چیلر تراکمی و انواع آن
چیلر تراکمی و انواع آن : از بیرون شاید فقط یک جعبه فلزی بزرگ به نظر برسد، اما اگر درِ سیستم را باز کنید و وارد جزئیات عملکردش شوید، متوجه میشوید که چقدر ظریف طراحی شده. تقریبا همه چیز در این دستگاه به «تعادل» بستگی دارد؛ تعادل دما، فشار، جریان مبرد و حتی ظرفیت بار حرارتی. وقتی یکی از اینها درست تنظیم نباشد، چیلر مثل قلبی که ریتمش بههم خورده باشد، از حالت پایدار خارج میشود.
در چیلرهای تراکمی، چرخه ثابت است اما رفتار آن در پروژههای مختلف فرق میکند. یک چیلر روی پشتبام یک مجتمع مسکونی با چیلری که وسط کارخانه تزریق پلاستیک کار میکند زمین تا آسمان تفاوت دارد، حتی اگر ظرفیت اسمیشان یکی باشد. دلیلش هم روشن است: کیفیت بار حرارتی، نوسانات دما و نیاز به پایداری در صنایع با ساختمانها فرق دارد.
چیلر تراکمی از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:
چیلر تراکمی از چهار بخش اصلی تشکیل شده، ولی موضوع فقط داشتن این چهار قطعه نیست. آنچه یک چیلر خوب و پایدار میسازد، هماهنگی این اجزاست.
کمپرسور
کمپرسور که حکم محرک اصلی سیستم را دارد و هر تغییری در بار ترمودینامیکی را در همان لحظه نشان میدهد. جایی که مبرد از حالت کمفشار به پرفشار منتقل میشود. انوع کمپرسور شامل :اسکرال، اسکرو، روتاری ،رفتوبرگشتی و سانتریفیوز هستند. و می توانند نقش مهمی در توان، راندمان و صدای دستگاه داشته باشند.
کندانسور
کندانسور: وظیفه دارد گرمای مبرد را دفع کند. این که کندانسور هواخنک باشد یا آبخنک، تعیینکننده نوع چیلر از نظر دفع حرارت است.کندانسور اگر درست طراحی نشده باشد، متاسفانه بزرگترین دشمن راندمان و کل سیستم چیلر میشود.
شیر انبساط
شیر انبساط یا اکسپنشن ولو: که خیلیها نقش واقعیاش را دستکم میگیرند، نقطهای است که فشار مبرد بهصورت ناگهانی افت میکند و مبرد آماده جذب گرما در اواپراتور میشود و تنظیم سوپرهیت دستگاه مهمترین وظیفه آن است.
اواپراتور
گرما را از آب یا سیال دیگر طی یک فرایندی میگیرد. در چیلرهای صنعتی معمولاً از اواپراتور شل اند تیوب استفاده می کنند که مقاومت تر در مقابل یخ زدگی هستند.، در چیلرهای ساختمانی علاوه بر شل اند تیوب از مبدل های صفحهای یا تیوب در تیوب به وفور استفاده می گردد.
این چرخه در نگاه اول ساده است: مبرد گرم میشود، خنک میشود، منبسط میشود و دوباره گرما میگیرد. اما در عمل، کوچکترین تغییر در فشار کندانسینگ یا دمای ورودی آب کافی است تا مصرف برق دستگاه کم یا زیاد شود.
به همین دلیل است که در پروژههای حرفهای، انتخاب چیلر فقط با دیدن ظرفیت اسمی انجام نمیشود. مهندسها همیشه چند سؤال مهم میپرسند:
دمای طرح اقلیمی چقدر است؟ بار پروژه چقدر نوسان دارد؟ در چیلرهای آب خنک، آب برج خنککننده چقدر پایدار است؟ مسیر نصب چیلر هواخنک سایهگیر است یا رو به آفتاب؟ اینها چیزهایی است که معمولاً در بروشورها دیده نمیشود، اما در دوام دستگاه تفاوت ایجاد میکند.
چیلرهای تراکمی را به دو گروه اصلی تقسیم میکنند: چیلر هواخنک و چیلر آبخنک
این تقسیمبندی ساده، در تصمیمگیری مهندسی بسیار تأثیرگذار است. چیلر هواخنک بدون نیاز به برج خنککن، قابل نصب روی پشتبام و با نگهداری سادهتر است؛ اما راندمانش در گرمای تابستان کاهش مییابد. چیلر آبخنک راندمان بالاتری دارد، اما نیازمند برج خنککننده و موتورخانه است و نگهداری منظم آن اهمیت بیشتری دارد. در صنعت، معمولاً مدل هوا خنک محبوبتر است چون تامین سرمایش وابسته به آب منطقه با توجه به خشک سالی های اخیر نیست و فقط نیاز به انرژی برق دارد.
