بررسی انواع ، اجزاء ، تجهیزات و عملکرد چیلر

• چیلر چیست ؟

چيلر دستگاهي است كه با استفاده از يك سيال خنك كننده در سيكل تبريد، سيال ديگري را (عمدتا” آب) براي مصارف صنعتي يا تهويه مطبوع خنك مي كند. آب سرد توليد شده در اواپراتور چيلر در سيستم هاي صنعتي براي خنك كردن بخش هائي از ماشين آلات و در تهويه مطبوع جهت خنك كردن هوا از طريق هواساز، فن كوئل و،،، مورد استفاده قرار مي گيرد.

• سیکل تبرید :

سیکل تبرید یا همان چرخه تبرید به فرآیند سرد سازی گفته می شود که در آن یک سیال مانند هوا یا آب به وسیله سیالی دیگر مانند مبرد (گاز فریون) سرد شده و برای کاربردهایی چون سرمایش هوای یک ساختمان یا خنک کاری مدار یک دستگاه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.

• انواع چيلر :

1- چیلر جذبی:  

چیلر جذبی یا همان چیلر ابزوربشن ماشینی است که طی یک سیکل دائمی تحت عنوان سیکل جذبی و با استفاده از منابع گرمایی مانند بخار داغ یا شعله مستقیم گاز ، آب را سرد کرده و به واحدهای ساختمانی مانند فن کویل یا هواساز یا واحدهای صنعتی ، جهت خنک کاری ارسال می کند.

2- چیلر تراکمی :

به چیلر هایی که در سیکل تبرید آنها از کمپرسور جهت افزایش فشار مبرد استفاده شده است چیلر تراکمی می گویند. در این چیلرها به دلیل افزایش فشار مبرد توسط کمپرسور، کاهش دما در مبرد نیز به صورت حداکثری انجام می شود و در نتیجه آب با دمای کمتری در سیستم تهویه (فن کویل یا هواساز) به گردش در می آید.

• انواع چيلر تراکمی :

1- چيلرآب خنک :

به چيلري گفته مي شود كه مبرد داخل كندانسور آن بوسيله اب خنك مي شود .

در اين نوع چيلر، آبي كه مبرد داخل كندانسور را خنك ميكند خود گرم شده و ديگر قابل استفاده نيست به همين دليل اين آب وارد برج خنك كننده شده ، دمايش پائين مي آيد و دوباره جهت خنك كردن مبرد وارد كندانسور مي شود .

در مناطقي كه درصد رطوبت هوا زياد باشد چون در برج خنك كننده فرآيند انتقال حرارت بر اساس گرماي نهان تبخير انجام ميشود ، برج خنك كننده كارائي نداشته و نمي  توان چيلرآبي استفاده كرد، همچنين اگر ميزان مواد خورنده و رسوب آب زياد باشد ، چون امكان خوردگي و رسوب گيري و مسدودشدن لوله هاي داخل كندانسور زياد است ، بنابراين امكان استفاده از چيلرآبي وجود ندارد و به ناچار بايد چيلر هوائي استفاده كرد .

2- چيلر هوا خنک :

به چيلري گفته ميشود كه مبرد داخل كندانسور آن بوسيله هوا خنك مي شود . اين عمل به كمك تعدادي فن كه هوا را از روي كويل هاي كندانسور عبور مي دهند انجام مي پذيرد و باعث خنك شدن مبرد مي شود . چيلر هوايي محدوديت هاي چيلرآبي را ندارد ، چون انتخاب كندانسور هوائي فقط به اختلاف دماي خشك هوا و دماي تقطير مبرد ارتباط دارد و هرچه اين اختلاف بزرگتر باشد ، ميتوان  كندانسور هوايي كوچكتري انتخاب كرد ، بنابراين در هر جائي ميتوان از چيلر هوائي استفاده كرد .

