اجزای اصلی مینی چیلر

اگر کنجاوید بدانید اجزای اصلی مینی چیلر چیست، با سرما مارکت در این مقاله همراه باشید. چیلر به دستگاه گفته می شود که با استفاده از یک سیکل تبرید، حرارت را از هوای درون ساختمان ها، از درون تأسیسات صنعتی یا از مایعات صنعتی داغ گرفته و آن را به درون اتمسفر آزاد می کند.

از چیلرها در سیستم های فن کویل برای تأمین آب سرد سیستم استفاده می شود. چیلرها در ابعاد و ظرفیت های متنوعی تولید می شوند و از مینی چیلرهای هواخنک که برای خنک کردن ساختمان های مسکونی در سیستم های فن کویل مورد استفاده قرار می گیرند، تا چیلرهای آب خنک غول آسا، همگی از اصول عملکردی یکسانی استفاده می کنند. در این مقاله قصد داریم شما را با اجزای اصلی سیستم های مینی چیلر آشنا کنیم و نقش هر کدام از آن ها در عملکرد چیلر را به شما نشان دهیم.

اجزای اصلی مینی چیلر

گاز یا مایع مبرد و سیکل تبرید

گاز/مایع مبرد، ماده ای است که همانند هر گاز دیگری، با جذب حرارت حجیم می شود و پس از فشرده شدن، دمای خود را از دست می دهد و به حال مایع در می آید. از انواع مختلف گاز/مایع مبرد در یخچال ها و فریزرها، اسپلیت ها و چیلرها برای برقراری یک سیکل تبرید و انتقال حرارت از محیط سردتر به محیط گرم تر، استفاده می شود. سیکل تبرید به گردش گاز/مایع مبرد در سیستم برای انتقال گرما از محیط سردتر به محیط گرم تر گفته می شود که شامل مراحل مختلفی می باشد.

در یخچال ها، اسپلیت ها و چیلرهای قدیمی از کلروفلوئوروکربن ها (CFCها) به عنوان مبرد استفاده می شد. این ترکیبات می توانند سبب از بین رفتن لازیه اوزون شوند و بنابراین در دستگاه های مدرن امروزی از مبردهای سازگار با محیط زیست مثل R-410A استفاده می شود. در ادامه ی این مقاله، با معرفی مراحل مختلف سیکل تبرید عملکرد مینی چیلر، با قطعات اصلی این سیستم سرمایشی آشنا می شویم.

مبدل حرارتی و تبخیر کننده

مبدل حرارتی یا کویل قطعه ای از مینی چیلر است که در آن، سیکل تبرید چیلر با یک سیکل تبرید خارجی جفت می شود. به این معنی که در مبدل حرارتی، حرارت از یک مایع مبرد که در یک سیکل تبرید دیگر در حال گردش است، به مبردی که در سیکل تبرید چیلر در حال گردش است منتقل می شود. برای درک بهتر این مفهوم، سیستم چیلر را در نظر بگیرید. در سیستم چیلر یک سیستم بسته گردش آب بین چیلر و یونیت های فن کویل در جریان است. آب با عبور از فن کویل ها، حرارت را از هوای درون ساختمان جذب کرده و پس از رسیدن به مبدل حرارتی چیلر، حرارت را بدون تماس مستقیم، حرارت را از طریق انتشار به مبرد سرد چیلر منتقل می کند و خودش سرد می شود و دوباره این چرخه از سر گرفته می شود.

مبدل های حرارتی یا کویل ها معمولا از جنس فلزات دارای رسانایی حرارتی بالا مثل مس هستند. به طور کلی دو نوع کویل وجود دارد: کویل پوسته-لوله (shell-tube) و کویل لوله-پره (tube-fin). نوع اول کویل که بیشتر در چیلرها استفاده می شود، از کلافی از لوله های باریک موازی تشکیل شده است که با فاصله ای اندک در کنار هم دیگر قرار دارند. این کلاف درون پوسته ای قرار دارد که بخش از لوله کشی می باشد که مایع مبرد ثانویه درون آن جریان دارد.

مبرد از اجزای اصلی مینی چیلر

مبرد از یک سو وارد لوله های موازی هم می شود و از سوی دیگر از آن ها خارج می شود ولی وارد محیط داخلی پوسته نمی شود و بنابراین کاملا از سیالی که درون پوسته جریان دارد، جدا است. با عبور سیالی که نقش مبرد را در سیکل تبرید خارجی بر عهده دارد، از لا به لای لوله هایی که مبرد چیلر درون آن ها جریان دارد، تبادل حرارتی انجام می شود.

