چیلرهای تراکمی هوایی

تعریف چیلر :

چیلر دستگاهی است که برای انتقال انرژی از یک محیط با پتانسیل دمایی پایین تر به محیط دیگری با پتانسیل دمایی بالاتر مورد استفاده قرار می گیرد.بنابراین میتوان تعریف فوق را به صورت ساده تر این چنین عنوان کرد که چیلر انرژی را از جسم گرمتر در ازای دریافت یک مقدار مشخصی انرژی ثانویه پمپ می نماید. واضح است که برای دریافت یا جذب انرژی و برای پس دادن یا تزریق انرژی نیاز به مبدل حرارتی (Heat Exchanger) داریم.با توجه به نوع ماده ای که می بایست انرژی از آن جذب و یا به آن تزریق و یا منتقل شود انواع مبدل های حرارتی در ساخت چیلر مورد استفاده قرار میگیرند. ولیکن به صورت عمده در صورتیکه دستگاه شما Water Chiller باشد انرژی از آب یا ترکیبات آن توسط مبدل Shell & Tube یا Plate Heat Exchanger به عنوان اواپراتور جذب می شود و در صورتیکه نام دستگاه خریداری شده شما Air Cooled Water Chiller می باشد مبدل دفع انرژی در دستگاه شما از نوع (لوله و پره) Fin & Tube به عنوان کندانسور هوایی می باشد و اگر چیلر با نام Water Cooled Water Chiller تحویل گرفته شده مبدل دفع انرژی از نوع Shell & Tube و یا Plate Heat Excanger به عنوان کندانسور آبی انتخاب و نصب گردیده است.

تعریف چیلر :

اساس عملکرد چیلرها

چیلر دستگاهیست که مطابق سیکل تبرید یا همان چرخه تبرید، عمل سردسازی را انجام می دهد. در سیکل تبرید یک سیال مانند هوا یا آب به وسیله سیالی دیگر مانند مبرد (گاز فریون) سرد شده و برای کاربردهایی چون سرمایش هوای یک ساختمان یا خنک کاری مدار یک دستگاه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. در ابتدا مبرد گازی شکل برای مثال مبرد R407C یا R134A توسط کمپرسور (نوع رفت و برگشتی، اسکرو، اسکرال یا …) متراکم شده و تحت عنوان بخار داغ (گاز داغ) با فشار بالا وارد کویل کندانسورمی گردد. مبرد مایع با فشار پایین وارد یک مبدل حرارتی با نام اواپراتور می گردد. مایع با فشار پایین حرارت محیط اطراف خود را گرفته (با گرفته شدن حرارت، هوای محیط خنک می شود) و به شکل بخار یا همان مبرد گازی شکل در می آید. این مبرد گازی شکل یا همان بخار گرم با فشار پایین مجدد وارد کمپرسور شده و این سیکل ادامه می یابد و دائم تکرار می شود تا در اواپراتور عمل سردسازی هوا یا آب صورت بگیرد. آب خنک تولیدی در اواپراتور وارد سیستم لوله کشی ساختمان می شود که ازین آب خنک در مصارف گوناگون استفاده می شود.

قطعات

در یک مرورکلی پس از مطالعه طرح وارده یک سیکل تبرید تراکمی شامل اجزا ذیل می باشد:

A) کمپرسور

B) کندانسور

C) شیر انبساط

D) اواپراتور

علاوه بر اجزای مهم و اصلی فوق تجهیزات کنترلی دیگری بر روی خط مبرد همانند: فیلتر, شیر برقی, شیر دستی, نمایشگر رطوبت,رسیور, شیر اطمینانو حسگرهای دما و فشار, نمایشگرهای دما و فشار و… و برای کنترل عملکرد سیکل و حفاظت از کمپرسور و سایر اجزا نصب می گردد. دقت فرمایید که انرژی توسط مبدل حرارتی با نام اواپراتور جذب گردیده و این انرژی به اضافه بخش عمده ای از کار وارد شده به کمپرسور در مبدل حرارتی کندانسور دفع می گردد.

اواپراتور آبی

اواپراتور آبی یک مبدل از نوع پوسته و لوله می باشد که متشکل از تعدادی لوله مسی و یک پوسته بوده که با عبور آب از مسیر پوسته و عبور مبرد دو فاز از داخل لوله های مسی تمامی مبرد مایع را ابتدا به مبرد فاز گازی تبدیل نموده و سپس کمی هم آن را گرمتر می نماید.شبیه اواپراتور پوسته و لوله نوع دیگری تحت عنوان صفحه ای نیز وجود دارد که کارکرد آنها تقریبا شبیه هم است ولی نوع پوسته و لوله ساختار مقاوم، قیمت کمتر و کاربرد بیشتری دارد. از مزایای اواپراتور مرطوب این است که راندمان انتقال حرارت بسیار بالایی دارد و در ابعاد کوچک تر، ظرفیت بالایی را فراهم می کند و از نظر قیمت نیز نسبت به انواع دیگر ارزان تر است. این جز از سیستم با توجه به در شکل رو به نمای کلی جهت شناخت کلی سیستم درج گردیده است.

