معرفی و بررسی انواع چیلرهای تراکمی دیدگاه بگذارید

چیلر چیست؟

چیلر (Chiller) دستگاهی برودتی بوده که وظیفه اصلی آن خنک سازی آب است. بواسطه آب سرد شده توسط این دستگاه، می توان خنکی مورد نیاز محیط های مختلف را از طریق فن کوئل ها، هواسازها و … تامین کرد. همچنین می توان از آن در ماشین آلات و فرآیندهایی که به خنک سازی نیاز است، استفاده کرد. چیلرها معمولاً در ساختمان ها، کارخانجات و محیط های صنعتی و نیمه صنعتی استفاده می شوند. این دستگاه ها بصورت تراکمی یا جذبی که سیکلی ترمودینامیکی می باشد، حرارت را از جریان سیالی مشخص می گیرند. جریان مذکور را می توان از طریق گردش داخلی مبدل حرارتی برای خنک شدن آب استفاده کرد. انواع چیلر های تراکمی جزء رایج ترین دستگاه های تامین آب سرد برای تجهیزات صنعتی هستند.

چیلرهای تولیدی هیمورا از نوع تراکمی بوده و البته این گروه ماشین سازی از قابلیت تولید چیلر نوع جذبی نیز برخوردار است. چیلر حرارت را از یک محیط گرفته و به محیط دیگر منتقل می کند؛ به همین دلیل می توان از چیلر که نوعی تامین کننده سرمایش است، بعنوان پمپ انرژی که خروجی آن آب سرد است، هم یاد کرد. البته توجه داشته باشید که در این دستگاه پمپی نیز وجود دارد که سیال سرد شده را بوسیله لوله کشی، به سمت سیستم های توزیع کننده هوای سرد منتقل می کند؛ به بیانی دیگر باید گفت چیلر دستگاهی است که گرما را در طی یک چرخه از بخشی از دستگاه گرفته و به بخش خنک کننده منتقل می کند. در این مقاله به معرفی و بررسی انواع چیلرهای تراکمی خواهیم پرداخت. البته ابتدا بهتر است تعریفی کلی از چیلرهای تراکمی آورده شود.

تعریفی کلی از چیلر تراکمی

چیلر تراکمی دستگاهی برای حذف گرما بوده که فرق آن با سایر چیلرها، وجود کمپرسور است. کمپرسور کاربردی در این دستگاه با برق کار می کند؛ به همین دلیل به آن کمپرسور برقی نیز گفته می شود. چیلرهای تراکمی علاوه بر کمپرسور از اجزای دیگری نیز ساخته شده اند که اصلی ترین آنها شامل: شیر انبساط، کندانسور، اواپراتور، فیلتر، پمپ و فن است. چیلر تراکمی بخشی از سیستم تهویه هوا بوده که کار اصلی آن تولید سرما نیست، بلکه حرارت را حذف می کند که در نهایت آب سرد تامین می شود. این دستگاه ها با هر محیطی سازگارند و در مکان های مسکونی، صنعتی، تجاری، تفریحی و سایر اماکن عمومی و غیرعمومی استفاده می شوند. امکان نصب چیلرهای تراکمی در تمامی ساختمان ها و سازه ها وجود دارد.

شیوه کارکرد چیلرهای تراکمی

در چیلرهای تراکمی، سیال مبرد در حالت بخار داغ به داخل کمپرسور وارد می شود و این عمل سبب می شود مبرد متراکم شده و فشار آن بالا برود. بدین ترتیب سیال مبرد با افزایش دما مواجه خواهد شد. در این حال مبردی که از کمپرسور خارج می گردد،  توسط کندانسور تا دمای اشباع خنک می شود (در فشار ثابت) و در نهایت بصورت کامل حرارت آن گرفته شده و به مایع اشباع سرد تبدیل می گردد.

