چیلر تراکمی چه دستگاهی می باشد؟

چیلر یکی از سیستم هایی است که می تواند  آب سرد مورد نیاز دستگاه های تهویه مطبوع را تامین کند و عملکرداین چیلر ها بر اساس سیکل تبرید تراکمی می باشد. کلمه چیلر به معنی آب سرد کن است که دمای آب به وسیله آن به مقدار مورد نظر پایین می آید. آب سرد شده توسز چیلر ها در صنعت و تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد. چیلرها یکی از مهمترین دستگاه های تامین سرمایش می باشند و در سر تا سر دنیا در اندازه و ابعاد مختلف از آنها جهت ایجاد سرمایش استفاده می کنند. چیلرها در صنایع جهت خنک کاری ماشین آلات، مواد و محصولات و در تهویه مطبوع جهت خنک کردن هوای عبوری از فن کویل و یا هواساز می باشد. چیلرها به دو دسته چیلر جذبی و تراکمی تقسیم می شوند. در چیلر جذبی انرژی مورد مصرفی به صورت حرارت می باشد، و در چیلر تراکمی مصرف به صورت انرژی الکتریسته می باشد. در این مقاله قصد داریم به معرفی عملکرد چیلر تراکمی بپردازیم.

چیلر تراکمی چه دستگاهی می باشد؟

اجزای تشکیل دهنده چیلر تراکمی:

1- کمپرسور در کانون مرکزی یک سیستم تراکمی قرار می گیرد و به همان اندازه که عملکرد آن متناسب با کندانسور، موجب چگالش می شود، به همان مقدار در ارتباط با اواپراتور موجب مکش و کاهش فشار می گردد. در یک سیستم سرمایش تراکمی، کمپرسور دارای دو عملکرد مهم است.

• کاهش فشار و خارج کردن بخار مبرد از اواپراتور
• افزایش فشار در اثر تراکم و افزایش دمای بخار مبرد

2- کندانسور که وظیفه خنک‌ سازی سیال عامل و عمدتاً تبدیل بخار به مایع را بر عهده دارد. کندانسور بر مبنای سیال واسط خنک کننده بخار داغ مبرد و ساختار در سه گروه هوایی، آبی و تبخیری طبقه بندی می شوند .

به طور كلی كندانسورها بر سه نوع هستند:

• کندانسور هوایی (هوا خنک) از هوا به عنوان عامل تقطیر استفاده می کند.
• کندانسور آبی (آب خنک): از آب به عنوان عامل تقطیر استفاده می کند.
• كندانسور تبخیری از هر دو عامل هوا و آب استفاده می کند.

3- اواپراتور یا بخش گرماگیر یا به عبارت دیگر سرد کننده سیستم چیلر تراکمی است که در برخی منابع به طور صریح کولر خوانده می شود. اواپراتور هم مانند کندانسورها ممکن است آبی یا هوایی باشند .

4- شیر انبساطی در چیلرهای تراکمی نقش پر اهمیتی به عهده دارد. نقش اصلی شیر انبساطی کاهش فشار مبرد خروجی از کندانسور و حفظ فشار کم در اواپراتور است و در واقع مرز بین سمت پر فشار و کم فشار محسوب می شود.

اجزای تشکیل دهنده چیلر تراکمی

5- شیر شناوری در برخی از سیستم های تراکمی مانند چیلرهای گریز از مرکز از کنترل کننده شناوری برای تغذیه اواپراتور استفاده می شود.کنترل کننده شناوری دارای محفظه ای مجهز به یک شیر شناوری است که سطح مایع را در آن ثابت نگه می دارد. شیرهای شناوری در دو نوع فشار قوی و فشار ضعیف کاربرد دارند.

6- مخزن جمع آوری مبرد مایع برای ذخیره مبرد در سمت فشار قوی به هنگام خاموش بودن سیستم است.

7- جدا کننده روغن که روغن را از بخار مبرد جدا کرده و به کمپرسور باز می گرداند

8- شیر اطمینان فشار در خط مایع و ورودی مخزن جمع آوری مبرد نصب می شود .

9- کنترل کننده دما به منظور کنترل ظرفیت و همچنین به عنوان کنترل کننده حد مورد استفاده قرار می گیرند .

