آشنایی با دنیای چیلر – قسمت ۱

هر ساختمانی باید مکانی آرام برای ساکنان خود باشد. این امر میسر نخواهد شد مگر آنکه اسباب و تجهیزات استفاده شده در ساختمان‌ها از استانداردهای لازم برخوردار بوده و به خوبی کار خود را انجام دهند و فرایند راحتی و آرامش را برای شهروندان ساکن درآن فراهم سازند.
به گزارش پایگاه خبری تاسیسات نیوز، یکی از مهم‌ترین الزامات هر ساختمانی و به عبارتی قلب تپنده آن سیستم تهویه مطبوع آن است، این مهم در ساختمان‌های بزرگ با استفاده از چیلر انجام می‌پذیرد، چیلر ماشینی است که از طریق یکی از سیکل‌های تبرید و مبدل‌های حرارتی گرما را از یک مایع می‌زداید و برای خنک‌کردن تجهیزات و یا جریان‌های فرایندی، استفاده می‌شود.
انواع چیلرها و نحوه عملکرد آنها
چیلرها معمولا در دو نوع چیلر جذبی و چیلر تراکمی ساخته می‌شوند. روند سرمایش و گرمایش در چیلرها مراحلی را طی می‌کند تا سیستم تهویه مطبوع بتواند به درستی عملکرد خود را انجام دهد.
سرمایش یا ‌تبرید‌ عبارت است از ایجاد شرایطی برای کاهش دمای یک محیط یا یک ماده، نسبت به محیط آن. به بیان دیگر تبرید، انتقال گرما از یک محیط با دمای پایین‌تر به یک محیط با دمای بالاتر است.
این تعریف پایه‌گذار مبحث سرمایش در صنعت تهویه مطبوع است.
از طرفی گرمای تلف‌شده به عنوان یک محصول جانبی شناخته می‌شود که بایستی در محیط آزاد شده و یا برای یک فرآیند گرمایشی استفاده شود.
در گذشته، سرمایش به کمک نگهداری یخ و برف فشرده در محفظه‌های مخصوص فراهم می‌شد.
نزدیک به ۲۰۰ سال پیش مایکل فارادی از طریق مجموعه آزمایشاتی موفق به ارائه مبنایی برای کار ماشین‌های جذبی شد. اولین ماشین تبرید دستی بر این مبنا در انگلستان تحولی در صنعت تبرید به وجود آورد.
بعدها سیکل جذبی با استفاده از آمونیاک به‌عنوان ماده جاذب و آب به عنوان مبرد توسط فردیناند کاره مورد استفاده قرار گرفت، که مبنای اولین چیلر جذبی بود. موارد مورد توجه در طراحی و انتخاب چیلرها شامل عملکرد، بازده، تعمیر و نگهداری، و اثرات زیست محیطی چرخه عمر محصول است. چیلرها عموما در موارد زیر کاربرد دارند:
۱- دستگاه‌های سرد‌کننده خانگی
۲- تهویه مطبوع و تهویه صنعتی
۳- نگهداری مواد غذایی
۴- صنایع شیمیایی
چیلر تراکمی
در چیلر تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می‌شود. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک‌شده و به مایع تبدیل می‌شود.
این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک‌کننده (اواپراتور) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارد، این کاهش فشار باعث تبخیر مایع شده و مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک‌کننده در ارتباط هستند، می‌شود.
پس از آن گاز حاصل از تبخیر، به کمپرسور منتقل می‌شود. با عبور سریع بخار در خلأ کندانسور، به علت تبدیل بخار به آب و اختلاف حجم بین بخار و آب، مایع ایجاد می‌شود. اجزای یک سیکل تبرید تراکمی و نحوه کارکرد آن به شرح زیر است:
کمپرسور(Compressor) بخار را از اواپراتور مکیده و دما و فشار آن را به حدی افزایش می‌دهد که بتواند با عامل تقطیر معمولی تقطیر شود.
لوله گاز داغ یا تخلیه(Discharge Line):  بخار پر فشار و با دمای زیاد را از خروجی کمپرسور به کندانسور می‌رساند.
کندانسور (Condenser): سطح تبادل حرارتی لازم برای انتقال حرارت از بخار مبرد گرم به عامل تقطیر را فراهم می‌کند.
