چیلر تراکمی

چیلر تراکمی بخار (Vapor compression chiller) یا به اختصار چیلر تراکمی بر اساس سیکل تبرید تراکمی بخار (کارنو) طراحی شده است. سیکلی که از طریق گردش سیال مبرد (R22، R407C، R134a، R410A، R404A و …) به عنوان یک واسطه، گرما را از محیط هدف (آب یا هوا) جذب کرده و در محیط دیگری دفع می کند.

پیش از این نیز طی مقاله دیگری، به تفصیل به بررسی کارکرد چیلر و انواع آن پرداخته ایم. جهت یادآوری می توانید مقاله چیلر را از قسمت زیر مطالعه کنید.

پیشنهاد مطالعه :

چیلر چیست و کاربردهای آن

سیکل تبرید تراکمی بخار (کارنو)

دسته بندی انواع چیلر تراکمی
انواع چیلر تراکمی

طرز کار چیلر تراکمی

تمامی چیلرهای تراکمی از چهار مؤلفه اصلی تشکیل شده اند:

  1. کمپرسور (واحد تراکم)
  2. کندانسور (واحد چگالش)
  3. شیر انبساط (واحد اختناق)
  4. اواپراتور (واحد تبخیر)
سیکل تبرید تراکمی بخار در چیلر تراکمی
تصویر شماتیک سیکل تبرید تراکمی بخار

نحوه عملکرد چیلر تراکمی به این ترتیب است که سیال مبرد به شکل بخار داغ (Super Heat) وارد کمپرسور شده و تا فشار بالاتری متراکم می گردد؛ در نتیجه، افزایش دما نیز در جریان مبرد ایجاد خواهد شد. سپس بخار داغ خروجی از کمپرسور، به کمک کندانسور در فشار ثابت (با افت فشار قابل اغماض) ابتدا تا دمای اشباع خنک شده و با ادامه دفع حرارت به مایع اشباع یا مادون سرد تبدیل می شود. مایع مبرد حاصل از چگالش، با عبور از شیر انبساط، افت فشار قابل توجهی پیدا می کند. به طوری که مقداری از مایع مبرد تبخیر شده و باعث کاهش بیشتر دمای جریان عبوری (مضاف بر کاهش دمای ناشی از افت فشار) خواهد شد. این گونه بواسطه وجود اختلاف دمای ایجادشده بین جریان (مخلوط مایع و بخار) مبرد و محیط هدف (آب یا هوا) در اواپراتور، سرمایش (جذب گرما) اتفاق می افتد؛ لذا جریان دو فازی ورودی به اواپراتور در فشار ثابت (با افت فشار قابل اغماض) کاملاً تبخیر شده و با ادامه جذب گرما به بخار داغ تبدیل می گردد. نهایتاً جریان بخار خروجی از اواپراتور مجدداً وارد کمپرسور شده تا این چنین سیکل تبرید تراکمی بخار تکمیل گردد.

کاربرد چیلرهای تراکمی

چیلرهای تراکمی به لحاظ کاربرد، در دو دسته تهویه مطبوع و برودت صنعتی تعریف می­ شوند:

کاربرد چیلرهای تراکمی در مصارف تهویه مطبوع

در سیستم ­های تهویه مطبوع، آب سرد تولیدی چیلر از طریق گردش درون مبدل­ های حرارتی هوایی (کویل) مانند فن­ کویل، کویل هواساز و ایرکولر، جریان هوای خنک مورد نیاز جهت سرمایش فضاهای مسکونی، اداری، تجاری و … را فراهم می­ کند. سپس بعد از انتقال انرژی (دریافت گرما)، جریان آب به چیلر بازگشته و مجدداً تا دمای استاندارد تهویه (7 درجه سانتی گراد) سرد می ­شود. طی فرایند سرمایش هوا در مبدل حرارتی، گرمای محسوس و نهان محیط (فضای تهویه ­شده)، هردو به هوای سرد خروجی مبدل، منتقل می­ شوند. به همین علت در مقایسه با سیستم های سرمایش تبخیری (کولر آبی، ایرواشر و زنت) هوای مطبوع و مناسب­ تری حاصل می­ گردد.

