چیلر تراکمی

چیلر تراکمی

در سیستمهای تهویه مطبوع و سرماساز صنعتی از چیلر تراکمی برای تأمین آب سرد این سیستمها استفاده میشود. در واقع مبردهای تراکمی اصلی ترین بخش تهیه آب سرد در این دستگاهها هستند. از نام آنها نیز مشخص است که عملکردشان بر اساس سیکل تبرید تراکمی میباشد.

این ماشین جهت ایجاد برودت انرژی الکتریکی مصرف می کند. این انرژی درون کمپرسور به مصرف می رسد. جهت ایجاد برودت انرژی الکتریکی مصرف می کندکه این انرژی درون کمپرسور به مصرف می رسد. در این دستگاه گاز ابتدا توسط کمپرسور ، متراکم می‌گردد . این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط ، خنک شده و به مایع تبدیل می‌گردد. 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 در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک ‌کننده ، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک‌ کن در ارتباطند می‌گردد .

در این سیستم همانند تمام سیکل تبریدها دارای ۴ قطعه اصلی کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور می­باشد و مبرد که شریان حرکت سیکل تبرد می­باشد.

 

چیلر تراکمی

انواع چیلر تراکمی

 

 در یک دسته بندی کلی این سیستمها به دو نوع چیلر هوا خنک ( هوایی ) و چیلر آب خنک ( آبی ) تقسیم بندی میشوند. چیلر تراکمی آبی در صنعت تأسیسات، آب سرد مورد نیاز کویل سرمایش فن کویل ها و هواسازها را تأمین می نماید. در یک مقایسه کلی بین چیلرهای آبی و هوایی می توان گفت، راندمان چیلرهای آبی همواره بیشتر از راندمان چیلرهای هوایی می باشد. اما امتیاز چیلرهای هوایی نسبت به نوع آبی بی نیاز بودن مدل هوایی به آب و در نتیجه عدم ایجاد رسوب در مدار خنک کننده و افزایش طول عمر سیستم تأسیسات تهویه مطبوع می‌باشد. علاوه بر این چیلرهای هوایی مواقعی که آب قطع میشود همچنان کار خود را ادامه خواهند داد.  

 

اجزای چیلر تراکمی و وظایف آنها

  1. الکترو موتور: میل لنگ کمپرسور را به حرکت درمی‌آورد حرکت دورانی میل لنگ باعث حرکت رفت و برگشت پیستون در داخل سیلندر می‌گردد در نتیجه گاز مبرد در کمپرسور متراکم می‌شود.
  2. کوپلینگ: جفت‌کننده محور الکترو موتور با محور میل لنگ کمپرسور است.
  3. کمپرسور: گاز خروجی از اواپراتور را متراکم کرده وارد کندانسور می‌کند.
  4. لوله رانش: گاز خروجی از کمپرسور را به کندانسور هدایت می‌کند.
  5. کندانسور: کندانسور این چیلر از نوع پوسته و لوله است در داخل پوسته گاز مبرد و در داخل لوله‌ها آب خنک جریان دارد. گاز داغ و متراکم توسط لوله وارد پوسته کندانسور می‌شود. به علت تماس با لوله‌های مسی حاوی آب خنک، خنک شده به مایع تبدیل می‌شود و از پایین از طریق لوله خارج می‌شود. آب جریانی از طریق لوله وارد کندانسور شده و از طریق لوله خارج می‌شود. آب خروجی از کندانسور به برج خنک کن هدایت می‌شود تا پس از خنک شدن دوباره به کندانسور برگردد.
  6. لوله خروج مایع مبرد از کندانسور
  7. شیر سرویس کندانسور: برای بستن لوله خروج مبرد از کندانسور در مواقع سرویس و تعمیرات و توقف طولانی دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  8. شیر تغذیه ماده مبرد: برای شارژ سیستم استفاده می‌شود.
  9. فیلتر درایر یا صافی رطوبت گیر: وجود مواد جامد و رطوبت در دستگاه تبرید موجب بروز اشکالاتی می‌گردد که برای جلوگیری آن از وسیله‌ای به نام فیلتر برای گرفتن مواد جامد و درایر برای گرفتن رطوبت موجود در سیستم استفاده می‌شود.
  10. شیر برقی: که در صورت وصل بودن جریان الکتریکی مسیر عبور مایع مبرد را باز نگه می‌دارد این شیر برقی از ترموستات فرمان می‌گیرد.
  11. شیشه رویت یا سایت گلاس: میزان تغذیه ماده مبرد در سیستم و همچنین وجود رطوبت بیش از حد را در سیستم مشخص می‌نماید.
  12. اواپراتور: ماده مبرد پس از عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور چیلر می‌شود و در داخل لوله‌های مسی تبخیر شده و به صورت بخار از اواپراتور خارج می‌شود. تبخیر در اواپراتور باعث سرد شدن آب جریانی در پوسته می‌گردد. آب سرد شده از محل بطرف هواساز و فن کویلها جریان می‌یابد و در برگشت از هواساز یا فن کویلها از محل وارد اواپراتور چیلر می‌شود.
  13. شیر انبساط ترموستاتیک: که از دمای گاز خروجی از اواپراتور تأثیر گرفته مقدار ماده مبرد ورودی به اواپراتور را تنظیم می‌نماید.
  14. لوله مکش: که گاز خروجی از اواپراتور از طریق لوله وارد قسمت مکش کمپرسور می‌گردد.
  15. تابلو وسایل اندازه‌گیری و کنترل فشار: که مانومترهای فشار زیاد و فشارکم کنترل فشار کم و زیاد و کنترل فشار روغن روی آن نصب شده‌اند.

قیمت چیلر تراکمی

چیلر تراکمی چطور کار میکند

در چیلر تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور ، متراکم می‌گردد . این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط ، خنک شده و به مایع تبدیل می‌گردد. این مایع با عبور از شیر انبساط وارد خنک‌کننده ( اواپراتور ) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارد. این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک‌کننده ، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک‌کننده در ارتباطند می‌گردد . سپس گاز ناشی از تبخیر ، به کمپرسور منتقل می‌شود.

نقشه چیلر تراکمی در دو حالت یکی شماتیک مکانیزم عملکرد خنک کاری و دیگری چرخه کارکرد چیلر می باشد. به این صورت است که آب خنکی که توسط برج خنک کننده خنک کاری روی آن صورت گرفته توسط پمپ وارد کندانسور چیلر می شود تا گرمای مبرد را دریافت کند و سبب خنک شدن مبرد شود. پس از انتقال گرما توسط مبرد به آب ، آب گرم شده مجددا به برج خنک کننده بر می گردد تا خنک کاری روی آن ادامه یابد. این سیکل خنک کاری دائما ادامه پیدا کند تا دمای معین به دست آید . سپس مایع مبردی که در چیلر خنک کاری رو ی آن صورت گرفته توسط پمپی به دستگاه فن کویل یا هواساز انتقال پیدا می کند و با دریافت گرما از محیط مجددا به چیلر باز می گردد تا عملیات خنک کاری انجام گیرد. در ادامه نحوه استقرار اجزاء درون چیلر تراکمی به تصویر کشیده خواهد شد.

شماتیک کاربرد مبردهای تراکمی
مکانیزم کارکرد چیلر تراکمی

اصول شرایط کار مبرد تراکمی به صورت شرایط زیر است :

  1. دمای آب رفت برج خنک کن بایستی ۲۸ درجه سانتیگراد باشد.
  2. دمای آب برگشت برج خنک کن بایستی ۵ درجه سانتیگراد با رفت اختلاف داشته باشد.
  3. فشار گاز فریون در مکش چیلر تراکمی بایستی ۴۵ تا ۷۵ پی اس آی ورانش ۲۰۰ تا ۲۶۰ پی اس آی باشد با کندانسور آبی.
  4. هنگامی که می‌خواهیم گاز تزریق کنیم بایستی شیر سرویس آن را ببندیم.
  5. در حالت کارکرد چیلر تمامی شیرهای آن بایستی باز باشد. مکش – رانش – مایع.
  6. برای روشن کردن چیلر ابتدا فن برج سپس پمپ فن کوئل و بعد از آن پمپ برج را روشن می‌کنیم.
  7. برای وکیوم کردن چیلر بایستی چیلر خاموش باشد.
  8. برای روغن زدن هم باید دستگاه خاموش باشد.
  9. فشار روغن حداقل PSi 20 بیشتر از درجه فشار مکش باشد.
  10. سطح شیشه نشان دهنده مایع مبرد باید صاف و بدون حالت کف زدگی باشد.
  11. روغن داخل کمپرسور حدود ۱/۲ سطح شیشه روغن نما باشد و اگر از ۱/۴ سطح شیشه کمتر باشد روغن لازم را تأمین کنید.
  12. مقدار اسید برای هر ظرفیت چیلر معادل ۱/۵ کیلوگرم پیشنهاد می‌شود.
  13. از گیج قرمز برای فشار زیاد و تست ازت استفاده می‌شود.
  14. از گیج آبی (یا سبز) برای فشار کم و وکیوم کردن دستگاه چیلر استفاده می‌شود.
  15. در کنار دریا فشار وکیوم باید ۱/۲۹ اینچ جیوه باشد و در تهران ۲۷ اینچ جیوه.

سیکل تبرید چیلر تراکمی

سیکل تبرید در چیلر تراکمی از چهار بخش اصلی تشکیل می شود که به ترتیب عبارتند از:

  • کمپرسور
  • کندانسور
  • شیر انبساط
  • اواپراتور
  • مبرد

سیکل تبرید تراکمی

1. کمپرسور

یک دستگاه مکانیکی است که با کاهش حجم گازها، فشار آن‌ها را افزایش می‌دهد. این بخش اصلی ترین قسمت سیکل محسوب می شود . زیرا وظیفه ی اصلی آن متراکم کردن و افزایش فشار گاز های مبرد مانند R22 و R134 و R410A و R407C و… است. محرک های اصلی کمپرسور از انواع مختلفی تشکیل شده است مانند موتور احتراق داخلی یا موتور الکتریکی. در اینجا می توانیم به انواع مختلف کمپرسورهای سیکل تبرید اشاره کنیم که عبارتند از اسکرال ، اسکرو ، رفت و برگشتی و سانتریفیوژی.

سیکل تبرید چیلر تراکمی

  • کمپرسور اسکرال ( حلزونی) : در این نوع کمپرسور ها مبرد بین دو چرخ دنده حلزونی که یکی متحرک و دیگری ثابت است متراکم میشود.
    کمپرسور چیلر تراکمی

مزایای کمپرسور های اسکرال:

  1. طول عمر بالا و نگهداری آسان
  2. کارکرد آرام بدون صدا و لرزش
  3. داشتن cop (ظریب عملکرد) بالاتر از 3
  4. تعداد کم قطعات متحرک
  5. مقاومت در برابر بازگشت مایع
  6. قابلیت تامین تناژ پایین از 2 الی 100 تن تبرید

از چیلرهای تراکمی که در آنها از کمپرسور اسکرال استفاده می شود به چیلر تراکمی اسکرال نام برده می شود.

  • کمپرسور اسکرو (مارپیچ) : در این نوع کمپرسورها مبرد بین دو چرخ دنده مارپیچی متراکم میشود.کمپرسور مارپیچ چیلر تراکمی

مزایای کمپرسور های اسکرو :

  1. تعداد بسیار کم قطعات متحرک
  2. استهلاک , لرزش و صدای کمتر
  3. مقاومت در برابر بازگشت مایع
  4. قابلیت وسیع برای کنترل ظرفیت
  5. قابلیت تامین تناژهای بالاتر
  6. زیر بار رفتن بصورت تدریجی
  7. از 50 الی 560 تن تبرید

تنها عیب کمپرسور اسکرو قیمت بالاتر نسبت به کمپرسور رفت و برگشتی و سانتیریفیوژی میباشد.

به چیلرهایی که درون آنها از کمپرسور اسکرو استفاده شد است چیلر تراکمی اسکرو نیز گفته می شود.

  • کمپرسور پیستونی (رفت و برگشتی) : یک کمپرسور پیستونی همزمان با رفت و برگشت، عمل مکش و دهش را نیز انجام می‌دهد که باعث متراکم شدن گاز مبرد می شود حرکت پیستون از طریق حرکت دوار موتور و به کمک یک میل لنگ انجام می‌گیرد.
    اجزای چیلرهای تراکمی

مزایای کمپرسورهای رفت و برگشتی:

  1. قیمت پایین تر از آن نسبت به سایر کمپرسور ها
  2. قابل تعمیر بودن آن
  3. صرفه جویی در مصرف انرژی 20 تا 30 درصد چنانچه از موتورهای دور متغیر و متناسب با چرخش کمپرسور استفاده شود.
  4. ترکیب چند دستگاه تا ظرفیت های بسیار بالا ایجاد کند.

معایب کمپرسور های رفت و برگشتی:

  1. نیاز به نگهداری
  2. صدا و ارتعاش بیشتر
  3. ابعاد بزرگتر و وزن بیشتر
  • کمپرسور سانتریفیوژی : کمپرسور گریز از مرکز که با نام توربو نیز خوانده می‌شود، با استفاده از افزایش انرژی جنبشی گاز خنک مبرد، به کمک پره‌های دوار، فشار و دمای گاز را بالا می‌برد. گاز به داخل محفظه مکیده شده و پره، گاز را مجبور به چرخش با سرعت بالا می‌کند. در نهایت گازی که بیشترین سرعت را دارد از یک دیفیوزر عبور کرده و در آن حجم گاز افزایش و سرعتش کاسته می‌شود.
    در این فرآیند انرژی جنبشی گاز در فشار پایین و سرعت بالا، به سرعت پایین و فشار بالا مبدل می‌شود. با افزایش سرعت دورانی پره، فشار نهایی نیز افزایش می‌یابد. بر خلاف کمپرسور پیستونی، که در هر سیکل سه حالت مکش و تراکم و تخلیه یکی پس از دیگری رخ می‌دهد، در کمپرسور گریز از مرکز، تمام این فرآیندها به طور همزمان و مداوم رخ می‌دهد.

مزایای کمپرسورهای سانتریفیوژی :

  1. دستیابی به ظرفیت های بین 90 تا 2000 تن تبرید و کاربرد های بالاتر از 300 تن تبرید استفاده می شود.
  2. بالا بودن راندمان در حالت تمام بار
  3. قابلیت اطمینان بالاتر و هزینه نگهداری پایینتر به علت تعداد پایین قطعات و تعداد کمتر قطعات درگیر با یکدیگر.
  4. لرزش کمتر به علت حرکت یکنواخت گاز.

معایب کمپرسورهای سانتریفیوژی :

  1. هزینه اولیه بالاتر و در عوض آن هزینه کاری پایین.
  2. راندمان کم بار در کم بار.
  3. نیاز به سیم پیچی و فیوزهای بزرگ در ظرفیت‌های بالا.

2. کندانسور

کندانسور تقطیر کننده دستگاهی است که از لوله های (کویل) پر پیچ و خم تشکیل شده که سیال گازی با درجه حرارت بالا در آن به سه روش حرارت خود را از دست می دهد تا به مایع تبدیل شود (تقطیر). چیلر های تراکمی دارای دو عدد مبدل حرارتی هستند که به آنها اواپراتور و کندانسور چیلر می گویند. که همراه با کمپسور ، مبرد و شیر انبساط یک چرخه سرمایشی هوا خنک یا آب خنک را ایجاد می کند. اواپراتور و کندانسور علاوه بر مبردهای تراکمی در مدار دیگر دستگاههای گرمایشی و سرمایشی همچون داکت اسپیلیت و … استفاده می شوند.

چیلر تراکمی هوا خنک

معرفی انواع کندانسور در چیلر

همانطور که قبلا اشاره کردیم کندانسور خود یک مبدل حرارتی است که در آن بین مبرد و آب که به آن چیلر تراکمی آب خنک گفته می شود و یا بین مبرد یا هوا که به آن چیلر تراکمی هوا خنک گفته می شود انتقال گرما صورت می پذیرد. کندانسور دستگاهی است که از لوله های (کویل) پر پیچ وخم تشکیل شده که سیال گازی با دجه حرارت بالا در آن به سه روش حرارت خود را از دست می دهد تا به مایع تبدیل شود (تقطیر). در زیر به معرفی انواع آن میپردازیم.

1 – کندانسور آبی ( چیلر تراکمی آب خنک ) :

معمولا کندانسور چیلر تراکمی آب خنک ( چیلر آبی ) همواره از مبدل حرارتی پوسته و لوله تشکیل می شود. اما در برخی از کاربرد ها از مبدل های حرارتی صفحه ای نیز تشکیل می شوند. اصول کار مبدل ها اینگونه است که مبرد داخل لوله هایی که از جنس مس تشکیل شده اند جریان یافته و آب از اطراف لوله هایی که مبرد در آن در جریان است گذر میکند و گرمای مبرد از دیواره لوله به آب منتقل می شود. در نهایت این آب گرم شده خود به خنک شدن نیاز دارد تا دوباره به کندانسور برگشته و گرمای مبرد را بگیرد. به همین منظور در کنار این چیلرها دستگاهی نصب می گردد که به آن برج خنک کن می گویند و کار این دستگاه خنک کاری آب گرم خروجی از کندانسور می باشد.

اجزاء تشکیل دهنده کندانسور آبی

1- تیوب شل
2- بافل ها
3- کویل ها
4- پوسته

ساختار چیلر تراکمی آب خنک

مزایای کندانسور آبی :

  1. نیاز به فشار کمتری نسبت به هوا خنک دارند.
  2. کنترل بهتری روی فشار کندانس دارند.
  3. آب انتقال حرارت بالای دارد این کندانسورها در ساز کوچک تر ساخته می شود.

