چیلر، ماشینی است که گرما را از یک خنک کننده مایع از طریق سیکل های تراکم بخار تبرید خارج می کند. این مایع سپس می تواند از طریق یک مبدل حرارتی برای خنک کردن تجهیزات یا جریان فرآیند دیگری (مانند هوا یا آب) به گردش در آید. به عنوان یک محصول جانبی ضروری، تبرید، گرمای اتلاف ایجاد می کند که باید به محیط تخلیه شود، یا برای کارایی بیشتر، برای اهداف گرمایشی بازیافت شود. چیلرهای تراکمی بخار ممکن است از هر یک از انواع مختلف کمپرسور استفاده کنند. امروزه رایج ترین کمپرسورهای اسکرال هرموتیک، پیچ نیمه هرموتیک یا کمپرسورهای گریز از مرکز هستند. سمت چگالش(کندانسور) چیلر می تواند با هوا یا آب خنک شود.
آب سرد برای خنک کردن و رطوبت زدایی هوا در تاسیسات تجاری، صنعتی و سازمانی با اندازه متوسط تا بزرگ استفاده می شود. چیلرهای آب خنک (از طریق برج های خنک کننده) یا تبخیری خنک میشوند و چیلرهای هوا خنک از طریق تبادل با هوا خنک میشوند.
یک چیلر با کندانسور هوا خنک در پشت بام یک ساختمان تجاری با اندازه متوسط:
در سیستمهای تهویه مطبوع، خنککننده سرد، معمولاً آب از چیلر در یک دستگاه تهویه مطبوع یا خنککننده معمولاً به مبدلهای حرارتی یا کویلها در دستههای هوا یا دیگر انواع دستگاههای پایانهای که هوا را خنک میکنند، توزیع میشود. سپس آب دوباره به چیلر منتقل می شود تا دوباره خنک شود. این کویل های خنک کننده، گرمای محسوس و گرمای نهان را از هوا به آب سرد منتقل می کنند، بنابراین جریان هوا را خنک و معمولاً رطوبت زدایی می کنند. یک چیلر معمولی برای کاربردهای تهویه مطبوع بین ۵۰ کیلووات (۱۷۰ هزار BTU/h) و ۷ مگاوات (۲۴ میلیون BTU/h) درجه بندی می شود. دمای آب سرد (که از چیلر خارج می شود) معمولاً بین ۱ تا ۷ درجه سانتیگراد (۳۴ تا ۴۵ درجه فارنهایت) است، بسته به نیازهای کاربرد. معمولاً چیلرها آب را در دمای ۱۲ درجه سانتی گراد (دمای ورودی) دریافت می کنند و آن را تا ۷ درجه سانتی گراد (دمای خروج) خنک می کنند.
هنگامی که چیلرهای سیستم های تهویه مطبوع قابل استفاده نیستند یا نیاز به تعمیر یا تعویض دارند، ممکن است از چیلرهای اضطراری برای تامین آب سرد استفاده شود. چیلرهای اجاره ای بر روی یک تریلر نصب می شوند تا بتوانند به سرعت در سایت مستقر شوند. شیلنگ های بزرگ آب سرد برای اتصال بین چیلرهای اجاره ای و سیستم های تهویه مطبوع استفاده می شود.
استفاده در صنعت:
در کاربردهای صنعتی، آب سرد یا مایع خنککننده دیگر از چیلر از طریق تجهیزات فرآیندی یا آزمایشگاهی پمپ میشود. چیلرهای صنعتی برای خنک سازی کنترل شده محصولات، مکانیزم ها و ماشین آلات کارخانه در طیف وسیعی از صنایع استفاده می شوند. آنها اغلب در صنایع پلاستیک، قالبگیری تزریقی و دمشی، روغنهای برش فلزکاری، تجهیزات جوشکاری، ریختهگری با دایکست و ماشینسازی، پردازش شیمیایی، فرمولاسیون دارویی، پردازش مواد غذایی و آشامیدنی، پردازش کاغذ و سیمان، سیستمهای خلاء، استفاده میشوند، منابع تغذیه و ایستگاه های تولید برق توربین گاز، تجهیزات تحلیلی، نیمه هادی ها، هوای فشرده و خنک کننده گاز. همچنین برای خنک کردن اقلام تخصصی با حرارت بالا مانند دستگاه های MRI و لیزرها و در بیمارستان ها، هتل ها و دانشگاه ها استفاده می شود.
چیلرها برای کاربردهای صنعتی می توانند متمرکز باشند، جایی که یک چیلر واحد نیازهای خنک کننده متعدد را برآورده می کند، یا غیرمتمرکز در جایی که هر برنامه یا ماشین چیلر مخصوص به خود را دارد. هر رویکرد مزایای خود را دارد. همچنین میتوان ترکیبی از چیلرهای متمرکز و غیرمتمرکز را داشت، به خصوص اگر نیازهای خنککننده برای برخی کاربردها یا نقاط استفاده یکسان باشد.
آب سرد برای خنک کردن و رطوبت زدایی هوا در تاسیسات تجاری، صنعتی و سازمانی با اندازه متوسط تا بزرگ استفاده می شود. چیلرهایی با برج خنک کننده را می توان با آب خنک( تبخیری) و گروه دیگر را هوا خنک نامید.
