ظرفیت نامی و واقعی چیلر

همواره سازندگان ساختمان‌های بزرگ مانند: مجتمع‌های تجاری و اداری، هتل‌ها، برج‌های مسکونی و … ، چیلر‌های تراکمی را، به عنوان بهترین و مناسب‌ترین سیستم تهویه مطبوع، برای ساختمان خود می‌شناسند. اما اصلی‌ترین چالش برای آن‌ها، انتخاب چیلری مناسب با شرایط محیطی و ساختمان آن‌هاست. در این بین مهم‌ترین و حساس‌ترین معضلی، که سازندگان با آن روبرو هستند، انتخاب دقیق و صحیح، و محاسبه ظرفیت چیلر نسبت به ساختمان مدنظرشان است.انتخاب مناسب‌ترین سیستم تهویه مطبوع به‌طور حتم باید توسط یک متخصص انجام شود. به طور قطع بهترین شیوه یاری گرفتن از مشاور و مهندس تاسیسات است. ما در این مقاله قصد داریم، تا شما را با تفاوت بین ظرفیت نامی و  ظرفیت واقعی  آشنا کنیم، و موارد مهمی که در تغییر میزان ظرفیت نامی چیلر تاثیرگذار هستند، را برای‌تان به تفصیل توضیح دهیم.

ظرفیت نامی :

در طراحی چیلر عدد بسیار مهمی وجود دارد، که توان درج شده روی کمپرسور سیستم، برحسب اسب بخار است. مقدار این عدد به عنوان ظرفیت نامی  شناخته می‌شود. در واقع ظرفیت نامی ، در شرایط استاندارد تعیین شده، و تنها وابسته به فاکتور‌های طراحی سیستم است. برای تعیین ظرفیت نامی، از استانداردهای خاصی استفاده می‌شود، که در تمام دنیا قابل استناد است. برای مثال: یکی از استاندارد‌های پرکاربرد در این زمینه، استاندارد AHRI است، که در تمام دنیا مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ظرفیت واقعی:

همان‌طور که اشاره شد، ظرفیت نامی مربوط به شرایط استاندارد است. اما ظرفیت واقعی ، برودتی است، که دستگاه تحت شرایط کارکرد خود در محیط مشخصی تولید می‌کند. این ظرفیت در اصل ظرفیت واقعی سرمایشی چیلر است، و توانایی تولید سرمایش  را در شرایط محیط مشخص می‌کند. عوامل متعددی روی ظرفیت واقعی  تاثیر می‌گذارند، که از جمله آن‌ها، می‌توان به دمای محیط، دمای تبرید، نوع کمپرسور، نوع کندانسور، نوع مبرد (هوا یا آب)،، نوع گاز، دمای مافوق سرد (سابکول)، و دمای مافوق گرم (سوپرهیت) اشاره نمود.

همه این موارد سبب می‌شوند، که ظرفیت واقعی چیلر کمتر از ظرفیت نامی چیلر باشد. بنابراین پس از محاسبه ظرفیت نامی چیلر، می‌بایست از ضریبی استفاده کرد ،تا ظرفیت واقعی چیلر بدست آید. در نتیجه شرایط محیطی باید در انتخاب چیلر، چه با سیکل تراکمی آب‌ خنک و چه با سیکل تراکمی هوا‌خنک، لحاظ شوند. به طور مثال در صورت نیاز به ۱۰۰ تن تبرید، بایستی دستگاهی انتخاب شود، که ظرفیت نامی، درج شده روی کاتالوگ آن از ۱۰۰ تن بیشتر باشد.

فیلتر درایر و کاربرد آن

انواع فیلتر درایر

وظیفۀ اصلی فیلتر درایر جذب رطوبت، و ناخالصی‌هایی مثل خاک، روان ساز لحیم کاری، و اسید تولید شده توسط رطوبت مبرد است.

وجود رطوبت و ناخالصی در سیکل می‌تواند، باعث آسیب به قطعات خصوصاً، کمپرسور شود. ضمن اینکه رطوبت ممکن است، با عناصر شیمیایی روغن کمپرسور، یا مبرد، وارد واکنش شده، و موجب تولید اسیدهای قوی و ضعیف شود، که این اسید می‌تواند، در قطعات کمپرسور ایجاد خوردگی کند.

وظايف فيلتر دراير در سيستم‌هاي تبريد

  • از سيستم تبريد، در برابر ذرات نامطلوب براي سيستم، محافظت مي‌کند.
  • واکنش‌هاي شيميايي در سيکل تبريد را، با حذف ذرات خارجي، به حداقل مي‌رسانند.
  • همچنين مي‌تواند اسيد و ذرات جامد را، جمع‌آوري کند.
  • از تشکيل برفک، در اريفيس شير انبساط به وسيله جمع‌آوري رطوبت در سيستم، جلوگيري مي‌کند

فیلتر درایر

اجزای تشکیل‌دهنده

عموما از سه قسمت اصلی تشکیل شده است، که شامل یک قسمت، برای گرفتن ذرات و ناخالصی‌های درشت، یک قسمت فیلتر (صافی) با توری ریز، جهت حذف ذرات ریز، و قسمت دیگر خشک کن درایر، یا رطوبت گیر، جهت حذف رطوبت از سیستم تبرید می‌باشد.

 در کجای سیستم تبرید نصب می‌گردد؟

محل قرار گیری فیلتر درایر در سردخانه، و سیستم تبرید، در اکثر مواقع در خط مایع، و قبل از شیر انبساط یا اکسپنشن ولو، می‌باشد، ولی در شرایط خاص می‌توان آن  را، در خط ساکشن، قبل از کمپرسور، نصب کرد، و اصطلاحا به فیلتر درایر نصب شده در خط مکش فیلتر سوختن نیز می‌گویند. فیلتر درایر‌ها در سایز‌های مختلف با جنس بدنه فولادی طراحی و تولید می‌شوند، و بعضی فیلترها دو طرفه و برخی یک طرفه هستند، که در نصب مدل یک طرفه، حتما باید به فلش درج شده روی پوسته فیلتر توجه گردد، تا در راندمان و عملکرد فیلتر درایر، اخلالی ایجاد نشود.

نکات مهم در استفاده

  • لازم به ذکر است که، فیلتر درایر، را قبل از رسیدن به حد افت فشار مجاز سیستم، باید تعویض نمود.
  • به هنگام انتخاب  می‌بایست، به نوع گاز مبرد، سیال، و روغن کمپرسور توجه نمود، (اسیدی بودن یا غیر اسیدی بودن).
  • به هنگام نصب در سیستم تبرید می‌بایست، به فلش و جهت درج شده بر روی فیلتر درایر توجه نمود.

چیلر جذبی و نحوه عملکرد آن

 آشنایی با چیلر جذبی

چیلر جذبی به دلیل استفاده از سوخت حرارتی، بر خلاف چیلر‌های تراکمی، که از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند، یکی از چیلرهای پرکاربرد، و محبوب در سیستم‌های تهویه مطبوع، به‌شمار می‌رود. ذکر این نکته لازم است، که چیلرهای جذبی امروزه بسیار کمتر از، چیلرهای تراکمی مورد استفاده قرار می‌گیرند. راندمان بسیار پایین‌تر این چیلرها، نسبت به چیلرهای تراکمی، یکی از عواملی است، که این دستگاه‌ها را، کم کم از بازار تهویه مطبوع، به حاشیه رانده است. اگرچه در ظرفیت‌های بالای تولیدی، این دستگاه‌ها، به دلیل اختلاف بسیار زیاد در مصرف برق، به نسبت چیلرهای تراکمی، در بسیاری از پروژه‌ها، کارفرما مجبور به استفاده از این نوع چیلرها می‌شود.

می‌توان گفت: این چیلرها در کشورهایی که دارای نفت و گاز ارزان هستند، بیشتر مورد توجه قرار گرفته است.

در ادامه به شرح کامل این دستگاه می‌پردازیم:

همانطور که ذکر شد، مصرف انرژی عمده چیلر جذبی بر پایه مصرف گاز طبیعی است. در چیلرهای تراکمی از کمپرسور،که مصرف کننده برق می‌باشد، استفاده می‌کنند، و در چیلر جذبی، به جای کمپرسور از ژنراتور و ابزوربر، استفاده می‌شود.

اجزای اصلی چیلر جذبی :

۱-ژنراتور :

وظیفه گرما دادن به محلول غلیظ، و جداسازی لیتیوم بروماید و تبخیر مبرد را دارد.

۲- کندانسور :

وظیفه گرفتن گرما از مبرد، و تبدیل حالت آن از گاز به مایع، و در‌واقع چگالش آن را برعهده دارد.

۳- اواپراتور :

محلی است که گرمای آب در گردش (Chilled Water), توسط مبرد گرفته شده،و مبرد تبخیر می‌شود.

۴- ابزوربر :

محفظه‌ای است که مبرد تبخیر شده در اواپراتور، توسط مایع لیتیوم بروماید، جذب می‌شود.

۵- پمپ :

این قطعه وظیفه ارسال محلول رقیق، به سمت ژنراتور را بر عهده دارد.

نحوه کارکرد چیلر جذبی

در چیلر جذبی آب ‌مقطر، نقش مبرد را ایفا می‌کند. وظیفه مبرد گرفتن گرمای آب در گردش بین چیلر و فن کویل است. یکی از اصول ترمودینامیکی رابطه‌ی بین فشار و دمای تبخیر می‌باشد. به این صورت که هرچه فشار محیط کمتر شود، نقطه جوش یک ماده پایین تر است، و اصطلاحا زودتر تبخیر می‌شود. در اینجا و در قسمت اواپراتور، شرایطی فراهم می‌شود، که آب‌مقطر در دمای حدودا 5° سانتیگراد تبخیر می‌شود.

نحوه خنک شدن آب در چیلر جذبی

در اواپراتور آب‌ مقطر و آب برگشتی از فن‌کویل‌ها، که معمولا دارای دمای (12°c) می‌باشد، در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند. آب برگشتی از فن‌کویل‌ها، گرمای خود را به آب‌مقطر می‌دهد. این آب خنک شده، و آب‌مقطر، تبخیر می‌شود، و به حالت بخار در می‌آید. در این مرحله آب خنک شده، به سمت فن‌کویل‌ها، ارسال می‌شود‌. مبرد که به حالت بخار درآمده است، در قسمت بعدی که ابزوربر نام دارد، توسط لیتیوم بروماید جذب می‌شود. حال مخلوطی از لیتیوم بروماید و بخار مبرد، که محلول رقیق لیتیوم بروماید است، را داریم. این مخلوط توسط پمپ، به سمت ژنراتور، ارسال می‌گردد.

ژنراتور با گرمادهی به این محلول، باعث جداسازی لیتیوم بروماید، و بخار آب می‌گردد. این گرما می‌تواند، از سه روش مشعل، آب داغ و یا بخار، توسط ژنراتور تولید و به محلول رقیق داده شود. در این مرحله لیتیوم بروماید، که دوباره غلظتش افزایش یافته، و اصطلاحا تغلیظ، شده است، به دلیل اختلاف فشار بین ژنراتور و ابزوربر (ابزوربر فشار پایین تری دارد)،، دوباره به ابزوربر برمی‌گردد. از طرفی بخار مبرد جدا شده، به کندانسور چیلر ارسال می‌شود.

در کندانسور حالت مبرد از گاز، به مایع تبدیل می‌شود. کندانسور در چیلر جذبی، از نوع آب‌خنک است. به این معنی که آب از برج خنک‌کننده، باعث چگالش مبرد می‌شود. سپس این مبرد، که اکنون به حالت مایع درآمده، دوباره برای گرفتن گرمای آب در گردش چیلر، به سمت اواپراتور ارسال می‌شود.

این ساده ترین تعریف برای کارکرد سیکل چیلر جذبی می‌باشد.

