چیلر چیست؟

  تعریف چیلر:

  چیلر دستگاهی است که با استفاده از فرآیند تقطیر و تبخیر یک مبرد(مانند R134a) در حال گردش بین اجزای چیلر، حرارت را از یک قسمت دستگاه به قسمت دیگر در یک چرخه منتقل می کند.

 کار چیلر چیست؟

  کار چیلر این است که آب را برای سرمایش هوای ساختمان و یا مصارف صنعتی، سرد کند. آب سرد شده در چیلر با پمپ و از طریق لوله کشی به واحدهای توزیع کننده هوای سرد مانند فن کویل های تعبیه شده در داخل ساختمان یا دستگاه هواساز ارسال می شود. لوله‌های منتقل کننده آب سرد به خوبی عایق کاری می شوند تا دمای آب سرد حفظ گردد. علاوه بر سرمایش ساختمان ها، آب سرد می تواند در فرآیندهای صنعتی نیز به عنوان آب خنک کننده یک دستگاه مورد استفاده قرار بگیرد. آب سرد چیلر در مداری بسته جریان دارد. منظور از مدار بسته این است که آب دروون لوله‌ها و کویل ها جریان پیدا کرده و راهی برای تبخیر آن وجود ندارد.

انواع چیلرها:

  چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می شوند. شکل دیگر تقسیم‌بندی چیلرها بر اساس شکل خنک شدن مایع مبرد است که به سه دسته آب خنک، هوا خنک و تبخیری تقسیم‌بندی می شوند.
  چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می شوند.

  در چیلرهای تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می شود. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می گردد این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک‌کننده (اواپراتور) می شود که در فشار کمتری قرار دارد این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر(گرمایی که به یک مایع در نقطه جوش می‏ دهیم تا بخار شود) خود از محیط خنک‌کننده، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک‌کننده در ارتباطند می گردد. پس از آن گاز ناشی از تبخیر، به کمپرسور منتقل می شود.
  با عبور سریع بخار در خلاء کندانسور، به علت تبدیل بخار به آب و اختلاف حجم بین بخار و آب، مایع ایجاد می گردد.

  انواع چیلر تراکمی:

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

  اصول کارکرد کمپرسورهای 1تا 4 (جابجایی مثبت) با کمپرسورهای سانتریفوژ (کمپرسورهای دینامیکی) تفاوت قابل ملاحظه‌ای دارند. در کمپرسورهای جابجایی مثبت، حجم معینی از گاز توسط پیستون، مارپیچ، حلزون و یا چرخش دائماً کم می شود. و با کاهش حجم گاز، فشار بخار افزایش می یابد. در حالیکه در کمپرسورهای سانتریفیوژ، گاز به دلیل شتاب گرفتن توسط پروانه دوار متراکم می شود و با کاهش سرعت در یک دیفیوزر، فشار افزایش می یابد. کمپرسورهای سانتیفیوژ در ظرفیت های بسیار بالا کاربرد دارد.

شناخت اجزای چیلر تراکمی‌:

  اجزای چیلر تراکمی شامل دوعدد مبدل حرارتی آب خنک یا هوا خنک، یک کمپرسور از نوع پیستونی(یا از نوع اسکرال، اسکرو،روتری و سانتریفیوژ)، یک شیر منبسط کننده به نام شیر انبساط و مقداری سیال مبرد است.

  ۱.کمپرسور چیلر

مبرد در حالت گازی شکل وارد کمپرسور می‌شود. وظیفه کمپرسور این است که مبرد گازی را فشرده کرده و فشار و دمای آن را به شدت افزایش دهد و از طریق لوله به یک مبدل حرارتی آب خنک یا هوا خنک به نام کندانسور ارسال کند.

  ۲. کندانسور چیلر تراکمی

  به طور کلی دو نوع کندانسور آب خنک(آبی) و هوا خنک(هوایی) وجود دارد.

  مبدل حرارت آب خنک (کندانسور) از نوع مبدل پوسته و لوله (Shell and tube) است که از درون لوله‌های آن مبرد و از اطراف لوله‌ها، آب عبور می‌کند. آب حرارت بالای مبرد را گرفته تا مبرد از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد. آبی که حرارت را می‌گیرد، خودش به خنک کاری نیاز دارد و با پمپ به دستگاه برج خنک کننده (cooling tower) ارسال می شود تا در برج مجددا خنک شده و به مبدل حرارتی چیلر، یا همان کندانسور برگردد. به این نوع چیلر، چیلر تراکمی‌ آب خنک گفته می شود زیرا کندانسور آن از نوع آب خنک است.
  اگر مبدل حرارتی کندانسور از نوع آب خنک نباشد و به جای آن از نوع مبدل هوا خنک باشد، هوا از اطراف لوله‌های کندانسور توسط فن دمیده شده و حرارت را از مبرد می گیرد تا مبرد از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد که به آن کندانسور هوا خنک گفته می‌شود و به این نوع چیلر، چیلر تراکمی‌ هوا خنک گفته می شود.

  ۳. شیر انبساط

  شیر انبساط به این علت بعد از کندانسور بر سر راه مبرد قرار می گیرد که فشار را از روی مبرد با عمل انبساط بردارد و مجدد آن را از حالت مایع به حالت گاز تبدیل کند. بعد از شیر انبساط حدود ۲۵ درصد از مبرد از حالت مایع به حالت گاز تغییر فاز داده و مخلوطی از مبرد مایع و گازی وارد مبدل حرارتی دیگری به نام اواپراتور چیلر می شود.

 ۴. اواپراتور

  معمولا مبدل حرارتی اواپراتور از نوع پوسته و لوله آب خنک است که از درون لوله‌های آن مبرد و از اطراف لوله‌ها آب عبور داده می شود. مخلوط مبرد مایع و گازی تمایل بسیار زیادی برای تبخیر کامل پیدا کرده و این بار با گرفتن حرارت از آب، آب را به شدت سرد می‌کند. سپس این آب سرد شده برای مصارف سرمایش هوای داخل ساختمان ( به فن کویل یا هواساز) یا مصارف صنعتی با پمپ ارسال می شود. مبرد که به طور کامل تبخیر شده دوباره وارد کمپرسور شده و سیکل چیلر تراکمی تکرار می گردد.

منبع : چیلر چیست؟