چیلر یکی از تجهیزات تهویه مطبوع است که وظیفه آن تامین آب خنک مورد استفاده در دیگر تجهیزات از قبیل فن کویل، هواساز و … است. چیلرهای تراکمی با استفاده از سیکل تبرید تراکمی عمل خنک‌سازی آب را انجام می‌دهند. در این مقاله قصد داریم با قطعات چیلر و روش‌کار آن‌ها بیشتر آشنا شویم.
چیلر چیست؟
در سیستم‌های تهویه مطبوع به منظور کاهش دمای هوا، از آب خنک استفاده می‌شود. برای تامین آب با درجه حرارت کم، دستگاهی به نام چیلر بکار برده می‌شود. آب با وارد شدن به چیلر، حرارت خود را از دست داده و با دمایی پایین (چند درجه بالای صفر) از آن خارج می‌شود.
چیلرها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:
چیلر تراکمی بر اساس سیکل ترید تراکمی و چیلر جذبی بر اساس سیکل تبرید جذبی یا ابزوربشن کار می‌کند. موضوع اصلی مقاله حاضر چیلر تراکمی است. چیلر تراکمی خود بر اساس نوع کندانسور به دو دسته تقسیم می‌شود:
در مورد این دو چیلر در ادامه صحبت خواهیم کرد، اما قبل از آن، بهتر است، مروری داشته باشیم بر سیکل تبرید تراکمی.
سیکل تبرید تراکمی
سیکل تبرید تراکمی، رایج‌ترین شیوه برای برودت است. بر اساس این سیکل، یک سیال کاری که به آن مبرد می‌گویند، با طی کردن چهار فرایند، حرارت را از سیال مد نظر جذب و به محیط بیرون انتقال می‌دهد.
این چهار مرحله به ترتیب زیر است:
- تراکم: در این مرحله فشار مبرد افزایش می‌یابد
- میعان: در این مرحله گاز مبرد با از دست دادن حرارت به مایع تبدیل می‌شود
- انبساط: در این مرحله فشار مبرد کاهش می‌یابد
- تبخیر: در این مرحله مبرد با تبخیر شدن، حرارت را جذب می‌کند
پس به این ترتیب، مبرد می‌تواند به تغییر فاز از حالت مایع به بخار حرارت را از سیال مدنظر (که در چیلر آب است) جذب کرده و با تبدیل شدن از گاز به مایع حرارت خود را از دست بدهد. از سیکل تبرید تراکمی در بسیار از سیستم های برودتی و تهویه مطبوع استفاده می‌شود، از جمله یخچال‌های خانگی و صنعتی، سردخانه‌ها، کولر خودرو، اسپیلت، چیلر و ….
اما برای طی شدن این چهار مرحله به چه تجهیزاتی نیاز است؟ در پاسخ به این پرسش، به بررسی قطعات اصلی چیلر می‌پردازیم.
قطعات اصلی چیلر
همان طور که دیدیم، چیلر تراکمی بر اساس سیکل تبرید تراکمی کار می‌کند، هر سیکل نیز از چهار مرحله تشکیل شده است. پس برای طی شدن این چهار فرایند، به چهار قطعه اصلی در چیلر نیاز داریم. قطعات اصلی چیلر عبارتند از:
- کمپرسور برای مرحله تراکم
- کندانسور برای مرحله میعان
- شیر انبساط برای مرحله انبساط
- اواپراتور برای مرحله تبخیر
کمپرسور چیلر
کمپرسور وسیله‌ای است که توسط آن مبرد متراکم شده و فشار آن افزایش می‌یابد. به این ترتیب اولاً با افزایش فشار مبرد، دمای میعان آن افزایش یافته، تا بتواند در دمای محیط بیرون مایع شود. دوماً انرژی لازم برای طی شدن سیکل تامین می‌شود.
کمپرسورها انواع مختلفی دارند:
البته در چیلرها معمولاً از دو نوع اسکرال و اسکرو، بیشتر استفاده می‌شود. شما می‌توانید جهت آشنایی با هر کدام از این کمپرسورها مقاله مربوطه را مطالعه کنید.
کندانسور چیلر
کندانسور یا چگالنده، نوعی مبدل حرارتی است، که وظیفه آن دفع حرارت مبرد است. کندانسورهای مورد استفاده در چیلر دو نوع هستند:
- کندانسور هواخنک
- کندانسور آب‌خنک
کندانسورهای هوا خنک دارای یک کویل هستند، که گاز مبرد با طی کردن مسیر کویل حرارت خود را به هوا می‌دهد. جریان هوا نیز توسط یک یا چند فن بسته به ابعاد کندانسور، بر روی کویل دمیده می‌شود. به این ترتیب گاز مبرد و هوا، بدون تماس مستقیم تبادل حرارت انجام می‌دهند. به چیلرهایی که از کندانسور هوا خنک استفاده می‌کنند، چیلر هوایی یا چیلر هوا خنک می‌گویند.
کندانسورهای آب خنک اما توسط آب حرارت مبرد را جذب می‌کنند . این کندانسور به شکل پوسته و لوله طراحی شده، که توسط آن مبرد (خنک شونده) و سیال آب (خنک کننده)، بدون ترکیب شدن تبادل حرارت انجام داده و عمل میعان مبرد انجام می‌شود. به چیلرهایی که از کندانسورهای آبی استفاده می‌کنند، چیلر آب خنک یا چیلر آبی می‌گویند، این چیلرها برخلاف چیلر هوا خنک دارای برج خنک کننده نیز هستند که در قسمت بعدی به آن پرداخته خواهد شد.
شیر انبساط
برای آنکه دمای تبخیر مبرد کاهش یابد، باید فشار آن را کاهش داد. این وظیفه بر عهده شیر انبساط است. شیر انبساط یا اکسپنشن ولو علاوه‌بر کاهش فشار مبرد، مقدار مبرد ورودی به اواپراتور را نیز تنظیم می‌کند. شیرهای انبساط بر دو نوع‌اند:
در مقالات مربوطه به این دو نوع شیر انبساط و روش کارشان پرداخته شده است.
اواپراتور
اوپراتور قسمتی است که حرارت از سیال مورد نظر – که در چیلر آب است – گرفته می‌شود. به این علت که سیال ورودی به چیلر آب است، از اواپراتورهای پوسته لوله‌ای در چیلر استفاده می‌شود. در اواپراتور مبرد و آب چیلر بدون تماس مستقیم حرارت را تبادل کرده که با این کار دمای آب کاهش یافته و مبرد بخار می‌شود.
دیگر قطعات چیلر
تا به اینجا با چهار جزء اصلی چیلر آشنا شدیم، اما هر چیلر دارای قطعات دیگری نیز هست، که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.
تابلو برق
برای کنترل کارکرد چیلر نیاز به تجهیزات اندازه‌گیری و کنترلی برقی داریم که این تجهیزات را داخل یک محفظه به نام تابلو برق قرار می‌دهند. تابلو برق به گونه‌ای طراحی می‌شود که از تجهیزات برقی در مقابل عوامل جوی و همینطور ضربات و … محافظت کند.
لوله‌کشی
برای اتصال بین چهار جزء اصلی چیلر و همینطور انتقال آب خنک شونده، از لوله‌های مخصوص استفاده می‌شود.
برج خنک کننده
در چیلرهای آب خنک، برای کاهش حرارت آب خنک کننده از برج خنک کننده یا کویلنگ تاور استفاده می‌شود. برای آشنایی بیشتر با کولینک تاور می‌توانید مقاله مربوطه را مطالعه کنید.
شیر سرویس
در هنگام تعمیرات نیاز به جداسازی قسمت‌های مختلف سیکل وجود دارد. برای این کار شیرهای سرویس تعبیه می‌شوند.
فیلتر درایر
برای آنکه رطوبت، اسید و ناخالصی‌های مبرد موجود در سیکل جذب شود، از انواع فیلتر درایر استفاده می‌شود.
سایت گلاس
برای آنکه وضیعت مبرد موجود در سیکل قابل تشخیص باشد از سایت گلاس یا شیشه رویت استفاده می‌شود.
جمع‌بندی
یکی از پرکاربردترین تجهیزات تهویه مطبوع چیلر است، که توسط آن آب خنک مورد نیاز برای فن کویل، هواساز و … تامین می‌شود. در این مقاله به بررسی قطعات چیلر و نقش هر کدام در چیلر تراکمی پرداختیم. امیدواریم این مقاله مورد توجه شما قرار گرفته باشد.
شما می‌توانید جهت مشاوره و تهیه انواع چیلرهای آب خنک و هوا خنک و همچنین قطعات چیلر با مشاورین گروه صنعتی دی در تماس باشید.