انواع چیلر جذبی کدامند؟

۱-چیلر جذبی شعله مستقیم:

چیلر جذبی شعله مستقیم، متداولترین نوع از چیلرهای جذبی می‌باشند. این چیلرها درون خود دارای مشعل هستند، و مستقیما گرما را به مخلوط رقیق شده لیتیوم بروماید، و مبرد می‌دهند. درواقع گرمای ژنراتور، از طریق شعله‌ی مستقیم تامین می‌شود. به دلیل راندمان بالاتر این نوع چیلر نسبت به انواع دیگر و همچنین امکان استفاده از این نوع چیلر، در زمستان جهت تولید آب گرم، چیلرهای شعله مستقیم، محبوبیت بالایی در بین انواع چیلرهای جذبی دارند. نیاز به تجهیزات کمتر، و واسطه‌های کمتر جهت تولید حرارت، هزینه‌های نصب، و استفاده از این چیلرها را، بیشتر متداول کرده است.

۲- چیلر جذبی آب گرم:

چیلرهای جذبی آب گرم، نیاز به موتورخانه و دیگ جهت رساندن آب گرم، برای تغلیظ محلول دارند.نیاز به این تجهیزات و افزایش هزینه‌های نصب، و راه‌اندازی ، افت انرژی حرارتی و… از جمله مشکلات این سیستم می‌باشد.

اقتصادی‌ترین نوع استفاده از این چیلرها، در فرایندهایی است، که تولید آب گرم بدون هزینه در اختیار است.

۳-چیلر جذبی بخار:

چیلرهای جذبی بخار، با استفاده از گرمای بخار باعث تغلیظ محلول لیتیوم بروماید، و آب می‌گردد.

این چیلرها، خود دارای دو نوع تک اثره و دو اثره، می‌باشند.

در مدل‌های دو اثره، محلول طی دو مرحله، و در دو ژنراتور دما بالا و دما پایین، جداسازی می‌شود.

نیاز به حجم بالای بخار و تجهیزات زیاد، استفاده از این چیلرها، در پروژه‌های بیمارستانی و نیروگاهی، مقرون به‌صرفه‌تر است.

مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی:

مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی، همواره مورد بحث مهندسین و کارفرمایان محترم بوده است. این مقایسه‌ها عموما به علت اصلی مصرف برق چیلرهای تراکمی، و مصرف گاز در چیلرهای جذبی می‌باشد. البته می‌توان موارد زیر را به صورت فهرست‌وار برای مقایسه این دو چیلر، عنوان کرد، هرچند مقایسه دو چیلر جذبی و تراکمی می‌تواند، بسیار گسترده‌تر باشد:

تفاوت چیلر جذبی و تراکمی

  • ۱-چیلرهای جذبی ،معمولا نیاز بیشتری به نیروی متخصص جهت نگه‌داری و تعمیرات دارند.
  • ۲- چیلرهای جذبی در پروژه‌هایی که نیاز به تامین برق بسیار بالا می‌باشد، مناسب اند.
  • ۳- مصرف چیلرهای جذبی، بر‌پایه سوخت طبیعی، و چیلرهای تراکمی بر‌اساس مصرف برق می‌باشند.
  • ۴- راندمان یک چیلر تراکمی، بسیار بیشتر (حدود ۵ تا ۶ برابر) نسبت به یک چیلر جذبی است.
  • ۵-ابعاد و اندازه‌یک چیلر جذبی، معمولا بسیار بزرگتر از چیلر تراکمی است، و نیاز به فضای بیشتری دارد.
  • ۶-چیلر جذبی به دلیل نیاز به برج‌خنک‌کننده، مصرف آب بالاتری نسبت به چیلر تراکمی هوا‌خنک دارد.
  • ۷- تجهیزات مصرفی و تاسیساتی، برای یک چیلر جذبی بیشتر از چیلر تراکمی است.
  • ۸- در ظرفیت‌های پایین، چیلرهای جذبی اصلا مقرون‌به‌صرفه نیستند.

جمع‌بندی :

امروزه استفاده از چیلرهای جذبی به دلیل نیاز به تجهیزات زیاد و فضای زیاد(نسبت به چیلرهای تراکمی همچون مینی چیلر‌ها) بسیار کمتر شده است. البته بزرگترین مزیت این چیلرها، استفاده از سوخت طبیعی گاز، و تبدیل آن به سرمایش می‌باشد، که در ایران به دلیل ارزان بودن این انرژی، همچنان استفاده از این چیلرها را، مورد توجه قرار می‌دهد. البته در ظرفیت‌های پایین، کمتر کسی به دنبال نصب چیلر جذبی است، چراکه دردسرهای اجرا و نگه‌داری،  راندمان و زمان،  کارفرمایان ترجیح می‌دهند از چیلرهای تراکمی استفاده کنند. با این وجود، هنوز هم در بسیاری از پروژه‌های بزرگ، استفاده از این چیلرها مرسوم است.

عملکرد چیلر آب خنک

چیلر تراکمی آب خنک، یا همان چیلر‌ آبی ، یکی از متداول ترین چیلر‌هایی است که، امروزه برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این دستگاه‌ها، می‌توان برای خنک کردن ساختمان‌های اداری و تجاری، سالن‌های سرپوشیده، مراکز صنعتی و …، بهره برد. تفاوت این دستگاه‌ها، با نوع دیگر چیلر‌های تراکمی، در چگونگی خنک سازی سیال مبرد است. در این دستگاه‌ها از یک برج خنک‌کننده یا COOLING TOWER, و جریان آب برای این کار استفاده می‌شود.

مادامی که در چیلر‌های هوا خنک از چندین فن و جریان هوا برای خنک سازی بهره برده می‌شود، اما سؤال اینجاست، چرا باید از چیلر‌های آبی استفاده کرد؟ موارد برتری چیلر‌های آب خنک چیست؟ و چرا این دستۀ خاص در بازار چیلرها از محبوبیت بیشتری برخوردارند؟ در این مقاله قصد داریم، به سراغ این دستگاه‌ها برویم، ساختمان آن‌‌ها را بررسی کنیم‌ و سپس به مزایا و معایب آن بپردازیم. به شکلی که در نهایت بتوانیم پاسخ سؤالات بالا را نیز پیدا کنیم.

آشنایی با چیلر‌های آب خنک

چیلرهای تراکمی، دستگاه‌های سرماسازی هستند، که در آن‌ها از یک سیکل تبریدی، و سیال مبرد استفاده می‌شود. سیال مبرد، دارای ظرفیت گرمایی بالایی است، و با طی کردن سیکل تبرید، به صورت پیاپی تغییر فاز می‌دهد. در چیلرها، با بهره‌گیری از علوم ترمودینامیک، و انتقال حرارت، از این عمل تغییر فاز، برای سرمایش و گرمایش محیط‌های متفاوت استفاده می‌کنند.

نقطۀ شروع در سیکل تبریدی چیلر‌های آبی ، بخش کمپرسور، است. سیال مبرد با عبور از کمپرسور، فشرده شده و دمای آن بالا می‌رود. این گاز متراکم شده، سپس به بخش کندانسور، فرستاده می‌شود. در نتیجه، عمل میعان بر روی سیال صورت گرفته، گاز متراکم به مایع متراکم تبدیل می‌شود. این سیال پس از عبور از کندانسور چیلر، از یک شیر انبساطی، گذر می‌کند. نتیجۀ این اتفاق، کاهش شدید فشار سیال، و تبخیر مجدد آن است؛ که همزمان با عمل تبخیر، سیال، وارد بخش اواپراتور، می‌گردد، و دمای آن بالا می‌رود. که در نتیجه مابقی سیال مایع موجود در خط لوله، نیز به گاز تبدیل شده، آمادۀ ورود مجدد به کمپرسور می‌شود. خروجی بخش اواپراتور در حقیقت نقطۀ ورود مجدد سیال به کمپرسور است. با تکرار پیاپی این سیکل تبریدی، عمل خنک سازی در چیلرها صورت می‌گیرد.

ساختار چیلر آب خنک

ساختار چیلر آب خنک مشابه با چیلر هوا خنک است و تنها تفاوت آن نوع و عملکرد کندانسور آن می باشد که از نوع آبی می باشد.در ادامه به بررسی و معرفی اجزا آن می پردازیم.

کمپرسور چیلر آبی

کمپرسور در چیلرهای تراکمی، در حقیقت قلب دستگاه به شمار می‌رود. معمولاً در طراحی چیلرهای تراکمی، از کمپرسور‌های اسکرو، استفاده می‌شود. اگرچه می‌توان از کمپرسور‌های رفت و برگشتی، نیز در طراحی دستگاه استفاده کرد. دلیل انتخاب کمپرسور‌های اسکرو، سر و صدای کمتر این کمپرسور‌ها، و کنترل دقیق تر ظرفیت این کمپرسور است. در چیلر‌های تراکمی، معمولاً از دو یا چند سیکل موازی استفاده می‌شود؛ که هر سیکل به چند کمپرسور متصل می‌گردد. این عمل باعث می‌شود، تا در وهلۀ اول کار کنترل دستگاه ساده‌تر صورت بگیرد. به این معنا که اگر نیاز به کاهش ظرفیت سرمایشی چیلر باشد، می‌توان یکی از کمپرسورهای چیلر را از مدار خارج کرد، و مثلاً اگر از یک چیلر با چهار کمپرسور در کنار هم استفاده می‌شود، با خاموش کردن هر یک از آن‌ها،می‌توان حدود بیست و پنج درصد از ظرفیت تراکمی کمپرسور‌ها،را کاهش داد.

دلیل دوم استفاده از چند کمپرسور، و خط لوله‌های موازی این است، که اگر در هنگام کار یکی از کمپرسور‌ها، دچار خرابی شد، همچنان بتوانیم از چیلر استفاده کنیم. در این حالت کافی است، خط لولۀ مورد نظر را از مدار خارج کرده، به طور موقت و تا زمان تعمیر کمپرسور از چیلر با ظرفیت پایین تری استفاده کرد.

نقش اواپراتور در چیلر های تراکمی آب خنک

اواپراتور، به مانند یک مبدل حرارتی، در چیلرهای تراکمی عمل می‌کند. در حقیقت اواپراتور، همان بخشی است که،عمل خنک سازی محیط به کمک آن انجام می‌گیرد. اواپراتور‌ها، به صورت یک مبدل پوسته لوله، طراحی می‌شوند. سیال مبرد در داخل ،لوله در جریان است، و در اطراف لوله آب جریان می‌یابد. در‌نتیجه سیال مبرد، باعث کاهش دمای آب در اواپراتور شده، و خود به طور کامل تبخیر می‌شود. در‌حقیقت از این آب خنک شده است، که برای خنک سازی محیط و یا ،دستگاه‌های صنعتی، استفاده می‌شود. آب جاری در اواپراتور، پس از خروج به سمت دستگاه‌های  هواساز و فن‌کویل‌ها می‌رود، تا عمل سرمایش را انجام دهد. سیال مبرد، نیز پس از خروج از اواپراتور، دوباره به کمپرسور فرستاده می‌شود.

نقش کندانسور در طراحی چیلر‌های تراکمی آبی

طراحی کندانسور نیز، درست مانند یک مبدل حرارتی پوسته لوله، صورت می‌گیرد. سیال مبرد، در اینجا نیز داخل لوله در جریان است. سیالی که وارد کمپرسور میشود، دما و فشار بالایی دارد، که با ورود به کندانسور، دمای آن پایین آمده،و  آمادۀ ورود به شیر انبساط می‌شود.

همین‌طور که گفتیم، عمل خنک سازی چیلرهای تراکمی، را هم می‌توان با جریان هوا انجام داد، و هم با جریان آب. نقش آب در خنک سازی چیلر، درست در بخش کندانسور است که، مشخص می‌شود. اگر برای خنک سازی اولیۀ سیال مبرد، از جریان آب استفاده گردد، گفته می‌شود که، چیلر از نوع آب خنک است. آب مورد نیاز برای ورود به بخش کندانسور، به کمک برج خنک‌کننده، تأمین می‌شود.

نقش برج خنک‌کننده در راه‌اندازی چیلر‌های تراکمی آب خنک

برجهای خنک‌کننده، در‌حقیقت یک عضو کمکی به شمار می‌روند، که در کنار چیلر به عمل سرمایش محیط کمک می‌کنند. همین‌طور که گفتیم: در بخش کندانسور، دمای سیال مبرد با عبور از یک مبدل پوسته لوله، کاهش می‌یابد. آبی که در بخش کندانسور جریان پیدا می‌کند، همان آبی است که به کمک برج خنک‌کننده، دمای آن پایین آورده می‌شود. در حقیقت آب خروجی از کندانسور، وارد برج خنک‌کننده می‌شود. طراحی برج خنک‌کننده، به این شکل است که، آب از بالا به صورت آبشاری جاری می‌شود. جریان هوا نیز از پایین به درون برج پمپ می‌گردد؛ که در نتیجۀ این عمل، دمای آب برج خنک‌کننده کاهش می‌یابد. این آب خنک شده در پایان آمادۀ ورود مجدد به بخش کندانسور می‌شود.

بررسی مزایا و معایب چیلر‌های آبی

حال که با ساختمان چیلر‌های آبی، و چگونگی عملکرد آن‌ها آشنا شدیم، می‌توانیم به سراغ بررسی مزایا و معایب، آن برویم. امروزه از چیلر‌های آبی، برای خنک سازی ساختمان‌های اداری، تجاری و حتی مسکونی نیز، استفاده می‌شود. به‌علاوه که می‌توان از آن‌ها، برای خنک سازی دستگاه‌های صنعتی، و محیط‌های کارگاهی نیز استفاده کرد. دلیل این استقبال گسترده از این دستگاه‌ها، ظرفیت سرمایش آن‌هاست. ظرفیت سرمایشی این چیلر‌ها، نسبت به چیلر‌های جذبی و هوا‌خنک، بیشتر است. این در صورتی است که، برای راه‌اندازی این چیلر‌ها، نیاز به آب فراوانی خواهد بود. که تأمین این آب در مکان‌های گرم‌سیری، کار مشکلی است.

مسئلۀ دیگر هزینه‌های جاری طراحی چیلر‌های تراکمی است. طبیعتاً راه‌اندازی چیلر‌های آب‌خنک، نسبت به چیلر‌های هوا‌خنک، هزینۀ بیشتری را در‌پی خواهد داشت. زیرا لازم است، در کنار این دستگاه‌ها، از یک برج خنک‌کننده نیز، استفاده کرد. اما اگر به دنبال چیلری با ظرفیت سرمایشی بالا هستید، استفاده از چیلر‌های آب‌خنک، مقرون به‌صرفه‌تر بوده، و کارایی بهتری دارد.

محل نصب چیلر‌های آب‌خنک و چیلر‌های هوا‌خنک.

نکتۀ بعدی به تفاوت مکان نصب چیلر‌های آب‌خنک و چیلر‌های هوا‌خنک، بر‌می‌گردد. چیلر‌های هوا‌خنک، را باید حتماً در جریان هوای آزاد،که معمولاً روی پشت‌بام خانه‌هاست، نصب کرد. که در درجۀ اول، روی زیبایی ساختمان اثر می‌گذارد. این در‌حالی است که چیلر‌های آبی را، می‌توان در بخش موتورخانه یا تأسیسات،نصب نمود. مکانی که هم دسترسی به آن ساده‌تر است، و هم از نظر زیبایی تأثیر مثبتی روی نمای بیرونی ساختمان دارد.

جمع بندی

در چیلر‌های تراکمی آب‌خنک، از یک سیکل تبریدی برای خنک‌سازی محیط اطراف استفاده می‌شود. در این چیلر‌ها برای خنک‌سازی، از چیلر ،جریان آب و یک برج خنک‌کننده، کمک گرفته می‌شود. زمانی که سیال مبرد وارد بخش کندانسور می‌شود، دما و فشار بالایی دارد. برای کاهش دمای این سیال، و آماده سازی آن برای ورود به اواپراتور، از یک مبدل پوسته لوله، و جریان آب استفاده میشود. آبی که در کندانسور گرمای سیال مبرد را جذب می‌کند، به برج خنک‌کننده فرستاده می‌شود، تا دمای آن پایین آمده، و مجدداً آمادۀ ورود به کندانسور شود. چیلر‌های آبی، از ظرفیت سرمایشی بالاتری برخوردارند، و به همین‌خاطر، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این‌حال امکان استفاده از آن‌ها در مناطق گرم و خشک، به دلیل مشکلات کم آبی وجود ندارد.

چیلر آب خنک

چیلر آبی یا چیلر آب‌خنک چیست؟

چیلر های تراکمی آب خنک، یا همان چیلر‌های آبی ، یکی از متداول ترین چیلر‌هایی است که، امروزه برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این دستگاه‌ها، می‌توان برای خنک کردن ساختمان‌های اداری و تجاری، سالن‌های سرپوشیده، مراکز صنعتی و …، بهره برد. تفاوت این دستگاه‌ها، با نوع دیگر چیلر‌های تراکمی، در چگونگی خنک سازی سیال مبرد است. در این دستگاه‌ها از یک برج خنک‌کننده یا COOLING TOWER, و جریان آب برای این کار استفاده می‌شود.

مادامی که در چیلر‌های هوا خنک از چندین فن و جریان هوا برای خنک سازی بهره برده می‌شود، اما سؤال اینجاست، چرا باید از چیلر‌های آبی استفاده کرد؟ موارد برتری چیلر‌های آب خنک چیست؟ و چرا این دستۀ خاص در بازار چیلرها از محبوبیت بیشتری برخوردارند؟ در این مقاله قصد داریم، به سراغ این دستگاه‌ها برویم، ساختمان آن‌‌ها را بررسی کنیم‌ و سپس به مزایا و معایب آن بپردازیم. به شکلی که در نهایت بتوانیم پاسخ سؤالات بالا را نیز پیدا کنیم.

آشنایی با چیلر‌های آب خنک

چیلرهای تراکمی، دستگاه‌های سرماسازی هستند، که در آن‌ها از یک سیکل تبریدی، و سیال مبرد استفاده می‌شود. سیال مبرد، دارای ظرفیت گرمایی بالایی است، و با طی کردن سیکل تبرید، به صورت پیاپی تغییر فاز می‌دهد. در چیلرها، با بهره‌گیری از علوم ترمودینامیک، و انتقال حرارت، از این عمل تغییر فاز، برای سرمایش و گرمایش محیط‌های متفاوت استفاده می‌کنند.

نقطۀ شروع در سیکل تبریدی چیلر‌های آبی ، بخش کمپرسور، است. سیال مبرد با عبور از کمپرسور، فشرده شده و دمای آن بالا می‌رود. این گاز متراکم شده، سپس به بخش کندانسور، فرستاده می‌شود. در نتیجه، عمل میعان بر روی سیال صورت گرفته، گاز متراکم به مایع متراکم تبدیل می‌شود. این سیال پس از عبور از کندانسور چیلر، از یک شیر انبساطی، گذر می‌کند. نتیجۀ این اتفاق، کاهش شدید فشار سیال، و تبخیر مجدد آن است؛ که همزمان با عمل تبخیر، سیال، وارد بخش اواپراتور، می‌گردد، و دمای آن بالا می‌رود. که در نتیجه مابقی سیال مایع موجود در خط لوله، نیز به گاز تبدیل شده، آمادۀ ورود مجدد به کمپرسور می‌شود. خروجی بخش اواپراتور در حقیقت نقطۀ ورود مجدد سیال به کمپرسور است. با تکرار پیاپی این سیکل تبریدی، عمل خنک سازی در چیلرها صورت می‌گیرد.

آشنایی با اجزای اصلی چیلر‌های آب خنک

اجزای تشکیل دهندۀ اصلی یک چیلر تراکمی آب خنک، به شرح زیر است:

البته در کنار این موارد، دستگاه‌های کنترلی و کمک کنندۀ دیگری نیز در چیلر‌های تراکمی به کار برده می‌شوند، که به بهبود عملکرد فرایند و محافظت از دستگاه‌های اصلی، کمک می‌کنند.

فن کویل کاستی

فن کویل کاستی نوعی دستگاه سرمایشی و گرمایشی است که دقیقا شبیه  یک اسپلیت کاستی می باشد ولی فاقد یونیت خارجی بوده و تنها یک یونیت داخلی دارد که درون مکانی از پیش تعیین شده در سقف حقیقی یا غالبا مابین سقف کاذب و سقف حقیقی نصب می شود.

یونیت های فن کویل کاستی که در بخش های مختلف ساختمان نصب می شوند، از طریق لوله کشی های آب به چیلر و بویلر متصل هستند. کار چیلر این است که با استفاده از یک گاز/مایع مبرد و سیکل تبرید، حرارت را از آب گرفته و آن را تا نزدیک به دمای انجماد، سرد می کند. بویلر نیز که در موتورخانه قرار دارد، به وسیله یک مشعل که با گاز شهری کار می کند، آب را تا نزدیک به دمای جوش داغ می کند.

انواع فن کویل کاستی

از نظر الگوی توزیع هوا، به سه نوع یک طرفه، دو طرفه، چهار طرفه و ۳۶۰ درجه تقسیم بندی می کنند.

فن کویل کاستی یکطرفه

نوع یک طرفه یک طرفه هوا را تنها در یک جهت که معمولا به ست پایین است، توزیع می کنند.

فن کویل های دو طرفه هوا را به دو سمت پرتاب می کنند.

فک کویل کاستی

فن کویل های چهار طرفه دارای چهار خروجی هوا در چهار سمت شبکه خود هستند و هوا را در چهار سمت توزیع می کنند و فن کویل های ۳۶۰ درجه، همانطور که از اسمشان پیداست هوا را در تمامی جهات پرتاب می نمایند.

ابعاد استاندارد

فن کویل های کاستی را می توان کوچک ترین عضو خانواده فن کویل نامید. این فن کویل ها هیچ فضایی از درون اتاق اشغال نمی کنند و فضای مورد نیاز آن ها درون سقف حقیقی یا سقف کاذب نیز بسیار کم است و بنابراین فضای زیادی برای نصب سایر تأسیسات درون سقف کاذب باقی می گذارد.

فن کویل های کاستی در ابعاد مشخصی تولید می شوند. استاندارد بودن ابعاد آن ها، این مزیت را دارد که در هنگام ساخت سقف، نیازی به دانستن مدل فن کویل ندارید و می دانید که چه میزان فضا باید برای نصب فن کویل کاستی کنار بگذارید.

فن کویل های کاستی دارای دو سایز بزرگ و کوچک یا کامپکت هستند. معمولا عرض و طول پنل فن کویل کاستی استاندارد است ولی ارتفاع آن در انواع مختلف فن کویل تا حدودی متفاوت است.

نوع بزرگ بزرگ دارای ظرفیت های بالاتری هستند و برای سالن های بزرگ مثل سالن مطالعه، بیمارستان‌ها، ادارات، دانشگاه‌ها و … کاربرد دارند. البته ظرفیت این فن کویل ها در مقایسه با فن کویل های زمینی یا دیواری کمتر است و باید در یک سالن بزرگ چندین عدد از آن ها را نصب کرد.

نوع کوچک یا کامپکت برای منازل مسکونی مناسب هستند. این فن کویل ها ظرفیت های پایینی دارند ولی بسیار کم صدا و زیبا هستند  و به ویژه برای نصب در اتاق خواب، انتخاب بسیار خوبی هستند.

