اصول عملکرد چیلر رفت و برگشتی

چیلر رفت و برگشتی

در این مقاله به بررسی عملکرد چیلر رفت و برگشتی یا سیلندر پیستونی می پردازیم. ابتدا عملکرد کلی چیلر های تراکمی را بررسی کرده و در ادامه به بررسی ساختار کمپرسور رفت و برگشتی می پردازیم.

اصول عملکرد چیلر ها

چیلر از کلمه لاتین chill به معنای سرما گرفته شده است. کار اصلی چیلر ایجاد برودت جهت سرد کردن آب جاری درون اواپراتور ها میباشد که این آب را میتوان به مصارف گوناگون مثل فن کویل هواساز داکت فن کویل و کارخانه جات شیمیایی و صنعتی رسانند.

چیلرها از لحاظ ساختار به چند نوع تقسیم میشوند که عبارت اند از چیلرهای تراکمی چیلرهای جذبی و چیلرهای سانتی فیوژ که بحث ما در اینجا چیلرهای کمپرسوری میباشد.

چیلرهای کمپرسوری مانند تمام سیستم های تبرید از ۴ قسمت اصلی شامل کمپرسور کندانسور شیر انبساط و اواپراتور تشکیل شده است. که جهت کنترل و عملکرد صحیح این ۴ قسمت اجزای دیگری نیز به آن اضافه میگردد.

چیلرها به دسته با کندانسور آبی و کندانسور هوایی تقسیم میشوند. چیلرهای آبی دارای کندانسور ابی میباشد و به وسیله پمپ و برج خنک کننده، خنک میشوند. کندانسور های هواخنک نیز اساس کارکردشان گذر هوای اجباری و تقطیر مبرد میباشند. در چیلرها ایجاد سرما براساس تبخیر میباشد. مایع درون اواپراتور در فشار پایین صورت میگیرد. در سیکل تبرید کمپرسورهای رفت برگشتی گاز در اثر مکش پیستون وارد کمپرسور شده و متراکم میشود. در نتیجه دما و فشار آن بالا میرود و سپس وارد کندانسور میگردد و گرمای خود را به آب یا هوا جاری بر روی کویل پس می دهد. در کندانسور چیلر تراکمی سیلندر پیستونی مایع مبرد پس از خروج به شیر انبساط رسیده و فشارش ناگهان افت کرده و به صورت پودری شکل وارد محفظه اواپراتور میگردد. این سیکل متناوبا تکرار می گردد.

سیکل چیلر تراکمی

مدار گاز چیلرهای آبی شامل یک لوله های ساکشن یا مکش که از اواپراتور تا کمپرسور ادامه دارد این قسمت به مدار کم فشار معروف میباشد فشار کار جهت مبرد ۲۲ حدود ۶۰- ۷۰ اینچ میباشد. مدار دوم مدار خط گاز داغ دیسشارژ میباشد که از خروجی کمپرسور تا کندانسور ادامه دارد و به قسمت فشار بالا شهرت دارد و معمولا به رنگ قرمز نمایش داده میشود. مدار خط مایع قسمت سوم چیلر تراکمی سیلندر پیستونی میباشد که از خروجی کندانسور تا شیر انبساط ادامه دارد.

چیلر تراکمی رفت و برگشتی

روی لوله مایع از کندانسور به ترتیب شیر سرویس ،چارچینگ ولو، فیلتر درایر، شیر برقی سایت گلاس تا شیر انبساط میباشد. در روی اواپراتور آنتی فریز و ترموستات نصب میگردد و بروی کمپرسور در قسمت ورودی یا مکش و خروجی گاز دیسشارچ دو عدد گیج فشار سنج نصب میشوند. همچنین دو عدد گیج فشار سنج بر روی پمپ روغن یکی در قسمت فشار پایین و دیگری در قسمت فشار بالا نصب میگردد. همچنین یک کنترل فشار بالا و کنترل فشار پایین به قسمت های high و low سیستم وصل میگردد و چنانچه فشار از حد تنظیم کمتر و یا بیشتر گردد کمپرسور از مدار خارج میگردد. یک کنترل فشار روغن به نام اویل پرشر نیز که اختلاف فشار محفظه کارتر با خروجی پمپ سنجیده میشود و در صورتی که فشار کمتر از حد تنظیم شده باشد کمپرسور را از مدار خارج میکند. دیگر قسمت چیلر کمپرسور رفت و برگشتی هیتر کارتر میباشد که باید ۲۴ ساعت قبل از روشن شدن کمپرسور، در مدار قرار گیرد و در صد امتزاج روغن و مبرد را کاهش دهد. همچنین کمپرسور سیلندر پیستونی دارای وسایل ایمنی مثل over load فیلتر، چک ولو و شیرهای ورودی و خروجی میباشد. روی کندانسور شیر اطمینان میباشد که بالای فشار نرمال گاز را تخلیه میکند. کنترل های بعدی مربوط به قسمت برق سیستم میباشد که شامل بی متال کنتاکتور رله تایمر فیوز کلید های استپ استارت و قسمت های برق چیلر میباشد.

