تجهیزات اصلی و فرعی چیلر تراکمی
چیلر وسیله ای پرکاربرد در صنایع مختلف مانند صنایع خودرویی، غذایی، نظامی صنایع فلزی، پلاستیک، نساجی، معادن، تهویه مطبوع، خنک کردن قالب ها و بسیاری دیگر می باشد. برخی از چیلرها توانایی کاهش دمای آب را تا زیر صفر نیز دارند. در این مقاله به بررسی تجهیزات چیلر تراکمی می پردازیم. در ادامه با ساینا تهویه رادمان همراه باشید.
عملکرد چیلرهای تراکمی
در یک سیکل ترمودینامیکی به ماده ای که حرارت توسط آن جابه‌جا می شود، سیال عامل اطلاق می شود و سیال عامل در سیکل سرمایشی تراکمی، مبرد نامیده می شود. مبرد در طول زمان به طور متناوب وظیفه جابجایی گرما را از قسمت فشار پایین به سمت قسمت فشار بالا بر اساس طراحی به عمل آمده انجام می دهد. گرمای داخل محفظه خنک شونده به مبرد فریون مایع منتقل شده و باعث تبخیر آن می شود و در واقع گرمای نهان تبخیر گاز از حرارت محفظه خنک شونده تأمین می گردد.
سپس گاز توسط کمپرسور، مکیده شده و متعاقباً فشرده می شود. دمای آن بالا می رود و توسط قسمت کندانسور گرمای خود را از دست می دهد. گرمای نهان تقطیر خود را به محیط داده تبدیل به فریون مایع می شود و دوباره پس از عبور از عامل اختلاف فشار دهنده (شیر انبساط) وارد محیط فشار پایین (اواپراتور) می گردد. در اثر تبخیر گاز در محفظه خنک‌شونده، محفظه مربوطه را خنک می کند. این سیکل تا زمانی که کمپرسور کار می کند، ادامه می یابد.
تجهیزات اصلی چیلرهای تراکمی
تمام سیستم های تبرید تراکمی که جهت ایجاد سرما بکار گرفته می شوند از چهار قسمت اصلی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط تشکیل شده‌اند. در شکل زیر شماتیک سیکل تبرید و چهار جزء اصلی آن به همراه جهت چرخش سیال عامل (مبرد) نشان داده شده است.
کمپرسور (Compressor)
از مهمترین تجهیزات چیلر تراکمی، کمپرسور است؛ زیرا اصلی ترین قسمت یک سیستم تبرید تراکمی کمپرسور آن است. عمل کمپرسور ایجاد اختلاف فشار و درنتیجه حرکت ماده مبرد در سیستم می باشد. کمپرسور مبرد را از قسمت مکش دریافت و به قسمت رانش هدایت می کند. به این ترتیب در قسمت مکش تولید فشار پایین و در قسمت رانش تولید فشار بالا می کند. کمپرسورها دارای تنوع وسیعی هستند که از هر کدام از آنها در صنایع مختلف استفاده می شود.
اواپراتور (Evaporator)
نتیجه و عملکرد یک دستگاه تبرید از اواپراتور گرفته می شود؛ یعنی گاز مبرد که از کمپرسور و کندانسور و شیر انبساط عبور کرده و به صورت پودر مایع وارد اواپراتور می شود. سپس شروع به تبخیر شدن می کند و در نتیجه گرمای محیط اطراف خود را جذب کرده و اطراف خود را سرد می کند. اواپراتورها کلاً از نظر تبخیر به دو دسته تقسیم می شوند.
- اواپراتورهای انبساط مستقیم: اواپراتور مستقیماً در داخل محفظه و موادی است که باید سرد شوند، مثل فریزرها، یخچال های خانگی، پکیج و کولرهای‌گازی.
- اواپراتورهای غیرمستقیم: در اواپراتورهای غیر مستقیم از یک سیال واسط استفاده می شود. (بدین صورت که در اثر تماس با اواپراتور، سیال خنک می شود و این سرما را با خود به محلی که باید سرد شود منتقل می کند. از این نوع اواپراتور بیشتر در چیلر استفاده می شود.)
