طرز کار چیلر تراکمی

طرز کار چیلر تراکمی / نحوه ی عملکرد چیلر تراکمی / طرز کارچیلر خانگی / اجزای چیلر تراکمی

کارخانه ها ، انبارها ، مراکز بهداشتی ، ساختمان های تجاری و فضاهای اداری گرمای ناخواسته تولید می کنند که باید از فرآیند ، تجهیزات یا ساکنان داخل آن دور نگه داشته شوند. برای از بین بردن این گرما از طریق چیلرهای خنک کننده هوا یا آب می توان از چیلر استفاده کرد. در قلب فرآیند سرمایش تبخیر مبرد مایع به درون گاز قرار دارد. دو نوع اساسی چیلر شامل چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک است. چیلر مکانیزمی خنک کننده است که برای تولید مایعات طراحی شده است که می تواند با از بین بردن گرما از مایع ، دما را کاهش دهد. نوع و استفاده از چیلر به دما و نوع مبرد مورد نیاز بستگی دارد که می تواند مایع یا گاز باشد. از مایع خنک شده برای خنک سازی یک اتاق یا قطعه از تجهیزات استفاده می شود. روند کامل را می توانید در نمودار زیر از مراقبت های حرارتی مشاهده کنید :

طرز کار چیلر تراکمی به گونه ای است که بر اساس اصل فشرده سازی بخار یا جذب آن عمل می کنند. آنها برای ایجاد جریان مداوم خنک کننده برای حفظ دمای از پیش تعیین شده طراحی شده اند. همانطور که نمودار نشان می دهد ، این یک سیستم مایع در گردش مداوم است که دما را کاهش می دهد. برای سال های متمادی ، صنایع به دنبال روش های تامین خنک کننده برای انواع فرآیندهای تولید بودند. اگرچه سیستم تهویه مطبوع اولیه از ابتدای قرن بیستم وجود داشته است ، اما به نظر نمی رسد این تهویه هوا بتواند خنک کننده کافی برای فضاهای بزرگ و فرآیندهای تولید را فراهم کند. اکتشافات در پایان قرن بیستم تجهیزات خنک کننده ای ایجاد کرده است که قادر به ایجاد درجه حرارت برای فرآیند های خنک کننده برای طیف گسترده ای از صنایع است.

طرز کار چیلر تراکمی

اگرچه طیف گسترده ای از چیلرها وجود دارد ، اما اکثر آنها با همان اصل حذف گرما کار می کنند. مهم ترین قسمت فرآیند ، ماده خنک کننده یا مبرد است که گرمای بیشتری نسبت به آب در خود نگه می دارد و به روند خنک کننده کارآمد کمک می کند. گرما از خنک کننده خارج شده و به هوا منتقل می شود. دو مدار اصلی چیلر صنعتی مایع و برودتی است. چهار قسمت مدار تبرید کمپرسور ، کندانسور ، شیر انبساط و اواپراتور است ، در حالی که پمپ ، فیلترها و مبدل حرارتی قسمت هایی از مدار سیال هستند. کمپرسور مبرد کم فشار و دمای پایین را گرفته و آن را فشرده می کند تا تبدیل به گاز فشار و دما شود. سه نوع از کمپرسورها شامل گریز از مرکز ، توربوکور و پیچی است.

1. کندانسور : گاز فشرده از طریق سیم پیچ های کندانسور عبور می کند ، جایی که هوا یا آب بر روی سیم پیچ ها حرکت می کند تا گرما را از مبرد خارج کند. هنگامی که مبرد گرمای خود را از دست می دهد ، تبدیل به مایع می شود.
2. تبخیر کننده : در تبخیر کننده مبرد به گاز تبدیل می شود ، بسیار سرد شده و گرما را جذب می کند. این در اواپراتور است که ماده مبرد و مایع با هم تعامل دارند ، جایی که گرما از مایع خارج می شود تا به مبرد منتقل شود. سه نوع رایج اواپراتورها کویل مس ، پوسته و لوله و صفحه هستند.
3. شیر انبساط : شیر انبساط که ممکن است به عنوان شیر انبساط ترموستاتیک یا الکترونیکی نیز شناخته شود ، میزان مبردی را که از بین کندانسور و اواپراتور عبور می کند کنترل کرده و جریان را بر اساس بار خنک کننده تغییر می دهد.
4. مدار سیالات : مدار سیکل یا سیال ، مایعات پردازش شده را به خنک کننده منتقل می کند و مستقیما دمای آن را کاهش می دهد.
5. پمپ : سیستم پمپاژ آب خنک یا محلول آب / گلیکول را از چیلر به فرآیند خنک کننده می رساند.
6. فیلتر : این فیلتر برای گرفتن آلودگی ها ، کثیفی ها و ذراتی که ممکن است به مایع چیلر وارد شوند ، طراحی شده است. آنها همچنین بخشی از سیستم ورودی هوا هستند.
7. مبدل حرارتی : اگرچه کندانسور مانند یک مبدل حرارتی عمل می کند ، اما بسته به نوع طراحی سیستم برخی از سیستم ها دارای مبدل حرارتی به عنوان بخشی از سیستم چرخه سیال هستند.