کندانسورها در زمره مبدل‌های حرارتی قرار می‌گیرند که در آنها حرارت بخار مبرد به عامل تقطیر (مثلا هوا یا آب) منتقل شده و در اثر آن بخار مبرد ابتدا تا دمای اشباع سرد شده و سپس به مایع تبدیل می‌شود. کندانسورها سه نوع هستند که عبارتند از:
۱- کندانسور هوایی (هوا‌خنک)
۲- کندانسور آبی (آب‌خنک): کندانسورهای دولوله‌ای، پوسته و کویل، پوسته و لوله
۳- کندانسور تبخیری
در کندانسورهای هوایی از هوا به عنوان عامل تقطیر استفاده می‌شود در حالی که در کندانسورهای آبی عامل تقطیر مبرد آب است. در کندانسورهای تبخیری، از هر دو عامل هوا و آب استفاده می‌شود.
در کندانسورهای تبخیری، دمای هوای عبوری مقداری افزایش می‌یابد، اما تقطیر مبرد عمدتا از تبخیر آب پاشیده شده ‌روی کندانسور ناشی حاصل شده و هوا جهت افزایش شدت تبخیر با رفع بخار آب به‌کار می‌رود.
جریان هوا در کندانسورهای هوایی ممکن است به دو صورت جریان طبیعی (کاربرد یخچال‌ها و فریزرهای خانگی) و جریان اجباری (جریان هوا به وسیله فن یا دمنده) باشد.
مخزن ذخیره مایع (Receiver Tank): تقطیر شده را ذخیره می‌کند و جریان ثابتی از مایع مورد نیاز را به اواپراتور برقرار می‌کند.
لوله مایع (Liquid Line): مبرد مایع را از مخزن ذخیره به کنترل‌کننده ماده مبرد می‌رساند.
شیر انبساط (Exp. Valve): مقدار مناسبی از مبرد را به اواپراتور می‌رساند و فشار آن را طوری کاهش می‌دهد که مایع بتواند در دمای پایین مورد نظر، تبخیر شود.
اواپراتور (Evaporator): یک مبدل حرارتی
(Heat Exchanger) است که امکان انتقال انرژی حرارتی مایع به گاز مبرد را فراهم می‌کند. در طول تغییر حالت مایع به گاز، مبرد بدون تغییر دما مقدار زیادی حرارت را جذب می‌کند.
اواپراتورها از نظر ساختمان به ۳ دسته زیر تقسیم می‌شوند و موارد دیگر از مشتقات این سه نوع است:
۱- پوسته و لوله (Shell & Tube type Evaporator): معمولا از لوله‌های فولادی و مسی ساخته می‌شوند. از این نوع کویل برای سرد‌کردن مایعات استفاده می‌شود
۲- صفحه‌ای (Plate type Evaporator): از دو صفحه فلزی که ‌روی آن شیارهایی برای عبور مبرد ایجاد شده‌ ساخته شده‌ است.
این نوع اواپراتورها به دلیل امکان شکل‌پذیری به فرم دلخواه، تولید اقتصادی و سهولت تمیز‌کردن در یخچال‌ها و فریزرهای خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نوع دیگر، از لوله‌ای واقع بین دو صفحه فلزی تشکیل شده است و صفحات در انتها به یکدیگر جوش می‌شوند.
در این اواپراتورها برای ایجاد تماس حرارتی مطلوب بین صفحات و لوله حامل مبرد، فضای بین صفحات را با محلول اتکتیک پر می‌کنند.
۳- اواپراتورهای فین‌دار (Finned type Evaporator): در جاهایی که انتقال حرارت جابه‌جایی اندک باشد برای جبران این کمبود با افزایش سطح تماس از طریق اضافه‌کردن پره یا فین، انتقال حرارت را افزایش می‌دهند.
۴- لوله مکش (Suction Line): بخار کم فشار را از اواپراتور به مکش کمپرسور انتقال می‌دهد.
اصول کار چیلر تراکمی بدین شکل است که سیال مبرد وارد لوله‌ها یا به اصطلاح تبخیرکننده که در داخل اتاق یا محلی که می‌خواهیم سرد کنیم می‌شود، گرما از هوای اتاق به سیال مبرد داده می‌شود و سیال در نتیجه گرفتن گرما تبخیر می‌شود و در عوض درجه حرارت اتاق پایین می‌آید.
ممکن است شما دوست داشته باشید

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.