بررسی جامع چیلر تراکمی اسکرال

چیلر اسکرال

 در این مقاله به بررسی چیلر اسکرال می پردازیم و نحوه عملکرد کمپرسور اسکرال را شرح داده و نقاط ضعف و قوت آن را بررسی می کنیم.

چیلر تراکمی چیست

چیلر دستگاه تولید آب سرد است که به منظور سرمایش فضای موجود در ساختمان به کارمی رود. چیلرها در صنایع جهت خنک کاری ماشین آلات، دستگاه های تزریق پلاستیک و غیره استفاده میگردد. چیلرها به دو دسته تراکمی و جذبی تقسیم میشوند. در چیلر جذبی انرژی مورد مصرفی به صورت حرارت می­باشد، و در چیلر تراکمی مصرف به صورت انرژی الکتریسته می­باشد. چیلر تراکمی مصرف انرژی جهت ایجاد برودت به صورت الکتریکی می­باشد، که با توجه به کار کمپرسور این انرژی را مصرف می­کند. چیلر تراکمی مانند دیگر دستگاه های تهویه و تبرید دارای چهارقطعه اصلی کمپرسور کندانسور شیر انبساط و اواپراتور می باشد.

در چیلر تراکمی وظیفه کمپرسور حرکت گاز مبرد در سیکل میباشد و فشار گاز را به مقدار درجه حرارت محیط افزایش داده و مبرد در کندانسور در دمایی که در دسترس است، شروع به تقطیر میکند. مبرد مایع با ورود به شیر انبساط فشار آن کاهش یافته و که منجر به کاهش دما میشود سپس مبرد به اواپراتور وارد شده و با توجه به کاهش فشار دمای آب کاهش می یابد و در اواپراتور چیلر سیال خنک شونده که معمولا آب است با انتقال گرمای خود به مبرد منتقل میکند و خنک میشود. از آب چیلد نیز در مصارف تهویه و صنعتی استفاده میگردد.

چیلرها تراکمی به دو دسته هوا خنک و آب خنک تقسیم می شوند. چیلرهای تراکمی هواخنک، به چیلر های اطلاق می شوند که کندانسور آن با هوای محیط خنک و تقطیر می شوند. چیلر های آب خنک که دارای کندانسور شل و تیوپ باید به همراه برج خنک کننده قابلیت استفاده را دارند در حالیکه چیلرهای هواخنک دارای کندانسور هوایی به همراه کویل فین خورده به همراه فن می باشد.

چیلر با کمپرسور اسکرال

کمپرسور چیلر قلب اصلی و اولین جزو از اجزای اصلی چیلر می­باشد که وظیفه گردش مبرد در سیکل برعهده آن می­باشد. کمپرسور چیلر را برحسب نیاز در ظرفیت های متفاوتی می­سازند. مصرف اصلی انرژی در چیلرهای تراکمی مربوط به کمپرسور چیلر تراکمی میگردد. حجم گازی که در کمپرسور چیلر باید متراکم شود بستگی به میزان جابه ­جایی کمپرسور و توان موتور الکتریکی کمپرسور چیلر تراکمی انتخاب میگردد. وظیفه کمپرسور چیلر ایجاد جریان مبرد، اختلاف فشار بین قسمت فشار بالا و فشار پایین را ایجاد می­کند. که در اثر همین اختلاف فشار بین سمت فشار قوی و فشار ضعیف باعث ورود مایع از طریق اکسنشن به اواپراتور چیلر می­باشد.

حتما بخوانید!
معرفی انواع چیلر تراکمی و بررسی اجزای آن

چیلر اسکرال کریر

کمپرسورهای چیلر تراکمی چیلر از نظر ساختار. به ترتیب رفت برگشتی Reciprocating، کمپرسور چرخشی Screw و اسکرال scroll میباشد. در این مقاله بیشتر به بررسی کمپرسورهای اسکرال می پردازیم.

از پر کاربردترین کمپرسورهای چیلر می­باشد مبرد از طریق حرکت رفت و برگشتی پیستون متراکم می­شود و فشار ان افزایش میابد. با حرکت میل ­لنگ و انتقال نیرو به شاتون و پیستون منتقل می­شود. محدوده ظرفیت این کمپرسور حدود از ۱۰-۸۰ اسب بخار می­باشد که معروف ترین نمونه های آن در ایران کمپرسور سیلندر پیستونی کریر، کوپلند و بیتزر که با ظرفیت ۴۰ و ۳۰ ، ۲۵ اسب بخار در چیلرهای ظرفیت متوسط استفاده شده است. در کمپرسورهای اسکرو این کمپرسورها برای چیلر با ظرفیت ۶۰-۸۰۰ تن تبرید مورد استفاده قرار می­گردد. بازده آن بالاتر از چیلرهای کمپرسورهای سیلندر پیستونی می باشد، دارای دو روتور نر و ماده می­باشد، که با چرخش آنها مبرد متراکم می­گردد. عمل تراکم در این نوع کمپرسورها عمل تراکم بخار مبرد با درگیر شدن ۲ روتور حلزونی نر و ماده در سیلندری مجهز به مجراهای خروجی و ورودی قرار گرفته است، انجام میشود. روتور نر محرک است و از یک سری پره که حدودا تا ۴ عدد است که در طول آن تشکیل شده و با پره های مشابهی در محور مادگی که متحرک است درگیر میشود.