طرز کار چیلرهای تراکمی صنعتی بر اساس اصول زیر می باشد :

• تغییر فاز : یک خنک کننده مایع در اثر گرم شدن دچار تغییر فاز به گاز شده و هنگامی که مایع خنک کننده گازی فوق العاده خنک می شود ، دوباره به حالت مایع متراکم می گردد.
• جریان گرما : انرژی گرما همیشه از یک منطقه با غلظت بالا به یک منطقه با غلظت کمتر جریان دارد.
• نقطه جوش : کاهش فشار روی مایعات باعث کاهش نقطه جوش و افزایش فشار باعث افزایش نقطه جوش آن می شود.

در بیشتر برنامه های خنک کننده فرآیند ، یک سیستم پمپاژ آب خنک یا محلول آب / گلیکول را از چیلر به فرآیند انتقال می دهد. این مایع خنک گرما را از فرایند خارج می کند و مایع گرم به چیلر برمی گردد. در طرز کار چیلر تراکمی ، آب فرآیند وسیله انتقال گرما از فرآیند به چیلر است. چیلرهای فرآیندی حاوی یک ترکیب شیمیایی به نام مبرد است. انواع مختلفی از مبرد و کاربردها بسته به درجه حرارت مورد نیاز وجود دارد اما همه آنها بر اساس اصل اصلی فشرده سازی و تغییر فاز مبرد از مایع به گاز و برگشت به مایع کار می کنند. این روند گرمایش و خنک سازی مبرد و تبدیل آن از گاز به مایع و دوباره برگشت ، چرخه تبرید است. چرخه تبرید با مخلوط مایع / گاز کم فشار وارد اواپراتور می شود. در اواپراتور ، گرمای حاصل از آب فرآوری شده یا محلول آب / گلیکول ، ماده مبرد را می جوشاند ، که آن را از مایع کم فشار به گاز کم فشار تبدیل می کند. گاز کم فشار در جایی که به گاز فشار قوی فشرده می شود وارد کمپرسور می شود. گاز پرفشار درجایی قرار می گیرد که هوای محیط یا آب کندانسور گرما را از بین می برد تا آن را به مایع فشار قوی خنک کند. مایع فشار بالا به سوپاپ انبساط می رود ، که میزان ورود ماده مبرد مایع به اواپراتور را کنترل می کند و بدین ترتیب چرخه تبرید دوباره آغاز می شود.

آشنایی با انواع چیلرهای صنعتی :

سه نوع اصلی چیلرهای صنعتی که امروزه استفاده می شوند چیلرهای هوا خنک ، چیلرهای آب خنک و چیلرهای جذبی هستند. ما همچنین به طور خلاصه برج های خنک کننده ( یک سیستم خنک کننده جایگزین یا مکمل ) و چیلرهای ویژه مانند چیلرهای گلیکول و گریز از مرکز را بررسی خواهیم کرد. انتخاب چیلر مناسب برای برنامه شما در صرفه جویی در هزینه ها ، کاهش زمان خرابی و بهبود کارایی عملیاتی به شما کمک می کند.

• چیلر آب خنک : چیلرهای خنک شده با آب از آب برج خنک کننده خارجی استفاده می کنند تا گرمای مبرد گازی موجود در کندانسور را قبل از تغییر فاز به مایع ، رد کنند.
• چیلر هوا خنک : به جای آب خنک کننده ، چیلرهای خنک کننده هوا با استفاده از هوای محیط ، گرمای مبرد موجود در کندانسور را رد می کنند.
• چیلر کمپرسور بخار : در این نوع چیلرها از مبرد برای خنک سازی مایعات و فضاهای فرآیندی استفاده می شود. از کمپرسور به عنوان نیروی محرکه پمپاژ مبرد در اطراف سیستم استفاده می شود.
• چیلر جذب بخار : چیلرهای جذب بخار فاقد کمپرسور در واحد هستند. بلکه آنها از یک منبع حرارتی به عنوان مثال ، انرژی خورشیدی یا گرمای اتلاف شده برای هدایت مایع خنک کننده از طریق سیستم استفاده می کنند.
• نحوه عملکرد چیلر تراکمی گلیکول : چیلرهای گلیکول انواع خاصی از چیلرها هستند که از پروپیلن گلیکول ، ضد یخ در سیستم استفاده می کنند. آنها به طور گسترده ای در برنامه های غذایی مانند تولید الکل و سیستم های سردخانه آبجو استفاده می شوند. طرز کار چیلر تراکمی گلیکول همانند چیلرهای استاندارد است.
• چیلر گریزنده از مرکز : چیلرهای گریزنده مرکز از اواپراتور ، کمپرسور ، کندانسور و تنظیمات دستگاه انبساط معمول تشکیل شده اند اما دارای پروانه های چرخان اضافی هستند که مبرد را فشرده و به سیستم انتقال می دهند. به ویژه برای عملیات خنک سازی در مقیاس متوسط تا بزرگ ( از 150 تا 6000 تن تبرید ) مفید هستند.
• برج خنک کننده : برج خنک کننده یک واحد مبدل حرارتی بزرگ است که آب خنک کننده را برای از بین بردن گرما از مایع خنک کننده ای که برای خنک کردن ماشین آلات ، پردازش مایعات یا ساختمان ها استفاده شده است ، فراهم می کند. وقتی آب خنک کننده با هوا ملاقات می کند ، قسمت کوچکی تبخیر می شود و دمای آن را کاهش می دهد. این به عنوان ” خنک کننده تبخیری ” شناخته می شود.