حتما بخوانید!
نگهداری اصولی از چیلر جذبی

از جمله تجهیزات مورد نیاز سرویس ولو میباشد و بعد از کندانسور قرار میگیرد و در ابتدای لوله مایع قرار دارد و زمانیکه احتیاج به بستن مدار مایع برای منظورهای مختلف مثل تعمیر و سرویس کردن فیلتر درایر یا شیر مغناطیسی و جمع کردن مایع مبرد در رسیور استفاده کرد. میتوان با بستن این شیر حرکت مبرد را متوقف کرد و قطعه مورد نظر را تعمیر و یا تعویض کرد.

جنس بدنه شیر سرویس والو از برنج چکش کاری شده، همراه با ساقه های فولادی زنگ نزن که در غلاف آب بندی شده دارای حرکت میباشد. درپوش این شیرها طوری ساخته میشود که مانند یک آچار جهت باز و بسته کردن شیر مورد استفاده قرار میگیرد. شیر سرویس والو را با توجه به سایر لوله مربوطه انتخاب میگردد. سپس چارچینگ والو این شیرجهت تغذیه و شارژ مبرد به داخل سیستم چیلر استفاده میشود وبدنه آن از جنس برنج چکش خاری شده است.

چیلر تراکمی رفت و برگشتی

از دیگر قطعات مورد نیاز از دو قسمت فیلتر و درایر به معنی خشک کن تشکیل شده است. در زمان ساخت چیلر و راه اندازی ابتدایی و یا بعدا ممکن است مقداری پلیسه و یا براده و کثافت در داخل سیستم وجود داشته باشد که این ضایعات به وسیله فیلتر متوقف میشود و اجازه پیدا نمیکند که در داخل سیستم گردش کنند و احیانا به کمپرسور و یا قطعات دیگر چیلر خسارت وارد کنند.

ساختمان فیلتر از یک ورق مشبک فلزی که آنرا به شکل مخروط ناقص نورد و سپس توری نازک برنزی یا برنجی را روی آن میکشند را به وسیله یک بوش مسی بسته و لحیم میکنند. فیلتر در داخل مغزی خشک کن قرار میگیرد و مجموعا در پوسته فیلتر درایر در سر راه مایع مبرد نصب میشوند.

درایر یا خشک کننده قسمت دیگر فیلتر درایر داده میشود تا رطوبت موجود در مبرد را جذب کند و بیشتر در چیلرهای که ماده مبرد فریون ۲۲ کار میکنند مورد استفاده قرار میگیرند. عدم رطوبت در دستگاه چیلر بسیار مهم میباشد. در فشارهای پایین تقطیر گشته و به صورت مایع در میاید و به همراه با گاز وارد کمپرسور میگردد و این امر باعث شکستن سوپاپ ها و از بین رفتن سیلندر و پیستون و از آبندی انداختن کمپرسور میشود. علاوه بر این باعث زنگ زدگی قطعات و همچنین باعث یخ زدگی در شیر انبساط و مسدود شدن مسیر جریان گاز میشود. باید توجه داشت که در دستگاه های که از مایع خشک کن استفاده میشود از خشک کن جامد اکیدا استفاده نشود. زیرا دوباره رطوبت در سیستم باقی میماند و به گردش ادامه میدهد. در چیلرها بیشتر از سیلیکاژل جامد که به صورت سنگ مشبک میباشد، استفاده میکنند. همچنین میتوان از آلومینای احیا شده که جاذب رطوبت و یا انیدریدسولفات استفاده کرد. مهمترین نکته در تعویض فیلتر درایر نباید مغزی خشک کن در معرض هوای آزاد قرار گیرد. زیرا رطوبت موجود در هوا را جذب میکند و فاسد میشود. همچنین میتوان با حرارت دادن رطوبت آن را مقداری جذب کرد و دوباره از آن استفاده گردد. از دیگر قطعات مهم در چیلر تراکمی رفت برگشتی سلونویید والو در مدار چیلر سلونویید ولو یا شیر مغناطیسی سر راه مایع مبرد قبل از اواپراتور کار میگذارند. این شیر توسط برق مسیر مایع مبرد را باز و بسته میگردد. زمانیکه برق چیلر قطع شود شیر بسته میگردد و جریان مبرد متوقف میشود. همچنین در موقع خاموش کردن چیلر در وهله برق سلونویید ولو قطع میشود و عمل کردن پمپ دان خود به خود انجام میشود.شیر مغناطیسی شامل یک سیم پیچی میباشد که دو سر سیم آن به فاز و نول وصل میشود. با برقراری برق حوزه مغناطیسی و در نتیجه خاصیت آهنربایی ایجاد میکند.

