انواع چیلر تراکمی
چیلر تراکمی در صنعت با توجه به نیاز هر پروژه می تواند متغیر باشد. انواع متفاوت از چیلر تراکمی از نظر نحوه عملکرد ، کارکرد ، ویژگی های ابعادی و ظرفیتی برای رفع نیازهای تاسیسات سرمایش ساختمان ها با کاربری های متفاوت موجود است. در این مقاله انواع چیلر تراکمی با توجه به تفاوت در نوع کمپرسور چیلر تراکمی ، چیلر تراکمی هوایی و آبی و اواپراتور چیلر تراکمی معرفی میکنیم.
انواع کمپرسور چیلر تراکمی
کمپرسور چیلر تراکمی موجود که در صنعت تهویه مطبوع ساختمان بسیار مورد استفاده قرار می گیرد ، معمولا به سه دسته رفت و برگشتی reciprocating ، دورانی اسکرال scroll و دورانی اسکرو screw تقسیم می شوند. اینکه کدامیک از چیلر های تراکمی فوق استفاده شوند ، به معیار طراحی باز می گردد. امروزه کارخانجات سازنده بسیاری در زمینه کمپرسور وجود دارد و معتبر ترین این شرکت ها می توان به شرکت های بیتزر ، کوپلند ، کریر و دانفوس اشاره کرد.
معمولا کمپرسور های رفت و برگشتی و اسکرو تا ظرفیت های بالا موجودند ، ولی به جهت تکنولوژی تراکم در نوع اسکرال ، فعلا بالاترین ظرفیت کمپرسور 60 تن تبرید است . هنگامی که ظرفیت تبرید پایین است ، به علت صدای پایین و حجم ابعاد کمتر کمپرسور اسکرال ، استفاده از آن ها بر کمپرسور های رفت و برگشتی ترجیح داده می شود. . مزیت کمپرسور های رفت و برگشتی در کنترل و مرحله ای نمودن بار برودتی از طریق ورود و خروج تعداد سیلندر و پیستون آن هاست. ولی کمپرسور های اسکرال فقط دو حالت دارند یا صفر یا کار با بالاترین ظرفیت. به عنوان مثال یک کمپرسور اسکرال به ظرفیت 20 تن تبرید حالت میانی 10 تن تبرید ندارد و اگر بار ساختمان در ساعاتی از روز 10 تن تبرید باشد، کمپرسور اسکرال با ظرفیت بالاتر از 10 تن کار خواهد نمود.
هرچند با این توضیحات به نظر می رسد نحوه کنترل بار در کمپرسور های رفت و برگشتی به مراتب بهتر از کمپرسور های اسکرال باشد، ولی می توان با اضافه نمودن المان تغییر دور اینورتر حتی تا بینهایت مرحله برای کمپرسور های اسکرال ایجاد نمود. استفاده از اینورتر و مرحله ای نمودن کمپرسور های اسکرال قیمت این کمپرسور ها را تا حد دو برابر افزایش می دهد. در هر صورت انتخاب نوع کمپرسور به عنوان قلب چیلر به نظر طراح و معیار های محاسبه بستگی دارد. به عنوان مثال اگر ساختمانی به یک چیلر به ظرفیت اسمی 100 تن تبرید نیاز داشته باشد ، بهترین انتخاب یکی از دو پیشنهاد زیر خواهد بود:
- استفاده از دو کمپرسور رفت و برگشتی هر کدام به ظرفیت 50 تن تبرید.
- استفاده از چهار کمپرسور اسکرال هر یک به ظرفیت 25 تن تبرید.
هرچند که راه حل دوم از چهار کمپرسور استفاده شده است ، ولی در نهایت میزان صدا و همچنین ابعاد فیزیکی چیلر دوم کمتر از چیلر اول خواهد بود و از آنجا که ضریب عملکرد COP چیلر دورانی بیشتر از چیلر های رفت و برگشتی است، در نتیجه مصرف برق چیلر دوم از چیلر اول کمتر خواهد بود. ولی اگر به جای 100 تن ، 200 تن تبرید نیاز باشد ، بهتر است از کمپرسور های رفت و برگشتی استفاده گردد.
چیلرهای تراکمی هوایی و آبی
علاوه بر مساله کمپرسور ، چیلر های تراکمی به دو نوع چیلر تراکمی آبی یا چیلر تراکمی هوایی ساخته می شوند. در چیلر آبی سیالی که بخار مبرد فوق گرم در کندانسور با آن انتقال حرارت انجام می دهد آب است ، در حالی که در چیلر های هوایی این سیال هواست. به طور کلی راندمان چیلر های آبی بسیار بالاتر از چیلر های هوایی است و این بدان علت است که آب قدرت انتقال حرارت بالاتری نسبت به هوا دارد ، ولی در عین حال قیمت چیلر های آبی محدود به اقلیمی است که پروژه در آن قرار دارد. به طور کلی از آنجا که آب گرم شده در کندانسور چیلر آبی باید از طریق سرمایش تبخیری در برج خنک کننده دوباره خنک شود تا سیکل تبرید ادامه یابد ، بنابراین در اقلیم هایی که درجه حرارت مرطوب هوای خارج آن ها بالاست و به عبارتی رطوبت نسبی منطقه زیاد است، نمی توان از این سیستم آبی استفاده نمود ، ولی استفاده از چیلر های هوایی محدودیتی ندارد. از آنجا که در سرمایش تبخیری هر چقدر هوای محیط خشک تر بوده و در مقابل بالا بودن درجه حرارت خشک محیط ، درجه حرارت مرطوب محیط پایین تر باشد ، آنگاه راندمان سیستم بالاتر خواهد بود ، بنابراین هرچقدر اقلیم از نظر شرایط آب و هوایی خشک تر باشد ، راندمان چیلر آبی نیز در آن اقلیم بالاتر خواهد بود ، ولی چیلر آبی در مناطق مرطوب عمل نخواهد کرد.
اواپراتور چیلر تراکمی
یکی دیگر از اجزای چیلر ، اواپراتور آن است. اواپراتور ها نیز در شکل ها و انواع مختلفی وجود دارند ، که از جمله آن ها می توان به اواپراتور های پوسته و لوله shell and tube و اواپراتور های صفحه ای plate اشاره نمود. در واقع وظیفه اصلی اواپراتور سرد کردن هوا از طریق مبرد است. مبرد های گوناگونی در چیلر ها استفاده می شوند که مهم ترین آن ها عبارتند از R22 , R407c , R410a , R134a اشاره نمود. در کشور های پیشرفته استفاده از مبرد R22 به علت اثرات تخریبی آن روی لایه اوزن ممنوع است. در مقاله های بعدی به طور کامل مبرد ها را تشریح می کنیم.
جمع بندی
به طور کلی اولین قدم برای محاسبه و انتخاب چیلر محاسبه ظرفیت آن است. در تعیین ظرفیت هر دستگاه ، دو مفهوم ظرفیت واقعی و ظرفیت اسمی وجود دارد. ظرفیت واقعی ، همان بار سرمایش ساختمان است ولی از آنجا که راندمان هیچ ماشینی صد در صد نیست ، باید ظرفیت دستگاه را بالاتر از ظرفیت واقعی در نظر گرفت ، تا بتواند پاسخگوی ظرفیت واقعی باشد که به این ظرفیت بالاتر ، ظرفیت اسمی می گویند. به طور کلی پس از محاسبه ظرفیت واقعی چیلر که همان بار سرمایی ساختمان است ، باید عواملی از قبیل افت فشار ناشی از لوله کشی در دستگاه و دماها و فشار های نقاط مختلف چیلر که تعیین کننده راندمان آن است ، در نظر گرفته شود تا مشخص شود به چه ظرفیت اسمی نیاز است تا بتواند پاسخگوی ظرفیت واقعی باشد. این محاسبات معمولا در قسمت طراحی کارخانه سازنده انجام می شود و بدین ترتیب کاتالوگ چیلر تدوین می شود. بنابراین همواره کیفیت ساخت چیلر می تواند در تعیین ظرفیت اسمی آن موثر باشد. به عنوان مثال برخی سازندگان از لوله های مسی معمولی جهت ساخت اواپراتور استفاده می کنند ، ولی برخی دیگر از سازندگان چیلر ، از لوله هایی با سطح داخلی فین خورده ( شیار داخلی ) ، استفاده می کنند. این شیار ها موجب آشفتگی جریان شده و باعث افزایش میزان انتقال حرارت و راندمان اواپراتور می شود. همچنین جنس و کیفیت لوله های مسی نیز بسیار مهم است. هرچه ضریب رسوب این لوله ها کمتر باشد ، راندمان چیلر بالاتر خواهد بود. به طور کلی همه محاسبات مربوط به چیلر طبق استاندارد ARI در ضریب رسوب 0.0005 انجام می شود.
به طور خلاصه میتوان گفت که با داشتن ظرفیت واقعی چیلر که از محاسبه بار سرمایی ساختمان به دست آمده است و مراجعه به کاتالوگ سازنده می توان ظرفیت اسمی مناسب چیلر را بدست آورد ، ولی در هر صورت اجزای به کار رفته در چیلر هایی که جهت فرآیند های تهویه مطبوع استفاده می شوند ، طبق قواعد استاندارد محاسبه می شوند. در مقاله های بعدی قواعد استاندارد مربوط به چیلر تشریح خواهند شد.
جهت آشنایی با تجهیزات چیلر تراکمی اینجا را کلیک کنید!
بدون دیدگاه