info@fadaksanat.ir
021-77614524
123

چیلر ها


مقدمه
چیلر: دستگاهی است که حرارت را از مایع (معمولاً آب) بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار و یا جذبی میزداید. این مایع میتواند براي خنک کاري هوا و یا دستگاههااستفاده شود که معمولاً به صورت سیکل و درون یک مبدل حرارتی جریان دارد. به عنوان یک محصول جانبی مهم، حرارتی که از مایع جذب شده یا باید به محیط خارج دفع شود یا براي کاراییهاي بالاتر براي مقاصد گرمایی استفاده شود. نگرانیهایی در مورد طراحی و انتخاب چیلرها وجود دارد. این نگرانیها شامل، کارایی، بازده، تعمیر و نگهداري، آسیب پذیريهاي محیطی است. چیلر به دستگاه تولید برودت بر اساس عکس چرخه رانکین، چیلر گفته می شود. در این دستگاه مبرد چهار مرحله افزایش فشار(compress ، (حرارت دهی و میعان(condense ، (کاهش فشار (expansion (و حرارت گیري و تبخیر (evaporation(را در یک چرخه طی می نماید. به این صورت که مبرد مایع در فشار پایین حرارت را از محیط سرد در اواپراتور گرفته و بخار می شود، بخار تولید شده توسط مرحله افزایش فشار به فشار و دماي بالاتر می رسد، حرارت در این مرحله از بخار داغ گرفته شده و مبرد پس از طی نمودن مرحله اختناق به صورت مایع براي بازگشت به اواپراتور آماده می شود.

انواع چیلرها

الف: چیلرهاي تراکمی در این نوع چیلرها وظیفه افزایش فشار مبرد بر عهده کمپرسور می باشد. کمپرسور مبرد بخار شده در مرحله حرارت گیري (اواپراتور) را متراکم کرده و وارد مرحله حرارت دهی (کندانسور) می نماید. این چیلرها که منبع تغذیه آنها برق است، داراي بازده (COP (بالایی بوده و معمولا 4 تا 7 برابر انرژي الکتریکی وارد شده به دستگاه را از منبع سرد (اواپراتور) و به منبع گرم (کندانسور) تحویل می دهند. این چیلرها بر اساس نوع کمپرسور به انواع رفت و برگشتی، اسکرو، اسکرال و سانتریفیوژ تقسیم بندي می شوند که تفاوت آنها در یک مقاله مجزا قابل بحث است.

                                                          

ب: چیلرهاي جذبی تفاوت این چیلرها با چیلرهاي تراکمی در مرحله افزایش فشار می باشد. در این چیلرها مبرد پس از اواپراتور، در قسمتی به نام ابزربر (absorber)جذب یک ماده دیگر در فاز مایع به عنوان جاذب می شوند و حرارت تولید می نماید. (البته این حرارت توسط یک سیکل دیگر از سیستم دفع شده و تاثیر بسزایی در کارکرد سیکل کلی ندارد.) در این حالت مایع به فشار بالاتر پمپ می شود و با گرفتن حرارت در فشار بالاتر از جاذب خود رها شده به کندانسور وارد می شود. چرخه جاذب نیز توسط یک شیر اختناق کامل شده جاذب رقیق شده براي جذب مجدد مبرد به ابزربر برگشت داده می شود. این چیلرها به دلیل افزایش فشار به وسیله پمپ برق زیادي مصرف نمی کنند (در مقابل کمپرسور در چیلرهاي تراکمی) و مصرف انرژي اصلی آنها حرارتی است که باید به جاذب در ژنراتور (generator (داده شود تا مبرد را وارد کندانسور نماید. حرارت مورد نیاز این چیلرها به صورت هاي مختلف تامین می شود و بر اساس آن، این چیلرها به انواع شعله مستقیم، بخار آب یا آب گرم تقسیم بندي می شوند. که توضیح تفاوت هاي آنها از حوصله این رساله خارج است. از مشخصه هاي این سیستم ها بازده پایین 8,0 تا 2,1 است و معمولا براي مصارفی به کار می روند که برق مورد نیاز چیلر تراکمی مشابه قابل تهیه نباشد. (ظرفیت هاي بالا) هزینه اولیه بالا و نیاز به تعمیرات و نگهداري از مشخصه هاي منفی این سیستم است. همچنین به دلیل تولید حرارت در بخش ابزربر این چیلرها نیاز به ظرفیت بالاتري در حرارت دهی که در بخش آینده توضیح داده می شود هستند.

                                      


چیلر هاي تراکمی
چیلرها را از نظر داشتن کمپرسور یا نداشتن آن به دو دسته کلی چیلرهاي تراکمی و جذبی تقسیم بندي می شوند.

تقسیم بندي چیلر هاي تراکمی بر اساس نوع کندانسور

چیلرهاي تراکمی می توانند بر اساس نوع کندانسور به هوا خنک یا آب خنک تقسیم بندي می شوند.

الف: چیلر تراکمی کندانسور آبی چیلر هاي کندانسور آبی جهت تخلیه گرما به محیط خارج نیاز مند برج خنک کننده می باشند .گرماي اواپراتور چیلر توسط آب برج خنک کن( water Cooling(به هواي آزاد تخلیه می گردد . این نوع دستگاه مناسب جهت مناطق با آب و هواي خشک و معتدل می باشد . البته کیفیت آب محل پروژه با طول عمر چیلر در تناسب است به این معنا که هر چه سختی آب بالاتر باشد طول عمر کندانسور چیلر پایین تر خواهد بود. در چیلرهاي آب خنک در مرحله کندانس حرارت مبرد به یک واسط انتقال حرارت (آب) داده می شود. آب نیز در برج خنک کن حرارت گرفته را به وسیله تبخیر و انتقال جرم به محیط بیرون می دهد.

ب: چیلر تراکمی کندانسور هوایی در این روش مبرد گرم شده درداخل اواپراتور وارد کویل هاي کندانسور شده و در مجاورت غیر مستقیم با هواي آزاد گرماي خود را به محیط دفع می نماید . این نوع چیلر بی نیاز از آب بوده و بسیار مناسب جهت کار در مناطق کم آب یا سختی آب بالا و یا رطوبت بالاي محیط می باشد در چیلرهاي هواخنک حرارت مرحله کندانس به صورت مستقیم به هوا داده میشود. از آنجایی که ارزش حرارتی آب بسیار بالاتر از هوا است، چیلرهاي هواخنک نیاز به کندانسور بزرگتري دارند که این عامل گرانی این چیلرها را به همراد دارد. همچنین استفاده تمام وقت آنها از فن و بازده پایین تر مرحله کندانس موجب افزایش مصرف این دستگاه ها می باشد. (بازده پایین تر) از این رو این دستگاه ها تنها در مواردي که مشکل کمبود منابع آبی یا بی کیفیت بودن منابع آب وجود دار د و همچنین مناطق بسیار شرجی که تبخیر آب پایین است پیشنهاد می گردند.

تقسیم بندي چیلر هاي تراکمی بر اساس نوع کمپرسور

آنچه در این بخش قصد بررسی آن را داریم قلب تپنده یک چیلر تراکمی یعنی کمپرسور می باشد. چیلرهاي تراکمی بر اساس نوع کمپرسور به چهار دسته کلی تقسیم بندي می شوند.

الف) چیلر تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی این کمپرسورها، نسل اولیه کمپرسورها به حساب می آیند که با وجود تکنولوژي پایین و معایبی که در ادامه به آنها اشاره خواهد شد، مزایایی نیز دارند که هنوز در برخی شرایط خاص استفاده میگردند. ساختار کمپرسورهاي رفت و برگشتی: محور اصلی این کمپرسور توسط یک موتور داخلی یا خارجی (کمپرسور بسته یا باز) به دوران در می آید. میل لنگ به وسیله شاتون ها موجب حرکت خطی پیستون داخل سیلندر می شود. پایین آمدن پیستون در سیلندر ایجاد مکش کرده و سوپاپ شارژ مبرد را به داخل سیلندر وارد می کند. با بالا آمدن پیستون مبرد پس از رسیدن به فشار طراحی شده از سوپاپ دشارژ خارج میشود.

انواع کمپرسور رفت و برگشتی
 1-از نظر ظرفیت به کمپرسورهاي ریز، کوچک، متوسط و بزرگ
 2-از نظر مراحل تراکم به تک مرحله اي، دو یا سه مرحله اي
 3-ساده و دوبل که مبرد در یک طرف یا هر دو طرف پیستون متراکم می شود.
 4-تک سیلندر یا چند سیلندر
 5-از نظر طریقه قرارگیري محور به افقی، قائم یا مایل
 6-از نظر ساختمان سیلندر و کارتر به ترکیبی و انفرادي
 مزایا:
 1-سادگی سیستم و امکان تعمیر کردن کلیه قسمت ها به سادگی
 2-گستردگی ظرفیت از چند دهم اسب تا چند صد اسب
 3-سازگاري با شرایط آب و هوایی بسیار گرم (بسیار قوي)
 4-قابل ارائه با مبدل هاي صفحه اي و لوله بوسته اي به درخواست مشتري
 معایب:
 1 -عدم توانایی تنظیم ظرفیت
 2 -عمر پایین
 3 -جریان راه اندازي بالا
 4 -صدا و لرزش
 5 -بازدهی پایین (کندانسور بزرگ و نیاز زیاد به اسید شویی)

                                                                                     


ب) چیلرتراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ (گریز از مرکز) اساس کار این نوع کمپرسور دقیقا مشابه پمپ هاي سانتریفیوژ است. مبرد از مرکز دوران پروانه این کمپرسور وارد شده و توسط پروانه ها به محفظه رانش فرستاده می شود. سرعت سیال در این محفظه به فشار استاتیک تبدیل می شود. بازده این کمپرسورها نسبت مستقیم با سرعت سیال دارد. از این رو سرعت پروانه آنها به ظرفیت هاي مختلف بین 3000 دور در دقیقه تا 18000 دور در دقیقه متنوع است. آنچه مستلزم توجه است آن است که سرعت خطی سیال اهمیت دارد و این سرعت از حاصل ضرب سرعت دورانی پروانه در شعاع آن به دست می آید. بنابراین بنا بر شرایط مبردهاي گوناگون دور و طول قطر پروانه مشخص می گردد.
از جمله مزیت هاي این نوع کمپرسور می توان به موارد ذیل توجه داشت:
 1-این کمپرسورها کارکرد دینامیک داشته و به صورت پیوسته قابل مدیریت می باشند.
 2-تولید کمپرسور با ظرفیت بسیار بالا و حجم کوچک
 3-صدا و لرزش بسیار کم
 4-راندمان بالا مخصوصا در سرعت هاي بالا
 5-توانایی سري نمودن کمپرسورها براي رسیدن به اختلاف فشار بیشتر
معایب:
 1-عدم توانایی در استفاده براي ظرفیت هاي تبریدي پایین
 2-این چیلرها براي به دست آوردن دما هاي پایین مناسب نیستند.

                                                                                    

ج) چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو (پیچشی) :
 این کمپرسورها تشکیل شده از دو ردیف حلزونی می باشند. با چرخش حلزونی ها گاز وارد شده از سوپاپ مکش به سمت سوپاپ رانش متراکم می گردد. این کمپرسورها توانایی نتظیم خودکار محفظه ي تراکم را دارند و به این ترتیب می توانند در ظرفیت هاي متنوع کارکرد با بازده بالا داشته باشند.
 مزایا:
 1-بازده بالاتر نسبت به کمپرسور رفت و برگشتی
 2-توانایی تنظیم ظرفیت و مصرف برق به میزان ظرفیت مورد نیاز (بین100- % 25 (% تذکر: از آنجا که بار برودتی در تاسیسات به صورت روزمره تغییر میکند، تغییردبی مبرد می تواند هزینه هاي بهره برداري این سیستم را به میزان بسیار زیاد کاهش دهد. (بر خلاف کمپرسور سیلندر پیستونی که براي ظرفیت هاي ثابت مانند سردخانه کاربرد بیشتري دارند)
 3-توانایی اتصال به BMS : از آنجا که ظرفیت کمپرسور به صورت کاملا خودکار تغییر میکند می توان به سادگی دستگاه را به سیستم مدیریت هوشمند ساختمان متصل نمود.
 4-جریان راه اندازي این کمپرسورها بسیار پایین تر از ظرفیت مشابه در سیستم هاي تراکمی است.
 5-بازده بالاتر، کندانسور کوچکتر و به تبع آن برج خنک کن کوچکتر، گردش آب کمتر و رسوب پذیري پایین تر از نقاط قدرت این کمپرسور می باشد.
 6-به دلیل کمتر بودن اجزاء متحرك در این سیستم عمر مفید این کمپرسورها بیشتر از کمپرسورهاي رسیپروکیتینگ می باشد.
 7 -نیاز کمتر به اسید شویی در این سیستم عمر کلی سیستم تهویه را افزیش می دهد.
 8-عدم نیاز به اپراتور
 9-توان زیاد در حجم کوچک
 10-لرزش و صداي کمتر
 معایب:
 کلیه مزایاي این کمپرسور در مقیاس با کمپرسورهاي اسکلرال که این مزایا را در حد بالاتر دارند، می توانند نقطه ضعف شناخته شوند.

                                              

د) چیلر تراکمی کمپرسور اسکرال:
 این کمپرسورها با داشتن دو حلزونی که داخل یکدیگر وجود دارند و ایجاد یک حرکت دورانی ناقص (رفت و برگشت)، بیشترین بازده را در میان نسل هاي مختلف کمپرسورها دارا می باشند.
مزایا:
 1 -بازده بسیار بالا
 2 -زیر بار رفتن به صورت کاملا دیجیتال ( 100 - %0 (% تذکر: این امر باعث می شود دقیقا به میزان مورد نیاز تبرید صورت پذیرد.
 3 -تنظیم دقیق یونیت هاي تهویه مطبوع
 4 -توانایی اتصال به BMS 5 -راه اندازي بدون بار
 6 -عمر مفید بالا و مقاومت در برابر کاهش سطح روغن
 7 -بازده بالا و کندانسور کوچک
 8 -نیاز به اسید شویی کمتر
 9 -عدم نیاز به اپراتور
 10 -توان زیاد و حجم کوچک
 11 -لرزش وصداي کم
 12 -قابلیت اتصال چیلرها به صورت ماژولار و فرمانگیري از یک مرکز فرمان
 13 -کمترین میزان خروج از مدارfailure rate
 14 -نگهداري بسیار آسان
 15 -کمترین میزان قطعات متحرك (عمر طولانی)
 16 -مقاومت در برابر بازگشت مایع به کمپرسور
 17 -سیستم حفاظتی الکترونیکی داخلی براي موتور
 18 -سیستم حفاظتی داخلی براي دماي بالا
 معایب:
 1 -عیب اصلی این سیستم قیمت اولیه بالا مخصوصا در ظرفیت هاي بالا می باشد.
 2 -از مشکلات دیگر این نوع کمپرسور عدم توانایی تعمیر آن

چیلرهاي جذبی

چیلرهاي جذبی بسته به شرایط برخی پروژه ها می توانند جایگزین مناسبی براي چیلرهاي تراکمی باشند. انرژي مورد نیاز این چیلر بر خلاف چیلر تراکمی که الکتریسیته است از طریق بخارآب، آب داغ یا آّب گرم تامین می شود. این نوع چیلر مانند چیلر تراکمی آب سرد مورد نیاز سایر تجهیزات تهویه مطبوع مانند فن کویل و هواساز را تامین می کند.
 اجزاي چیلر جذبی عبارتند از : اواپراتور، ابزربر، پمپ، شیر اختناق، ژنراتور، کندانسور

اصول کار چیلر جذبی:

در چیلرهاي جذبی مبرد که عمدتا آب است پس از اواپراتور (گیرنده ي دما) به گاز تبدیل شده وارد ابزربر می شود و در انجا با مایع لیتیم بروماید به عنوان جاذب ترکیب و در نتیجه رقیق می شود. پس از آن توسط پمپ فشارش افزایش پیدا کرده و به ژنراتور فرستاده می شود و در آنجا توسط حرارت از لیتیم بروماید جدا می شود و به کندانسور می رود در آنجا بخار مبرد به مایع تبدیل شده و پس از عبور از شیر اختناق با از دادن فشار به اواپراتور باز می گردد. لیتیم بروماید غلیظ موجود در ژنراتور به وسیله ي شیر اختناق فشارش کاهش پیدا می کند و به محفظه ي ابزربر بازگشت داده می شود تا مجددا با مبرد ترکیب شود. این همان سیکل تبرید رانکین است با این تفاوت که در چیلر تراکمی کمپرسور با مصرف بالاي برق وظیفه ي افزایش فشار مبرد تا فشارکندانسور را داشت لیکن در چیلر جذبی افزایش فشار توسط پمپ انجام می شود به همین دلیل مصرف برق بسیار کمتري نسبت به چیلر تراکمی دارد و همده ي مصرف انرژي صرف گرم کردن ژنراتور می شود.