کویل هواساز می ­تواند با دریافت مستقیم مبرد سردشده در کندانسینگ یونیت (چیلر تراکمی بدون شیر انبساط و اواپراتور) نیز دمای هوای عبوری را کاهش دهد، بدون آنکه آب سردی در گردش باشد. چنین کویلی در اصطلاح، کویل انبساط مستقیم (DX) نامیده می­ شود.

کاربرد چیلر تراکمی در مصارف تهویه مطبوع
کاربرد چیلر تراکمی در مصارف تهویه مطبوع

کاربرد چیلرهای تراکمی در مصارف برودت صنعتی

آب سرد تولیدی چیلر، جهت خنک­ کاری مکانیزم ­ها و ماشین ­آلات خطوط تولید، در گستره وسیعی از صنایع مختلف استفاده می ­شود. نمونه­ ای از این صنایع عبارتند از: پلاستیک، تزریق و ریخته­ گری، فلزکاری، جوشکاری، ماشین ­ابزار، پتروشیمی، داروسازی، بهداشت و درمان، تولید و نگهداری مواد غذایی، پرورش ماهی، کاغذ و سیمان، راهسازی و …

چیلرهای صنعتی بسته به میزان حساسیت و اهمیت ثبات در فرایند تولید کارخانه و همچنین با توجه به الزامات خنک­ کاری، می­ توانند به صورت مرکزی و یا غیر مرکزی، جهت تولید آب سرد از 40- تا 3 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای مرطوب محیط بکار گرفته شوند.

کاربرد چیلر تراکمی در برودت صنعتی
کاربرد چیلر تراکمی در مصارف برودت صنعتی

انواع چیلر تراکمی

چیلرهای تراکمی را می توان بر مبنای دو معیار مختلف دسته بندی نمود:

  • نوع کمپرسور بکار رفته در چیلر تراکمی
  • نوع کندانسور بکار رفته در چیلر تراکمی

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کمپرسور

با توجه به میزان ظرفیت برودتی مورد نیاز، شرایط اقلیمی محل پروژه، نوع مبرد مصرفی، کاربری پروژه و عوامل دیگر، کمپرسور مناسب برای چیلر تراکمی انتخاب می شود که انواع آن عبارتند از:

  • روتاری (Rotary): کمپرسورهای روتاری، غالباً در ظرفیت های خیلی پایین تهویه مطبوع (هریک 3 تا 30 کیلو وات) و در مینی چیلرها استفاده می شوند. کمپرسورهای روتاری، عملکردی شبیه کمپرسورهای پیستونی داشته و از قطعاتی شامل میل لنگ، پیستون، پره و … تشکیل شده اند. با این تفاوت که پیستون به جای حرکت رفت و برگشتی (خطی) به صورت دورانی حرکت می کند. چنانکه فضای بین پیستون و سیلندر، توسط پیستونی دایره ای به دو قسمت مکش و دهش تقسیم می شود و با حرکت آن، حجم این دو قسمت مدام کاهش و افزایش یافته و عمل مکش و دهش به صورت مستمر انجام می گیرد.
کمپرسور روتاری در چیلر تراکمی
کمپرسور روتاری در چیلر تراکمی
  • اسکرال (Scroll): کمپرسورهای اسکرال، معمولاً در چیلرهایی با ظرفیت های پایین (هریک 5 تا 100 کیلو وات) و عمدتاً در پروژه های تهویه مطبوع به کار گرفته می شوند. این کمپرسورها شامل دو مارپیچ حلزونی (اسکرال) جهت افزایش فشار گاز مبرد می باشند. چنانکه اغلب یکی از آن ها ثابت بوده و دیگری بدون گردش، دایره وار می چرخد. به طوری که پس از مکش گاز مبرد به درون مارپیچ ثابت، بواسطه چرخش مارپیچ دوار، گاز بین دو مارپیچ متراکم شده، سرانجام از فضای میانی مارپیچ ثابت، تحت فشار خارج می گردد.
کمپرسور اسکرال در چیلر تراکمی
کمپرسور اسکرال در چیلر تراکمی
  • پیستونی (Reciprocating): کمپرسورهای پیستونی، به طور معمول در ظرفیت های میانی (هریک 2 تا 210 کیلو وات) کاربرد دارند. ضمن آنکه علاوه بر تهویه مطبوع، در برودت صنعتی نیز استفاده می شوند. این کمپرسورها از قطعات متحرک متعددی از جمله میل لنگ، شاتون، پیستون، سوپاپ و … تشکیل شده اند. به طوری که گاز مبرد از مسیر مانیفولد ورودی، همزمان با باز شدن سوپاپ مکش و پایین رفتن پیستون، به داخل سیلندر کشیده می شود. سپس با برگشتن پیستون به بالای سیلندر، گاز تحت فشار قرار گرفته و تؤامان با باز شدن سوپاپ تخلیه، خارج می گردد.
کمپرسور پیستونی در چیلر تراکمی
کمپرسور پیستونی در چیلر تراکمی
  • اسکرو (Screw): کمپرسورهای اسکرو، غالباً در ظرفیت های بالا (هریک 70 تا 1070 کیلو وات) و برای مصارف تهویه مطبوع و نیز برودت صنعتی به کار گرفته می شوند. این کمپرسورها از دو مارپیچ دوار نر و ماده (اسکرو) برای ایجاد تراکم در گاز مبرد بهره می گیرند. به گونه ای که همزمان با چرخش مارپیچ ها، گاز ورودی در فضای بین دو مارپیچ محبوس شده و همراه با آنها می چرخد. سپس بعد از افزایش فشار در خروجی مارپیچ ها تخلیه می گردد.
کمپرسور اسکرو در چیلر تراکمی
کمپرسور اسکرو در چیلر تراکمی
  • سانتریفیوژ (Centrifugal): کمپرسورهای سانتریفیوژ (گریز از مرکز)، به علت حجم جابجایی (Displacement) زیادی که دارند، معمولاً در ظرفیت های خیلی بالایی (هریک 300 تا 1800 کیلو وات) برای پروژه های بزرگ تهویه مطبوع و البته در برودت صنعتی نیز انتخاب می شوند. این کمپرسورها از طریق افزایش انرژی جنبشی گاز، فشار آن را بالا می برند. چنانکه گاز مبرد، پس از ورود به محفظه کمپرسور، به کمک پره های دوار و توسط نیروی گریز از مرکز، با حرکتی دایره ای سرعت گرفته و به سمت دیفیوزر پرتاپ می شود. در نهایت سرعت گاز با عبور از دیفیوزر به علت افزایش سطح مقطع جریان، کاهش یافته و به این ترتیب انرژی جنبشی گاز با کم شدن سرعت، به فشار تبدیل می گردد.
کمپرسور سانتریفیوژ در چیلر تراکمی
کمپرسور سانتریفیوژ در چیلر تراکمی

کمپرسور در چیلرهای تراکمی یکی از مهم ترین شاخص های دسته بندی آن ها بوده و گران ترین اِلمان چیلر به حساب می آید؛ به همین دلیل انتخاب درست آن، اهمیت زیادی از نگاه کارفرمایان و تولید کنندگان دارد.

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور

بسته به پارامترهای متعددی از جمله: میزان ظرفیت برودتی مورد نیاز، شرایط اقلیمی محل پروژه، هزینه­ های مصرف انرژی و سرویس و نگهداری دستگاه و … چگونگی فرایند دفع حرارت در کندانسور پیش ­بینی می­ گردد که انواع آن عبارتند از:

  • چیلر تراکمی آبی یا آب خنک (Water Cooled): کندانسور آبی، نوعی مبدل حرارتی پوسته و لوله (Shell & Tube) می باشد که از طریق جریان آب سرد تولیدی توسط برج خنک کننده، گرمای لازم را از بخار مبرد ورودی، دفع می کند. به طوری که آب با دمای مناسب (30 درجه سانتی گراد طبق استاندارد AHRI) از برج خنک کننده راهی کندانسور شده و درون لوله های مبدل جریان می یابد. از سوی دیگر بخار داغ مبرد خروجی از کمپرسور وارد پوسته کندانسور شده و در اثر تماس با سطح سرد لوله ها، پس از کاهش دما، چگالش یافته و به مایع اشباع یا مادون سرد تبدیل می گردد.             
کندانسور آب خنک در چیلر تراکمی آبی
کندانسور آبی در چیلر تراکمی آب خنک

