انواع سیستم های تبرید تراکمی

سیستم تبرید تراکمی

چیلر به معنای آب سرد کن است که برای تهیه آب سرد به منظور سرمایش فضای موجود در ساختمان به کارمی رود. سیستم تبرید تراکمی مانند دیگر دستگاه های تهویه و تبرید دارای چهارقطعه اصلی کمپرسور کندانسور شیر انبساط و اواپراتور می باشد.

تصویر بالا نمونه ای از یک واحد یکپارچه تبرید تراکمی را نمایش می دهد که دارای هر دو حلقه ی مبرد و هواست و به همین دلیل نیز یکپارچه خوانده میشود. کندانسور این واحد از نوع هوایی و اواپراتور آن نیز هوایی یا آبی است که در واقع نقش کوئل خنک کن هوا را به عهده دارد.

سیستم سرمایشی تراکمی

در تصویر، کمپرسورهای سیستم تبرید تراکمی نیز کاملا مشخص است. در واقع این دستگاه ترکیبی از یک سیستم تراکمی با هواساز است که قابلیت نصب بر روی بام، بدون نیاز به اتاق مخصوص را دارد. در این سیستم، فن هایی برای تخلیه هوای فضای مورد تهویه نیز پیش بینی شده است.

فن های کندانسور این سیستم از نوع جریان مخورید فن های هوای رفت و تخلیه نیز از نوع گریز از مرکز است امکان نصب انواع فیلتر با بازدههای مختلف نیز در این دستگاه وجود دارد.

به عنوان مثال در شکل بالا کندانسور سیستم تبرید تراکمی هواخنک  بر حسب دمای ۹۵°F طراحی شده است. پس وارد شدن هوا به داخل فین کویل کندانسور سیستم تبرید هوا خنک، دمای هوا بالا می رود با مقدار هوا دهی و طراحی این مقدار متفاوت می باشد. در کندانسور سیستم تبرید مذکور، دمای هوا به مقدار ۱۱۰°F می رسد. حال با توجه به این تغییر دما، مقدار دمای کندانس چیلر حدود ۱۲۵°F  متناظر با فشار دیسشارژ چیلر تراکمی هوا خنک  می شود.

آب سرد جاری در کوئل، گرما را از هوا و مبرد جاری در اواپراتور، گرما را از آب می گیرد. کندانسور گرمای مبرد را می گیرد و در حلقه ی چهارم گرمای کندانسور توسط آب برج خنک کننده گرفته می شود و توسط برج به جو منتقل می شود. به این ترتیب چهار حلقه به نوعی عمل می کنند تا گرمای فضای مورد تهویه که فضایی داخلی محسوب می شود، اخذ شده و به جو که فضایی خارجی محسوب می شود؛ دفع گردد. در حلقه ى دفع گرما که در اینجا از نوع آبی است، برج خنک کننده وظیفه دفع گرمای کندانسور سیستم تبرید را به عهده دارد.

برج خنک کننده به روش تبخیری آب را خنک می کند و با دمای ۸۵°F به کندانسور سیستم تبرید تراکمی می فرستد. آب ارسالی از سوی برج از میان لوله های کندانسور که مبدلی پوسته لوله محسوب می شود. عبور کرده و در تماسی غیرمستقیم گرمای بخار مبرد را گرفته و آن را تقطیر می کند.

حتما بخوانید!
روغن کاری و کنترل فشار روغنکاری کمپرسور چیلر

آب برج پس از خنک کردن کندانسور با دمای ۱۰۰°F به برج باز می گردد تا دوباره به روش تبخیری خنک شده و گرمای خود را به هوای خارج داده و بار دیگ به کندانسور بازگردد.

آب جاری در کندانسور سیستم تبرید تراکمی باید سردتر از بخار مبرد باشد تا انتقال گرما از سمت بخار مبرد به سمت آب صورت گیرد. تنها در این حالت است که امکان تقطير مبرد در کندانسور به وجود می آید. مقایسه دمای رفت و برگشت آب برج خنک کننده با دمای ورودی و خروجی مبرد از کندانسور سیستم تبرید در تصویر بالا، به خوبی سرد بودن دمای آب برج نسبت به یخ مبرد را نشان میدهد. در صورتی که کندانسور از نوع هوایی باشد؛ حلقه ی دفع گرما فاقد برج خنک کننده خواهد بود و گرمای کندانسور به کمک جریان هوا دفع می شود.

