چیلر

انواع چیلر

1. چیلرهای کمپرسوری (تراکمی)
2. چیلرهای جذبی
3. چیلرهای سانتریفیوژی

شکل دیگر تقسیم بندی چیلرها بر اساس شکل خنک شدن ماده مبرد است:

1. آب خنک
2. هوا خنک
3. تبخیری

چیلر تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلر جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می شوند.

برای بررسی و مقایسه انواع چیلرها، ضریب عملکرد کلی (Overall COP) یا (Coefficient of Performance) به کار می رود که معیار اصلی میزان انرژی مصرفی در سیستم های برودتی مختلف اعم از تراکمی و یا جذبی می باشد. هر چه میزان ضریب عملکرد کلی دستگاه بیشتر باشد نشان دهنده مصرف انرژی کمتر آن دستگاه خواهد بود.

COP نسبت میزان برودت ایجاد شده به میزان انرژی داده شده به دستگاه است که مقدار آن بر خلاف راندمان می تواند از عدد یک بیشتر باشد. در محاسبه COP چیلرهای جذبی و تراکمی، مخزن کسر در چیلرهای جذبی، انرژی گرمایی و در چیلرهای تراکمی، انرژی الکتریکی است.

انواع چیلر جذبی

1. گروه تک اثره
   1. دسته چیلرهای تک اثره با تغذیه بخار
   2. تک اثره با تغذیه آب داغ (دمای بالای 100 درجه سانتی گراد)
   3. تک اثره با تغذیه آب گرم (دمای زیر 1000 درجه سانتیگراد)

نحوه کار آنها مشابه بوده و همگی دارای حداقل یک مولد حرارتی می باشند.

2. گروه دو اثره
   1. دسته دو اثره با تغذیه بخار
   2. دو اثره با شعله مستقیم

این چیلرها، جز نسل جدید چیلرهای جذبی بوده و دارای سیکل تبرید کاملتری نسبت به چیلرهای جذبی تک اثره‌ هستند.

عملکرد تجهیزات چیلرهای جذبی

1. اواپراتور: مبرد توسط سیستم توزیع خاصی بصورت کاملا یکنواخت روی دسته لوله های آب برگشتی از ساختمان ریخته و بدلیل فشار پائین محفظه اواپراتور تبخیر شده و باعث سرد شدن آب داخل لوله ها می شود.
2. ابزربر: لیتیوم بروماید توسط سیستم توزیع بصورت کاملا یکنواخت روی لوله ها می ریزد، بخار مبرد تولید شده در اواپراتور توسط محلول لیتیوم بروماید در ابزربر جذب می گردد، به دلیل عدم استفاده از سیستم قدیمی نازل در توزیع لیتیوم بروماید امکان گرفتگی یا افتادن نازل و همچنین ریختن مایع بدون تماس با لوله ها در اثر پاشش توسط نازل وجود ندارد.
3. ژنراتور: محلول لیتیوم بروماید که پس از جذب بخار مبرد در ابزربر رقیق شده برای احیا شدن وارد ژنراتور شده و حرارت می بیند، در اثر حرارت دریافتی بخار مبرد از لیتیوم بروماید جدا شده و محلول لیتیوم بروماید غلیظ شده برای استفاده مجدد از طریق مبدل حرارتی راهی ابزربر می شود.
4. کندانسور: بخار مبرد تولید شده توسط ژنراتور در کندانسور بدلیل تبادل حرارت با آب ورودی از برج خنک کننده تقطیر شده و جهت استفاده مجدد راهی اواپراتور می شود.

مزایای چیلر جذبی نسبت به چیلر تراکمی

1. صرفه جویی در مصرف و هزینه انرژی الکتریکی
2. صرفه جویی در هزینه تجهیزات برق اضطراری
3. صرفه جویی در هزینه اولیه مورد نیاز برای دیگ ها
4. بهبود راندمان دیگ ها در تابستان
5. بازگشت سرمایه گذاری اولیه
6. کاهش صدا و ارتعاش
7. حذف مخاطرات زیست محیطی ناشی از مبردهای مضر
8. کاستن از میزان تولید گازهای گلخانه ای و آلاینده ها

چیلر های تراکمی

چیلر تراكمی از چهار قسمت اواپراتور، كمپرسور، كندانسور و شیر انبساط تشكیل شده است.

