در این مقاله به بررسی جامع چیلر ها می پردازیم و هر یک از آن ها را مورد بررسی قرار می دهیم. بخشی از مطالب به صورت ساده و بخشی از مطالب به صورت تخصصی بیان شده تا در همه سطوح بتوانید از مطالب استفاده کنید.
ﺗﻌﺮﻳﻒ ﭼﻴﻠﺮ CHILLER
ﭼﻴﻠﺮﻫﺎ وﻇﻴﻔﻪ ﺧﻨﻚ ﻛﺮدن آب ﻣﻮرد ﻧﻴﺎز ﺳﻴﺴﺘﻢ ﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺳﺮﻣﺎﻳﺸﻲ را ﺑﻪ ﻋﻬﺪه دارﻧﺪ. آﺑﻲ ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﭼﻴﻠﺮﻫﺎ ﺧﻨﻚ ﻣﻲ ﺷﻮد در ﻓﻦ ﻛﻮﻳﻞ ﻫﺎ و ﻳﺎ ﻛﻮﻳﻞ ﻫﺎي آب ﺳﺮد ﻫﻮاﺳﺎزﻫﺎ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد. ﭼﻴﻠﺮﻫﺎ در ﺻﻨﺎﻳﻊ ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﻴﺰ ﻛﺎرﺑﺮد وﺳﻴﻌﻲ دارﻧﺪ و در ﻫﺮ ﭼﺮﺧﻪ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﻛﻪ ﻧﻴﺎز ﺑﻪ ﭘﺎﺋﻴﻦ آوردن دﻣﺎي آب ﺑﺎﺷﺪ از ﭼﻴﻠﺮﻫﺎ اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﮔﺮدد.
ﭼﻴﻠﺮ در ﺗﻘﺴﻴﻢ ﺑﻨﺪي ﺻﻨﻌﺖ ﺗﺒﺮﻳﺪ در ﮔﺮوه ﺗﻬﻮﻳﻪ ﻣﻄﺒﻮع ﺑﺮاي رﻓﺎه و آﺳﺎﻳﺶ اﻧﺴﺎﻧﻬﺎ و در ﺗﻬﻮﻳﻪ ﺻﻨﻌﺘﻲ ﺑﺮاي ﺳﺮدﺳﺎزي دﺳﺘﮕﺎه ﻫﺎي ﺻﻨﻌﺘﻲ و ﻛﺎرﺧﺎﻧﻪ ﻫﺎ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد. اﻣﺮوزه ﺻﻨﻌﺖ ﺗﺒﺮﻳﺪ ﻳﻜﻲ از ﺑﺰرﮔﺘﺮﻳﻦ رﺷﺘﻪ ﻫﺎي ﺻﻨﺎﻳﻊ را ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲ دﻫﺪ.
آب ﭘﺲ از ﺳﺮد ﺷﺪن در ﭼﻴﻠﺮ ﺑﻪ ﻛﻤﻚ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎي راﺑﻂ ﺑﻪ دﺳﺘﮕﺎه ﻫﺎي ﺗﻬﻮﻳﻪ ﻣﻄﺒﻮع ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻓﻦ ﻛﻮﻳﻞ و ﻫﻮاﺳﺎز ﻫﺪاﻳﺖ ﺷﺪه و ﭘﺲ از ﺟﺬب ﮔﺮﻣﺎي ﻣﺤﻴﻂ ﺑﻪ ﭼﻴﻠﺮ ﺑﺎز ﻣﻲ ﮔﺮدد و اﻳﻦ ﮔﺮدش داﺋﻤﺎً ﺗﻜﺮار ﻣﻲ ﺷﻮد.
کاربرد چیلر
به صورت کلی کاربرد چیلر به دو دسته زیر تقسیم می شود:
- تهویه مطبوع
- صنعت
کابرد چیلر در تهویه مطبوع:
کاربرد اصلی چیلر در کشور ما با توجه به شرایط آب و هوایی نسبتا گرم و خشک ایران، تهویه مطبوع است. چیلر ها برای خنک نگه داشتن محیط ساختمان های مسکونی، اداری و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
کاربرد چیلر در صنعت
همچنین بسیاری از صنایع برای خنک نگه داشتن دمای آب و یا خنک کاری تجهیزات صنعتی خود از چیلر استفاده می کنند. از جمله صنایع مورد استفاده می توان موارد زیر را نام برد.
صنعت تزریق پلاستیک: جهت خنک کاری قالب ها از چیلر صنعتی یا مینی چیلر صنعتی استفاده می گرد.
صنایع پزشکی و دستگاه های MRI: در این ماشین ها از اشعه X و شتاب دهنده های خطی استفاده می شود که باعث تولید حرارت می گردد، که جهت دفع آن باید از چیلر استفاده کرد
چیلر دستگاه لیزر: به دلیل برشکاری فلزات، حرارت بسیار زیادی تولید می گردد که ملزم به استفاده از چیلر می باشند.
انواع چیلر
در شکل زیر می توانید انواع چیلر را به صورت کلی مشاهده کنید:
چیلر تراکمی چیست
چیلرهای تراکمی از جمله تجهیزات سرمایش مرکزی محسبوب میشوند که همانند تجهیزات یاد شده دارای سه بخش اصلی کمپرسور (متراکم کننده) کندانسور ( تقطیر کننده) و اواپراتور ( تبخیر کننده) میباشد.
در چیلرهای تراکمی ماده مبرد در اثر عمل پمپ گونه کمپرسور متراکم میشود و پس از افزایش فشار و دما به سمت کندانسور یا تقطیر کننده جریان میابد. گاز داغ خارج شده از کمپرسور، پس از ورود به کندانسور در تماس غیر مستقیم با آب ارسالی از برج خنک کننده یا هوای خنک، تقطیر میگردد و به صورت مایع داغ، کندانسور را به سمت تبخیر کننده یا اواپراتور ترک میکند. مایع مبرد پیش از ورود به اواپراتور از شیر انبساط توام با افت فشار است، عبور میکند. از این رو مایع آمادگی تبخیر شدن را در اواپراتور دارد. بنابراین مبرد پس از ورود به اواپراتور با جذب گرما از آب در حال گردش سیستم ( آب تغذیه کننده وسایل تبادل حرارت مانند هواسازها و فن کویل ها) تبخیر شده و به صورت گاز از طریق لوله مکش به کمپرسور بازمیگردد و چرخه سرمایش بار دیگر کامل میگردد برخی از واحد های چیلر های تراکمی میتوان به صورت یکپارچه یا دو پارچه باشد. در این چیلر تراکمی مایع مبرد داخل اواپراتور، گرمای لازم برای تبخیر را نه از آب بلکه از هوا میگیرد. براساس عمل تقطیر در کندانسور، چیلر های تراکمی را میتوان به گروه عمده طبقه بندی کرد. یک چیلر که باید موتورخانه تعبیه گردد و به همراه برج خنک کننده استفاده گردد به عنوان چیلر تراکمی آب خنک معرفی میگردد. یک نوع دیگر چیلر، چیلر با کندانسور هوایی میباشد. این چیلرها کندانسور هوایی، فن های جریان محوری یا گریز از مرکز، هوا را از روی کندانسور حاوی گاز داغ عبور داده و موجب تقطیر آن میشود.
انواع چیلر تراکمی از نظر نوع کندانسور
به صورت کلی چیلر های تراکمی از نظر نوع کندانسور به دو دسته زیر تقسیم می شوند:
- چیلر تراکمی هواخنک
- چیلر تراکمی آب خنک
چیلر تراکمی هواخنک
در چیلرهای هوا خنک که یکی از انواع چیلر تراکمی هستند ساختار کندانسور از یک مبدل حرارتی و تعدادی فین تشکیل شده است که مبرد اصلی به واسطه آن خنک می شود. چیلرهای هوا خنک معمولا در مناطقی مورد استفاده قرار می گیرند که محتوای رطوبت در آنها بالا باشد.
در این چیلرها با گردش هوای به وسیله فن بروی لوله های مسی محصور در کویل، مبرد را در دمای هوا محیط کندانس می شود. هرچه مقدار کندانسور بزرگتر باشد بازده سیستم برودت چیلر بیشتر می شود.
چیلر آب خنک
در چیلر آب خنک کندانسور به وسیله آب خنک می شود که آن نیز یک مبدل پوسته و لوله تشکیل شده است که معمولا مبرد اصلی پوسته و آب خنک کننده در لوله ها جریان دارد.
دمای آب ورودی به کندانسور معمولا F°70-85 بوده و اختلاف دمای آب ورودی و خروجی 10-15 درجه می باشد. برای خنک کردن آب خروجی کندانسور از برج خنک کننده استفاده می کنند. همچنین در برخی موارد از سایر منابع خنک سازی مانند چاه، استخر و آب رودخانه نیز تحت برخی تدابیر خاص استفاده کرد.
مقایسه چیلر تراکمی هوا خنک یا آب خنک
چیلرهای تراکمی به دو از لحاظ شرایط کندانس مبرد به دوسته چیلر های آب خنک و چیلرهای هواخنک تقسیم میگردد. ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮر ﻫﻤﺎن ﮔﻮﻧﻪ ﻛﻪ در ﺳﻴﻜﻞ ﺗﺮاﻛﻤﻲ چیلر ﮔﻔﺘﻪ ﺷﺪ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﮔﺎز داغ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر را ﺑﻪ ﺳﻤﺖ دﺳﺘﮕﺎﻫﻲ ﺑﻪ ﻧﺎم ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮر ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ ﻛﻪ در آن ﻣﺒﺮد ﺗﺒﺪﻳﻞ ﺑﻪ ﻣﺎﻳﻊ ﻣﻲ ﮔﺮدد. ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮر ﻳﺎ دﺳﺘﮕﺎه ﺗﻘﻄﻴﺮ در ﭼﻴﻠﺮﻫﺎي آﺑﻲ، دﺳﺘﮕﺎﻫﻲ اﺳﺖ ﮔﻪ ﮔﺎز ﺧﺮوﺟﻲ از ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر را ﺗﻘﻄﻴﺮ و ﺗﺒﺪﻳﻞ ﺑﻪ ﻣﺎﻳﻊ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ.
ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮرﻫﺎ وﺳﺎﻳﻞ اﻧﺘﻘﺎل ﺣﺮارت ﻳﺎ ﻣﺒﺪل ﺣﺮارﺗﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ ﻛﻪ در آﻧﻬﺎ ﺣﺮارت ﺑﺨﺎر ﻣﺒﺮد داغ از ﻃﺮﻳﻖ ﺳﻄﻮح ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ ﺑﻪ ﻋﺎﻣﻞ) ﻣﻨﺘﻘﻞ ﺷﺪه و در اﺛﺮ آن ﺑﺨﺎر ﻣﺒﺮد اﺑﺘﺪا ﺗﺎ دﻣﺎي اﺷﺒﺎع ﺳﺮد و ﺳﭙﺲ ﺑﻪ ﻣﺎﻳﻊ ﺗﺒﺪﻳﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد. در چیلر آب خنک آب برج خنک کننده عامل تقطیر مبررد چیلر است. ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮر ﭼﻴﻠﺮﻫﺎي آﺑﻲ ﻛﻪ در ﺻﻨﻌﺖ ﺗﻬﻮﻳﻪ ﻣﻄﺒﻮع اﻳﺮان اﺳﺘﻔﺎده ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ ﺳﺎل ﻫﺎﺳﺖ ﻛﻪ از ﻧﻮ ع ﭘﻮﺳﺘﻪ و ﻟﻮﻟﻪ (shell & tube) ﻣﻲ ﺑﺎﺷﻨﺪ. ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮرﻫﺎي ﻧﻮع ﭘﻮﺳﺘﻪ و ﻟﻮﻟﻪ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه اﺳﺖ از ﻳﻚ ﻣﺨﺰن اﺳﺘﻮاﻧﻪ ای ﻛﻪ در آن ﻟﻮﻟﻪﻫﺎي ﻣﺴﻲ ﻗﺮار دارﻧﺪ. اﻳﻦ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ از دو ﻃﺮف ﺑﻪ ﺗﻴﻮپ ﺷﻴﺖ (ﺻﻔﺤﺎت ﺳﻮراخ دار) ﭘﺮچ ﺷﺪه اﻧﺪ. در ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮرﻫﺎي آﺑﻲ در داﺧﻞ ﻟﻮﻟﻪ مسی، آب ﺑﺮج ﺧﻨﻚ ﻛﻨﻨﺪه ﺟﺮﻳﺎن دارد و ﻣﺒﺮد ﻛﻪ در اﻃﺮاف اﻳﻦ ﻟﻮﻟﻪ ﻫﺎ وﺟﻮد دارد ﺳﺮد ﻣﻲ ﺷﻮد. ﮔﺎز ﮔﺮﻣﻲ ﻛﻪ از ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎﻻي ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮر وارد ﻣﻲ ﺷﻮد، ﭼﻮن ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر اﺳﺖ ﺑﻪ ﻣﺤﻴﻂ ﺳﺮد (ﻟﻮﻟﻪﻫﺎی ﻣﺴﻲ) ﺑﺮﺧﻮرد ﻛﺮده و ﻣﺎﻳﻊ ﺷﺪه و در ﭘﺎﺋﻴﻦ ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮر ﺟﻤﻊ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻣﺎﻳﻊ از ﻃﺮﻳﻖ ﻟﻮﻟﻪ ﻣﺪار ﻣﺎﻳﻊ ﺑﻪ ﺳﻤﺖ ﺷﻴﺮ انبساط ﻫﺪاﻳﺖ ﻣﻲ ﺷﻮد.
از لحاظ مدارها در چیلرهای تراکمی، مدار یک چیلر تراکمی آب خنک دارای سه مدار آبی می باشد. اولین مدار آبی که شامل آب خنک کننده فن کویل ها و هواساز ها می باشد. این آب به وسیله پمپ آب خنک در مدار اواپراتور و دستگاه های خنک کننده می چرخاند و باعث انتقال حرارت می گردد سپس آب وارد چیلر می شود و گرمای آن توسط اواپراتورگرفته می شود در مدار سیکل مبرد تبخیر و گرمای خود را در کندانسور پس می دهد سپس به وسیله پمپ گردش آب و برج خنک کننده دفع می گردد. در چیلرهای هوا خنک نیز همانند چیلرهای آب خنک ابتدا گرمای ساختمان به وسیله مدار سوم وجود ندارد و به وسیله کندانسورهای هوایی گرما ساختمان را به وسیله فن کویل ها و هواساز ها از محیط گرفته و چیلر توسط سیکل تبرید خود، گرما را به محیط دفع می کنند. در چیلرهای تراکمی هوا خنک، دفع گرما به وسیله فن های و کویل هایی روی انجام می گیرد و مدار سوم لوله کشی که شامل برج خنک کننده و پمپ و مدار لوله کشی می باشد حذف می گردد. که این خود باعث کاهش هزینه های نگهداری و اجرای پروژه می گردد. در چیلرهای آب خنک هزینه اجرای پروژه به واسطه تهیه برج خنک کننده و لوله کشی و پمپ های برج خنک کننده کمتر می شود. و همچنین هزینه تعمیر نگهداری نیز با توجه به نبود برج خنک کننده و دیگر اقلام بسیار کاهش می یابد. اما هزینه اولیه تامین آن بسیار بالاتر می باشد. و همچنین محل قرار گیری چیلر باید در یک فضای باز و محیط بیرون باشد. و فضای مناسب سرویس و فاصله از دیوار ها قرار گیرد.
برای مقایسه جامع چیلر های هواخنک و آب خنک می توانید مقاله مقایسه چیلر هوا خنک و آب خنک را مشاهده کنید:
اواپراتور چیلر تراکمی
اواپراتور از یک مبدل حرارتی پوسته و لوله تشکیل شده است که معمولا مبرد در پوسته و آب سرد در داخل لوله ها جریان دارد. همچنین سرعت آب در اواپراتور با در نظر گرفتن اختلاف دمای°F 10 -20 برای آب چیلر بین 3 تا 11 فوت بر ثانیه می باشد.
نقش کمپرسور در چیلر تراکمی
ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎ در واﻗﻊ ﻗﻠﺐ ﭼﻴﻠﺮﻫﺎ ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﭼﻴﻠﺮﻫﺎ ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﻓﺸﺎر ﻣﺒﺮد را ﺑﺎﻻ ﺑﺮده و در ﺷﻴﺮ اﻧﺒﺴﺎط ﺑﻪ ﻃﻮر ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﻓﺸﺎر را ﭘﺎﺋﻴﻦ آورده و ﺑﻨﺎﺑﺮاﻳﻦ دﻣﺎ ﻧﻴﺰ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻧﺎﮔﻬﺎﻧﻲ ﺑﻪ ﻣﻘﺪار زﻳﺎدي اﻓﺖ ﻣﻲ ﻛﻨﺪ، زﻳﺮا ﻓﺸﺎر و دﻣﺎ راﺑﻄﻪ ﻣﺴﺘﻘﻴﻢ ﺑﺎ ﻳﻜﺪﻳﮕﺮ دارﻧﺪ. در ﻳﻚ ﭼﻴﻠﺮ ﮔﺎز ﺧﺮوﺟﻲ از اواﭘﺮاﺗﻮر ﻣﻲﺑﺎﻳﺴﺘﻲ ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻗﺮا ﮔﻴﺮد و ﺳﭙﺲ ﺑﺎ ﻓﺸﺎر زﻳﺎد ﺑﺮاي ﺳﺎﻳﺮ ﻋﻤﻠﻴﺎﺗﻲ ﻛﻪ ﺑﻪ دﻧﺒﺎل آن در ﻣﺪار اﻧﺠﺎم ﺧﻮاﻫﺪ ﺷﺪ رواﻧﻪ ﻛﻨﺪاﻧﺴﻮر ﺷﻮد.
دﺳﺘﮕﺎﻫﻲ ﻛﻪ ﮔﺎز را ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻗﺮار داده و در ﻧﺘﻴﺠﻪ ﻓﺸﺮده ﻣﻲ ﻛﻨﺪ، دﺳﺘﮕﺎه ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻛﻨﻨﺪه ﻳﺎ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﻧﺎﻣﻴﺪه ﻣﻲ ﺷﻮد ﻋﻤﻞ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﻋﻜﺲ ﻣﻮﺗﻮر دﻳﺰل اﺳﺖ. ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻌﻨﻲ ﻛﻪ در ﻣﻮﺗﻮر دﻳﺰل ﮔﺎز ﻓﺸﺮده و ﻣﺤﺘﺮق و ﻣﻨﺒﺴﻂ ﻣﻲ ﮔﺮدد و در اﺛﺮ اﻧﺒﺴﺎط ﭘﻴﺴﺘﻮن را ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ در آورده و ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ را ﻣﻲ ﭼﺮﺧﺎﻧﺪ، ﻟﺬا ﻣﺎ اﻧﺮژي ﺣﺎﺻﻞ از اﺣﺘﺮاق و اﻧﺒﺴﺎط ﮔﺎز را ﺻﺮف ﮔﺮدش ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ ﻣﻲ ﻧﻤﺎﻳﻴﻢ، وﻟﻲ در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي ﺗﺒﺮﻳﺪ ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ، ﻛﻪ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻫﺎ ﺑﻪ آن ﻣﺘﺼﻞ اﺳﺖ ﺗﻮﺳﻂ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮق ﻳﺎ ﻣﻮﺗﻮر ﺑﺮق ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ درآﻣﺪه و ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻫﺎي ﮔﺎز داﺧﻞ ﺳﻴﻠﻨﺪر را ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻗﺮار داده و ﺑﻴﺮون ﻣﻲ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪ و در اﻳﻦ ﻣﻮرد اﻧﺮژي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ را ﺻﺮف ﻓﺸﺮدن و ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻛﺮدن ﮔﺎز ﻣﻲ ﻧﻤﺎﺋﻴﻢ. ﺑﻪ زﺑﺎن ﺳﺎده ﺗﺮ در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي ﺗﺒﺮﻳﺪ ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ ﺣﻜﻢ روﺗﻮر را داﺷﺘﻪ و اﻟﻜﺘﺮوﻣﻮﺗﻮر اﺳﺘﺎﺗﻮر دﺳﺘﮕﺎه ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.
انواع کمپرسور چیلر
اﻧﻮاع ﭼﻴﻠﺮ در ﺻﻨﻌﺖ ﺗﻬﻮﻳﻪ ﻣﻄﺒﻮع و ﺗﺒﺮﻳﺪ کشور اﻳﺮان ﭼﻬﺎر ﻧﻮع ﭼﻴﻠﺮ با توجه به نوع کمپرسور ﺗﻮﻟﻴﺪ و ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﻲ ﮔﻴﺮد که به دسته های زیر تقسیم میگردد:
چیلر با کمپرسور سیلندر پیستونی یا رفت و برگشتی
ﻛﻤﭙﺮسورﻫﺎي ﻧﻮع رﻓﺖ و ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ (ﺿﺮﺑﻪ اي) ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي رﻓﺖ و ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ ﭘﻴﺴﺘﻮﻧﻲ از ﻳﻚ ﻳﺎ ﭼﻨﺪ ﺳﻴﻠﻨﺪر ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه ﻛﻪ در داﺧﻞ ﺳﻴﻠﻨﺪر ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻣﻮﺗﻮر اﺗﻮﻣﺒﻴﻞﻳﻚ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﺣﺮﻛﺖ ﺗﻨﺎوﺑﻲ دارد و در ﻫﺮ رﻓﺖ و آﻣﺪ ﮔﺎز ﻣﺒﺮد داﺧﻞ ﺳﻴﻠﻨﺪر ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻗﺮار ﮔﻔﺘﻪ و ﻣﻮﻗﻌﻲ ﻛﻪ ﻓﺸﺎر آن ﺑﻪ ﺣﺪ ﻻزم رﺳﻴﺪ، از ﻃﺮﻳﻖ ﺳﻮﭘﺎپ ﻫﺎ( درﻳﭽﻪﻫﺎ) ﻛﻪ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻓﻨﺮي ﺑﺴﺘﻪ ﻧﮕﺎه داﺷﺘﻪ ﻣﻲ ﺷﻮﻧﺪ از ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﺧﺎرج ﻣﻲ ﮔﺮدد، ﻟﺬا در دو ﻃﺮف ﭘﻴﺴﺘﻮن در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر، ﻳﻚ ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎ ﻓﺸﺎر ﻛﻢ اﺳﺖ ﻛﻪ ﮔﺎز اواﭘﺮاﺗﻮر وارد ﻣﻲ ﺷﻮد و ﻳﻚ ﻗﺴﻤﺖ ﺑﺎ ﻓﺸﺎر زﻳﺎد ﻛﻪ ﮔﺎز ﭘﺲ از ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﺷﺪن از آﻧﺠﺎ ﺧﺎرج ﻣﻲ ﺷﻮد. در واﻗﻊ ﻋﻤﻞ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﻋﻜﺲ ﻣﻮﺗﻮر دﻳﺰل اﺳﺖ. ﺑﺪﻳﻦ ﻣﻌﻨﻲ ﻛﻪ در ﻣﻮﺗﻮر دﻳﺰل ﮔﺎز ﻓﺸﺮده و ﻣﺤﺘﺮق و ﻣﻨﺒﺴﻂ ﻣﻲ ﮔﺮدد و در اﺛﺮ اﻧﺒﺴﺎط ﭘﻴﺴﺘﻮن را ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ در آورده و ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ را ﻣﻲ ﭼﺮﺧﺎﻧﺪ، ﻟﺬا ﻣﺎ اﻧﺮژي ﺣﺎﺻﻞ از اﺣﺘﺮاق و اﻧﺒﺴﺎط ﮔﺎز را ﺻﺮف ﮔﺮدش ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ ﻣﻲ ﻧﻤﺎﻳﻴﻢ، وﻟﻲ در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي ﺗﺒﺮﻳﺪ ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ، ﻛﻪ ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻫﺎ ﺑﻪ آن ﻣﺘﺼﻞ اﺳﺖ ﺗﻮﺳﻂ ﺟﺮﻳﺎن ﺑﺮق ﻳﺎ ﻣﻮﺗﻮر ﺑﺮق ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ درآﻣﺪه و ﭘﻴﺴﺘﻮن ﻫﺎي ﮔﺎز داﺧﻞ ﺳﻴﻠﻨﺪر را ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر ﻗﺮار داده و ﺑﻴﺮون ﻣﻲ ﻓﺮﺳﺘﻨﺪ و در اﻳﻦ ﻣﻮرد اﻧﺮژي اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ را ﺻﺮف ﻓﺸﺮدن و ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻛﺮدن ﮔﺎز ﻣﻲ ﻧﻤﺎﺋﻴﻢ. ﺑﻪ زﺑﺎن ﺳﺎده ﺗﺮ در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎی ﺗﺒﺮﻳﺪ ﻣﻴﻞ ﻟﻨﮓ ﺣﻜﻢ روﺗﻮر را داﺷﺘﻪ و اﻟﻜﺘﺮوﻣﻮﺗﻮر اﺳﺘﺎﺗﻮر دﺳﺘﮕﺎه ﺧﻮاﻫﺪ ﺑﻮد.
چیلر با ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي اسکرال
ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي اﺳﻜﺮال از دو ﻗﺴﻤﺖ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه اﻧﺪ:
- ﻣﺎرﭘﻴﭻ ثابت (Fixed Scroll)
- ﻣﺎرﭘﻴﭻ ﻣﺘﺤﺮك (Orbiting Scroll)
اﺳﻜﺮال ﺛﺎﺑﺖ ﺑﻪ ﺻﻮرت اﻳﺴﺘﺎ ﺑﺎﻗﻲ ﻣﺎﻧﺪه اﻣﺎ اﺳﻜﺮال دﻳﮕﺮ ﻛﻪ ﻣﺘﺤﺮك اﺳﺖ ﻫﻤﻮاره در ﺣﺎل ﺣﺮﻛﺖ در اﺳﻜﺮال ﺛﺎﺑﺖ اﺳﺖ.
ﻓﺮآﻳﻨﺪ ﻛﺎرﻛﺮد ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر اﺳﻜﺮال ﺷﺎﻣﻞ ﺳﻪ دوران اﺳﺖ. در دوران اول اﺳﻜﺮال ﻣﺘﺤﺮك دو ﻗﺴﻤﺖ از ﮔﺎز ﻣﻜﺶ را ﺑﻪ اﺻﻄﻼح ﻣﻲ ﺑﻠﻌﺪ و ﺑﻪ داﺧﻞ دو ﺣﻔﺮه ﻫﻼﻟﻲ ﺷﻜﻞ ﻛﻪ ﺗﻮﺳﻂ دو اﺳﻜﺮال ﺑﻪ وﺟﻮد آﻣﺪه ﻣﻲ ﻛﺸﺪ.
در دوران دوم ﮔﺎز ﺑﻠﻌﻴﺪه ﺷﺪه ﺗﺎ ﻓﺸﺎر ﻣﺘﻮﺳﻄﻲ ﻣﺘﺮاﻛﻢ ﻣﻲ ﺷﻮد. در دوران ﺳﻮم اﻳﻦ دو ﻗﺴﻤﺖ، ﮔﺎز آﻧﻘﺪر ﻓﺸﺎرﺷﺎن اﻓﺰاﻳﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ ﺗﺎ ﺑﻪ ﻓﺸﺎر ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ ﺑﺮﺳﺪ و از ﻃﺮﻳﻖ درﻳﭽﻪ تخلیه ﺑﻪ ﺻﻮت ﻋﻤﻮدي ﺗﺨﻠﻴﻪ ﺷﻮﻧﺪ.
در ﻫﺮ دوران ﮔﺎز ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ ﻣﺮﻛﺰ اﺳﻜﺮال ﺛﺎﺑﺖ ﻧﺰدﻳﻚ ﺷﺪه و ﻫﺮ ﭼﻪ ﺑﻴﺸﺘﺮ ﺑﻪ ﻣﺮﻛﺰ اﺳﻜﺮال ﺛﺎﺑﺖ ﻧﺰدﻳﻚ ﺷﻮد ﻓﺸﺎرش ﺑﻴﺸﺘﺮ ﻣﻲﺷﻮد. در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي اﺳﻜﺮال ﻫﺮ دو ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻣﻜﺶ (Suction) و ﺗﺨﻠﻴﻪ (Discharge) ﭘﻴﻮﺳﺘﻪ و ﻣﺪاوم اﺳﺖ.
چیلر با ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي ﻧﻮع دوراﻧﻲ ﭘﻴﭽﻲ (اﺳﻜﺮو)
با ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﭘﻴﺸﺮﻓﺖ ﻫﺎي ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪه در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي دوراﻧﻲ ﭘﻴﭽﻲ، رﻓﺘﻪ رﻓﺘﻪ اﻳﻦ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎ در ظرفیت های ﺑﺎﻻﺗﺮ از ٥٠ ﻛﻴﻠﻮوات ﺟﺎﻳﮕﺰﻳﻦ ﺑﺴﻴﺎري از ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي رﻓﺖ و ﺑﺮﮔﺸﺘﻲ ﺧﻮاﻫﻨﺪ ﺷﺪ. ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي دوراﻧﻲ ﭘﻴﭽﻲ عمدتا از دو ﭼﺮخ دوار (روﺗﻮر)ﺗﺸﻜﻴﻞ ﺷﺪه اﻧﺪ ﻛﻪ اﻏﻠﺐ ﻳﻜﻲ از آﻧﻬﺎ داراي ﭼﻬﺎر ﭘﺮه ﻣﺤﺪب در ﻃﻮل ﭼﺮخ دوار (روﺗﻮر ﻣﺤﺮك) و دﻳﮕﺮي داراي ﺷﺶ ﺷﻴﺎر ﻣﺎرﭘﻴﭽﻲ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ ﻛﻪ در ﻣﺤﻔﻈﻪ ای ﺑﺴﺘﻪ ﺑﺎ ﻣﺠﺮاي ﻣﺴﻴﺮﻫﺎي ﻣﻜﺶ و راﻧﺶ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺘﻪ و ﻣﺒﺮد ﺑﻪ ﻫﻤﺮاه روﻏﻦ در آن ﺟﺮﻳﺎن دارد ﭼﺮخ. دو ار ﭼﻬﺎر ﭘﺮه ﻳﺎ روﺗﻮر ﻧﺮي ﺗﻮﺳﻂ اﻟﻜﺘﺮوﻣﻮﺗﻮر ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﺑﻪ ﺣﺮﻛﺖ درآﻣﺪه و ﺑﺎ ﺷﻴﺎرﻫﺎي ﺣﻠﺰوﻧﻲ ﻣﻘﺎﺑﻞ ﻛﻪ ﻫﻤﺎن روﺗﻮر ﻣﺎدﮔﻲ اﺳﺖ درﮔﻴﺮ ﻣﻲ ﺷﻮد. وﻗﺘﻲ ﻛﻪ روﺗﻮر ﻣﻲ ﭼﺮﺧﺪ ﮔﺎز از ﻣﺠﺮاي ﻣﻜﺶ ﺑﺮاي ﭘﺮﻛﺮدن ﻓﻀﺎي ﺑﻴﻦ ﺑﺮآﻣﺪﮔﻲ ﭘﻴﭽﻲ و ﻓﺮورﻓﺘﮕﻲ ﺷﻴﺎر ﺣﻠﺰوﻧﻲ وارد ﻣﻲ ﺷﻮد. ﻫﻨﮕﺎﻣﻲ ﻛﻪ روﺗﻮر توﺳﻂ اﻟﻜﺘﺮوﻣﻮﺗﻮر ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﺑﻪ ﮔﺮدش ﺧﻮد اداﻣﻪ ﻣﻲ دﻫﺪ ﮔﺎز ﻣﺒﺮد از دﻫﺎﻧﻪ ﻣﻜﺶ ﺑﻠﻌﻴﺪه ﺷﺪه و در ﻓﻀﺎي داﺧﻞ ﺷﻴﺎرﻫﺎ ﺣﺒﺲ ﻣﻲ ﺷﻮد. ﮔﺎزي ﻛﻪ ﺑﻪ اﻳﻦ ﺻﻮرت در ﻓﻀﺎي داﺧﻞ ﺷﻴﺎرﻫﺎي ﺣﺒﺲ ﺷﺪه اﺳﺖ. ﻫﻢ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﻣﺤﻮري و ﻫﻢ ﺑﻪ ﺻﻮرت ﺷﻌﺎﻋﻲ ﺣﺮﻛﺖ داده ﻣﻲ ﺷﻮد و ﺑﻪ ﺧﺎﻃﺮ درﮔﻴﺮ ﺑﻮدن ﺑﺮآﻣﺪﮔﻲ ﻣﺎر ﭘﻴﭽﻲ در ﺷﻴﺎرﻫﺎ ﻓﻀﺎي اﺷﻐﺎل ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﮔﺎز ﻣﺒﺮد ﺑﻪ ﻃﻮر ﺗﺼﺎﻋﺪي ﻛﺎﻫﺶ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ. ﺗﺮاﻛﻢ ﮔﺎز ﻫﻤﭽﻨﺎن اداﻣﻪ ﻣﻲ ﻳﺎﺑﺪ ﺗﺎ زﻣﺎﻧﻲ ﻛﻪ ﻓﻀﺎي داﺧﻞ ﺷﻴﺎرﻫﺎ ﺑﻪ دﻫﺎﻧﻪ ﺧﺮوﺟﻲ ﮔﺎز در داﺧﻞ ﻣﺤﻔﻈﻪ ﻣﺘﺼﻞ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﮔﺎز ﺗﺤﺖ ﻓﺸﺎر از ﻃﺮﻳﻖ ﺷﻴﺮ راﻧﺶ ﺳﻴﻠﻨﺪر را ﺗﺮك ﻣﻲ ﻛﻨﺪ. در ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎي دوراﻧﻲ ﭘﻴﭽﻲ ﻛﻨﺘﺮل ﻇﺮﻓﻴﺖ ﺑﻪ وﺳﻴﻠﻪ ﻳﻚ ﺷﻴﺮ ﻟﻐﺰﻧﺪه ﻛﻪ در داﺧﻞ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮر ﻃﺮاﺣﻲ و ﻧﺼﺐ ﺷﺪه اﺳﺖ اﻧﺠﺎم ﻣﻲ ﮔﻴﺮد. ﺳﻴﺴﺘﻢ روﻏﻦ ﻛﺎري اﻳﻦ ﻛﻤﭙﺮﺳﻮرﻫﺎ ﻧﺴﺒﺘﺎً ﭘﻴﭽﻴﺪه و ﺷﺎﻣﻞ ﻳﻚ ﭘﻤﭗ روﻏﻦ، ﻳﻚ روﻏﻦ ﺟﺪا ﻛﻦ و ﻳﻚ ﻣﺨﺰن ﻧﮕﻬﺪارﻧﺪه روﻏﻦ ﻣﻲ ﺑﺎﺷﺪ.
چیلر جذبی
در چیلرهای جذبی، ماده مبرد آب است که تحت فشار بسیار پایین و در دمای کم، تبخیر شده و گرمای تبخیر را از سیال ثانویه (آب در گردش سیستم سرمایش) میگیرد و بخارهای حاصل از فرایند توسط ماده جاذبی، جذب میشود.
به طور کلی چیلرهای جذبی در انواع مختلف تک اثره، دو اثره و شعله مستقیم دارای چهار بخش اصلی اواپراتور ( محفظه تبخیر) ابزوربر ( محفظه جذب کننده) ژنراتور (مولد یا تغلیظ کننده) و کندانسور ( محفظه تقطیر) میباشد. مایع مبرد آب مقطر در بخش اواپراتور که در محفظه ای کم فشار ( 0.4 اتمسفر ) است. با جذب حرارت از لوله های آب سیستم که تامین کننده آب تجهیزات تبادل حرارت مانند فن کویل ها و هواسازها هستند، تبخیر شده و سپس توسط ماده جذب ( لیتیوم بروماید ) که در محفظه ابزوربر قرار دارد، وارد این بخش میشود و لیتیوم بروماید رقیق میگردد.
بنابراین برای تغلیظ و احیای قابلیت جذب مجدد، توسط پمپ مخصوصی از ابزوربر به ژنراتور فرستاده میشود. لیتیوم بروماید رقیق در مجاورت بخار، آب داغ یا آب گرم غلیظ میگردد و به ابزوربر باز میگردد. از سوی دیگر بخار آب حاصل گرمادهی محلول رقیق لیتیوم بروماید در ژنراتور به کندانسور میرود. در کندانسور بخار آب حاصل از عملکرد ژنراتور به تقطیر میگردد و سپس مجدد به به محفظه اواپراتور باز میگردد. و بدین شکل چرخه سرمایش چیلر جذبی کام می گردد.
در چیلرهای جذبی دو اثره یا چیلر خای جذبی دو مرحله، عملیات تغلیظ در دو مرحله و در دو ژنراتور تحت نام های ژنراتور دما بالا و ژنراتور دما پایین صورت میگیرد. ژنراتور دما بالا تحت تاثیر گرمای بخار ارسالی از دیگ، بخش اصلی عملیات تغلیظ را به عهده دارد و ژنراتور دما پایین به وسیله بخار مبرد حاصل از عملیا تژنراتور اول، بخش دیگری از فرایند تغلیظ را به عهده دارد.
چیلر های جذبی شعله مستقیم دارای مشعل و امکان تغلیظ بدون واسطه هستند. وجود یک سوپر ژنراتور به عنوان ژنراتور اولیه که مجهز به مشعل گاز سوز یا گازوییل سوز است، به طور مستقیم را بدون نیاز به دیگ گرمایشی را فاهم می آورد. این نوع چیلر به عنوان مولدی دو فصلی و به عنوان مولد گرما نیز مورد بهره برداری قرار میگیرد. بنابراین چیلرهای جذبی دارای دو سیکل گرمایشی و سرمایش میباشد.
انواع چیلرهای جذبی
چیلرهای جذبی را براساس روشهای احیا در ژنراتور چیلر جذبی و نوع منبع گرمایی تقسیم بندی میگردد:
دسته بندی انواع چیلر جذبی لیتیوم بروماید از نظر چرخه غلیظ سازی ماده جاذب
- چیلرهای جذبی تک اثره
- چیلرهای جذبی دو اثره
چیلر جذبی تک اثره که شامل یک کندانسور یک ژنراتور، ابزوربر اواپراتور و پمپ ها میباشد. منبع گرمایی چیلرهای تک اثره بخار کم فشار یا آب گرم می باشد. بازده در این دسته از چیلر ها پایین میباشد اما به دلیل ساختمان ساده آنها، ارزان تر نسبت به مدل های دیگر میباشد. در چیلرهای جذبی تک اثره به خاطر استفاده از بخار فشار پایین و آب گرم دارای استهلاک و تنش کمتر میباشد. و با توجه به اینکه لیتیوم بروماید در دمای مجاورت حرارت خوردگی بالایی پیدا میکند این چیلرها خوردگی کمتر و دارای عمر بالاتری میباشند.