کندانسور (Condenser)
کندانسور از دیگر تجهیزات چیلر تراکمی است. وظیفه معمول کندانسورها تبدیل گاز خروجی کمپرسور به مایع زیر سرد، به وسیله انتقال گرمای گاز داغ به سیال سرد کننده ثانویه است. عملکرد اولیه کندانسورها به سه بخش تقسیم می شود:
- مرحله ی اول: خارج کردن گاز از حالت فوق گرم
- مرحله ی دوم: چگالش یا تقطیر (condensing)
- مرحله ی سوم: زیر سرد سازی (subcooling)
سه مرحله ذکر شده ی فوق تماماً در کندانسور انجام می گیرد. کل گرمای دریافت شده از گاز مبرد، تحت عنوان دفع گرمای کل (Total Heat Rejection) نامیده می شود. عملیات خارج کردن از حالت فوق گرم و زیر سرد‌سازی را می توان در مبدل حرارتی جداگانه نیز انجام داد.
شیر انبساط (Expansion Valve)
شیر انبساط در خط مایع و بین کندانسور و ورودی اواپراتور نصب می شود. این شیر در آنتالپی ثابت و از طریق کاهش حجم موجب کاهش فشار مبرد می شود. شیر انبساط در نقطه مقابل کمپرسور در یک سیستم تبرید قرار دارد. در حالی که کمپرسور فشار مبرد را بالا برده و آن را در سیستم به گردش در می‌آورد، شیر انبساط فشار بالای سمت کندانسور را کاهش می دهد و مبرد را برای ورود به اواپراتور آماده می کند. این شیر دو وظیفه مهم بر عهده دارد:
- کاهش دما و فشار مایع مبرد
- کنترل دبی مایع ورودی به اواپراتور توسط دمای گاز خروجی از اواپراتور
تجهیزات فرعی چیلرهای تراکمی
علاوه بر اجزای اصلی چیلر، در ساختمان چیلر تجهیزات دیگری که آن ها را اجزای فرعی چیلر می نامیم، وجود دارد که در ادامه هر کدام را توضیح می دهیم.
لوله های مدار تبرید
لوله های مدار تبرید از تجهیزات چیلر تراکمی است که قسمت های مختلف سیکل تبرید را به یکدیگر مربوط می کنند. لوله هایی که برای این منظور انتخاب می شوند باید دارای جدار داخلی صاف و صیقلی باشد تا افت فشار کمتری داشته باشد؛ زیرا چنانچه افت فشار زیادی داشته باشد مقداری از توان کمپرسور کاسته خواهد شد. در دستگاه های چیلر عمدتاً لوله ها از جنس مس استفاده می شوند؛ زیرا لوله های مسی دارای جداری صاف و از جنس نرم می باشند. مدارهای لوله کشی سیستم تبرید به سه بخش تقسیم می شوند:
لوله های مدار رانش
این قسمت از مدار شامل لوله خروجی کمپرسور تا کندانسور است و باید در سایز و نوع این لوله دقت کافی مبذول شود. در این لوله، مبرد به صورت گاز داغ و در حالت مافوق گرم (Super Heat) جریان دارد.
لوله مدار مایع
این لوله از مخزن مایع کندانسور (در برخی دستگاه ها خود کندانسور) تا شیر انبساط ادامه دارد. چنانچه در انتخاب این لوله دقت لازم نشود باعث افت فشار بیش از حد و ایجاد حباب شده که این امر کاهش ظرفیت شیر انبساط را به دنبال خواهد داشت، در نتیجه سیستم با اشکالات و یخ زدگی مواجه می شود. برای حفظ حالت مبرد فروسرد تا جایی که ممکن است سایز لوله ها را طوری طراحی می کنیم که کمترین افت فشار را داشته باشد.
نکته: سایز لوله های مدار مایع از بقیه مدارها کوچکتر است.
لوله مدار مکش
این لوله از انتهای اواپراتور تا ورودی کمپرسور ادامه دارد و معمولاً سایز این لوله از سایز لوله رانش بزرگتر است که علت آن پایین بودن فشار گاز در این لوله است. باید توجه داشت که لوله مدار مکش به علت جلوگیری از اتلاف حرارتی عایق می شود.
اهمیت محدودیت افت فشار و دما در خط مکش به این دلیل است که ظرفیت کمپرسور متأثر از نسبت فشار رانش و مکش است و هر گونه افزایش در این نسبت ظرفیت کمپرسور را کاهش می دهد.
رسیور (Receiver)
در سیستم هایی که به روش پمپ دان (Pump down) خاموش می شوند نیاز به یک مخزن است که بعد از خاموش شدن چیلر (چیلر هوا خنک)، مایع مبرد در آن جمع آوری و ذخیره گردد. این مخزن را رسیور می نامند. طراحی حجم این مخزن به این گونه است که با فرض اینکه 80% مبرد شارژ شده به سیکل تبرید در حالت مایع در آن جای بگیرد، انجام می شود. از این مخزن بیشتر در چیلرهایی که فقط در فصل گرما کار می کند، استفاده می شود.