معایب کندانسور آبی :

  1. استفاده از آب در لوله ها منجر به خوردگی درون لوله می گردد.
  2. در دمای کاری پایین، احتمال یخ زدن کندانسه ها وجود دارد.

انواع کندانسور آب خنک

پوسته و لوله :

یک نوع مبدل حرارتی می باشد که از تعداد زیادی لوله موازی که داخل یک پوسته قرار دارند تشکیل شده است. در داخل این لوله ها سیال داغ و در اطراف آن سیال خنک کننده آب قرار دارد. آبی که در داخل برج خنک کننده خنک میشود به داخل پوسته انتقال داده میشود و سیال گازی داخل کویل ها پس از انتقال حرارت صورت گرفته بین آب و گاز از حالت گازی به مایع تغییر فاز می دهد که به آن اصطلاحا کندانس یا تقطیر می گویند. اما در برخی از انواع کندانسور ها سطح لوله های مسی دارای پره هایی جهت افزایش سطح حرارتی قرار می دهند ولی این کار خود باعث ایجاد رسوب گذاری میشود.

مزیت کندانسور پوسته لوله

1- سادگی ساخت.
2- ارزان بودن نسبت به سایر کندانسور ها.
3- استحکام و قابلیت تحمل فشار بالا.

صفحه ای :

در این نوع مبدل چندین نوع صفحه در کنار یکدیگر قرار گرفته و آب بند میشود که یک در میان صفحات سیال سرد (آب) و سیال گرم (گاز داغ) جاری میشود و با یکدیگر از طریق دیوار صفحات تبادل حرارت دارند.

کندانسور صفحه ای
مزیت و معایب کندانسور صفحه ای

  1. در این نوع به علت سطح زیاد ظرفیت حرارتی زیاد در ابعاد کوچک ایجاد میشود.
  2. حداکثر تحمل فشار کاری کمتر نسبت به پوسته لوله.
  3. قیمت بالاتری نسبت به پوسته لوله دارد.

پوسته و کویل مارپیچ :

در این نوع از مبدل که شباهت زیادی به پوسته و لوله دارد کویل به صورت مارپیچ داخل پوسته استوانه ای شکل قرار می گیرد. در آن سیال گازی داغ و اطراف آن آب سرد جریان دارد از این نوع در ظرفیت های کم استفاده میشود.

پوسته و کویل مارپیچ

دو مبدل :

در این نوع مبدل نیز همانند پوسته لوله است با این تفاوت که از دو لوله تو در تو تشکیل شده است که داخل لوله کوچکتر آب سرد و در جدار بین دو لوله سیال گازی داغ در حرکت میباشد و این نوع از مبدل ها هم در ظرفیت های کم کاربرد دارند.

کندانسور دو مبدل

2 – کندانسور هوایی ( چیلر تراکمی هوا خنک ) :

در چیلر های تراکمی هوا خنک ( چیلر هوایی ) ، فن در قسمت فوقانی دستگاه قرار دارد و کندانسور مدلهای هوا خنک بزرگتر از آب خنک است است. اصول کار کندانسور هوا خنک به این ترتیب است که مبرد داخل لوله های که از جنس مس است عبور می کند. هوا از اطراف آن توسط فن به لوله ها دمیده می شود و گرما از دیواره های لوله به هوا انتقال پیدا میکند.

چون مبرد مستقیما با هوا در ارتباط است گرمای خود را به هوا انتقال می دهد و دیگر نیازی به برج خنک کننده و آب ندارد. مبرد با از دست دادن گرمای اضافی خود به هوا تغییر فاز داده و از حالت گازی به حالت مایع تبدیل می شود. در این نوع کندانسور بر خلاف کندانسور آب خنک تبخیر و رسوب زدگی در تجهیزات ایجاد نمی شود.

 

کندانسور هوایی

انواع کندانسور هوا خنک

  • کندانسور های V شکل
  • کندانسور های W شکل
  • کندانسور هوایی افقی
  • کندانسور های عمودی

اجزاء تشکیل دهنده کندانسور هوایی

  • اسکلت وشاسی
  • فن دستگاه
  • کویل ها

مزایای کندانسور هوایی

  1. حذف مصرف آب خنک کننده و معضلات آن مانند گند زدایی و تامین آب تازه
  2. طول عمر بالا به علت عدم وجود پدیده خورندگی توسط آب
  3. انعطاف پذیری بالا جهت نصب در فضای آزاد
  4. قابلیت طراحی کندانسور های هوایی کوچک تا بزرگ صنعتی
  5. عدم یخ زدگی هوا

معایب کندانسور هوایی

  1. هنگامی که آب کندانس می شود در دمای پایین احتمال یخ زدگی وجود دارد.
  2. مشکل در فراهم آوردن هوای تازه مورد نیاز.
  3. احتمال زیر بار رفتن فن.
  4. تغییر در درجه حرارت هوا ممکن است باعث نوسان در فشار چیلر تراکمی گردد.