طرز کار چیلر تراکمی

چیلرهای تراکمی از کمپرسور مکانیکی استفاده می کنند که با توربین های برق ، بخار یا گاز کار می کنند. آنها با استفاده از چرخه تبرید ” فشرده سازی بخار ” خنک کننده تولید می کنند. شکل 1 سیستم چیلر فشرده سازی بخار معمولی را برای تهویه مطبوع ساختمان نشان می دهد :

اکنون به شرح هر یک از اجزای چیلر تراکمی تصویر بالا در نحوه ی عملکرد چیلر تراکمی می پردازیم :

1. آب خنک ( 45 درجه فارنهایت ) از چیلر از طریق سیم پیچ های خنک کننده واقع در واحد های انتقال هوا ( AHU ) در سراسر ساختمان پمپ می شود. با دمیدن هوای ساختمان از روی سیم پیچ ها ، گرما از هوا به آب سرد منتقل می شود. این امر باعث خنک شدن هوا و افزایش دمای آب سرد می شود.
2. آب ” گرم ” خنک شده ( 55 درجه فارنهایت ) به چیلر برگردانده می شود و در آنجا گرمای حاصل از هوای ساختمان را به مبرد منتقل می کند. این امر باعث خنک شدن آب سرد شده و می تواند چرخه خنک سازی را تکرار کند.
3. گرمای هوای ساختمان اکنون در ماده مبرد داخل چیلر موجود است.
4. آب برج خنک شده ( 85 درجه فارنهایت ) از قسمت کندانسور چیلر پمپ می شود. گرما از مبرد برداشته شده و به آب برج منتقل می شود. دمای آب برج افزایش می یابد ( 95 درجه فارنهایت ). دمای آب برج به دما و رطوبت هوای خارج بستگی دارد.
5. در این مرحله از طرز کار چیلر تراکمی ، آب گرم کندانسور به بالای برج خنک کننده پمپ می شود و در آنجا پاشیده می شود یا اجازه می یابد از طریق برج پر شود.
6. هوا هنگام سقوط از برج به آن طرف آب می ریزد. این امر باعث تبخیر بخشی از آب و خنک شدن آب باقیمانده ( 85 درجه فارنهایت ) می شود. گرمای ساختمان اکنون به جو منتقل شده است. خنک سازی هم با انتقال حرارت نهفته ( تبخیر ) و هم با انتقال حرارت معقول ( انتقال حرارت از آب گرم به هوای خنک با تماس مستقیم ) اتفاق می افتد.
7. آب خنک شده دوباره از طریق قسمت کندانسور چیلر پمپ می شود تا مبرد خنک شود.
8. آب ترکیب شده برای حفظ سطح آب ثابت در حوض برج اضافه می شود.
9. از آنجا که ناخالصی های موجود در آب تبخیر شده در آب انبوه “به جا مانده” است ، غلظت آب سیستم افزایش می یابد. برای کنترل غلظت موجود در آب سیستم باید بخشی از آب غلیظ سیستم به فاضلاب ارسال شود. نیاز آب آرایش برابر با مقدار آب خارج شده از طریق تبخیر و خونریزی است.