وقتی شیر برقی مسیر خروج گاز از کندانسور را می بندد گاز در مخزنی به نام رسیور جمع می شود. به همین دلیل به راحتی هر نوع تعمیری روی دستگاه می توان انجام داد. رسیور یک لوله اینچ بالای بدون است که دارای دو عدسی در دو سر آن است. انواع مختلف این مخزن (افقی و عمودی) در شکل زیر نشان داده شده است:
فیلتر درایر (Filter Drier)
فیلتر درایر یکی دیگر از تجهیزات چیلر تراکمی است که کار فیلتراسیون و خشک کردن (جذب رطوبت) مبرد را انجام می دهد. عدم رطوبت در دستگاه چیلر حائز اهمیت است؛ زیرا چنانچه رطوبت در سیستم وجود داشته باشد، در فشارهای پایین تقطیر شده و به‌صورت مایع در می آید و همراه مبرد وارد کمپرسور شده و به آن آسیب می رساند و همچنین موجب مسدود شدن مسیر جریان مبرد می شود. فیلتر درایر در هر نقطه بعد از شیر سرویس و قبل از شیر برقی قرار نصب می شود.
ذرات مضر که توسط فیلتر درایر جدا می شوند شامل رطوبت، اسید، هیدروکربن های با وزن مولکولی بالا، مواد حاصل از تجزیه روغن، مواد غیر قابل حل مانند ذرات فلزی و اکسید مس هستند. در سیستم های سرمایشی که از مبرد های HFC استفاده می کنند، نخستین وظیفه فیلتر درایر جذب رطوبت بلافاصله پس از راه اندازی است. اگر رطوبت در صافی مولکولی جذب شود، خطر تشکیل اسید و هیدرولیز شدن روغن پلی یول استر و اثرات جانبی آن همچون خوردگی و آسیب به موتور به طرز چشمگیری کاهش پیدا می کند.
اشکال زیر معرف فیلتر درایر و هسته آن که همان خشک کن است، می باشد. جنس هسته درایر از مواد شیمیایی و برخی مواد متخلخل است که متداول ترین آنها آلومینای فعال شده و سلیکاژل هستند که به صورت فشرده و به شکل کارتریج داخل پوسته قرار می گیرد. یک توری ریز نیز در خروجی فیلتر قرار دارد تا از گردش ناخالصی ها در سیستم جلوگیری کند. بسته به ظرفیت چیلر تعداد هسته درایرها متغیر خواهد بود. دو نوع فیلتر درایر در چیلر مورد استفاده قرار می گیرد:
نوع پک شده
در صورت اشباع شدن فیلترهای پک شده باید کل فیلتر به صورت یک پارچه عوض شود.
نوع پوسته ثابت
فیلتر پوسته ثابت برای سیستم های با ظرفیت برودتی بالاتر یا برای سیستم هایی که اکثراً در فشار خلأ پایین کار می کنند استفاده از درایر با هسته قابل تعویض بهترین گزینه است که در شکل نشان داده شده است. در این نوع فیلترها در صورت اشباع شدن فقط هسته ی درایر عوض می شود.
اکومولاتور (Accumulator)
هم چنان که قبلاً نیز گفته شده بود سیال ورودی به کمپرسور حتماً باید به صورت گاز (بخار) باشد. ورود مایع به کمپرسور باعث ایجاد فشارهای هیدرولیک شده موجب خراب شدن سوپاپ های موجود روی سرسیلندر می شود. برای جلوگیری کردن از ورود مایع مبرد به کمپرسور روی خط مکش قبل از کمپرسور از اکومولاتور یا مایع شکن استفاده می شود. از این وسیله بیشتر در چیلرهای زیر صفر (چیلرهایی که دمای آب خروجی از آن کمتر از صفر است) استفاده می شود.
در سیستم های با شرایط زیر باید اکومولاتور نصب شود:
- سیستم با اختلاف دماهای بالا (سیستم های با عملکرد ناپیوسته)
- سیستم هایی با مسیر لوله کشی طولانی
- سیستم های با بار اواپراتور پایین
- سیستم های معکوس مانند Heat pump و Defrost
جداکننده روغن (Oil Separator)
جداکننده روغن یکی دیگر از تجهیزات چیلر است. برای حفاظت کمپرسور از کارکرد بدون روغن، سیستم تبرید بایستی طوری طراحی و لوله کشی شود که تمام روغن خارج شده از کمپرسور نهایتاً پس از عبور از کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور دوباره به کمپرسور برگردد. برای حفاظت سیستم از کارکرد بدون روغن بین کمپرسور و کندانسور، روی خط گاز (رانش) Oil Separator نصب می شود.
