مقدمه
این روزها در هر ساختمانی اعم از تجاری یا مسکونی برای تهویه مطبوع از وسایل سرمایشی- گرمایشی مدرن استفاده می‌نمایند و سیستم‌های متداول قدیمی را تقریبا کنار گذاشته‌اند. سیستم‌های جدید تهویه هوا مانند فن کویل‌ها دیگر خطرات و هزینه‌های گزاف در مصرف انرژی را نسبت به وسایل متداول قدیمی ندارند؛ از این رو در صنعت بیشتر مورد استقبال قرار گرفته‌اند. از آنجایی که بعضی از سیستم‌های سرمایشی مانند فن کویل‌ها نیازمند آب سرد برای تهویه مطبوع هستند، سیستم‌هایی مانند چیلر تراکمی می‌توانند آب خنک مورد نیاز آن‌ها را تامین نماید تا سیستم‌های سرمایشی بتوانند تهویه مطبوع محیط مورد نظر را به بهترین شکل ممکن انجام دهند.
نقش چیلر در سیستم‌های خنک کننده و تهویه مطبوع
چیلرها با بهره جویی از سیستم سیکل تبریدی می‌توانند آب سرد شده را به سیستم‌های خنک کننده همچون فن کویل‌ها یا سیستم‌های صنعتی برای کاهش دمای فرایندها، انتقال دهند یا به عبارت دیگر حرارت آب گرم شده را از فن کویل‌ها جذب نمایند و تهویه مطبوع را بر روی آب گرم انجام دهند و آب سرد را به سیستم خنک کننده برگردانند.
سیکل کار چیلرها در یک ساختمان
انواع چیلرهای مورد استفاده در سیستم‌های سیکل تبریدی
چیلرها بر اساس مکانیزم انتقال حرارت به دو دسته‌‌ی اصلی چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می‌شوند.
نمونه چیلرهای تراکمی و جذبی
چیلر تراکمی در سیستم تهویه مطبوع (سیکل کار چیلر تراکمی)
این نوع از چیلرها برای خنک کاری آب گرم بر پایه تراکم گاز مبرد، خنک کاری را انجام می‌دهند. ابتدا گاز مبرد گرم در واحد کمپرسور، فشرده می‌شود و در اثر فشرده شدن گاز، دمای آن نیز افزایش می‌یابد؛ سپس گاز فشرده به واحد کندانسور در چیلر تراکمی انتقال داده می‌شود. در کندانسور گرمای گاز مبرد گرفته می‌شود و به مایع سرد تبدیل می‌شود. مایع سرد و فشرده با عبور از شیر انبساط با افت فشار چشمگیری رو به رو می‌شود. فشار مایع مبرد کمتر یا برابر با فشار اتمسفر می‌گردد. حال با عبور مایع کم فشار از واحد اواواپراتور، مایع سرد در مجاورت آب گرم قرار می‌گیرد و با تبادل حرارت بین سیال سرد در داخل لوله‌های اواواپراتور و سیال گرم اطراف اواواپراتور، باعث می‌شود که مایع سرد مبرد تبخیر و به گاز مبرد تبدیل شود. همچنین آب اطراف اواپراتور سرد شده و به سیستم‌های خنک کننده انتقال می‌یابد.
چیلر تراکمی بر اساس نوع کمپرسور می‌توانند به 4 نوع اسکرال، اسکرو، سانتریفیوژی و پیستونی تقسیم شود که نوع پیستونی آن پر صدا ولی قدرت بیشتری در فشرده سازی گاز مبرد دارد.
همچنین چیلر تراکمی بر اساس کندانسور خود به دو نوع آب خنک و هوا خنک تقسیم می‌شود. چیلرهای آب خنک نسبت به هوا خنک بازدهی بیشتری دارند ولی مصرف آب آن‌ها زیاد‌تر است.
سیکل کار در یک چیلر تراکمی آب خنک اسکرو
چیلر جذبی در سیستم‌های تهویه مطبوع (سیکل کار چیلر جذبی)
سیستم‌های چیلر جذبی مانند سیستم‌های چیلر تراکمی عملکردی مشابه در سیکل تبریدی دارند. تنها تفاوت بین چیلر جذبی با چیلر تراکمی در مرحله فشرده سازی گاز مبرد (بخار آب) است. به عبارت دیگر چیلر جذبی با جذب انرژی گرمایی و چیلر تراکمی با مصرف انرژی الکتریکی سعی در فشرده سازی گاز مبرد خروجی از اواپراتور برای خنک کاری آب سیستم‌های خنک کننده می‌کنند. همچنین بقیه عملکرد سیکل چیلر جذبی شبیه به عملکرد چیلر تراکمی در خنک کاری آب سیستم‌های خنک کننده است.
فرآیند خنک سازی در چیلر تراکمی آب خنک
تفاوت چیلر جذبی با چیلر تراکمی در سیستم‌های تهویه مطبوع
در چیلر جذبی برای فشرده سازی گاز مبرد خروجی از اواپراتور نیازمند اضافه نمودن یک مایع مانند لیتیوم بروماید است که باعث می‌شود یک مایع غلیظ بوجود آید. سپس این مایع به وسیله یک پمپ به مولد حرارتی انتقال می‌یابد. مولد حرارتی باعث می‌شود که آب محلول، تبخیر و یک گاز پر فشار تولید گردد. حال این گاز به کندانسور انتقال می‌یابد و بقیه مراحل مانند چیلر تراکمی می‌باشد. در چیلر تراکمی مانند بالا برای فشرده سازی گاز مبرد از یک کمپرسور استفاده می‌شود که گاز را فشرده می‌سازد و به کندانسور می‌فرستد.
چیلر تراکمی از چه قطعاتی تشکیل شده است؟
چیلرهای تراکمی عموما از 4 مولفه اصلی تشکیل شده اند:
- کمپرسور (compressor): کمپرسور مورد استفاده در چیلر می‌تواند از 4 نوع اسکرال، پیستونی، اسکرو و سانتریفیوژی باشد. نوع اسکرو و اسکرال کمپرسور‌ها متداول‌تر هستند و کاربرد بیشتری دارند.
- کندانسور (Condenser): کندانسور در چیلرهای تراکمی از یک سری لوله (کویل) و پوسته یا صفحات متعددی در کنار یکدیگر، بسته به نوع کندانسور ساخته شده است و وظیفه خنک سازی گاز فشرده مبرد را دارد. کندانسور در نوع چیلر تراکمی هوا خنک شامل کویل و فن می‌شود که می‌تواند هوای محیط را به گاز مبرد داخل کویل‌ها پرتاب کند و باعث خنک کردن مبرد شود. در نوع چیلر تراکمی آب خنک به جای استفاده از فن در خنک کردن مبرد از آب سرد استفاده می‌شود.
- شیر انبساط (Expansion Valve): از شیر انبساط در چیلر تراکمی برای کاهش فشار مبرد استفاده می‌شود.
- اواپراتور (Evaporator): این قطعه همچون کندانسور بسته به نوع اواپراتور از لوله و پوسته یا صفحات متعدد در کنار یکدیگر ساخته شده است. از اواپراتور در چیلر تراکمی برای خنک کردن آب مورد استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع مانند فن کویل‌ها یا سیستم‌های صنعتی استفاده می‌شود.
منابع: