بررسی اجزای چیلر تراکمی
چیلر تراکمی یکی از تجهیزات بسیار پرکاربرد در صنایع تولیدی تجهیزات سرمایشی است که با سرد کردن آب، باعث خنک شدن فرایند تولید، اتاق و… می‌شود. چیلر تراکمی نسبت به چیلرهای جذبی از کارایی بالاتری برخوردار هستند. چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور و کمپرسور در انواع مختلفی تولید می‌شود. در این مقاله به بررسی اجزای تشکیل دهنده چیلر تراکمی و کاربرد آنها می‌پردازیم. در ادامه مطلب با ساینا تهویه رادمان همراه باشید.
چیلر تراکمی چیست؟
چیلرها به دو دسته تراکمی و جذبی تقسیم می‌شوند. در چیلرهای تراکمی مبرد توسط کمپرسور، متراکم می‌شود. این گاز سپس وارد کندانسور می‌شود و توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود. این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک کننده می‌شود که در فشار کمتری قرار دارد. کاهش فشار باعث تبخیر مایع می‌شود و سپس مایع سرد کننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک کننده، در موادی که با قسمت خنک کننده در ارتباط هستند باعث ایجاد برودت می‌شود. در کندانسور به دلیل تبدیل بخار به آب و اختلاف حجم بین بخار و آب، خلأ ایجاد می‌شود.
اجزای چیلر تراکمی
چیلر تراکمی قطعات زیادی دارد که در ادامه به معرفی مهم‌ترین اجزا چیلر تراکمی می‌پردازیم.
کمپرسور
کمپرسور چیلر قلب تپنده و به عنوان نیروی محرک چیلر به شمار می‌آید. این کمپرسورها هستند که باعث فشرده سازی مبرد در دستگاه‌های چیلر می‌شوند. یکی از وظایف مهم کمپرسورها، افزایش فشار برای خارج کردن بخار مبرد است. در واقع کمپرسورها پس از خارج کردن بخار از اپراتور، با فشرده سازی بخار مبرد باعث تبدیل آن به بیشتر از دمای سیال می‌شوند. معمولاً از کمپرسورها برای گردش مبرد در سیستم سرمایشی استفاده می‌شود. به طور کلی کمپرسورها در انواع مختلفی تولید می‌شوند که عبارتند از:
کمپرسور پیستونی (Reciprocating)
یکی از انواع کمپرسورها که در ساختار چیلر تراکمی استفاده می‌شود، کمپرسور پیستونی یا رفت و برگشتی است. کمپرسور پیستونی عملکردی شبیه به موتور پیستونی دارند. کمپرسور پیستونی از قدرت بالایی برخوردار است. این دسته از کمپرسورها بدون جرقه زنی و سوخت باعث فشرده سازی مبرد می‌شوند.
کمپرسور پیچشی (Screw)
کمپرسور پیچشی یکی از پرکاربردترین و سریع‌ترین کمپرسورهایی است که در چیلرهای تراکمی با سرعت بالایی و بدون وقفه باعث فشرده سازی مبردها می‌شود. این دسته از کمپرسورها به دلیل کارایی بالا مورد استقبال صنایع بسیاری قرار گرفته‌اند. در ساختار کمپرسور پیچشی از دو محور پیچشی استفاده می‌شود. چیدمان کمپرسورها به‌گونه‌ای است که دو محور پیچشی در موازات هم قرار می‌گیرند و عمل فشرده سازی مبرد را انجام می‌دهند.
کمپرسور گریز از مرکز (Centrifugal)
یکی از پرقدرت‌ترین انواع کمپرسورها که از ساختار ساده‌ای برخوردار است، کمپرسور گریز از مرکز است. در صورتی که ظرفیت چیلر تراکمی بالا باشد، از کمپرسور گریز از مرکز استفاده می‌شود. در این مدل کمپرسورها با استفاده از نیروی گریز از مرکز باعث انتقال و فشرده سازی مبرد می‌شوند. کمپرسور گریز از مرکز برای کاربردهایی که در آن چیلر مجبور است در تمام ساعات کارکرد خود با حداکثر توان کار کند، کاربرد دارد.
کمپرسور دوار (Rotary)
یکی از ساده‌ترین انواع کمپرسورهایی که در چیلر تراکمی استفاده می‌شود، کمپرسور دوار است. کمپرسور دوار از یک قطعه پروانه‌ای برای فشرده سازی و انتقال مبرد به خارج استفاده می‌کند. در واقع با چرخش قطعه پروانه‌ای شکل، عمل فشرده سازی و انتقال مبرد با سرعت بالایی انجام می‌شود.
کمپرسور حلزونی (Scroll)
انواع دیگری از کمپرسورها که در چیلر تراکمی استفاده می‌شود، مدل اسکرال آن است. کمپرسور حلزونی مانند کمپرسورهای پیچشی از راندمان بالایی برخوردار است. در صورتی که ظرفیت چیلر تراکمی پایین باشد، از کمپرسور حلزونی یا اسکرال استفاده می‌شود. در کمپرسور اسکرال برای فشرده سازی مبرد از دو صفحه ثابت و متحرک حلزونی شکل استفاده می‌کنند. اگرچه مسیر دو صفحه ثابت و متحرک متفاوت است اما هر دو مسیر نقطه مرکز یکسانی دارند که باعث فشرده سازی کمپرسور می‌شود. از جمله ویژگی کمپرسورهای چیلر تراکمی اسکرال می‌توان به ارتعاش نسبتاً کم قطعات متحرک کم و کارکرد آرام، بدون صدا و لرزش، داشتن جریان مبرد یکنواخت، دارای بازده بالا و جریان برق کمتر اشاره کرد. البته قیمت این نوع کمپرسور نیز نسبت به انواع دیگر پایین‌تر است.
کندانسور
کندانسورها از دیگر اجزای چیلر تراکمی هستند که به عنوان یک مبل حرارتی باعث دفع گرما در فشار ثابت می‌شوند. وظیفه اصلی کندانسورها خنک کردن مبرد است. در چیلر تراکمی برای خنک کردن مبردها، آن را از حالت گاز به حالت مایع تبدیل می‌کنند. در واقع کندانسورها باعث تغییر حالت مبرد می‌شوند. کندانسورها نیز در انواع مختلفی تولید می‌شوند. در چیلر تراکمی با توجه به شرایط محیطی، دما و میزان تراکم چیلر و… از کندانسورهای زیر استفاده می‌شود.
- کندانسور هوا خنک: یکی از انواع کندانسورهایی که در چیلر تراکمی استفاده می‌شود، کندانسور هوا خنک است. در کندانسورهای هوا خنک برای خنک کردن مبرد از فن استفاده می‌شود. در واقع فن‌ها باعث دمیده شدن هوا و عبور آن از روی لوله‌ها می‌شوند. در ادامه با تغییر فاز مبرد از حالت گاز به مایع باعث خنک شدن مبرد نیز می‌شوند.
- کندانسور آب خنک: بر خلاف کندانسور هوا خنک، در کندانسور آب خنک، از آب سرد برای تغییر فاز مبرد از گاز به مایع استفاده می‌کنند. در کندانسور آب خنک، آب خنک در درون لوله‌ای حرکت می‌کند و گاز مبرد در اطراف لوله جریان پیدا می‌کند. آب خنک باعث جذب گرمای مبرد و خنک شدن آن می‌شود.
شیر انبساط
از دیگر اجزای چیلر تراکمی که باعث تغییر فاز مبرد می‌شود، شیر انبساط است. شیر انبساط قطعه‌ای است که باعث کاهش فشار داخلی در مبردها می‌شود. این کاهش فشار باعث تغییر فاز مبرد از حالت مایع به گاز می‌شود. شیر انبساط، مبردی که بخشی از آن به حالت مایع در آمده است و بخش دیگر آن همچنان به حالت گازی است را به اپراتورها انتقال می‌دهد. شرکت‌های تولید کننده شیر انبساط، برای انتخاب شیر انبساط، کاتالوگ‌هایی را عرضه می‌کنند که می‌توان با توجه به ظرفیت برودتی، نوع مبرد، دمای تبخیر و اختلاف فشار دو سمت شیر اقدام به انتخاب مدل مناسب شیر انبساط برای سیستم برودتی مد نظر کرد.
اواپراتور
اواپراتور نوعی مبدل حرارتی است که باعث تبخیر مبرد نیز می‌شود. در واقع مبرد خارج شده از شیر انبساط با استفاده از اواپراتور تبخیر می‌شود. این مبدل حرارتی باعث جذب گرمای آب و تبدیل آن به آب خنک نیز می‌شود. در ادامه آب سرد شده در اواپراتورها از طریق دستگاه‌های مخصوصی مانند پمپ‌ها به دستگاه‌های صنعتی و فن کویل ها فرستاده می‌شود. اواپراتورها در دو نوع صفحه‌ای (Plated Heat Exchanger) و پوسته – لوله‌ای (Shell And Tube) موجود هستند.
کنترل کننده های فشار
در چیلر تراکمی دو نوع کنترل کننده فشار بالا و پایین و کنترل فشار روغن وجود دارد که در ادامه به توضیح آن می‌پردازیم.
کنترل فشار بالا و پایین
این وسیله جهت کنترل کردن فشار دستگاه است. دو لوله موئین در این کنترل وجود دارد که لوله LP را به بخش مکش کمپرسور و لوله HP را به قسمت فشار بالا متصل می‌کند. در دستگاه چیلر کمپرسور باید با فشار مکش و دهش معینی کار کند. اگر این فشار کمتر یا بیشتر شود این کنترل وارد عمل شده و دستگاه خاموش می‌شود. در چیلر تراکمی با کندانسور آبی فشار پایین معمولاً روی 30 psi و فشار بالا روی 220 psi تنظیم می‌شود. در چیلر تراکمی با کندانسور هوایی فشار معمولاً روی 40 psi و فشار بالا روی 250 psi تنظیم می‌شود. در صورتی که کمپرسور بر اثر فشار بالا قطع شود باید سیستم رفع عیب شود و کلید ریست فشار داده شود. در صورتی که بر اثر فشار پایین قطع شود دوباره بر اثر افزایش گاز دستگاه به‌صورت اتوماتیک روشن می‌شود.
کنترل فشار روغن
این وسیله برای کنترل فشار روغن کمپرسور به صورت مداوم است. اگر در کمپرسور فشار روغن نباشد باعث صدمه دیدن آن می‌شود. کنترل روغن دارای دو لوله موئین است. یکی از لوله‌ها به قسمت ساکشن کمپرسور و دیگری به قسمت فشار روغن کمپرسور متصل است. بین فشار مکش کمپرسور و فشار روغن باید حداقل 10 psi اختلاف فشار باشد. در غیر این صورت کنترل روغن فرمان قطع صادر خواهد کرد. زمانی که کنترل روغن متوجه شود که فشار پایین‌تر از 10 psi است بوبین داخل کنترل روغن شروع به گرم شدن می‌شود و پس از تقریباً نود ثانیه حرارت بوبین باعث قطع شدن جریان شده و در نهایت کمپرسور خاموش می‌شود.
تابلو برق
یکی از اجزا چیلر تراکمی، تابلو برق است. طراحی و تولید اصولی تابلو برقِ چیلر تراکمی در عملکرد درست و طولانی مدتِ چیلر نقش مهمی دارد. این قطعه کارکرد چیلر را مدیریت می‌کند. تابلو برق دارای قطعات متعددی است که هر کدام وظیفه متفاوتی دارد؛ اما در حالت کلی وظیفه قطعات تابلو برق چیلر تراکمی را می‌توان به دو دسته زیر تقسیم کرد:
- قطعات مدار قدرت: مدار قدرت شامل قطعاتی است که وظیفه دارند برق مورد نیاز را بین هرکدام از مصرف کننده‌های چیلر توزیع کنند.
- قطعات مدار فرمان: این قطعه در تابلو برق عملکرد اجزای اصلی چیلر شامل کمپرسور و فن‌های کندانسور هوایی را کنترل می‌کند.
طول عمر مفید قطعات چیلرهای تراکمی
همان طور که قبلاً گفتیم کمپرسور مهم‌ترین قطعه در چیلر تراکمی است. در اغلب موارد اولین قسمتی هم که نیاز به تعمیر و یا تعویض پیدا می‌کند کمپرسور است. علت این موضوع این است که کمپرسورها دارای قطعات زیادی هستند که وظایف مهمی را بر عهده دارند. به همین دلیل طول عمر کمتری نسبت به اجزای دیگر چیلر تراکمی دارند.
بر اساس گزارش‌های به دست رسیده عمر مفید کمپرسورهای پیستونی نزدیک به 20 سال است. کمپرسورهای اسکرال و اسکرو به دلیل آن که دارای ساختار مکانیکی ساده‌تری هستند در مقایسه با کمپرسورهای پیستونی عمر بیشتری دارند؛ اما نکته حائز اهمیت این است که طول عمر مفید چیلرها به پارامترهای مختلفی بستگی دارد و نمی‌توان به صورت دقیق آن را مشخص کرد. فاکتورهای مؤثر در تعیین طول عمر مفید قطعات چیلرهای تراکمی عبارتند از: کیفیت طراحی و تولید دستگاه، برند قطعات و تجهیزات به‌کاررفته در ساخت، نحوۀ بهره برداری، کیفیت سرویس و نگهداری، کاربری دستگاه و …
تأثیر شرایط آب و هوایی بر چیلر تراکمی
از چیلرهای آب خنک، در مناطق مرطوب نمی‌توان استفاده کرد؛ زیرا اساس کار برج‌های خنک کننده، سرمایش تبخیری است. وجود هوایی نزدیک به شرایط اشباع (هوای مرطوب) نمی‌تواند برای مکانیزمِ خنک کاری آنها مناسب باشد. از طرف دیگر چیلر آب خنک در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند توصیه نمی‌شود و می‌تواند مشکلاتی را به همراه داشته باشد.
این در حالی که است که چیلرهای هوا خنک به دلیل آن که هیچ‌گونه مصرف آبی ندارند در تمامی شرایط اقلیمی از جمله مناطق مرطوب و گرمسیری قابل استفاده هستند؛ اما در صورتی که از چیلر تراکمی هوا خنک در شهرهای گرمسیری استفاده می‌شود باید کمپرسور چیلر تراکمی توانایی کارکرد در دماهای کندانسینگ بالا را داشته باشد. همچنین باید از مبرد R134a استفاده شود. این مبرد کم فشار و مخصوص مناطق گرمسیری است.
خرید دستگاه چیلر تراکمی
برای خرید دستگاه چیلر تراکمی، استعلام قیمت و مشاوره رایگان برای انتخاب مناسب‌ترین دستگاه برای ساختمان خود با کارشناسان فنی و فروش شرکت ساینا تهویه رادمان تماس بگیرید. هدف ساینا تهویه رادمان ارائه محصولات با کیفیت با قیمت مناسب است. این مجموعه به دلیل استفاده از تکنولوژی‌های نوین در تولید محصولات در حال حاضر در عرصه خرید و فروش و تولید انواع سیستم‌های تهویه مطبوع پیشرو است. شما می‌توانید به راحتی از طریق شماره‌های درج شده در سایت با ما در ارتباط باشید.