بر اثر چگالش، مایع مبرد بدست می آید که از شیر انبساط عبور می کند. با عبور مبرد از شیر انبساط، مقداری از آن به بخار تبدیل می شود؛ در واقع اختلاف دمای بین مایع، بخار (مبرد) و محیط (هوا یا آب) در اواپراتور، منجر به تامین سرمایش می گردد. بطور کلی تبادل حرارت مابین دو سیال در اواپراتور در فشار ثابت انجام شده و در ادامه جذب حرارت مبرد تبدیل به بخار گرم می شود. در آخر جریان بخاری که از اواپراتور خارج شده دوباره به کمپرسور وارد می گردد تا سیکل تبرید تراکمی ادامه پیدا کند.

انواع چیلرهای تراکمی از لحاظ نوع کندانسور

چیلرهای تراکمی انواع مختلفی دارند و از لحاظ نوع کندانسور به دو دسته آب خنک و هوا خنک تقسیم شده اند؛ بگونه ای که کندانسور کاربردی در برخی از آنها با آب و برخی دیگر با گاز خنک می شود. هیمورا طراح و تولید کننده انواع چیلر تراکمی بوده که در ظرفیت های مختلف قابل ساختند.

چیلر تراکمی آب خنک

چیلرهایی که کندانسور آنها با آب خنک می شود، نیاز به برج خنک کننده دارند؛ اما چیلرهای هوا خنک نیازی به برج خنک کننده ندارند و در پیرامون کندانسور این دسته از چیلرها از فن هایی استفاده شده که حرارت را جذب می کنند. کندانسور کاربردی در این دسته از چیلرها همانند یک مبدل حرارتی پوسته و لوله عمل می کند و بواسطه جریان آب سرد که توسط برج خنک کننده تولید می شود، حرارت را از جریان مبرد می گیرد. بگونه ای که آب با دمایی مناسب از برج به سمت کندانسور روانه شده و در داخل لوله ها به جریان در می آید. بخار داغ مبرد هم که از کمپرسور خارج می شود، وارد پوسته کندانسور شده و با سطح سرد لوله ها در تماس قرار گرفته و دمایش کاهش می یابد؛ بدین صورت چگالش یافته و تبدیل به مایع اشباع می گردد.

چیلر از لحاظ نوع کمپرسور نیز انواع مختلفی دارند که شامل: اسکرو یا مارپیچی، اسکرول (حلزونی)، روتاری، سانتریفیوژ (گریز از مرکز) و پیستونی (ضربه ای یا رفت و برگشتی) است. این چیلرها برحسب نوع کمپرسور قادرند با کندانسورهای آب خنک یا هوا خنک کار کنند.

چیلر هوا خنک

این نوع چیلرها به چیلرهای تراکمی هوایی نیز معروفند و اساس کارشان سیکل تبرید تراکمی بخار است. عمل حرارت گیری کندانسور این دسته از چیلرها توسط هوا صورت می گیرد. از آنجایی که کشور ما با کمبود منابع آب روبرو است، استفاده از چیلرهای تراکمی هوا خنک رایج تر می باشد.

انواع چیلرهای تراکمی بر حسب نوع کمپرسور

اسکرو (مارپیچی)

چیلرهای تراکمی که دارای کمپرسوری از نوع اسکرو یا مارپیچی هستند، دارای چرخ دنده هایی مارپیچی شکل هستند و بعنوان متراکم کننده مایع مبرد عمل می کنند. این چیلرها طول عمر بالایی دارند و بسیار مقاومند، همچنین کمترین میزان تولید صدا را دارند. کمپرسورهای کاربردی در این چیلرها از قابلیت کنترل ظرفیت بالایی برخوردارند.