                                      

مزایا و معایب چیلر جذبی:
 الف) مزیت ها:
 1 .صرفه جویی در مصرف برق: (افزایش فشار به وسیله ي پمپ انجام می شود در نتیجه مصرف برق بسیار پایین تر است.)
 2 .صرفه جویی در هزینه نصب شبکه برق (پست برق کوچکتر با ظرفیت پایینتر)
 3 .عدم نیاز به برق اضطراري(به علت مصرف نکردن برق در مواردي مانند بیمارستان به برق اضطراري نیاز نیست.)
 4 .صرفه جویی در هزینه هاي جاري (از اب گرم تولید شده می توان جهت مصرف روزانه استفاده کرد.)
 5 .بهبود راندمان دیگ ها در تابستان (در مکان هایی مانند بیمارستان می توان از بخار تولید شده براي استریل کردن و استفاده از سایر تجهیزات تهویه مطبوع بهره برد).
6 .بازگشت هزینه ي اولیه : (با توجه به عدم استفاده از برق در نتیجه ما به التفاوت قیمت اولیه ي این چیلر با چیلر تراکمی بعدا در هزینه ي انرژي مصرفی جبران می شود).
 7 .کاهش صدا و لرزش: (بر خلاف چیلرهاي تراکمی منبع اصلی تولید صدا یعنی کمپرسور وجود ندارند.)
 8 .استفاده از مبرد دوستدار محیط زیست: (عمدتا از آّب به عنوان مبرد استفاده می کنند در نتیجه خطراتی که گازهایی مانند فرین براي طبیعت داشتند را ندارند).
 9 .قابلیت استفاده از انرژي هاي نو مانند انرژي تابشی خورشید
ب) معایب:
 1 .هزینه ي اولیه بالا
 2 .نیاز به اوپراتور 3 .بازده ي تولید برودت پایین
 4 .هزینه هاي تعمیرات و نگهداري بالا
 5 .نیاز به برج خنک کننده ي بزرگتر (خنک نمودن ابزربر و کندانسور)

تقسیم بندي چیلر جذبی:
چیلر هاي جذبی به سه شکل طبقه بندي می شوند.

الف) از نظر حرارت مورد استفاده در ژنراتور:
 1 .چیلر هاي جذبی آب گرم
 2 .چیلر هاي جذبی آب داغ
 3 .چیلر هاي جذبی بخار
 4 .چیلر هاي جذبی شعله مستقیم

ب)از نظر ماده مبرد و جاذب:
 1 .چیلر هاي جذبی لیتیم بروماید
 2 .چیلر هاي جذبی آمونیاکی
 3 .چیلر هاي جذبی سیلیکاژلی

ج) از نظر چرخه ي غلیظ سازي جاذب:
 1 .چیلر هاي جذبی تک اثره لیتیم بروماید
 2 .چیلر هاي جذبی دو اثره لیتیم بروماید
 3 .چیلر هاي جذبی سه اثره لیتیم بروماید
 4 .چیلر هاي جذبی یک مرحله اي آمونیاکی
 5 .چیلر هاي جذبی چند مرحله اي آمونیاکی

د) تقسیم بندي از نظر نوع مبرد و چرخه ي غلیظ سازي جاذب:
 به دلیل پراکندگی در تقسیم بندي هاي بالا و همچنین منسوخ شدن برخی از چیلرها، نوعی تقسیم بندي کلی در نظر گرفته می شود که به نوعی ترکیبی از تقسیمات بالاست.
 1 .چیلر تک اثره: تغذیه بخار و تغذیه آب داغ
 2 .چیلر دو اثره: تغذیه شعله مستقیم و تغزیه بخار
صفحه اصلی    |    مقالات و مطالب    |    درباره فدک صنعت    |    تماس با فدک صنعت    |    نقشه سایت
info@fadaksanat.ir
021-77614524
021-89781610
خیابان هدایت، کوچه شهناز، پلاک 2، واحد 102
کلیه حقوق محفوظ و متعلق به شرکت فدک صنعت میباشد و هرگونه کپی برداری با ذکر منبع بلامانع است.
طراحی سایت صنعتی، راهکارنوین.