کندانسور هوایی

کندانسور هوایی: عملکردی همچون کندانسور آبی داشته ولیکن سیال خنک کننده آن هوا می باشد. این نوع از کندانسور متشکل از لوله های مسی, پره آلومینیومی و الکتروفن های معمولا آکسیال می باشد. ماده مصرفی آن هوا بوده و تقریبا سرویس و نگهداری خاصی غیر از نظافت سالیانه فین ها و رسیدگی عمومی ندارد. این کندانسور نیز هر سه عمل ذیل را انجام می دهد:

1- Desuperheet : خنک کردن مبرد خروجی کمپرسور تا دمای چگالش.

2- Condensing : مایع کردن مبرد خروجی کمپرسور در دمای چگالش.

3- Subcooling : خنک کردن مایع مبرد تا چند درجه کمتر از دمای چگالش( نیاز به طراحی مدار خاص دارد).

تابلو برق

تابلوی برق محل نصب تجهیزات برق رسانی به کمپرسورها, الکتروفن ها(چیلرهای هوایی), الکتروپمپ ها ( چیلرهای صنعتی) همچنین محل نصب کنترلر(ها)جهت برقراری منطق کاری و عملکرد صحیح دستگاه و کنترل و حفاظت قسمت های مختلف دستگاه می باشد. از این جهت تابلو برق دارای اهمیت خاصی هستند که عملکرد سیستم های مختلف را پایش و بررسی می نمایند. دست زدن به قسمت های مختلف نیازمند دانش کافی از برق صنعتی بوده و اگر چه موارد لازم جهت حفاظت پیش بینی گردیده شده ولیکن خطر برق گرفتگی و ایجاد صدمات جدی و انسانی و حتی مرگ را محتمل است. قبل از هرگونه سرویس و کار بر روی تابلو برق می بایست برق اصلی از کلید بالادست چیلر قطع گردیده و تمامی قسمت های قبل کلید ورودی حتما فاقد جریان برق باشند.

کمپرسورها

کُمپرِسورها یا متراکم‌کننده های هوا دستگاه های مکانیکی هستند که با کاهش حجم گازها، فشار آن‌ها را افزایش می‌دهد. سه نوع پر مصرف در دستگاه های چیلر عبارتند از :

A) کمپرسورهای اسکرو : کمپرسورهای اسکرو در ظرفیت های 50HP تا 300HP به صورت گسترده و موفقیت آمیزی تولید گردیده و در دسترس هستند. ظرفیت های بسیار بالاتر آن نیز توسط سازندگان خاصی تولید می شوند. این نوع کمپرسورها قطعات دوار بسیار کمی دارند و به همین دلیل دارای ضریب ایمنی بسیار خوبی بوده و فاقد هرگونه پمپ روغن, سوپاپ و حرکت رفت و برگشتی می باشند.

B) کمپرسورهای اسکرال : این کمپرسورها مکانیزم به شدت ساده ای داشته و دوام بالا و استهلاک کمتری نسبت به انواع رفت و برگشتی پیستونی را دارا بوده و از ظرفیت های کمتری از 3HP تا 300HP طراحی, تولید و عرضه می گردند. کمپرسورهای اسکرال دارای جهت گردش خاصی بوده و مکانیزم روغنکاری و سوپاپ (Check Valve) بسیار ساده ای داشته و در ظرفیت های پایین انتخاب های بسیار مناسبی بوده و سازندگان آن به دلیل دقت بالا در طراحی ساخت و مونتاژ امکان دسترسی و تعویض قطعات داخل را حذف نموده اند.

C) کمپرسور پیستونی : این کمپرسورها برای سالیان متمادی رایج ترین کمپرسور در صنعت تهویه و مطبوع بوده و توسط سازندگان بیشتری در جهان تولید و توسعه یافته است. اگرچه در مقایسه با انواع مکانیزم های جدید تراکم مبرد از مزایای کمتری برخوردارند ولی به دلیل سابقه بسیار طولانی تولید و حضور در این صنعت و تنوع بسیار زیاد در مدل و سازنده, همچنان پای ثابت این صنعت محسوب می گردند. در حال حاضر از مدل های بسیار کوچک (3HP و کمتر ) تا حداکثر 70HP به ازای هر کمپرسور تولید عرضه و مورد استفاده قرار می گیرند.