10- الکتروموتور که از اجزای مهم سیستم های تراکمی است و در دوگونه همزمان و غیر همزمان مورد استفاده قرار می گیرند.

عملکرد چیلر تراکمی

در چیلر تراکمی ابتدا گاز توسط کمپرسور متراکم می‌گردد. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود. این مایع با عبور از شیر انبساط وارد خنک کننده (اواپراتور) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارد، این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و مایع سردکننده باعث ایجاد برودت می‌شود. پس از آن گاز حاصل از تبخیر به کمپرسور منتقل می‌شود. با عبور سریع بخار در خلاء کندانسور، به علت تبدیل بخار به آب و اختلاف حجم بین بخار و آب، مایع ایجاد می‌گردد.

کمپرسور چیلر تراکمی از نظر ساختار به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:

1- کمپرسور رفت و برگشتی(پیستونی) که دارای حرکت رفت و برگشتی و تعمیرات آسانمی باشد. محدوده ظرفیت این کمپرسور حدود از ۱۰-۸۰ اسب بخار می باشد.

2- کمپرسور اسکرو (پیچی) که دارای محافظ PTC  جهت دمای روغن و سیم پیچ می باشد و عمل مکش و دهش در این نوع کمپرسور یک عمل پیوسته ‌است.

3- کمپرسور چرخشی (روتاری) دارای مکانیزم جابه‌ جایی مثبت و از نوع چرخشی هستند. این نوع کمپرسور بیشترین استفاده را در ایران دارد.

4- کمپرسور سانتریفوژ (گریزاز مرکز) که ظرفیت با دور موتور و تنظیم دریچه گاز ورودی کنترل می شود.

5- کمپرسور اسکرال (حلزونی) که فاقد سوپاپ دهش و مکش است و از دو صفحه چرخشی متحرک و ثابت تشکیل شده و پس از ورود گاز از دو طرف صفحات به سمت مرکز آن هدایت شده و متراکم می گردد.

انواع چیلر تراکمی

• چیلر تراکمی اسکرو نسل جدیدی از چیلر در صنعت تهویه مطبوع می باشد. از ویژگی های مهم این کمپرسورها قابلیت کنترل ظرفیت، راندمان بالا نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی، جریان راه اندازی پایین، تعداد قطعات کم و … است.
• چیلر تراکمی اسکرال که نام خود را از کمپرسور بکار رفته در سیکل تبرید خود گرفته است. ساختمان این کمپرسورها از دو حلزون غیر هم محور تشکیل شده که یکی ثابت و دیگری متحرک است. این کمپرسور نیز مانند نوع اسکرو از نسل جدید و جایگزین کمپرسورهای رفت و برگشتی است.
• چیلر تراکمی سانتریفیوژ که به دلیل نوع طراحی و کارکرد کمپرسورها در قیاس با سایر چیلرها دارای ضریب عملکرد (COP) و راندمان کاری بالاتری می باشد. معمولاً وقتی از كمپرسورهای سانتریفیوژ استفاده می‌شود كه حجم بخار ورودی به كمپرسور خیلی زیاد باشد.
• چیلر تراکمی آب خنک چیلر هواخنک که مبرد داخل کندانسور آن به وسیله هوا خنک می شود. این چیلرها محدودیت چیلر آبی را ندارند و فقط اختلاف دمای DRY BULB با دمای تقطیر معیار اصلی تعیین آن است. هرچه این اختلاف بزرگتر باشد می توان از چیلر با کندانسور کوچکتری استفاده کرد.

کاربرد های استفاده از چیلر تراکمی:

این سیستم ها در کنار سرمایشی که تولید می کنند در تهویه و مرطوب کردن هوا هم کارایی دارند. در صنعت از این سیستم ها به طور گسترده ای استفاده می شود. استفاده از این دستگاه ها نسبت به دیگر سیستم های تهویه مطبوع بسیار مقرون به صرفه تر می باشد و امکان ایجاد خرابی در این دستگاه به ندرت پیش می آید. از آن جایی که این دستگاه ها دارای نصب راحت و آسان می باشد مورد استقبال بسیاری از مصرف کنندگان قرار گرفته است. آب خروجی از این سیستم ها دارای دمایی بین ۲ تا ۷ درجه سانتی گراد می باشد و می توان میزان دمای مورد نیاز را کنترل کرد.