پیشنهاد مطالعه : چیلر تراکمی آب خنک (چیلر آبی)

  • چیلر تراکمی تبخیری (Evaporatively): کندانسور تبخیری، بر اساس فرایند سرمایش تبخیری (مشابه برج خنک کننده مدار بسته) انرژی گرمایی بخار مبرد را انتقال می دهد. به نحوی که بخار داغ مبرد خروجی از کمپرسور وارد لوله های کویل کندانسور شده و جریان آب از سوی دیگر توسط نازل هایی به صورت اتمیزه روی لوله ها پاشیده می شود. اینچنین با تبخیر بخشی از آب پاشیده شده که ناشی از دریافت گرمای دیواره لوله ها می باشد، بخار مبرد کاهش دما یافته و در نهایت چگالیده خواهد شد.
کندانسور تبخیری در چیلر تراکمی
کندانسور تبخیری در چیلر تراکمی
  • چیلر تراکمی هوایی یا هوا خنک (Air Cooled): کندانسور هوا خنک، نوعی کویل هوا خنک می باشد که یا به شکل فین و تیوب (Fin & Tube) یا میکرو کانال (Micro Channel) طراحی شده و جریان هوای محیط از روی آن عبور می کند. چنانکه به کمک تعدادی فن محوری، جریان هوایی از روی کویل کندانسور شکل گرفته و از سوی دیگر بخار داغ مبرد خروجی از کمپرسور وارد لوله های کویل می شود. به این ترتیب در اثر تماس جریان هوای محیط با سطح داغ کویل، بخار مبرد تا دمای اشباع خنک شده و در ادامه چگالش می یابد.       
کندانسور هوایی در چیلر هوا خنک
کندانسور هوایی در چیلر هوا خنک

پیشنهاد مطالعه : چیلر تراکمی هوا خنک (هوایی)

چیلرهای تراکمی هوا خنک را می توان در دو دسته زیر تعریف نمود:

  1. یک پارچه (Packaged): در چیلرهای تراکمی هوا خنک یکپارچه، تمامی متعلقات چیلر درون یک یونیت تعبیه شده اند و دستگاه به سادگی، تنها با وجود یک انشعاب آب و برق از ساختمان، قابل راه اندازی خواهد بود، با این الزام که بایستی بواسطه مکانیزم کاری کندانسور هوایی، حتماً در محوطه آزاد نصب شود.
  2. دو پارچه (Split): در این نوع از چیلرهای تراکمی هوا خنک، کندانسور هوایی در یونیت جداگانه ای ساخته شده و مجموعه کمپرسور، شیر انبساط و اواپراتور نیز در یونیت دیگری تعبیه می شوند. این گونه می توان محل نصب یونیت دوم را جدای از کندانسور و در موتورخانه در نظر گرفت. معمولاً چنین شیوه ای در پروژه هایی لحاظ می گردد که پشت بام ساختمان توانایی تحمل وزن چیلر یکپارچه را نداشته و فضای دیگری هم برای جانمایی دستگاه وجود ندارد. در غیر این صورت، به علت وجود دلایلی از جمله افزایش هزینه تولید، افت فشار ایجاد شده در جریان مبرد ورودی به کندانسور و … نمی توان بکارگیری چیلرهای تراکمی هواخنک دو پارچه را ایده مناسبی دانست.

فروش تخصصی انواع چیلر تراکمی

گروه صنعتی تهویه نگار، متخصص در طراحی و عرضه مناسب ترین سیستم های برودتی و تهویه مطبوع، مطابق با نیاز واقعی مشتری و امکانات مالی کارفرمایان محترم، آماده ارائه انواع چیلر و مینی چیلر تراکمی (هوا خنک و آب خنک) در ظرفیت های مختلف می باشد.

جهت کسب اطلاعات بیشتر و نیز دریافت مشخصات فنی کامل و استعلام قیمت، با گروه صنعتی تهویه نگار تماس حاصل فرمائید. شایان ذکر است؛ فروش تمامی محصولات این مجموعه در سراسر کشور امکان پذیر خواهد بود.

کارشناس فروش( عمادی) 09904494274

0 پاسخ

پاسخ دهید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
مشارکت رایگان.

پاسخی بگذارید

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