چیلر جذبی دو اثره همان اجزای چیلرهای جذبی تک اثره میباشند که دارای ژنراتور و مبدل حرارتی اضافی میباشد و عملیات تغلیظ در آنها طی دو مرحله انجام می گیرد. در این گونه از چیلرها بخار آب مبرد که یک بار در ژنراتور و طی عملیات تغلیظ با اخذ گرما از ژنراترو دما بالا، تبخیر و از لیتیوم بروماید جدا میشود، خود به عنوان منبع انرژی گرمایی در ژنراتور دما پایین استفاده میگردد. با به کار گیری این روش، نرخ تبخیر افزایش پیدا کرده و بازده چیلر جذبی و ضریب کارایی ان نسبت به چیلرهای تک اثره افزایش یافته است.
سیکل چیلر جذبی
خنک کردن به وسیله چیلر جذبی از نظر فیزیکی مشابه سرد کردن با چیلرهای تراکمی است. یعنی جذب گرمای خارجی توسط مبرد در اثر تبخیر آن خواهد بود. چیلرهای جذبی نیز دارای اواپراتور ( تبخیر کننده ) و کندانسور و در اکثر مواقع شیر انبساط می باشد، اما برقراری سیکل جذبی در این چیلرها در اثر مصرق کار مکانیکی نبوده و بلکه در انرژی حرارتی تامین می گردد.
در چیلرهای جذبی دو نوع ماده وجود دارد یکی به عنوان مبرد و دیگری به عنوان جاذب که این جاذب با مبرد حل می گردد و یا با آن مخلوط می گردد. در چیلر های جذبی از آب مقطر به عنوان مبرد و محلول نمک لیتیوم بروماید به عنوان جاذب استفاده می گردد.
حال جهت رسیدن به دمای آب 7°C باید مبرد در اواپراتور در دمایی کمتر از آن به جوش آید. بنابراین برای درک بهتر فرایند این چیلرها باید این قانون طبیعی را درک کنیم که فشار تبخیر آب هر چه فشار کمتر بشود، پایین تر می آید. بنابراین مطابق شکل زیر جهت حصول این دما باید محفظه چیلر تا به طور کامل و تا فشار 0.04 بار وکیوم و خلا گردد.
محفظه ای که در آب مقطر موجود است اواپراترو می نامند و در طرف دیگر که در لیتیوم بروماید موجود است ابزوربر می نامند. مبرد، حرارت آب در گردش در ساختمان را به وسیله یک کویل شل و تیوب گرفته ؛ قسمتی از آن تبخیر می گردد. حال جهت حفظ فشار بخار وکیوم باید بخارات آب از آن جا خارج گردد. بنابراین. لیتیوم بروماید یک نمک با خاصیت جذب بسیار بالای بخار آب می باشد که در چیلرهای جذبی از محلول با غلظت 54% در ابزوربر استفاده می گردد.
در ابزوربر محلول غلیظ 64% با جذب بخارات آب و رقیق شدن آن تا غلظت 59.5% پیش می رود. در نتیجه با کاهش قدرت جذب مواجه می شویم. برای رفع این مشکل به چیلر یک ژنراتور و یک پمپ اضافه می کنیم و محلول رقیق لیتیوم بروماید به وسیله پمپ به ژنراتور رفته و به وسیله حرارت بخار، مبرد از محلول چیلر جدا می شود ومحلول غلیظ به سمت لیتیوم بروماید غلیظ بر می گردد. حال جهت تکمیل سیکل سرمایش چیلر جذبی یک عدد کندانسور نیز به آن اضافه می گردد تا بخار آب از ژنراتور خارج شده در کندانسور تقطیر یابد و دوباره به اواپراتور برگردد و یک مدار بسته را تشکیل دهد برای تکمیل فرایند چیلر جذبی و بالابردن راندمان یک مبدل حرارتی بین ژنراتور و ابزوربر قرار می گیرد تا از طرفی محلول رقیق که را از ابزوربر به ژنراتور می رود را گرم کند و از طرفی محلول غلیظی را که از ژنراتور به ابزوربر بر می گردد را خنک کند.
چرخه کلی گردش آب در چیلر ها
در چرخه اول هوای سرد از طریق یک یا چند هواساز در فضای ساختمان توزیع می گردد. در این قسمت هوای سرد گرمای محسوس را که شامل گرمای ناشی از اختلاف دمای خارج و داخل، گرمای تابشی و حرارت تولیدی توسط ساکنین و وسایل الکترونیکی می باشد را جذب کرده و دمای آن بالا می رود. همچنین گرمای نا محسوس و رطوبتی که از طریق همین هوای سرد جذب گردیده و در نتیجه دمای آن به تدریج بالا می رود. همچنین گرمای نا محسوس و رطوبتی که از طریق نفوذ هوا، ساکنین و تجهیزات حرارتی موجود در ساختمان به هوای محیط افزوده می گردد نیز از طریق همین هوای سرد جذبی می گردد و در نتیجه رطوبت ویژه آن افزایش می یابد.
بنابراین دما و رطوبت مطلوب در یک ساختمان بستگی به توازن و تعادل بین گرمای محسوس و نامحسوس و نیز مقدار و ظرفیت هوای سرد ورودی برای جذب گرما دارد.
در چرخه دوم، هوای توزیع شده در ساختمان به سمت هواساز برگشته و با درصدی از هوای تازه مخلوط می گردد. مخلوط هوای تازه و برگشتی از روی کویل سرمایی که داخل آن آب چیلد در حال گردش است، عبور می کند. در کویل سرمایی، محتوای گرما و رطوبت هوا کاهش پیدا کرده و دوباره جهت توزیع هوا در محیط آماده می شود. هنگامی که آب چیلد در داخل کویل سرمایی هواساز به صورتب جریان مخالف با هوای خارج کویل تبادل حرارت می یابد، دمای آن هنگام خروج از کویل بین 8-16 درجه فارنهایت نسبت به آب ورودی به کویل افزایش می یابد. آب چیلد برگشتی از اواپراتور چیلر با مبرد اصلی تبادل حرارت انجام داده و دمای آن کاهش می یابد و پس از انجام فرایند خنک سازی از چیلر به سمت هواساز هدایت می گردد.
در چرخه سوم گرمای حاصل از کار انجام شده توسط کمپرسور بر روی مبرد به محتوای گرمایی آب چیلد اضافه می گردد. البته مقدار این گرما با بازده کمپرسور ارتباط مستقیم دارد. مجموع این گرما به واسطه تبادل حرارت با سیال دیگری که عمدتا آب یا هوا می باشد، در کندانسور دفع می شود.