کاربرد های استفاده از چیلر تراکمی

مزایای چیلر تراکمی نسبت به چیلر های جذبی :

1- از مهمترین مزایای چیلر تراکمی این می باشد که فضای بسیار کمی را اشغال می کند و ارتفاع این دستگاه دارای اندازه مناسبی می باشد و در هنگام نصب در فضاهای مختلف مشکلی از نظر ابعاد ایجاد نمی شود.

2- قیمت چیلر تراکمی نسبت به چیلرهای جذبی کمتر می باشد و این مورد نیز از مزایای چیلر تراکمی می باشد. تعمیرات و سرویس های دوره ای این سیستم ها در برگیرنده هزینه های گزاف نمی باشد.

3- از دیگر مزایای چیلر تراکمی این می باشد که این چیلرها دارای ظرفیت های مختلفی می باشند و نسبت به جذبی ها با ظرفیت مشابه، وزن خیلی کمتری دارند.

4- چیلرهای تراکمی مصرف آب و انرژی اولیه کمتری دارند و این مورد نیز از مزایای چیلر تراکمی می باشد.

5- از دیگر مزایای چیلر تراکمی این می باشد که چیلرهای تراکمی نسبت به چیلرهای جذبی تجهیزات کوچکتری داشته و در نتیجه نیاز به فشار کمتری جهت نصب و کارکرد دارند.

6- ضریب عملکرد و نحوه کار چیلرهای تراکمی بسیار بالا تر از جذبی می باشد و این مورد نیز از مزایای چیلر تراکمی می باشد.

7- از دیگر مزایای چیلر تراکمی این می باشد که چیلرهای تراکمی قابلیت استفاده در هر نوع شرایط آب و هوایی را دارند ولی چیلر های جذبی در آب و هوای گرم و مرطوب در ظرفیت بالا را نمی توان به کار برد.

مزایای چیلر تراکمی نسبت به چیلر های جذبی

جمع بندی:

چیلر تراکمی دستگاهی برای سرد کردن آب می باشد تا بتوان از این آب برای سرمایش هوای ساختمان و یا سرد کردن ماشین آلات و محصولات صنعتی استفاده کرد. برای استفاده در سرمایش هوا نیازمند تجهیزاتی مانند فن کویل یا هواساز و… هستیم. برای چیلر تراکمی نیازمند دستگاه کمپرسور هستیم که از برق تغذیه می کند. چیلر تراکمی‌ تجهیزی است که بر مبنای سیکل تبرید و قوانین ترمودینامیکی و با استفاده از مایع مبرد به خنک سازی سیال انتقال حرارت  می پردازد. انرژی مصرفی این چیلر فقط برق است و در اکثر مواقع نیازمند تامین برق سه فاز جهت عملکرد این نوع چیلر می باشیم. در حال حاضر در بازار تهویه مطبوع ایران بیشتر چیلرهای تراکمی ساخت کشور های ایتالیا و چین محبوبیت دارند و تولید کنندگان داخلی نیز طی چند سال اخیر رشد بسیاری داشته اند.

نکات لازم در زمان انتخاب و خرید چیلر تراکمی‌

در زمان خرید چیلر تراکمی‌ توصیه می شود از افراد خبره و با تجربه مشاوره بگیرید وسابقه شرکت ها را بررسی کنید. میزان برق موردنیاز دستگاهها و هزینه لازم را بررسی کنید. در ظرفیت های بالا حتما از شرکت درخواست کنید که گزارش تست ظرفیت دستگاهها را در اختیارتان قرار دهد. همچنین EER  دستگاه ها را چک کنید، دستگاه هواخنک باید در حدود ۲.۷ به بالا و دستگاه آب خنک باید بالای ۴.۵ باشد در غیر این صورت مصرف برق دستگاه بسیار بالا خواهد بود.خرید چیلر تراکمی از موضوعات پر اهمیت برای صاحبان صنایع می باشد. قیمت چیلر تراکمی نیز مسئله مهمی می باشد که البته کاملاً مشخص و واضح هست که با توجه به نوسانات ارز و شرایط بد اقتصادی حاکم در سطح کشور به طور قطع، ثبات قیمت وجود نخواهد داشت. اما به طور کلی قیمت چیلر تراکمی به نسبت چیلر جذبی به صرفه تر می باشد.