تست ازت و نشت یابی چیلر با کندانسور هوایی

یکی از ایرادات چیلرها، نشتی و خروج مبرد از سیکل تبرید می باشد . جهت پیدا نمودن نشتی ابتدا باید به وسیله گاز خشک ازت نشتی فشار را بالا برده وسپس با کف صابون نقاط مستعدد مانند اتصالات و شیر آلات و همچنین نقاط روغن زده را تست نمود. در تست ازت ابتدا فشار به اندازه 70psi بالا برده و نشت یابی اولیه را انجام میدهیم. در صورت یافت نشدن نشتی با توجه الزامات فشار کاری در اواپراتور و قسمت فشار پایین کمپرسور، فشار را می توان تا 200psi بالا برد.

 

نحوه محاسبه ظرفیت چیلر هوا خنک

برای محاسبه ظرفیت سرمایشی چیلر ها چه تراکمی و چه جذبی و فارغ از کاربری آنها فرمول ساده ای وجود دارد. لذا برای بدست آوردن ظرفیت چیلر سه پارامتر مورد اهمیت است:

  1. دمای آب ورودی به چیلر (T1)
  2. دمای آب خروجی یا مورد نیاز چیلر (T2)
  3. شدت جریان آب (m ̇)

فرمول مورد نظر محاسباتی

Q = Cp*p*V*∆T

که در اینجا Q بر حسب (Btu/hr) و Cp گرمای ویزه آب (Btu/lb*f) و p چگالی آب (Btu /lb*f) و V شدت جریان (gallon/hr) ∆T بر حسب فارنهایت است.

نکته: پس از بدست آمدن عدد از فرمول بالا یک Over size به مقدار 20% برای چیلر در نظر می گیریم.

مثال : اگر در یک چیلر که دمای میان آب ورودی 90 درجه فارنهایت و خروجی 40 در جه فارنهایت باشد و شدت جریان 60 گالن بر دقیقه بار برودتی را محاسبه کنید؟

Q = Cp*p*V*∆T

Cp=ظرفیت گرمای ویژه آب = 1 Btu /lb*f

P = چگالی آب = 8.33 lb/gallon

V = 60 gallon/min *60 = 3600 gallon/hr

∆T = 10 F

Q = 1*8.33*3600*50 = 1499400 (Btu/hr)   1 TR = 12000 (Btu/hr)

1499400 / 12000 = 125 TR

محاسبه بر حسب متریک

Q = Cp*p*V*∆T

Cp=ظرفیت گرمای ویژه آب = 4/18

P = چگالی آب = 1000 kg/m3

V = 60 gallon/min*0/000063 = 0.00378 m3/sec

∆T= 27/8 C

Q = 4/18*1000*.00378*27/8 = 439/25 (kw)

439/25*4312 = 1499400 (Btu/hr)

1499400 / 12000 =125 TR

محاسبه تقریبی

اگر پارامتر های بالا موجود نبود به طور تقریبی ظرفیت چیلر از فرمول زیر محاسبه می شود.

Q (تن تبرید) = A (متر مربع) /25تا 30

A= مساحت فضایی که نیاز به خنک کاری دارد.

25 تا 30 =عدد ثابت بسته به دمای منطقه.

مثال: اگر یک فضا با مسا حت مفید 750 متر مربعی داشته باشیم ظرفیت چیلر مورد نظر برای این مکان چگونه به دست می آید ؟

Q =750 / 25 = 30 TR

 

 

3 – کندانسور تبخیری (ترکیبی) :

این نوع ترکیبی از دو نوع بالا و قسمتی از برج خنک کننده است. به این صورت که سیال با درجه حرارت بالا درون لوله های کندانسور تبخیری جریان داشته و به کمک آبی که روی لوله ها پاشیده می شود تقطیر می گردد. سپس توسط یک فن در همان مجموعه قسمتی از آب که گرم شده است خنک می گردد. نوع آبی و هوایی نسبت به نوع تبخیری کاربرد بیشتری دارد.