کویل های نوع لوله-پره یا فین-تیوب، بیشتر در سیستم هایی استفاده می شوند که سیال خارجی، به شکل گاز و نه مایع باشد. برای مثال اکثر کویل ها در فن کویل ها از این نوع می باشند. از آن جایی که معمولا از این نوع مبدل حرارتی در چیلرها کمتر استفاده می شود، توضیحی در رابطه با آن نمی دهیم و می توانید برای اطلاعات بیشتر در این باره، به سایر مقالات سرمامارکت در مورد فن کویل ها رجوع کنید.

پس از اینکه مبرد در مبدل حرارتی حرارت را از سیکل تبرید خارجی دریافت کرد، به سمت قطعه بعدی دی مینی چیلر، یعنی تبخیر کننده حرکت می کند. تبخیر کننده ساده ترین قطعه در سیکل تبرید چیلر است و تنها یک محفظه است که با فرآهم آوردن فشار پایین، امکان تبخیر مایع مبردی که اکنون گرم شده است را فرآهم می آورد و در اینجا مایع مبرد گرم به گاز مبرد گرم تبدیل می شود. فشار پایین درون تبخیر کننده، توسط کمپرسور ایجاد می شود که در زیر آن را به طور مفصل تشریح می کنیم.

کمپرسور

کمپرسور قطعه ای از مینی چیلر است که با فشار دادن گاز مبرد، آن را به سمت کندانسر هدایت می کند. در واقع، کار کمپرسور این است که نیروی محرکه لازم برای حرکت گاز/مایع مبرد را درون سیکل تبرید مینی چیلر، فرآهم می آورد. کمپرسورها انواع متنوعی دارند.

کمپرسورهای رفت و برگشتی همانند موتور یک خودرو بوده و دارای چندین سیلندر و سوپاپ متصل به یک شفت مرکزی می باشند که توسط الکتروموتور کمپرسور میچرخد و پیستون ها را به نوبت درون سیلندرها بالا و پایین می کند و گاز مبرد را از درون تبخیرکننده به درون خود می کشد و سیلندر به سیلندر آن را فشرده تر کرده و نهایتا گاز مبرد فشرده و گرم را به درون کندانسر می فرستد.

کمپرسورهای اسکرال داری یک مخروط نر درون یک مخروط ماده هستند که اندکی با هم دیگر فاصله دارند و با چرخش آن ها در خلاف جهت هم دیگر، گاز مبرد فشرده شده و از انتهای مخروط ماده با فشار بالا به سمت کندانسر رانده می شود.

کمپرسورهای نوع اسکرال همانند دو پیچ به موازات هم هستند که در جهات مخالف می چرخند و رزوه های یک پیچ درون شیارها پیچ دیگر حرکت می کنند و بدین طریق گاز مبرد از یک سو به سوی دیگر کمپرسور رفته و در این مسیر رفته رفته فشرده می شود و به سمت کندانسر می رود. نوع دیگر کمپرسورهای مورد استفاده در مینی چیلرها انواع سانتریفیوژی هستند که دارای یک فن آکسیال سانتریفیوژی بوده و با چرخاندن مبرد و به واسطه نیروی گریز از مرکز آن را فشرده کرده و به سمت کندانسر هدایت می کنند.

کویل کندانسر و فن آن

کویل کندانسر چیلر نیز نوعی مبدل حرارتی است و غالبا در چیلرهای هواخنک از نوع پوسته لوله-پره و در چیلرهای آب خنک از نوع پوسته-لوله می باشد. فشار بالای گاز داغ مبرد در کویل کندانسر سبب تبدیل آن به مایع مبرد و آزاد شدن حرارتش مطابق با قانون ترمودینامیکی گازها می شود. در نتیجه مایع مبرد سردی کویل کندانسر را ترک می کند و مجددا سیکل تبرید از سر گرفته می شود.

در چیلرهای هوا خنک، حرارت آزاد شده از مبرد، مستقیما به جو منتقل می شود ولی برای تسریع این کار نیاز به یک یا چند فن است که معمولا این فن ها از نوع آکسیال می باشند. در چیلرهای آب خنک از آب برای خنک کردن کویل کندانسر استفاده می شود و این آب به برج خنک کننده رفته و در آن جا خنک می شود. معمولا مینی چیلرها، از نوع هوا خنک هستند.