طرز کار چیلر خانگی

برای داشتن تهویه مطبوع در هر ساختمانی ، گزینه های مختلف با ویژگی ها و قیمت های مختلف پیش روی خریداران است. یک سیستم تهویه مطبوع باید بتواند دما ، رطوبت و گردش هوا را تنظیم کند. در این بین چیلرها یکی از گزینه هایی است که می توان آن را هم به عنوان یک دستگاه گرمایشی و هم یک وسیله خنک کننده در نظر گرفت. کار چیلر بر اساس تغییر فاز مبرد است. به این ترتیب عملکرد چیلر در طی فرآیندهای گرمایش و سرمایش بر روی مبردی که در چرخه داخل اجزای چیلر جریان دارد ، انجام خواهد شد. در اینجا برخی از ویژگی های چیلر با تمرکز بر چیلرهای خانگی آورده شده است. چیلرها انواع مختلفی دارند و بسته به نوع آنها برای مکان ها و امکانات مختلف مناسب هستند از جمله ساختمان های عظیم ، برج ها ، تاسیسات کوچک یا متوسط ، کارخانه ها و کارگاه ها و سایر موارد. در میان انواع چیلرها برخی برای مصارف خانگی ساخته می شوند و مناسب خانه ها و ویلا هستند و ابعاد کوچکتر و ساخت ساده تری دارند. به این چیلرها مینی چیلر یا خانگی گفته می شود. از ویژگی های خانگی چیلرهای خانگی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

اشغال فضای کم

ساخت چیلرهای خانگی به اندازه چیلرهای هوا خنک است. چیلرهای هوای خنک استقلال بیشتری نسبت به چیلرهای آب سرد دارند و بنابراین فضای کمتری را اشغال می کنند. دلیل اشغال فضای کمتری نسبت به چیلرهای آب سرد این است که در طرز کار چیلر خانگی ، چیلر هوای خنک از هوای محیط و گردش آن برای خنک کردن کندانسور خود استفاده می کند و برای خنک سازی و یا دستگاه اضافی اضافه شده به سازمان نیازی به برج خنک کننده آب ندارد. بنابراین همه چیز داخل چیلر و همچنین چیلر خانگی خنک است. این یکی از دلایلی است که چیلرهای خانگی را می توان در محیط های خانگی محبوب دانست. تاکنون دریافتیم که یکی از اصلی ترین مزایای چیلرهای خانگی این است که فضای کمی را اشغال می کنند. به این ترتیب ، محیط های محدودکننده فضا می توانند به راحتی از چیلر استفاده کنند. همچنین ، اگرچه عوامل محیطی می توانند تا حدودی در عمر دستگاه تاثیر داشته باشند ، چیلرهای خانگی را می توان در فضای باز نیز نصب کرد.

سادگی ساختار چیلر

یکی دیگر از مزایای ویژگی های چیلرهای خانگی سازگار با محیط خانه ، سادگی چیلر و نیاز به نگهداری دقیق آن ها است. این به خودی خود نیاز به تعمیر ، هزینه های نصب و هزینه های نگهداری را کاهش می دهد. استقلال نسبی چیلرهای خانگی که به سادگی به سیستم بازمی گردند نیز باعث صرفه جویی در وقت و هزینه اضافی می شود. بنابراین ، می توان اطمینان داشت که چیلرهای خانگی یک گزینه اقتصادی هستند. از دیگر ویژگی ها و مزایای چیلرهای خانگی می توان به موارد زیر اشاره کرد :

• قابلیت کنترل هر قسمت از خانه به طور جداگانه : با نصب چندین فن کوئل می توان دمای هر قسمت از خانه یا آپارتمان را مطابق با خواسته افراد تنظیم کرد. به این ترتیب ، کل خانه یا ساختمان نیازی به دمای یکسان ندارد.
• در همه فصول قابل استفاده است : مینی چیلرها می توانند هم در فصول سرد به عنوان وسیله گرمایشی عمل کنند و هم در فصول گرم به عنوان وسیله خنک کننده عمل کنند. برای این کار نیازی به نصب سیستم اضافی روی سازمان ندارید.

برخلاف نامشان ، چیلرهای خانگی می توانند در روزهای سرد سال کار کنند. به این ترتیب چیلر به جریان آب گرم متصل می شود و وظیفه تامین گرمای ساختمان را بر عهده دارد. سپس آب داغ ورودی وارد چیلر و قسمت فن کوئل می شود و از آنجا به قسمت های مختلف خانه هدایت می شود. در این حالت فقط فن کوئل های چیلر کار می کنند و بقیه قطعات از چرخه خارج می شوند. وقتی از چیلرهای معمولی در یک ساختمان استفاده می شود ، چیلرها به دیگ های بخار یا دیگ های داخل موتورخانه متصل می شوند تا منبع حرارت چیلر باشند. اما در هنگام استفاده از چیلرهای خانگی ، هدف این است که از سیستم بدون دردسر اضافی به راحتی و بدون دردسر استفاده کنید. به همین دلیل دیگر نیازی به دیگ بخار یا موتورخانه نیست. همان بسته ای که برای گرمایش منزل کار می کند می تواند به مینی چیلر متصل شود تا منبع گرما باشد. این باعث می شود در هزینه خرید ، نصب و نگهداری سیستم گرمایش دیگری صرفه جویی شود. علاوه بر این ، توانایی کنترل دما در این شکل از استفاده از مینی چیلر وجود دارد.