ولي چون در چيلرآبي فشار و دماي تقطير پائينتر از دماي نوع هوائي است ، بنابراين راندمان و طول عمرچيلر آبي بالاتر از نوع هوائي است و در محل هايي كه امكان استفاده از چيلر آبي وجود دارد ، بهتراست از چيلر آبي استفاده گردد. اين نوع چيلر مي تواند بصورت مجزا و يا يكپارچه ( همراه با كندانسور هوايي ) باشد .

• اجزاء اصلي سيستم تراكمي چيلر :

1- كمپرسور :

کمپرسور چیلر یکی از مهم‌ترین اجزای سیستم‌های سرمایشی است که نقش اصلی را در فشرده‌ سازی مبرد و تأمین انرژی لازم برای چرخه تبرید ایفا می‌کند. این قطعه با افزایش فشار گاز مبرد، شرایط لازم را برای خنک ‌سازی و انتقال حرارت در چیلر فراهم می‌سازد.

2-كندانسور :

كندانسور ( تقطيركننده يا چگالنده ) مبدلي است كه وظيفه كندانس ( چگالش يا تقطير ) گاز مبرد خروجي از كمپرسور را در سيكل تبريد به عهده دارد .كندانسورها مي توانند از نوع آبي يا هوايي باشند.

3- شير انبساط (EXPANSION VALVE)

سومين جزء اصلي سيكل تراكمي ، شير انبساط است، اين شير دو وظيفه مهم برعهده دارد:

• كاهش دما و فشار مايع مبرد.
• ‌كنترل دبي مايع ورودي به اواپراتور توسط دماي گاز خروجي از اواپراتور.

4- اواپراتور (Evaporator )

اواپراتور (تبخيركننده ) مبدلي است از نوع (Shell  &  Tube  پوسته – لوله ) كه در آن سيال مبرد در داخل لوله هاي مسي حرارت لازم را جهت تبخير از آبي كه در داخل پوسته فولادي و اطراف لوله ها در حركت است گرفته و در نتيجه باعث سرد شدن آن مي گردد. به منظور افزايش ضريب انتقال حرارت تمهيدات زير در اواپراتور در نظر گرفته مي شود : ( انواع ديگري از اواپراتور نظير مبدل صفحه اي plate heat exchanger  نيز در اين صنعت مورد استفاده دارد)

• تجهیزات خط تبرید در چیلرهای تراکمی :

1- تجهیزات خط گاز : شامل تجهیزاتی هستند که در حد فاصل خروجیِ اواپراتور تا ورودیِ کندانسور قرار می گیرند

2- تجهیزات خط مایع : شامل تجهیزاتی هستند که در حد فاصل خروجیِ کندانسور تا ورودیِ شیر انبساط قرار می گیرند

• گيج هاي فشار (Pressure Gauge) :

جهت نمايش فشار كار سيستم در قسمت هاي مختلف از گيج هاي فشار استفاده ميشود . اين گيج ها معمولا” مخصوص گازهاي فريوني طراحي شده و درجه بندي روي آنها طوري است كه امكان قرائت فشا ربرحسب psi وbar ونيز خواندن همزمان درجه حرارت گازهاي مختلف در فشار مربوطه وجود دارد.

• برج خنک کننده (کولینگ تاور) :

وظیفه برج خنک کننده چیلر کاهش چند درجه ای دمای آبگرم ارسالی از سمت کندانسور چیلر و بازگرداندن مجدد آن است .

سیستم چیلر و برج خنک کن دو مدار مجزای آب وجود دارد که یکی از آنها آبی است که در اواپراتور چیلر سرد می شود (یعنی مبرد گرمای آب را می گیرد تا آن را سرد کند) و به مصرف کننده ها پمپاژ می گردد و دیگری آبی است که در کندانسور چیلر گرم می شود (یعنی مبردی که داغ شده گرمای خود را به آب می دهد) و این آبگرم در واقع می بایستی به نحوی خنک شود تا بتواند دوباره در کندانسور گرمای مبرد را بگیرد و برای این کار به دستگاه برج خنک کننده پمپاژ می گردد و با چرخش درون برج ، خنک شده و به چیلر بر می گردد.