چیلر تراکمی کمپرسور اسکرال

در سال ۱۹۸۷ در آمریکا برای اولین با در تهویه و تبرید مورد استفاده قرار گرفت این کمپرسورها در چیلر تراکمی با ۶۰ تن تبرید مورد استفاده قرار می­گیرد. این چیلر ها با ظرفیت ۱- ۲۵ اسب به صورت تکی مورد استفاده میگردد. و در ظرفیت بالاتر حالت دوتای یا سه تایی تا قدرت­های بالاتر نیز مورد استفاده قرار می­گیرد.

شماتیک کمپرسور اسکرال

این کمپرسور فاقد سوپاپ دهش و مکش است و از دو صفحه چرخشی متحرک و ثابت تشکیل شده و پس از ورود گاز از دو طرف صفحات به سمت مرکز آن هدایت شده و متراکم می­گردد و از وسط صفحه خارج می­گردد.

این کمپرسورها در چیلر تراکمی با ۶۰ تن تبرید مورد استفاده قرار می­گیرد در حالت دوتای یا سه تایی تا قدرت­های بالاتر نیز مورد استفاده قرار می­گیرد. این کمپرسور فاقد سوپاپ دهش و مکش است و از دو صفحه چرخشی متحرک و ثابت تشکیل شده و پس از ورود گاز از دو طرف صفحات به سمت مرکز آن هدایت شده و متراکم می­گردد و از وسط صفحه خارج می­گردد.

فرایند تراکم در کمپرسور اسکرال
فرآیند تراکم در کمپرسور اسکرال

این کمپرسور از دو حلقه جهت فرایند تراکم بهره میبرد. مطابق شکل حلقه مشکی رنگ ثابت و حلقه خاکستری رنگ متحرک میباشد. حرکت این حلفه باعث عمل تراکم در کمپرسور چیلر میگردد. گاز ساکشن به داخل هلالی شکل های حلقه ها گیر افتاده و با ادامه چرخش مبرد به سمت داخل حلقه ها هدایت میشود. با ورود مبرد به داخل حلقه ها با کاهش حجم باعث افزایش فشار سیال میگردد. این حرکت با انتقال سیال از حلقه ای به حلقه دیگر و کاهش حجم و افزایش فشار انجام میپذیرد این حرکت متنابا تکرار میگردد و در نهایت سیال متراکم پرفشار از حلقه وسط خارج میگردد.

حتما بخوانید!
بررسی جامع و کامل چیلر تراکمی زیر صفر

از جمله ویژگی این کمپرسورهای چیلر صدا و لرزش کم و جریان یکنواخت مبرد، ظریب اطمینان بالا و طول عمر طولانی و راندمان حجمی بالا چون فضای مرده در کمپرسورهای اسکرال وجود ندارد.

این کمپرسور دارای بازده بالا و جریان برق کمتر است این کمپرسورها قابل تعمیر نمی­باشد. همچنین جهت چرخش در این کمپرسورها نیز بسیار مهم است. در صورتی در این کمپرسورها برعکس باشد باعث آسیب شدید به کمپرسورمیگردد.

روان کننده ها در این کمپرسورها بسیار مهم میباشد. روغن در این کمپرسورها علاوه بر روان کاری وظیفه خنک کاری سیم پیچ را به عهده دارد. وظیفه آب بند کردن خلاصی داخلی برای حفظ بازده بالا کمک به حفاظت از یاتاقان ها و بلبرینگ ها کمپرسور بر عهده دارد. بیشتر خرابی های در کمپرسور اسکرال به دلیل مشکلات روغن کاری و برگشت مبرد محتوای رطوبت وکثیف بودن روغن میباشد. برای جلوگیری از مشکلات روان کاری و به حداقل رسیدن مشکلات آن بهتر است هر ۲ سال یکبار روغن این نوع کمپرسورها بررسی گردد. سرعت حرکت در این کمپرسورهای اسکرال با فرکانس ۵۰ هرتز ۴ قطبی ۱۴۵۰ دور میباشد. در کمپرسورهای ۲ قطبی با فرکانس ۵۰ هرتز ۲۹۰۰ دور بر دقیقه میباشد. حجم جابه­جایی گاز بر حسب فوت مکعب در دقیقه یا فوت مکعب در ساعت یا اینچ مکعب به ازای هر دور محاسبه میشود.