برج خنک کننده

برج خنک کن

آب گرمی که از کندانسور سیستم تبرید تراکمی یا جذبی سیستم تبريد باز می گردد توسط برج خنک کننده به روش تبخیری خنک شده و بار دیگر به کندانسور جهت تقطیر بخار مبرد باز می گردد. آب برگشتی از کندانسور به قسمت فوقانی برج وارد شده و به درون افشانده می شود تا سطح تماس آب با هوا زیادتر شود. وجود فن هم موجب جریان یافتن بهتر و بیشتر هوا می شود. آبی که از قسمت بالای برج فرو می ریزد بر سطح گسترده ای که ممکن است لایه هایی پلکانی از چوب اشباع شده یا ورقه های کنگره ای از جنس پلیمری باشد پخش شده و به سمت تشتک زیرین حرکت می کند.

آب ساده تر تبخیر شده و گرمای لازم برای تبخیر را از بخش دیگر آب می گیرد و جریان مستمر هوا نیز مانع از باقی ماندن رطوبت در فضای برج میشود. بنابراین آبی که در تشتک زیرین برج جمع می شود به مراتب خنک تر از آب تشتک فوقانی خواهد بود.

حلقه ی دفع گرما نیز مانند حلقه ی آب سرد نیازمندیم برای به گردش در آوردن آب بین کندانسور سیستم تبرید تراکمی و برج خنک کننده و شیر کنترل دبی آب متناسب با ظرفیت است.

واکنش حلقه دفع گرما به کاهش نیاز کندانسور توسط شیر کنترل صورت می گیرد. در عین حال با تغییر دور فن برج با روشن و خاموش کردن آن نیز می توان حلقه ی دفع گرما را کنترل و از ظرفیت برج خنک کننده کاست.

برای آب برج، همچون حلقه ی آب می توان از شیر سه راهه با مسیر کنارگذر و پمپ دور متغیر استفاده کرد.

سیستم سرمایشی آب خنک

در تصویر بالا ارتباط بین سیستم تبرید و برج خنک کننده و روش کنترل جریان آب با شیر کنترل سه راهه به خوبی نمایش داده شده است. در صورتی که نیاز کندانسور سیستم تبرید به آب خنک کن برج کمتر شود، شیر سه راهه بخشی از آب را به صورت کنارگذر به خط برگشت از کندانسور روانه می کند. در این صورت بخشی از آب بدون گذر از کندانسور، بين تشتک تحتانی و فوقانی برج به گردش درمی آید. در این صورت دبی آب کندانسور سیستم تبرید تراکمی کاهش می یابد. در صورت افزایش نیاز کندانسور به دبی بیشتر آب ورودی، مسیر کنار گذر شیر سه راهه به سمت بسته شدن میل می کند و آب بیشتری را روانه کندانسور سیستم تبرید تراکمی می کند. که باعث کاهش فشار کندانسور میگردد.

حتما بخوانید!
مقایسه چیلر و وی آر اف

سیستم تبرید هوا خنک یکپارچه

تصویر بالا نوعی سیستم تبرید تراکمی با کندانسور هوایی را نشان می دهد که اواپراتور آن آب را خنک می کند. این نوع سیستم تبرید از این رو یکپارچه خوانده می شود؛ چون تمام قطعات اصلی مانند کندانسور، کمپرسور و اواپراتور به همراه سایر تجهیزات از جمله کنترل کننده ها در کنار هم و در یک محفظه قرار می گیرند و به دلیل دارا بودن کندانسور هوایی باید در فضای باز نصب شود.

برخی از سیستم های تبرید نیز دارای کندانسور هوایی مجزا هستند. به همین دلیل چیلرهایی با کندانسور هوایی مجزا دیگر یکپارچه یا یک تکه خوانده نمی شوند و برای آنها از اصطلاح دو تکه استفاده می شود.

سیستم تبرید هوا خنک

در صورت استفاده از سیستم سرمایشی با کندانسور هوایی اعم از یکپارچه یا دو تکه، حلقه ی دفع گرما دیگر آبی نیست ولی به شکل هوایی وجود دارد و تصویر بالا نمایشگر چنین وضعیتی است.