بلوور چیست؟

انواع بلوور (دمنده)

بلوور ، بلوئر یا بلاور به معني دمنده است. بنابراین وظیفه مهم اين بلوور در اصل دمیدن هواست. این قطعه از جمله قطعات مهم یونیت داخلی دستگاه داکت اسپلیت یا فن کویل ها به شمار مي‌رود. بلوور  یک پروانه ی استوانه‌ ای شکل نظير پروانه ‌های کولر آبی در اندازه کوچک است. چرخش این پروانه باعث مي ‌شود تا به تولید باد منجر گردد. عامل گردش آن نيز در واقع موتور فن است.

همچنین این که بلوور ها هوا را از کجا مکیده و در چه جايي خارج کند وابسته به قسمتی مهم به نام حلزونی یا به عبارت ديگر هوزینگ  است. به همين خاطر به طور کلی وظیفه آن در سیستم بایستي به نحوی تنظيم گردد که با سرعت و جهت مشخصی چرخش صورت گيرد تا حجم معيني از باد جریان پيدا كند. با این اوصاف هر  دستگاه در اصل نیازمند یک بلوور منحصر به خودش است.

 

انتخاب بلوور مناسب

انتخاب بلوور  براي استفاده نمودن در یک دستگاه د به فاكتورهای گوناگوني بستگی دارد. از جمله این فاكتورها عبارتند از :

  •  ظرفیت حرارتی و برودتی دستگاه
  • ظرفیت قسمت موتور فن در دستگاه
  • مقدار حجم باد مورد نیاز دستگاه
  • جاي قرار گیری بلوور در بخش پشت یا در قسمت جلوی اواپراتور 
  • جاي قرار گیری کویل آب گرم و بعضي الان ‌های فنی دیگر

مزایا و معایب انواع بلوور

بلوور فلزی

1.  فلزی

این نوع  اغلب از جنس گالوانیزه و گاهي هم آلومینیوم هستند. بلوور های فلزی نخستین نسل از بلوور ها می باشند. اغلب برند های خارجی از این جنس بلوور استفاده می کنند. عمر زياد این بلوور‌ها در کنار بازدهی بیشتر نسبت به سایر  اغلب به نوعی منجر به بهره‌ برداري از آن در خيلي از برند های حرفه ‌ای  شده است.

2. پلاستیکی

این نوع که بيشتر در برند‌های چینی بهره‌ برداري می ‌شوند اغلب پس از چندين سال به خاطر تغییرات دمای هواساز در فصول گوناگون فرم خودش را از دست داده و از شكل بالانس ‌اش خارج می ‌شوند که اين امر منجر به توليد سر و صدای مزاحم و همچنين از کار افتادن سیستم تولید وزش باد می ‌شود.

3. ABS

شرکت‌‎ های تولید کننده انواع مختلف دستگاه های تهویه مطبوع برای حل مشكلات دفرمینگ ( از بين رفتن شکل ) بلوور‌های پلاستیکی اقدام به تولید كردن بلوورهایی از خانواده ترپلیمر یا همان ABS كردند که قبل از این در تولیدات قطعات خودرو و لوله و اتصالات به كار گرفته می ‌شده است. هرچند استحکام این مدل  كمي زيادتر است ولي به هیچ عنوان آن چنان که بایستي در شرایط دشوار داراي عملکرد خوب و مناسبی باشند نبوده‌ اند و بیشتر برخوردار از جنبه تبلیغاتی جهت پوشش نقاط ضعف بلوور‌های پلاستیکی را دارا هستند.

 

4.  پلی آمید

ابریشم در اصل یک پلی آمید طبیعی است. بشر با پيدا نمودن آن و در نهايت دستیابی به تکنولوژی های به روز و نوين توانسته است تا این محصول طبیعی و شگرف را به صورت كالاً مصنوعی براي مصارف گوناگوني تولید نماید. به خاطر الهام گرفتن از طبیعت در این نوع  محصول اغلب با ویژگی های مثبتی رو به رو هستیم. با دوام ‌ترین نوع بلوور پس از نمونه فلزی كه بسيار كاربرد دارند . این مدل  به دلیل جنس و نوع رویه آن حتی مي‌توان به جرعت گفت كه از بلوور های پلاستیکی هم کم صدا‌تر هستند.

به عبارتي این نوع بلوور اغلب مقاومت بسيار زيادتري نسبت به انواع بلوور‌های ABS و حتي پلاستیک نسبت به دفرمینگ داشته است و در عین حال اغلب از صدای به نسبت کمتری هم برخوردار است. یکی از نقاط ضعف مهم این مدل بلوور داكت اسپليت محدودیت در انواع گوناگون آن است.

جهت مشاوره، خرید و یا استعلام قیمت کلیک کنید.

شیر انبساط و انواع آن

تجهیزات انبساطی سیکل تبرید

شیر انبساط و لوله مویین، که به طور کلی تجهیزات انبساطی هستند، یکی از چهار جزء اصلی یک سیکل تبرید می‌باشند، و بدون این تجهیزات عملا سیکل کامل نخواهد شد. یک سیکل تبرید شامل کمپرسور, کندانسور, شیر انبساط و اواپراتور می‌باشد.

اجزای اصلی سیکل تبرید تراکمی

امروزه در سیستم‌های تهویه مطبوع، انواع متفاوتی از قطعاتی انبساطی استفاده می‌شود، که در ادامه به شرح آن‌ها خواهیم پرداخت.

هدف از قطعه انبساطی چیست؟

هدف از این قطعات انبساطی در سیکل تبرید، کاهش سریع فشار مبرد می‌باشد.

این عملیات به مبرد این اجازه را می‌دهد، که سریعا قبل از ورود به اواپراتور، سرد شود.

انواع وسایل انبساطی چیست؟

به طور کلی سه نوع از قطعات انبساطی وجود دارند، که در سیکل تبرید از آن‌ها استفاده می‌شود.

