در این مقاله با چیلرها و نحوه عملکرد چیلر آشنا می شویم. با سرما مارکت همراه باشبد.
آشنایی سریع با چیلر
چیلر دستگاهی خنک کننده است که برای پایین آوردن دمای هوای درون آپارتمان ها، هتل ها، ادارات، دانشگاه ها، استادیوم ها، کارخانه ها، تجهیزات صنعتی و مایعات صنعتی داغ استفاده می‌شود. به طور کلی می توان گفت که نحوه عملکرد چیلر به این شکل است که حرارت را از یک محیط گرفته و به محیط خارج دفع می کند. چیلرهایی وجود دارند که صرفا کاربرد صنعتی دارند. چنین چیلرهایی برای تنظیم دما در چندین فرایند صنعتی مثل قالب سازی تزریقی، آبکاری فلزات، فرآیند تولید در میدان نفتی و فرآوری مواد غذایی، بسیار مهم هستند.
اصول و نحوه عملکرد چیلر
سیستم های سرمایشی چیلر، براساس اصول زیر عمل می کنند:
۱-تغییرحالت مبرد: یک مایع خنک کننده با گرفتن گرما متحمل یک تغییر حالت شده و با گاز تبدیل می شود. سپس، گاز خنک کننده، تحت فشار، مطابق اصول ترمودینامیک و قانون گازها، گرمای خود را از دست داده و به مایع تبدیل می شود.
۲-جریان حرارت: انرژی گرمایی همیشه از محیط دارای تراکم بالا به محیط دارای تراکم پایین تر منتقل می شود.
۳- نقطه جوش: کاهش فشار روی یک مایع سبب کاهش نقطه جوش آن و افزایش فشار روی مایع، سبب افزایش نقطه جوش آن می شود.
چیلر چگونه کار می کند؟
چیلرها از ۴ قطعه اصلی تشکیل می شوند: یک تبخیر کننده، یک کمپرسور، یک کندانسر، و یک واحد پخش. هر چیلر دارای یک گاز/مایع مبرد است.
فرآیند عمل چیلر با ورود یک مایع مبرد دارای فشار پایین به تبخیر کننده شروع می شود. مایع مبرد درون تبخیر کننده، گرم می شود و با یک تغییر حالت به گاز تبدیل می شود. سپس، گاز مبرد وارد کمپرسور شده و فشار روی آن افزایش میابد و فشرده می‌شود.
گاز مبرد دارای فشار بالا وارد کندانسر شده و گرمای خود را به جریان آبی منتقل می کند که به یک برج خنک کننده رفته و گرمایش را به هوا منتقل کرده و مجددا خنک می شود یا اینکه کندانسر مستقیما توسط هوا خنک می شود. با این تبادل حرارتی، گاز مبرد مجددا تبدیل به مایع مبرد می شود. مایع مبرد وارد واحد پخش می شود. واحد پخش دارای دریچه ای است که به صورت یک دستگاه کنترل عمل کرده و جریان مایع مبرد به درون سیستم چیلر را محدود می نماید.
در نتیجه، دمای مایع مبرد، کاهش یافته و فرایند خنک کنندگی دوباره شروع می شود. کل این فرآیند، چرخه مبرد (refrigeration cycle) نامیده می شود.
انواع عملکرد چیلرها
به طور کلی سه نوع چیلر وجود دارد که عبارتند از: چیلر هوا خنک که با هوا خنک می شوند، چیلرهای آب خنک که با آب خنک می شوند و چیلرهای جذبی.
در ادامه این مقاله، علاوه بر نحوه عملکرد این سه نوع اصلی چیلر، به طور مختصر در رابطه با برج های خنک کننده (یک سیستم خنک کننده جایگزین یا مکمل) و چیلرهای خاص مثل چیلرهای گلایکولی و سانتریفیوژی بحث می شود.
انتخاب چیلر مناسب برای کاربرد مد نظر شما باعث صرفه جویی در پول شما، کاهش خرابی در چیلر و در سیستم های صنعتی شما و بهبود کارایی عملکردی چیلر می شود.