مبرد در اواپراتور در حالت مایع اشباع یا نزدیک به مایع اشباع در فشار و دمای پایین وارد اواپراتور می گردد و با گرفتن گرما از آب (سیال ناقل) یا هوا به بخار در همان فشار پایین تبدیل می گردد. برای اینكه بخار ایجاد شده مجددا به مایع اولیه برگردد (مایع اشباع به مایعی گفته می شود كه تحت یک فشار معین به بخار تبدیل می گردد.) می بایست گرمای جذب شده از مبرد جدا شود.

محیط هایی كه در مجاورت دستگاه می باشد هوای اتمسفر (كندانسور هوایی) یا هوای مرطوب ایجاد شده توسط برج خنک كننده می باشد.

لذا گرمای جذب شده توسط مبرد می بایست به محیط های مذكور منتقل گردد. اساس كار سیستم‌های ضربه‌ای یا تراكمی و جذبی ایجاد شرایطی است كه در آن شرایط امكان انتقال حرارت به محیط اطراف ایجاد شود. در سیستم های ضربه ای مكمل كمپرسور فشار سیال، به اندازه‌ای كه دمای مبرد حداقل 15 الی 20 درجه سانتیگراد بالاتر از دمای خشک محیط افزایش می یابد.

اصول کار چیلر تراکمی

چیلرهای تراکمی راهبری بسیار ساده تری دارند. به علت اینکه سیستم فشرده سازی گاز، الکتریکی است، لذا کنترل بیش تری می توان روی فرآیند داشت و می توان با تمهیداتی، راندمان را افزایش داد. در حالی که در چیلر جذبی در حالت نیمه بار، راندمان افت می کند. راه اندازی چیلر جذبی زمان و هزینه بیش تری دارد. تنظیم مشعل به کمک آنالیزور گاز، بسیار وقت گیر و نیازمند فرد متخصص است و عدم تنظیم صحیح مشعل، باعث تولید گازهای نسوخته، کاهش راندمان احتراق، ایجاد آلودگی و مصرف سوخت بیش تر می شود به دلیل اینکه چیلر جذبی به کمک حرارت، تولید برودت می کنند، لذا حجم بسیار بالایی از حرارت در داخل ماشین موجود است. به علت حجم بسیار بالای حرارت، ناگزیر به استفاده از سیستم آب خنک هستیم. برای تامین این آب، از برج های خنک کن که بر مبنای سرمایش تبخیری کار می کنند، استفاده می کنیم.

كمپرسورهایی كه در چیلر تراكمی بكار برده می شوند به پنج گروه تقسیم می گردند.

1. كمپرسورهای رفت و برگشتی یا پیستونی (Reciprocating)
2. كمپرسورهای پیچی ( Screw)
3. كمپرسورهای حلزونی (Scroll)
4. كمپرسورهای چرخشی (Rotary)
5. كمپرسورهای سانتریفیوژ

کنترل کننده های فشار در چیلر تراکمی

کنترل فشار بالا و پایین

این وسیله جهت کنترل کردن فشار دستگاه می باشد، دو لوله موئین در این کنترل وجود دارد که لوله LP را به قسمت مکش کمپرسور متصل کرده و لوله HP را به قسمت فشار بالا. در سیستم چیلر کمپرسور باید با فشار مکش و دهش معینی کار کند. هرگاه از این فشار کمتر یا بیش تر شود این کنترل عمل کرده و دستگاه را خاموش می کند. کنترل فشار بالا و پایین قابل تنظیم می باشد.

در چیلر تراکمی با کندانسور آبی معمولا فشار پایین را روی 30 psi و فشار بالا را روی psi 220 و با کندانسور هوایی فشار پایین را روی 40 و فشار بالا را روی 250 psi می توان تنظیم کرد.