۱. چیلر تراکمی هواخنک (Air Cooled)
در چیلرهای هواخنک، کندانسور با جریان هوا خنک میشود. فنها هوای محیط را روی کویلها عبور میدهند و گرمای مبرد تخلیه میشود.
ویژگیها:
- مناسب برای پشتبامها و مناطق کمآب
- هزینه نگهداری کم
- متأثر از دمای محیط (راندمان در تابستان کاهش مییابد)
کاربردها: ساختمانهای متوسط و بزرگ، مجتمعها، دیتاسنترهای کوچک، کارگاههای تولیدی سبک.
۲. چیلر تراکمی آبخنک (Water Cooled)
در این سیستم، گرمای مبرد ابتدا به آب برج خنککننده منتقل میشود، سپس برج گرما را به هوا تخلیه میکند.در این نوع چیلر ها نیازمند برج خنککننده، پمپ و فضای موتورخانه هستند.
ویژگیها:
- راندمان بالاتر نسبت به هواخنک
- عملکرد پایدار در مناطق گرم
کاربردها: پروژههای بزرگ، صنایع غذایی، پتروشیمی، مجتمعهای تجاری خاص.
انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کمپرسور
یکی از مباحث مهم برای متخصصان و مهندسین، انتخاب کمپرسور مناسب برای چیلر است. چهار مدل کمپرسور در چیلرهای تراکمی داخل ایران استفاده میشود:
۱. چیلر اسکرال (Scroll Chiller)
برای ظرفیت های پایین و متوسط گزینه کم هزینه و کم دردسری است. معمولا کمپرسورهای اسکرال به صورت پارالل به صورت تک مدار و چند مدار ساخته می شوند. و در پارت لود ها عملکرد عالی دارند.
مزایا:
- هزینه اولیه پایین
- تعمیرات ساده
- لرزش و صدای کمتری دارند
- مناسب برای مینیچیلرها و چیلرهای با ظرفیت ۱۰ تا ۶۰ تن تبرید
محدودیت: در ظرفیتهای بالا راندمان و استحلاک آن ها بیشتر است.
. چیلر اسکرو (Screw Chiller)
کمپرسور اسکرو یک انتخاب صنعتی تر و حرفهای است. در ایران در پروژههایی که چیلر دارای ظرفیت بالای هستند از چیلرهای با کمپرسور اسکرو استفاده می شود.یکی از معایب بزرگ این کمپرسورها هزینه تعمیرات بسیار بالای آن است و همچنین روغن مصرفی آن دارای ویسکوزیته بسیار بالا و گران قیمت تر نسبت به سایر کمپرسورهاست.
مزایا:
- مناسب برای ظرفیت های بالا
- دوام بالا در صورت طراحی درست چیلر و نگه داری مناسب
- راندمان بالا در بارهای ثابت
کاربرد: سردخانهها مدل HSN، خطوط تولید، کارخانهها، بیمارستانها و مجتمع های مسکونی بزرگ.
چیلر با کمپرسور رفتوبرگشتی (Reciprocating) یا پیستونی
این کمپرسورها معمولا تعمیرات آنها بسیار راحت و کم هزینه تر است اما راندمان آنها پایینتر است ، همچنان در برخی پروژهها استفاده میشود،بهخصوص جاهای که فشار کاری بالا و از هزینه تعمیرات پایین ملاک انتخاب باشد، استفاده می گردد.
مزایا: تعمیرات راحت تر و کم هزینه به همراه متخصص زیاد در امور تعمیرات آن
ضعف: صدا و لرزش زیاد؛ راندمان نسبتاً پایینتر.
چیلر با کمپرسور سانتریفیوژ
این کمپرسورها دارای راندمان فوقالعاده و بیشترین ضریب بهره است و کاربرد آن برای پروژههای عظیم؛ مخصوص فرودگاهها، مجتمعهای خیلی بزرگ و پروژههای ملی استفاده می گردد. مدل های قدیمی که وارد ایران شد الان به صورت محدود عملیاتی هستند و جدیدهای که تازه وارد ایران از نوع توربوکور و بلبرینگ مغناطیسی هستند.