تعیین دمای آب چیلد
اولین قدم در جهت ارزیابی سیستم آب چیلد، تعیین دمای آب چیلد می باشد. در هر سیستم سرمایش و تهویه مطبوع جهت کنترل همزمان رطوبت و دما محیط، دمای آب چیلد رفت باید به مقدار کافی پایین باشد تا بتوان بار گرمایی محسوس و نهان محیط مورد نظر را تحت پوشش قرار داد. که باید دو اصطلاح سرمایش محسوس و سرمایش نهان یا نامحسوس آشنا گردیم.
سرمایش محسوس به فرایند کاهش دمای هوا بدون تغییر محتوای رطوبت آن اطلاق می گردد.
در یک اتاق فرضی ساکنین اتاق، نفوذ هوای خارج و موارد دیگر می توانند محتوای رطوبت آن اتاق را افزایش دهند. هوای ورودی به این اتاق که از طریق هواساز یا فن کویل توزیع می گردد باید به اندازه ای سرد شود تا دمای نقطه شبنم آن از دمای نقطه شبنم دستگاه کمتر باشد تا این رطوبت اضافی را از محیط اتاق خارج می کند.
مقدار گرمایی که با ایجاد تغییر در محتوای رطوبت محیط مفروض توسط هوای ورودی جذب می شود را سرمایش نهان یا نامحسوس می گویند. مجموع سرمایش محسوس و نهان، بار سرمایی اتاق را تشکیل می دهد که می بایست توسط اب چیلد در گردش جذب شده تا شرایط آسایش در اتاق را فراهم آورد.
دمای هوای ورودی به محیط به دو عامل زیر بستگی دارد
- دما و رطوبت مطلوبی قصد داریم در محیط مفروض به آن برسیم
- نسبت گرمای محسوس SHR که با تقسیم بار سرمایی محسوس بر مجموع بار سرمایی ( مجموع بار نهان و محسوس) بدست می آید.
اگر بر روی نمودار سایکومتریک نقطه شرایط طرح داخل (مطلوب) اتاق را مشخص کرده و از آنجا آن را با خطی به نقطه هوای خروجی از کویل سرمایی وصل کنیم، شیب این خط مقدار نسبت گرمایی محسوس را مشخص می کند که به اختصار آن را SHR می نامیم. اگر SHR برابر 1 باشد بدین معنی است که مقدار بار سرمایی نهان صفر است. مقدار SHR جهت ایجاد شرایط آسایش، در محدوده محیط های بزرگ مانند ادارای ها، سالن اجتماعات و مساجد به ترتیب از 80% تا 90% در نظر گرفته می شود. نقطه تلافی خط شرایط اتاق یا همان خط SHR با منحنی اشباع را نقطه شبنم دستگاه یا ADP می نامند. نقطه شبنم دستگاه به عنوان یک شاخص برای تعیین خصوصیات هوای خروجی از کویل به کار می رود.
بدیهی است که کویل سرمایی در شرایط واقعی دارای بازده صد درصد نمی باشد، بنابراین هوای خروجی از کویل کاملا اشباع نبوده و دمای آن به هنگام خروج از کویل در حدود 1 تا 2 درجه بالاتر از نقطه شبنم دستگاه یا همان ADP می باشد. در شرایط واقعی بازده کویل را مس توان تا 98% افزایش داد. هرچند رسیدن به این عدد از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه نبوده و بازده در حدود 95% می باشد.
با در نظر گرفتن این بازده برای کویل سرمایی، دمای مرطوب هوای خروجی از کویل تقریبا 1°F از دمای خشک آن کمتر خواهد بود. اختلاف دمای بین آب چیلد ورودی به کویل و هوای خروجی از آن در کمترین حالت 3 °F در بیشترین حالت °F 10 می باشد. برای کاربردهای تهویه مطبوع این اختلاف را به طور متوسط °F7 در نظر می گیرند. بنابراین برای تعیین آب چیلد ورودی به کویل کافی است مقدار °F7 از دمای خشک هوای خروجی کم کرده تا به دمای مورد نظر برسیم.
تعیین میزان افزایش دمای آب چیلد
بعد از تعیین دمای آب چیلد ورودی، می بایست میزان افزایش دمای آب چیلد یا به عبارتی دیگر اختلاف دمای آب چیلد ورودی و خروجی را مشخص نمود. دبی جریان آب چیلد به دو عامل بار سرمایی و اختلاف دمای آب چیلد ورودی و خروجی بستگی دارد. هر چه این اختلاف دما بالاتر رود دبی آب کمتر می شود و در نتیجه از طریق آب چیلد به سیستم انتقال می یابد. بعلاوه با افزایش اختلاف دما، می بایست سطح حرارتی مبدل های حرارتی و کویل های حرارتی سیستم افزایش داد که این موضوع در پاره ای از موارد موجب کاهش جذب بار سرمایی نهان خواهد گردید. به لحاظ تجربی میزان افزایش دماس آب چیلر به ازای دبی 2.4 معادل°F10 در نظر گرفته می شود. البته در سیستم های بزرگتر که حجم لوله کشی آن ها بیشتر است، برای پایین آوردن هزینه های پمپاژ و لوله کشی در سیستم (کاهش سایز لوله ها) می توان اختلاف دمای آب ورودی و خروجی را افزایش داد. در صورتی که مقدار افزایش دما به °F12 برسد، دبی آب چیلد به 2 و اگر به مقدار °F14 افزایش یابد دبی آب به 1.7 کاهش می یابد. برای محیط های بسیار بزرگ مقدار افزایش دمای آب چیلد ممکن است تا °F16 ( 1.5) و یا حتی 20 ( 1.2) نیز در نظر گرفته شود.
carrier , The Engineering Mindset :منابع
تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس
برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد
به صورت کلی چیلر دستگاهی جهت خنک کردن و ایجاد سرمایش است. از برودت ایجاد شده توسط این دستگاه، جهت مصارف خانگی و صنعتی استفاده می شود.
در چیلر های تراکمی ایجاد سرمایش به وسیله انرژی الکتریکی به کمپرسور وارد می شود و این وظیفه را انجام می دهند. اما در چیلرهای جذبی مبرد به وسیله جذب در ابزوربر و غلیظ شدن و گرفتن گرما در ژنراتور باعث انتقال بخار مبرد از محفظه اواپراتور به محفظه کندانسور می گردد. در واقع ابزوربر همان کاری را می کند که مکش کمپرسور انجام می دهد و ژنراتور همچون دیسشارژ کمپرسور با افزایش دما مبرد موجب انتقال گرما را فراهم می کند.
بسیار جالب بود ممنون از مجموعه شما