کمپرسور اسکرال

بازده حجمی کمپرسور اسکرال نسبت تغییرات حجم واقعی بخار مبرد که توسط کمپرسور جابه­جا می­شوند که با در صد بیان میشود و هر قدر اختلاف فشار بین مکش و دهش بیشتر شود موجب کاهش بازده حجمی کمپرسور میشود. همچنین اختلاف دمای مکش و دهش و سرعت کمپرسور و نوع مبرد و دبی آن نیز بر بازده حجمی تاثیر میگذارد.

کمپرسورهای تندم اسکرال

کمپرسور تندم
کمپرسور تندم

کمپرسورهای اسکرال در ظرفیت های ۳ الی ۵۰ تن تبرید مورد استفاده قرار میگیرند. در چیلرهای تراکمی با حداکثر ظرفیت و جهت گرم ترین روز سال طراحی میگردند. چیلرهای تراکمی عموما در طول شبانه روز فقط ۳ درصد زمان با ظرفیت ۱۰۰ درصد در مدار می باشند. لذا با توجه به ساختار کمپرسور اسکرال و عدم کاهش ظرفیت آن، در ساختار چیلر تراکمی اسکرال عموما از دو یا چند کمپرسور اسکرال استفاده میگردد و جهت کنترل ظرفیت چیلر تراکمی اسکرال با خاموش شدن هر یک از کمپرسورها، کنترل ظرفیت انجام میگردد. در چیلرهای کمپرسور اسکرال که دارای ساختار اتصال تندم میباشند، باید به جهت کارکد صحیح روغن کاری درست آن خط اکولایزر روغن و گاز متصل گردد.

حتما بخوانید!
مصرف برق چیلرهای تراکمی هوا خنک و آب خنک
خط اکولایزر کمپرسور اسکرال تندم
خط اکولایزر کمپرسور تندم

در این خط که عموما از دریچه شیشه روغن کمپرسور گرفته می شود و مطابق با شکل بالا به هر دو کمپرسور متصل میگردد. در وسط خط اکولایزر روغن یک عدد شیشه سایت گلاس روغن نیز مشاهده میکنید.

خط لوله اکولایزر روغن
خط اکولایزر روغن

در کمپرسورهای اسکرال جهت اتصال کمپرسور به صورت سه تایی و چهار تایی باید بررسی های لازم را جهت برگشت روغن انجام میگرفت. در این حالت به اتصال کمپرسورها به صورت رک عنوان میگردد. در این حالت باید تجهیزات مانند اویل سپراتور و تغذیه جداگانه روغن در هر کمپرسور بهره جست. در غیر این صورت کمپرسورها با مشکل روغن کاری مواجه شده و آسیب میبینند.

جهت دور در کمپرسورهای اسکرال بسیار مهم و قابل توجه میباشد. در این کمپرسورها باید جهت دور کمپرسور به صورت راست گرد باشد. در کمپرسورهای تک فاز این مشکل با سربندی داخلی موتور برطرف گردید است اما در کمپرسورهای اسکرال سه فاز این موضوع بسیار مهم است زیرا با اتصال برعکس فاز جهت دور کمپرسور برعکس میگردد. مطابق شکل زیر سربندی تخت کلم کمپرسور با مطابق با R S T کمپرسور به ترتیب ترمینال های T1 T2 T3 متصل میگردد.

ترمینال باکس کمپرسور اسکرال
ترمنیال باکس کمپرسور اسکرال

چیلر تراکمی هوا خنک اسکرال

چیلر تراکمی هوا خنک اسکرال مانند دیگر چیلرها می باشد اولین قطعه کمپرسور می باشد. کمپرسور مینی چیلرها عموما از نوع اسکرال می باشد. معمولا همانند بستگی به ظرفیت چیلر دارای یک کمپرسور و یا دو کمپرسور به صورت تندم می باشد. در این تیپ از چیلرها معمولا از دو سیکل تبرید تشکیل شده است و اواپراتور آنها به صورت سیکل موازی بسته شده اند

چیلر با کمپرسور اسکرال

قطعه دوم کندانسور می باشد که به صورت کندانسور هوایی و همراه با الکتروفن های آکسیال می باشد. این چیلرها دارای کندانسورهای وی تایپ یا به صورت تخته ای می باشد. فن های این چیلرها به دلیل نزدیک بودن به محیط مسکونی بهتر است به همراه سایلنسر و کم صدا باشد.

اواپراتور های چیلر تراکمی اسکرال عموما به صورت صفحه ای می باشد. این اواپراتوردر ظرفیت مختلف از ۵ تن تبرید تا ۴۰ تن به صورت مدار تک مداره و دو مداره مورد مصرف قرار میگیرد.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد

دیدگاهتان را بنویسید

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