 

کندانسور تبخیری

اجزاء تشکیل دهنده کندانسور تبخیری

  • پوسته
  • فن دستگاه
  • کویل دستگاه
  • نازل پاشش آب
  • تشتک جم آوری آب

مزایای کندانسور تبخیری

  1. طول عمر بسیار بالا به جهت استفاده از فلز استنلس استیل
  2. راندمان بالاتر نسبت به نمونه آهنی گالوانیزه به علت استفاده از لوله استنلس استیل
  3. اهش فرآیند رسوبگیری روی لوله ها به جهت استفاده از لوله های با سطوح صیقلی

بهترین برند های تولید کننده کندانسور خارجی عبارتند از :

  • Bitzer آلمان
  • Carrier امریکا
  • Dorin ایتالیا
  • Frascold ایتالیا
  • Luve ایتالیا
  • SERRAFF برزیل
  • Zanotti ایتالیا
  • Cryo چین
  • Fxmultitech هندوستان
  • Daikin چین
  • Dunham مالزی
  • Gree استرالیا

3 . شیر انبساط

این شیر بعد از کندانسور و قبل از اواپراتور تعبیه می شود. هدف از آن کاهش فشار موجود در مایع مبرد در سیکل تراکمی می باشد. وقتی مبرد از کندانسور خارج می شود به سمت اواپراتور حرکت می کند قبل از ورود به اواپراتور از شیر انبساط عبور می کند تا از فشارش کاسته شود و بتواند در اواپراتور با جذب گرمای محیط اطراف خود دوباره به حالت گازی تغییر فاز دهد. شیر انبساط هم در چیلر هوایی و هم در چیلر آبی استفاده می شود.

 

شیر انبساط مبرد تراکمی

4 . اواپراتور

یک مبدل حرارتی است که در آن سیال مایع وارد کویل ها شده و چون دارای فشار پایین است کمترین حرارت را از سیال اطراف لوله جذب کرده و تبخیر می شود. این سیال هم می تواند گاز یا مایع باشد. به این ترتیب از حالت مایع به گاز تبدیل می شود و به همین این خاطر به اواپراتور ها تبخیر کننده نیز می گویند. زیرا هدف ، تبدیل مایع ورودی به کویل به بخار است.

چیلر تراکمی آب خنک

اواپراتور به دو شکل متفاوت کاربرد دارد:

  1. اواپراتور تبخیر کننده : اینکه به عنوان سیال تبخیر کننده استفاده شود. یعنی اینکه مایع وارد شده به کویل با گرفتن حرارت سیال داغ اطراف خود تغییر فاز دهد و به گاز تبدیل گردد. یعنی به اصطلاح تبخیر شود کاربرد در صنایع شیمیایی و دارویی.اواپراتور چیلرهای تراکمی
  2. اواپراتور سرمایشی : با جاری شدن سیال مبرد مانند گاز فریون و… در کویل به عنوان جذاب حرارت که هم می تواند آبی که توسط پمپ و یا هوایی که توسط فن جریان دارد باشد. گرمای اطراف کویل را جذب کرده و به در جه حرارت پایین تر کاهش دهد.

 

اواپراتور مبرد تراکمی

 

انواع اواپراتور

یکی دیگر از تجهیزات مورد استفاده در ساخت چیلر تراکمی اواپراتورها هستند. وظیفه اصلی این تجهیز درون چیلر خنک کاری و انتقال حرارت بین مبرد و سیال می باشد. انواع آن در زیر تشریح شده است.

  • اواپراتور پوسته و لوله یا اواپراتور آبی ( مرطوب )
  • صفحه ای ( پلیتی)
  • اواپراتور فن دار یا اواپراتور هوایی (خشک )

1. پوسته و لوله : اواپراتور پوسته لوله همانند کندانسور یک نوع مبدل حرارتی می باشد که از تعداد زیادی لوله موازی که داخل یک پوسته جا سازی شده اند تشکیل شده است. در داخل این لوله ها سیال داغ و در اطراف آن سیال خنک کننده قرار دارد. سیال داخل پوسته حرارت موجود درسیال کویل گرفته و کم کم از حالت مایع به گازی تغییر فاز می دهد.

کاربرد اواپراتور پوسته لوله :

  • به عنوان خنک کننده آب چیلر توسط مبدل.
  • تبخیر کننده سیال مایعی که وارد کویل میشود.
  • کاربرد های مختلفی در چیلر ها صنایع شیمیایی و غذایی دارد.