[irp posts=”13158″ name=”۷ مزیت استفاده از چیلر”]
چیلرهای آب خنک
در چیلرهای آب خنک، از آب برای گرفتن حرارت از گاز مبرد در کندانسر و تبدیل آن به حالت مایع، استفاده می شود. سپس آب به یک برج خنک کننده رفته و در آن جا گرمای خود را به هوای محیط خارجی منتقل کرده و مجددا خنک می شود.
چیلرهای هوا خنک
در چیلرهای هوا خنک، کندانسر مستقیما در معرض هوای محیط خارجی قرار داشته و گرمای خود را به هوا داده و خنک می شود.
چیلرهای دارای کمپرسور تبخیری
در این نوع از چیلرها از گاز مبرد برای خنک کردن مایعات صنعتی و هوای درون ساختمان ها استفاده می شود. کمپرسور به صورت یک پمپ عمل می کند و مایع مبرد را به درون سیستم می فرستد.
چیلرهای جذبی تبخیری
چیلرهای جذبی تبخیری دارای بخش کمپرسور نیستند. در این چیلرها به جای کمپرسور، از منابع حرارتی مثل انرژی خورشیدی یا گرمای اتلافی برای پمپ کردن مایع خنک کننده به درون سیستم استفاده می شود.
نحوه عمکلرد چیلرهای جذبی به این صورت است که مایع خنک کننده در تبخیرکننده، مجددا به حالت گاز باز می گردد. گاز خنک کننده توسط یک جاذب غلیظ مثل لیتیوم بروماید یا آمونیک، که توسط ژنراتور تأمین می شود، جذب می شود. محلول رقیق شده، گاز خنک کننده را جذب می کند، در حالی که حرارت توسط آب خنک کننده جذب می شود.
[irp posts=”5054″ name=”برتری چیلر هواخنک”]
محلول رقیق شده گاز خنک کننده و جاذب، درون یک مبادله گر حرارتی به سمت ژنراتور جریان میابند و در آن جا گرم می شوند. گاز خنک کننده از درون محلول تبخیر و تصعید شده و مجددا برای خنک کردن به درون سیستم فرستاده می شود. جاذب که حالا مجددا غلیظ شده است نیز بازیابی می شود.
چیلرهای گلایکولی
چلیرهای گلایکولی انواع به خصوصی از چیلرها هستند که از یک مایع ضد یخ به نام پلی اتیلن گلایکول برای خنک کردن سیستم استفاده می کنند. این چیلرها در صنایع غذایی مثل تولید الکل و آبجو مورد استفاده قرار می گیرند.
نحوه عملکرد چیلرهای گلایکولی دقیقا مشابه یک چیلر استاندارد است ولی به جای گاز خنک کننده، از پلی اتیلن گلایکول استفاده می کنند.
چیلرهای سانتریفیوژی
چیلرهای سانتریفیوژی دارای یک تبخیر کننده، یک کمپرسور، یک کندانسور و یک سیستم پخش معمولی هستند ولی تفاوت آن ها با چیلرهای معمولی، مجهز بودن به پروانه های چرخنده اضافی است که گاز مبرد را فشرده کرده و آن را در سیستم به گردش در می آوردند. این چیلرها برای کاربردهای دارای مقیاس متوسط یا بزرگ-مقیاس مناسب هستند (۱۵۰ تا ۶۰۰۰ تن مایع/گاز مبرد).
برج های خنک کننده
هر برج خنک کننده یک مبادله گر حرارتی بسیار بزرگ است که آب خنک کننده لازم برای برداشت حرارت از یک گاز/مایع خنک کننده را فرآهم می آورد. در برج خنک کننده آب با هوا در تماس است و بخش کمی از آن بخار شده و دمای آن نیز کاهش میابد. این عمل خنک کنندگی تبخیری نامیده (evaporating cooling) می شود.
معمولا از برج های خنک کننده در نزدیکی منابع آب مثل دریاچه ها و رودخانه ها که منبع آب مورد نیاز برای خنک کردن برج را تضمین می کنند، استفاده می شود. در بسیاری از شرایط می توانید چیلر و برج خنک کننده را با هم جفت کنید تا عملکرد خنک کنندگی چیلر، افزایش یابد.