حتما بخوانید!
انواع سیستم های سرمایشی

درون سوراخ کویل میله متصل به سوپاپ سوزنی و یا متصل به دیافراگم ارتجاعی به وسیله فنر قرار دارد که در زمان مغناطیس شدن به طرف بالا حرکت میکند و راه ورود مایع مبرد باز میشود و زمانیکه جریان برق قطع شود نیروی فنر سوپاپ سوزنی یا دیافراگم را به جای خود بر میگردد و راه خروج گاز را مسدود میکند. مهمترین ایرادات شیر مغناطیسی بیشتر مربوط به شل و کثیف بودن اتصالات برقی و از دست دادن خاصیت ارتجاعی فنر پشت سوپاپ و یا کثیف کردن نشمین گاه سوپاپ میباشد که در این موارد باید اتصالات را محکم و فنر را تعویض و واشر شیر مغناطیسی را عوض کرد. در هنگام برق دار شدن شیر با در نظر گرفت که ولتاژ بوبین بیشتر از ۲۲۰ ولت نباشد. در هنگام شیر باید دقت کرد که محفظه کویل زیر شیر قرار نگیرد و گرنه عمل نخواهد کرد. شیر سلونویید ولو براساس تناژ و فشار کار و نوع ماده مبرد انتخاب میشوند. اخرین قطعه خط مایع چیلر تراکمی سیلندر پیستونی سایت گلاس میباشد که جهت تشخیص مقدار ماده مبرد دستگاه از یک شیشه رویت که در مسیر مبرد نصب میشود استفاده میکنند. چنانچه مقدار مبرد کم باشد در مایع حباب هایی دیده میشود که با اضافه کردن مبرد به سیستم این حبابها از بین میرود. سایت گلاس های چیلر تراکمی سیلندر پیستونی که درون سیستم را با تغییر دادن نشان میدهد. جنس سایت گلاس اغلب از برنج میباشد که به وسیله ساقه رزوه ای یا جوشی به لوله مربوطه اتصال پیدا میکند.

کمپرسورهای رفت برگشتی یا سیلندر پیستونی

کمپرسور رفت و برگشتی

در چیلر رفت و برگشتی از متداول ترین نوع کمپرسور میباشد که در چیلرها از آنها استفاده میشود. اساس کار این کمپرسور به وسیله حرکت پیستون در سیلندر میباشد. به علت سادگی و دوام ونگه داری نسبت به انواع چیلرهای تراکمی با کمپرسور اسکرال و چیلرهای تراکمی کمپرسور اسکرو بیش تر مورد استفاده قرار میگیرد، همچنین این کمپرسور ها در صنایع تبرید و سردخانه نیز بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. اساس کار این نوع کمپرسور به وسیله حرکت پیستون درون سیلندر به وجود می آید. در زمان حرکت پیستون به طرف پایین خلا نسبی به وجود آمده و در این حالت سوپاپ مکش باز شده و گاز درون لوله به سرعت به داخل سیلندر حرکت میکند و وقتی پیستون به نقطه مرگ پایین رسید زمان مکش رو به پایان میرسد. از این پس پیستون به طرف بالا حرکت کرده و فشار رو به افزایش میرود و سوپاپ مکش بسته میشود و گاز موجود فشرده میشود و از سوپاپ رانش به طرف لوله رانش هدایت میگردد. برای حرکت پیستون از یک موتور الکتریکی استفاده میگردد. این کمپرسور به سه دسته بسته ، نیمه بسته و باز تقسیم میشوند. در چیلرهای تراکمی رفت برگشتی از نوع کمپرسور سیلندر پیستونی بسته در چیلرهای کوچک مورد استفاده قرار میگیرد. نوع نیمه بسته بیشتر مورد استفاده قرار میگرد در این نوع به نوع هرمتیک نیز معروف است، مجموعه موتور و کمپرسور آن در یک محفظه قرار گرفته و به وسیله پیچ و مهره بسته میشود تا تعمیرات آن بهتر صورت گیرد و همه قطعات الکتریکی و مکانیکی آن قابل تعویض میباشد مانند سیم پیچ ها صفحه سوپاپ شیرهای سرویس سرسیلندر پمپ روغن و غیره که بیشتر برنده ای کریر کوپلند و بیتزر مورد استفاده قرار میگیرد. از دیگر مدل های مورد استفاده کمپرسور سیلندر پیستونی نوع باز میباشد. این نوع کمپرسور به کمپرسوری اتلاق میگردد که موتور از کمپرسور جدا میباشد و نیروی موتور را به وسیله کوپلینگ یا تسمه به میل لنگ کمپرسور انتقال میابد. از این کمپرسور بیشتر برای ظرفیت های بالای ۵۰ تن الی ۵۰۰ تن استفاده میگردد. نوع نیمه بسته بیشتر از نوع باز مورد استفاده میگردد زیرا در نوع باز به دلیل وزن و هزینه بیشتر و همچنین احتمال نشت مبرد از محل خروج شفت و سختی هم محور کردن دو شفت و سختی هم محور کردن دو شفت کمپرسور و موتور نیز عمر کوتاه تسمه ها استفاده از کمپرسور های باز محدود تر میشود اما در کمپرسورهای بازگرمایی ناشی از کارکرد موتور به کمپرسور منتقل نمیشود.