اواپراتور پوسته لوله

2.اواپراتور صفحه ای ( پلیتی ) : از دیگر نوع اواپراتورها می توان به این نوع اشاره کرد که همانند پوسته و لوله میباشد که از چندین صفحه در کنار یکدیگر تشکیل شده است. این صفحات آب بند میشود که به صورت زوج و فرد در صفحات سیال سرد و سیال گرم جاری میشود. این صفحات با یکدیگر از طریق دیوار صفحات تبادل حرارت دارند که به صورت الگوی زیر نشان داده میشود .

اواپراتور صفحه ای

3.اواپراتور های فن دار ( خشک ): سیال مایع مبرد از درون لوله های پر پیچ و خم عبور میکند و از اطراف لوله ها هوای گرمی که از طریق فن به داخل دمیده میشود عبور میکند. سیال مبرد با گرفتن حرارت هوا تغییر فاز داده و به گاز تبدیل میشود می شود. همزمان با تبخیر شدن سیال، هوا هم خنک میشود که به آن سیستم خشک نیز گفته میشود.

 

اواپراتور فن دار

 

کاربرد اواپراتور ها:

  • در صنعت تهویه مطیوع مانند چیلر ها ، داکت اسپلیت ، دستگاههای VRF
  • جدا کننده موادشیمیای از یکدیگر با عمل تبخیر
  • در صنعت دارو سازی برای گرفتن رطوبت از محصولات
  • انتقال حرارت در صنعت
  • صنایع غذایی

5. مبرد

بخش مهمی که در چرخه تبرید تراکمی وجود دارد مبرد است یعنی ماده ای که بین قسمت های مختلف چیلر تراکمی در حال گردش است تا بتواند سرمایش برای سیستم تولید کند. مبرد اهمیت بسیار زیادی در سیکل دارد چون هم بر ایمنی سیستم ، پایداری سیستم و حتی بازده سیستم تاثیر محسوسی دارد.

تقسیم بندی مبرد ها :

  1. کلرو فلورو کربن ها
  2. هیدرو کلرو فلورو کربن ها
  3. هیدرو فلورو کربن ها
  4. هیدرو کربن ها

مبرد صنعتی
انواع مبرد های مرسوم در صنعت

  1. R-134A : شبیه به گاز R-12 است که در یخچال ها ، فریزرها ،سیستم های تهویه مطبوع خودرو و سیستم های تهویه مطبوع خانگی یا صنعتی استفاده می شود . گاز R-134A یک گاز غیر سمی ، بی بو ، بی رنگ ، غیرخورندگی وغیر قابل اشتعال است.
  2. R-410A : مبردی شبه آزئوتروپیک که فشار کاری بالا تری نسبت به R-22 دارد . گاز R-410A یک گاز غیر سمی و پایدار است. و نباید برای سیستمی که با R-22 طراحی شده است از R-410A استفاده کرد.

مزایای چیلر تراکمی به جذبی

  1. قیمت مدلهای تراکمی نسبت به چیلرهای جذبی با ظرفیت مشابه کمتر می باشد. مدلهای جذبی غیر مستقیم حدودا 1.5 برابر بیشتر از چیلر تراکمی مشابه قیمت دارند و دستگاههای جذبی شعله مستقیم دارای قیمتی حدودا ۲ برابر می باشند. علاوه بر اینها مدل جذبی شعله مستقیم به دلیل استفاده از احتراق، نیاز به تدابیری برای هوای احتراق و دودکش دارند.
  2. مصرف انرژی کمتر.
  3. مصرف آب کمتر.
  4. ظرفیت پایین برج خنک کننده. در حقیقت مدل تراکمی نسبت به جذبی به برج خنک کننده با ظرفیت پایین تری نیاز خواهد داشت.
  5. 50 درصد فضای اشغالی کمتر.
  6. ضریب عملکرد بسیار بالاتر.
  7. COP چیلر های جذبی بین 6/0 تا 8/0 بوده ولی COP چیلر تراکمی بین 2 تا 1/6 است.
  8. ارتفاع کمتر.
  9. دارای حداقل 2 برابر وزن کمتر.
رای کاربران
[امتیاز کلی: 16 میانگین: 5]
2 دیگاه
  1. سلام روزتون بخیر سپهریم از اصفهان ما تو بیمارستانمون یه چیلر آب خنک داریم که مستهلک شده می خوایم اونو با یه چیلر هوا خنک عوض کنیم می خواستم بپرسم می تونیم این کارو انجام بدیم؟؟؟

    • سلام خدمت شما دوست عزیز
      بله با توجه به آب و هوای شهر اصفهان امکان استفاده از چیلر هواخنک وجود داره. ولی با برای راهنمایی دقیقتر در مورد ظرفیت ظرفیت و کارایی چیلر کارشناسان ما باید از پروزه بازدید کنن .