• لوله های مویین ( Capillary Tube )
• شیر انبساط ترموستاتیکی (TXV )
• شیر انبساط الکترونیکی (EXV)

لوله مویی

لوله‌های مویین:

لوله ی مویین لوله ای است، با سایز مشخص، با طول زیاد و پرپیچ و خم، به همراه یک سوراخ ورودی برای دریافت مایع مبردی که، با فشار بالایی  از کندانسور خارج شده است. این دهانه کوچک ورودی، درواقع فشار مبرد در دهانه ورودی را بالا می‌برد، و فشار در خروجی لوله مویین را بسیار پایین نگه می‌دارد. در واقع مبرد با عبور از این قطعه، و با توجه به اصطکاک دیواره آن، فشارش به سرعت کاهش می‌یابد.

این قطعه در سیستم‌های کوچک تهویه مطبوع، با ظرفیت‌های پایینتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، و البته مزایایی از جمله قیمت ارزانتر، سازگاری با تمامی مبردهای فریونی و غیره دارد. البته کنترل نرخ جریان، به دقت دو نوع دیگر نیست، و تنها وسیله‌ای ساده برای کنترل جریان مبرد، به وسیله طول معین و بلندی از یک لوله مسی، با قطر مشخص و اندک است. از آنجاییکه دهانه ورودی مبرد به لوله مویین یک سوراخ ثابت است، بسیار حائز اهمیت است، که سیستم دارای شارژ متناسب مبرد باشد، تا فشار زیادی به لوله مویین وارد نشود، و این قطعه از کار نیوفتد.

شیر انبساط ترموستاتیکی

شیر انبساط ترموستاتیکی:

شیر انبساط ترموستاتیکی برخلاف لوله مویین توانایی تغییر جریان ورودی مبرد در یک سیکل تبرید تهویه مطبوع را دارد.

روش کار به این شکل است که در خروجی اواپراتور یک سنسور و درواقع حباب حرارتی قرارداده می شود که توسط یک لوله به شیر انبساط ترموستاتیکی متصل است. در صورتی که مبرد در اواپراتور کمتر از میزان مورد تقاضا باشد، مبرد گرم شده و پس از خروج از اواپراتور باعث گرم شدن حباب حرارتی می شود. گازی که در این حباب حرارتی وجود دارد، با گرم شدن منبسط شده و از طریق لوله‌ای خود را به فنری که در شیر انبساط ترموستاتیکی قرار دارد می‌رساند. فنر را فشرده کرده و باعث باز شدن بیشتر دریچه ورود مبرد به داخل اواپراتور می‌شود.

در نتیجه مبرد بیشتری به اواپراتور راه پیدا کرده و دما متعادل می‌شود.

درمقابل در صورتی که میزان ورود مبرد به داخل اواپراتور زیاد باشد، دمای مبردی که از اواپراتور خارج می‌شود، پایین تر از حالت معمول است و باعث تغییر حالت گاز داخل حباب به مایع شده و حجم آن کاهش پیدا می کند. این برگشت گاز به داخل حباب فشار را از روی فنر شیر انبساط برداشته و باعث می شود دریچه کمی بسته شده و مبرد کمتری به اواپراتور فرستاده شود.

شیر انبساط الکترونیکی

شیر انبساط الکترونیکی:

این شیر که خود دارای  انواعی است، و هر شرکت با تکنولوژی خاص خود آن‌را تولید می‌کند، یکی از محبوبترین وسیله‌های انبساط در سیستم‌های تهویه مطبوع به شمار می‌آید. بازده‌ای بالا، کنترل دقیق جریان مبرد، ابعاد کوچکتر به نسبت دیگر شیرها و …، از جمله ویژگی‌های اصلی شیر انبساط الکترونیکی است. این شیرها معمولا یک سنسور دمایی در خروجی شیر انبساط و درواقع ورودی اواپراتور، و یک سنسور دمایی در خروجی اواپراتور دارند. مکانیزم عملکرد آن‌ها همانند شیر‌های انبساط ترموستاتیکی می‌باشد، با این تفاوت که سیگنال دریافت برای تغییر در میزان مبرد، توسط یک کنترلر الکتریکی ارسال می‌شود. در واقع درون این شیرها، استپ موتورهایی وجود دارند، که دوران می‌کنند، و باعث باز یا بسته شدن میزان دریچه برای خروج مبرد می‌شود.

استفاده از شیر انبساط‌های الکترونیکی، در سیستم‌های تهویه مطبوع با ظرفیت بالا بسیار متداول است.

این شیرها علاوه بر کاهش هزینه‌های انرژی و افزایش راندمان، می‌توانند با عملکرد خوب خود، به عمر کمپرسور بیافزایند.

تحمل فشار مبردهای جدید، و ابعاد کوچک از دیگر ویژگی های این قطعات می‌باشند.

اخیرا شرکت دانفوس، شیر انبساط الکترونیکی از جنس تماما فولاد ضد زنگ به بازار عرضه کرده است.

خلاصه مطالب:
• شیر انبساط الکترونیکی نمونه جدیدتر، دقیق تر، گرانتر و کم مصرف تر این شیرهاست.
• شیر انبساط ترموستاتیکی به علت قیمت ارزان و تکنولوژی ساخت ساده نیز بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• از لوله‌های مویین در دستگاههای کوچک تهویه‌مطبوع استفاده می‌شود، که میزان جریان مبرد را نمی‌توانند کنترل کنند.
• هزینه های تعمیر و نگه داری بسیار کم در شیرهای انبساط ترموستاتیکی از جمله ویژگی این شیرهاست.

جمع بندی:

در این مقاله به معرفی سه وسیله انبساطی، که در سیکل‌های تبرید تراکمی مورد استفاده قرار می‌گیرند، پرداختیم. وسایل انبساطی یکی از ارکان مهم سیکل تبرید می‌باشند، که نحوه عملکرد و تکنولوژی ساخت آن‌ها در بازده‌ای دستگاه‌ها بسیار تاثیر گذار است. در دستگاه‌های تهویه مطبوع‌ عموما از شیرهای انبساط ترموستاتیکی و الکترونیکی استفاده می‌شود. امیدواریم با خواندن این مطلب آشنایی لازم با این قطعه مهم را پیدا کرده باشید.

 

جهت مشاوره، خرید و یا استعلام قیمت کلیک کنید.