اگر کمپرسور بر اثر فشار بالا قطع شود باید از سیستم رفع عیب شده و کلید ریست را فشار دهیم ولی اگر بر اثر فشار پایین قطع شود دوباره بر اثر افزایش گاز دستگاه روشن می شود.

کنترل فشار روغن

این وسیله جهت کنترل کردن مداوم فشار روغن کمپرسور می باشد. اگر در کمپرسور فشار روغن نباشد باعث صدمه دیدن آن می شود. کنترل روغن دارای دو لوله موئین می باشد که یکی از آنها به قسمت ساکشن (مکش) کمپرسور و دیگری به قسمت فشار روغن کمپرسور متصل می شود. بین فشار مکش کمپرسور و فشار روغن باید حداقل 10 psi فشار باشد در غیر این صورت کنترل روغن فرمان قطع می دهد. هنگامی که کنترل روغن احساس کند که فشار زیر 10 psi است یک هیتر درداخل کنترل روغن شروع به گرم شدن می شود و پس از تقریبا 90 ثانیه حرارت هیتر باعث قطع شدن جریان شده و کمپرسور خاموش می شود.

ساختمان چیلر تراکمی

1. الکتروموتور: میل لنگ کمپرسور را به حرکت در می آورد حرکت دورانی میل لنگ باعث حرکت رفت و برگشت پیستون در داخل سیلندر می گردد در نتیجه گاز مبرد در کمپرسور متراکم می شود.
2. کوپلینگ: جفت کننده محور الکترو موتور با محور میل لنگ کمپرسور است.
3. کمپرسور: گاز خروجی از اواپراتور را متراکم کرده وارد کندانسور می کند.
4. لوله رانش: گاز خروجی از کمپرسور را به کندانسور هدایت می کند.
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 می شود. به علت تماس با لوله‌های مسی حاوی آب خنک، خنک شده به مایع تبدیل می شود و از پایین از طریق لوله خارج می شود. آب جریانی از طریق لوله وارد کندانسور شده واز طریق لوله خارج می شود. آب خروجی از کندانسور به برج خنک کن هدایت می شود تا پس از خنک شدن دوباره به کندانسور برگردد.

لوله خروج مایع مبرد از کندانسور

1. شیر سرویس کندانسور: برای بستن لوله خروج مبرد از کندانسور در مواقع سرویس و تعمیرات و توقف طولانی دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد.
2. شیر تغذیه ماده مبرد: برای شارژ سیستم استفاده می شود.
3. فیلتر درایر یا صافی رطوبت گیر: وجود مواد جامد و رطوبت در دستگاه تبرید موجب بروز اشکالاتی می گردد که برای جلوگیری آن از وسیله ای به نام فیلتر برای گرفتن مواد جامد و درایر برای گرفتن رطوبت موجود در سیستم استفاده می شود.
4. شیر برقی: که در صورت وصل بودن جریان الکتریکی مسیر عبور مایع مبرد را باز نگه می دارد این شیر برقی از ترموستات فرمان می گیرد.
5. شیشه رویت یا سایت گلاس: میزان تغذیه ماده مبرد در سیستم و همچنین وجود رطوبت بیش از حد را در سیستم مشخص می نماید.
6. اواپراتور: ماده مبرد پس از عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور چیلر می شود و در داخل لوله های مسی تبخیر شده و به صورت بخار از اواپراتور خارج می شود. تبخیر در اواپراتور باعث سرد شدن آب جریانی در پوسته می گردد. آب سرد شده از محل بطرف هواساز و فن کویل ها جریان می یابد و در برگشت از هواساز یا فن کویل ها از محل وارد اوپراتور چیلر می شود.
7. شیر انبساط ترموستاتیک: که از دمای گاز خروجی از اواپراتور تأثیر گرفته مقدار ماده مبرد ورودی به اواپراتور را تنظیم می نماید.
8. لوله مکش: که گاز خروجی از اواپراتور از طریق لوله وارد قسمت مکش کمپرسور می گردد.
9. تابلو وسایل اندازه‌گیری و کنترل فشار: که مانومترهای فشار زیاد و فشار کم کنترل فشار کم و زیاد و منترل فشار روغن روی آن نصب شده‌اند.