قلب تپنده ی دستگاه های چیلر تراکمی در واقع قطعه ای است که فعل تراکم را انجام میدهد که نام آن در واقع کمپرسور است، با توجه به ظرفیت دستگاه، اقلیم آب هوایی که دستگاه در آن فعالیت دارد، دیدگاه طراحی دستگاه و سایر اطلاعات دیگر. کمپرسورهای سیکل تراکمی به انواع ذیل میباشد:
- کمپرسورهای پیستونی
- کمپرسورهای اسکرال
- کپرسورهای روتاری
- کمپرسورهای اسکرو
- کمپرسورهای توئین توربو
- و نسل جدید دیگری که در ظرفیت های بالا کارآمد هستند سیستم های سانتریفیوژ است
پس از قلب تپنده(کمپرسور) یک سیستم چیلر تراکمی نوع سیالی که در آن کار میکند مهم است؛ چراکه نوع سیال تاثیر در انتخاب کمپرسور، ظرفیت و حجم کندانسور، دمای تبخیر، آنتالپی و سایر موارد دارد چیلرهای مرسوم در دنیا با مبردهای R22-R407C-R134A-R410A-R410C-R404 و دیگر نوع ترکیبات کربن فلئور یا فریون ها میباشند.
پس از انتخاب نوع اقلیم آب هوا، تعیین دمای رفت و برگشت آب، انتخاب کمپرسور، نوع کندانسور، نوع سیال تنها مدل اواپراتور، سیستم کنترلی و تابلو برق، تجهیزات کنترلی خط مایع و تجهیزات مکانیکی دستگاه باقی میماند.
در خصوص نوع اواپراتور یا مبدل حرارتی که در آن فرآیند گرماگیری صورت میگرد و برودت سیال پس از عبور از EXP V به آب در گردش انتقال پیدا میکند میتوان سه گروه اصلی را نام برد:
- مبدل های پوسته و لوله (Shell & Tube)
- مبدل های صفحه ای (Plate)
- مبدل های لوله و لوله (Tube & Tube)
تمام این نوع مبدل های مذکور جزو اواپراتورهای مرسوم در این سیستم و حوزه چیلرهای تراکمی هستند و اما تفاوت آنها در چیست؟
مبدل های صفحه ای به نسبت سایر مبدل ها بالاترین راندمان را دارند ولیکن نگهداری از آنها کمی دشوار است و بسیار حساس هستند؛ معمولا مبدل های صفحه ای از جنس استیل ساخته میشوند. اما در خصوص مبدل های پوسته و لوله این نوع مبدل ها به نسبت مبدل های صفحه ای راندمان پایین تری دارند ولی عمر طولانی تری معمولا دارند و نگهداری آن به مراتب ساده تر است و در این مدل مبدل ها معمولا پوسته از جنس آهن که ابتدا و انتها آن فلنچ میباشد و لوله های داخل آن از جنس مس با حداقل ضخامت ۵/۰ میلی متر و حداکثر ۸/۰ میلیمتر ساخته میشوند و وافل هایی در بین لوله ها داخل پوسته به منظور هدایت جریان آب و همچنین نگهداری و ساپورت لوله های مسی از جنس تفلن به قطر ۲۰ میلی متر الی ۶۰ میلی متر با توجه به ظرفیت اواپراتور قرار میگیرد، معمولا در مبدل هایی که منظور اواپراتور چیلر تراکمی استفاده میشود یا از ستاره های آلمینیوم و یا از inner grooved copper tube استفاده میشود هدف از این دو روش افزایش سطح مقطع سطح تبادل حرارت است و این دو روش جهت افزایش راندمان در مبدل های پوسته و لوله به کار میرود.
مبدل های لوله و لوله معمولا از جنس مس و آهن میباشد و حتی از جنس آهن و آهن و یا مس و مس این مبدل ها معمولا برای چیلرهایی با ظرفیت پایین استفاده میشود در واقع برای چیلرهای با ظرفیت کمتر از ۳۰ تن تبرید این نوع مبدل ها معمولا اقتصادی تر هستند و همچنین نگهداری آنها به نسبت ساده میباشد. اساس کاری آن تقریبا شبیه مبدل های پوسته و لوله است.
پس از بررسی و انتخاب اواپراتور همانطور که پیشتر گفتیم تنها مسائل و بررسی و انتخاب تجهیزات مکانیکی و خط مایع و سیستم کنترلی میماند. خط مایع در واقع به خروجی کندانسور گفته میشود چراکه گاز متراکم شده بر اساس قانون اول ترمودینامیک بر اثر افزایش فشار، حرارت آن نیز بالا رفته است و پس از عبور از کندانسور حرارت آن گرفته شده است و تبدیل به مایعی متراکم و هم دما با محیط شده است که بهترین حالت برای ورود به EXP V میباشد تا فرآیند گرماگیری آغاز گردد.
اما بررسی تمام این اطلاعات و اقلام عملا ساده ترین و ابتدایی ترین آگاهی ها از یک سیستم چیلر تراکمی است چرا که گاها دیده شده است ظرفیت کمپرسور بر اساس ظرفیت مورد نیاز انتخاب شده است ولیکن فشار کاری کندانسور فشار معقولی نیست و یا دمای تبخیر اواپراتور پایین فرض شده است که منجر به برگشت مایع به کمپرسور میشود و بررسی دمای Super heat و یا نرخ تبادل حرارت کندانسور میزان سطح مقطع سطح تبادل حرارت در کندانسورهای هوا خنک و تعداد، ظرفیت انتقال هوای اجباری توسط فن های کندانسور در کندانسورهای هوایی و…
با مشاوره رایگان با کارشناسان شرکت نسیم تهویه آروند از کسب اطلاعات مکفی در این حوزه بهره مند شوید و بصورت سمعی و بصری با توجه به پتانسیل های این مجموعه آگاه و انتخاب صحیح را انجام دهید.