب سردتر از ۷ درجه سانتی گراد در چیلر تراکمی وجود دارد. اما برای تولید آب سردتر از ۱۰- درجه سانتی گراد فقط از چیلر آب خنک می توان استفاده نمود. زیرا دمای کندانسینگ در این چیلرها به مراتب کمتر می باشد. با ایجاد تراکم کمتر توسط کمپرسور چیلر آب خنک، مبرد در سیکل جریان می یابد.


مقایسه بهره برداری چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک

به دلیل وجود تجهیزات جانبی در چیلر آب خنک مانند برج خنک کننده، سختی گیر آب و پمپ های سیرکولاسیون، بهره برداری از این چیلر سخت تر از چیلر هوا خنک است. به دلیل آلودگی موجود در هوا، برج خنک کننده با سرعت بیشتری دچار استهلاک شده و مراقبت بیشتری نیاز دارد. ولی بدون اقدامات خاصی، چیلر هوا خنک به راحتی بهره برداری می شود.


نظرات کاربران

  •  چنانچه دیدگاهی توهین آمیز باشد و متوجه نویسندگان و سایر کاربران باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه دیدگاه شما جنبه ی تبلیغاتی داشته باشد تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه از لینک سایر وبسایت ها و یا وبسایت خود در دیدگاه استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  •  چنانچه در دیدگاه خود از شماره تماس، ایمیل و آیدی تلگرام استفاده کرده باشید تایید نخواهد شد.
  • چنانچه دیدگاهی بی ارتباط با موضوع آموزش مطرح شود تایید نخواهد شد.

دیدگاهتان را بنویسید

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

مشاهده بیشتر