اسکرال (حلزونی)

در ساخت انواع چیلر های تراکمی با کمپرسور اسکرال، از دو عدد چرخ دنده استفاده شده که یکی از آنها حالت ثابت داشته و چرخ دنده دیگر متحرک است. تراکم ماده مبرد بین این دو چرخ دنده صورت می گیرد. این نوع کمپرسورها صدای بسیار پایینی داشته و طول عمر بالایی دارند؛ از سوی دیگر تعمیر و نگهداری آنها بسیار کم هزینه است.

پیستونی (ضربه ای یا رفت و برگشتی)

این نوع کمپرسورها جهت متراکم سازی ماده مبرد، عمل مکش و دهش را بصورت ضربه ای و با یک رفت و برگشت اجرا می کنند. قیمت این کمپرسورها نسبت به سایر کمپرسورهای مشابه که در انواع چیلرهای تراکمی استفاده شده اند، پایین تر است.

کمپرسور روتاری

معمولاً از این کمپرسورها در مینی چیلرها استفاده می شود (ظرفیت های خیلی پایین). عملکرد این دسته از کمپرسورها همانند نوع پیستونی بوده و در ساخت آنها از قطعاتی نظیر میل لنگ، پره، پیستون و … استفاده شده است. البته پیستون کاربردی در این کندانسور بصورت رفت و برگشتی یا خطی حرکت نمی کند، بلکه حرکت آن بصورت دورانی است. توجه کنید که از طریق یک پیستون دایره ای، فضای بین سیلندر و پیستون به دو بخش مکش و دهش تقسیم شده و حرکت پیستون سبب می شود حجم این دو بخش دائماً در حال افزایش و کاهش باشد.

سانتریفیوژ (Centrifugal)

کمپرسورهای سانتریفیوژ معمولاً در ظرفیت های بسیار بالا تولید می شوند و دلیل این امر حجم بالای آنهاست. کمپرسورهای سانتریفیوژ یا گریز از مرکز برای سیستم های تهویه مطبوع و سیستم های برودتی بزرگ استفاده می شوند و جهت افزایش فشار این کمپرسورها باید انرژی جنبشی گاز را بالا برد. بعد از اینکه گاز مبرد به محفظه کمپرسور وارد می شود، بواسطه پره های دوار با حرکتی دایره ای سرعت گرفته (بصورت نیروی گریز از مرکز) و به طرف دیفیوزر پرت می شود. به بیانی دیگر باید گفت این کمپرسور جهت متراکم سازی ماده مبرد، از عمل چرخش با سرعت بالا استفاده می کند. چیلرهایی که دارای این نوع کمپرسور هستند صدای کمتری دارند. از سوی دیگر نگهداری آنها کم هزینه تر و آسان تر از انواع چیلرهای تراکمی دیگر است.

نتیجه گیری

در این مقاله به هر آنچه که در مورد انواع چیلر های تراکمی نیاز بود اشاره شده و البته توضیحی مختصر از چیلرها را آوردیم تا با این دستگاه ها آشنا شوید. با توجه به مطلب ذکر شده در این مقاله نتیجه می گیریم چیلرهای تراکمی تامین کننده آب سرد نیستند، بلکه حرارت آن را می گیرند و می توان آنها را به هواسازها، فن کوئل ها و … نصب کرد تا خنکی موردنیاز ساختمان ها و … تامین گردد. این چیلرها برعکس نوع جذبی دارای کمپرسور هستند که با انرژی برق کار می کند.

چیلرها از لحاظ نوع کمپرسور و کندانسور به انواع مختلفی تقسیم شده اند. این دستگاه ها برحسب نوع کندانسور به دو دسته هوا خنک و آب خنک تقسیم شده اند و از لحاظ نوع کمپرسور در انواع اسکرو یا مارپیچی، اسکرال یا حلزونی، پیستونی یا ضربه ای (رفت و برگشتی)، روتاری و سانتریفیوژ تولید می شوند. شایان ذکر است که هیمورا قادر به تولید انواع چیلر بوده و کاربر می تواند مطابق با نیاز خود، نوع موردنظر را سفارش دهد.