سیستم کنترل برودتی

پنجمین و آخرین حلقه سیستم های تهویه مطبوع، حلقه ی کنترل است که در بین چهار حلقه ی عملیاتی دیگر گسترده است. اگر چه هر یک از تجهیزات در هر حلقه ای دارای کنترل کننده های اختصاصی هستند؛ اما ضروری است که عملکرد کل حلقه ها و در مجموع تمامی اجزای سیستم تهویه مطبوع تحت نظارت قرار گرفته و کنش و واکنش آنها نسبت به نیاز فضای مورد تهویه همسو و متناسب شود.

سیستم های تبرید تراکمی با کمپرسور پیچی

چیلرهای تراکمی به عنوان نوعی مولد سرما از نظر نوع کمپرسور متنوع هستند. تصویر بالا نوعی چیلر تراکمی با اواپراتور و کندانسور آبی را نشان می دهد که کمپرسور آن از نوع پیچی یا دوار است. کمپرسور این چیلر از دو مارپیچ تشکیل شده است که مبرد در فضای این دو مارپیچ متراکم می شود.

اواپراتور پوسته – لوله

اواپراتور نوعی مبرد حرارتی در دستگاههای سرمایش است که در آن اخذ گرما موجب تبخیر ماده مبرد می شود.

اواپراتور چیلر ها ممکن است خنک کننده هوا یا آب باشند. در مثالی که برای تشریح حلقه های به هم پیوسته تهویه مطبوع پی گرفته ایم. اواپراتورسیستم تبرید تراکمی آب سرد تولید می کند. در این صورت اواپراتور همان گونه که میدانیم از نوع پوسته – لوله خواهد بود. مبرد اولیه در میان لوله ها جریان داشته و در همان جا نیز تبخیر میشود و آب در پوسته  اواپراتور سیستم سرمایشی جریان می یابد. در واقع لوله های حاوی مبرد توسط آب جاری در پوسته احاطه می شود و انتقال گرما از سمت آب داخل پوسته به سمت مبرد داخل لوله صورت می گیرد.

حتما بخوانید!
روش عایق کاری لوله و کانال

اواپراتور سیستم سرمایشی در واقع نوعی مبدل حرارتی است و جزء مهمی از یک سیستم تبرید را تشکیل می دهد که در آن مبرد اولیه با جذب گرما از آب، تبخیر می شود در واقع آب با دمای ۵۷°F وارد این مبدل حرارتی می شود و پس از تبادل حرارت با مبرد اولیه، دمای اش تا ۴۲°F کاهش می یابد تا خود به عنوان مبرد ثانویه بتواند گرمای هوای عبوری از روی کوئل را جذب کند.

کوئل انبساط مستقیم

کویل انبساط مستقیم

تاکنون در تشریح حلقه ها و اجزای آنها از کوئل هایی سخن به میان آمد که سیال اولیه آنها برای خنک کردن هوا، آب است. از سوی دیگر بر اواپراتورهایی که به کمک مبرد؛ آب را خنک می کنند نیز بیشتر تاکید شده است. حال چنانچه ماده مبرد به طور مستقیم و به جای آب در کوئل هوا جاری شود؛ امکان خنک کردن هوا بدون واسطه ای چون آب به وجود می آید. از طرفی چون تبخیر در لوله های کوئل انجام می شود؛ کوئل خود نقش اواپراتور را نیز به عهده می گیرد. بنابراین یک کوئل انبساط مستقیم یا اواپراتور هوایی شکل می گیرد که منجر به حذف حلقه ی آب شده و به جای کوئل آبی در حلقه ی هوا جای می گیرد.

در تصویر بالا نمونه ای از کوئل انبساط مستقیم که می توان آن را اواپراتور هوایی نیز خوانده نمایش داده شده است.

سیستم، بدون حلقه ی آب

سیستم DX

در صورت استفاده از کوئل انبساط مستقیم به جای کوئل آبی، حلقه ی آب سرد و اجزای آن حذف می شوند. تصویر بالا نشانگر دو حلقه ای هوا و مبرد بدون حلقه ی آب است.

در حلقه ی مبرد از سیستم سرمایشی با کندانسور هوایی استفاده شده است و نقطه مشترک دو حلقه مبرد و هوا، کوئل انبساط مستقیم یا اواپراتور هوایی است. در این صورت کوئل انبساط مستقیم به عنوان اواپراتور می تواند جزیی از ساختار چیلر باشد و یا با همان نقش؛ اما جدا از آن در ساختار یک هواساز جای گیرد.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

دیدگاهتان را بنویسید

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