حتما بخوانید!
معرفی انواع چیلر تراکمی و بررسی اجزای آن

چیلر رفت و برگشتی

اجزای کمپرسور چیلر

حداکثر سرعت کمپرسورهای پیستونی بسته و باز با فرکانس ۵۰ هرتز ۴ قطبی ۱۴۵۰ دور بر دقیقه میباشد و در کمپرسورهای بسته دو قطبی با فرکانس ۵۰ هرتز ۲۹۰۰ دور بر دقیقه میباشد. حجم جابجایی گاز بر حسب فوت مکعب در دقیقه یا فوت مکعب بر ساعت یا اینچ مکعب به ازای هر دور محاسبه میشود. فشار روغن در کمپرسورهای سیلندر پیستونی بین ۳۵ تا ۴۵ پوند بر اینچ است. یعنی فشار رانش پمپ روغن بین ۱۰ تا ۲۰ psi از فشار مکش بالاتر میباشد.

کنترل ظرفیت کمپرسور چیلر رفت و برگشتی یا سیلندر پیستونی

 ۱ -کنترل ظرفیت با بی بار کردن یک یا چند سیلندر

  • میان بر کردن : گاز خروجی رانش دو یا چند سیلندر به لوله مکش برمیگردد و هیچ گونه تراکمی صورت نگیرد. این عمل یک شیر برقی که از یک کنترل کننده فرمان میگیرد و وقتی شیر برقی روشن میشود عمل بی بار کردن (un loader) صورت میگیرد.
  • باز نگه داشتن سوپاپ های مکش: این عمل توسط فشار گاز یا فشار روغن صورت میگیرد. هنگامی که شیر برقی و هنگامی که شیر برقی روشن میشود شیر برقی، مکش را فشرده و باز نگه میدارد. عملکرد شیر برقی توسط کنترل کننده دما انجام میگیرد و هنگامی که دمای مکش پایین اید شیر برقی فعال میگردد.
  • بسته نگه داشتن سوپاپ های مکش: این عمل نیز توسط شیر برقی صورت میگیرد. زمانی که شیر برقی به برق وصل نباشد قسمت بالای شیر به وسیله یک فنر به بالا کشیده شود و کمپرسور با تمام ظرفیت (full load) کارکند ولی زمانی که شیر برقی به برق وصل باشد قسمت بالای شیر (un loader) توسط گاز تخلیه به پایین رانده میشود و مسیر گاز ورودی را میبندد و به کمپرسور اجازه میدهد با ظرفیت کمتری به کار خود ادامه میدهد.

عملکرد کمپرسور رفت و برگشتی

۲ -کنترل ظرفیت با کاهش بار

با استارت مستقیم موتور کمپرسور چیلر رفت و برگشتی به وسیله یک کنتاکتور روشن میشود در حالتی که موتورهای با قدرت وجود دارند که آمپر استارت آن قدر زیاد و بزرگ میشود که باعث افت در نیروی برق و شبکه میشوند.

کنترل ظرفیت چیلر

۳ – کنترل ظرفیت با استفاده از ۲ یا ۳ کمپرسور به صورت موازی در سیکل:

در این روش کنترل کننده دما یا فشار موجب خاموش یا روشن آنها به صورت مرحله ای میباشد که در زمان نیاز همه آنها وارد مدار میشوند. گاهی هم در یک دستگاه تهویه یا تبرید ۴ یا ۶ کمپرسور سیلندر پیستونی با سیکل تبرید ساخته میشود. این کمپرسورها میتوانند به بی بار کننده هم مجهز باشد.

تغییر ظرفیت کمپرسور های سیلندر پیستونی

۴ – کنترل ظرفیت با تغییر دور کمپرسور:

این روش میتوان با تغییر سرعت مانند موتورهای دالاندر یا دو سیم پیچی مجزای بسته میشوند. همچنین با کمک اینورتر و تغییر فرکانس دور موتور تغییر داده میشود. با تغییر دور کمپرسور، ظرفیت کمپرسور تغییر میکند.

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 *