در شرایطی که طول مسیر لوله کشی زیاد است، در چیلر های زیر صفر، در سردخانه ها و در کمپرسورهای آنلودر دار، در خروجی گاز از کمپرسور از جدا کننده روغن استفاده می شود تا روغن خروجی از کمپرسور از مبرد جدا شده و از طریق شیری که در قسمت پایین جدا کننده روغن قرار گرفته به داخل Crank case یا کارتر روغن کمپرسور برگردد.
سایت گلاس یا مایع نما (Sight Glass)
جهت تشخیص مقدار مبرد و نیز مشاهده رطوبت موجود در مبرد از سایت گلاس نصب شده در مسیر خط مایع چیلر استفاده مسی شود. وجود حباب در جریان سیال نشانه ای برای کم بودن میزان مبرد در سیستم است، در صورت کافی بودن مقدار مبرد، مایع مبرد به صورت ستون جامدی از مایع دیده می شود یعنی هیچ حبابی در سایت گلاس مشاهده نمی شود. از طرف دیگر وجود حباب در سیستم نشانه ی دوفازی بودن و افت فشار مبرد است. تغییر رنگ کاغذ حساس وسط سایت گلاس و انطباق آن با رنگ مربوط به حالت Wet دلیل وجود رطوبت در سیکل تبرید است.
شیر شارژینگ (Charging Valve)
به منظور شارژ مبرد به چیلر و نیز انجام عمل تخلیه سیستم از هوا از این شیر که معمولاً روی خط مایع روی درپوش فیلتر درایر نصب می گردد، استفاده می شود. بدنه آن از جنس برنج چکش کاری شده است و دسته سوپاپ آن به‌صورت چهار گوش و آچار خور طراحی شده است.
شیر سرویس (Service Valve)
شیر سرویس از تجهیزات چیلر تراکمی از نوع سوزنی (Globe Valve) است. این شیر روی خط مایع پس از کندانسور و رسیور و قبل از فیلتر درایر نصب می شود و برای قطع جریان مایع مبرد به اواپراتور و انجام سرویس های احتمالی دستگاه، تعویض فیلتر درایر و عمل Pump down در انتهای هر فصل بهره‌برداری، مورد استفاده قرار می گیرد.
لرزه گیر مسی (Copper Vibration Absorber)
برای جلوگیری از لطمات احتمالی ناشی از لرزش خطوط لوله ارتباطی که به دلیل ارتعاشات کمپرسورهای در حال کار ایجاد می شود، از لرزه گیر مسی حصیری Packless استفاده می شود.
لرزه گیرهای مسی بلافاصله بعد از شیرهای مکش و رانش کمپرسور و موازی با محور میل لنگ کمپرسور نصب می شوند.
شیر اطمینان (Relief Valve)
به منظور جلوگیری از بالا رفتن بیش از حد فشار در سیستم و بروز خطرات ناشی از آن در صورت عمل نکردن احتمالی کنترل‌کننده فشار رانش کمپرسور (HLPC) روی کندانسور (در چیلرهای آبی) و رسیور (در چیلرهای هوایی) بروی سیستم شیر اطمینان، نصب می شود تا در صورت بروز مشکل فوق باز شده و با تخلیه مقداری مبرد از بالا رفتن بیش از اندازه فشار جلوگیری به عمل آید. بدنه‌ی این شیرها از برنج یا برنز ساخته می شوند.
شیر برقی (Solenoid valve)
یکی دیگر از تجهیزات چیلر تراکمی شیر برقی است. این قطعه یک شیر الکترومکانیکی است که برای قطع و وصل جریان مایعات و گازها در صنایع به کار می رود. سلونوئید ولو با تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی عمل چرخش، یا باز و بسته کردن شیر را انجام می دهد. شیر سلونوئید ولوها مزایای زیادی دارند که سرعت بالا، قابلیت اطمینان بالا، قطع و وصل سریع، سرویس دهی طولانی، طراحی یکپارچه و جریان برق مصرفی پایین از مهم ترین آن ها هستند. در چیلرها به منظور جلوگیری از عبور مایع مبرد کندانسور به اواپراتور در شرایطی که کمپرسور دستگاه خاموش است روی خط مایع، قبل از شیر انبساط نصب می شود. وظیفه اصلی این شیر باز و بسته کردن مسیر عبور مبرد است. بدین ترتیب که با برق دار شدن بوبین شیر برقی مسیر عبور سیال باز و با قطع برق بوبین مسیر بسته می شود.
خرید چیلر
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.
