تولید چیلر اسکرال

چیلرها یا خنک سازها ابزارهای مکانیکی هستند که برای سردسازی یک سیستم به کار می­روند و در تهویه و صنایع مختلف غذایی و تولیدی و نیروگاه­ها به کـار می­روند. چیلرها کاربـردهای گستـرده ای دارند و انواع مختلف آن­ها در صنعت با توجه به نوع کاربـرد دسته بندی می­شـود.

این دسته بندی بیشتر متناسب با مکانیزم و نوع کمپرسور و یا نحوه خنک سازی آن­ها می­باشد.

چیلرها با توجه به نوع خنک­سازی آن­ها به دو نوع آب خنک و هوا خنک تقسیم می­شوند تقسیم بندی دیگری که عموما در چیلرها انجام می­شود نسبت به نوع کمپرسورهای آن­ها می­باشد. این چیلرها در انواع اسکـرو، اسکـرال، سانتریفیوژ، یا رفت و برگشتی موجود می­باشند. در این مقاله به چیلر اسکرال خواهیم پرداخت. سپس به تفصیل در مورد تولید چیلر اسکرال و عملکرد چیلر اسکرال و موارد مصرف آن­ها اشاره خواهد شد.

چیلر اسکرال چگونه کار می­کند؟

چیلر اسکرال مانند هر چیلر دیگری یک ابزار خنک­کاری است. مکانیزم عملکرد چیلر اسکرال تزریق مقدار معینی از آب در کندانسور و حرارت گرفتن از محیط اواپراتور(داخل خانه، یا حتی خنک­سازی آب ) است. سپس به وسیله­ی پمپ­ها وکندانسور و سایر اعضا این آب خنک می­شود تا بتواند نیاز سیستم را برآورده کند و یا باعث خنک شدن یک ناحیه مشخص شود.

برای تشریح بهتر عملکرد چیلر اسکرال بهتراست ابتدا با قسمت های مختلف سیستم آشنا شویم و کار هریک را بشناسیم.

عملکرد چیلر اسکرال با سیستم گردش مبرد

مبرد مایع در اواپراتور حرارت را از آب میگیرد و تبخیر می­شود و این کار به دلیل اختلاف دمایی که بین آب و مبرد به وجود می­آید انجام می­شود. بعد از اینکه مبرد مایع کاملا تبخیر شد وارد یک کمپرسور اسکرال می­شود و دما و فشار آن توسط این کمپرسور اسکرال افزایش می­یابد و با این دمای بالا وارد کندانسور می­شود و حرارت را تخلیه می­کند و مجددا تبدیل به مایع می­شود و از طریق یک شیر انبساط یا لوله مویین فشار آن دوباره کاهش می­یابد تا به فشار کاری اواپراتور برسد و این سیکل دوباره تکرار می­شود.

اجزای تشکیل دهنده­ی این چیلرها عبارتند از :

• کمپرسور

کمپرسور هسته­ی سیستم تبرید است و برای متراکم سازی مبرد به کار گرفته می­شود. در حقیقت اثر نیروی حرارتی و نیروی مکانیکی به هم تبدیل می­شوند تا این عملیات شکل بگیرد. کمپرسور این چیلر از نوع اسکرال می­باشد که طراحی عملکرد آن مشابه مارپیچ ارشمیدسی می­باشد و از طریق چرخش در این مارپیچ عملیات متراکم سازی مایع انجام می­شود.

• کندانسور

در فرایند تبرید کندانسور مانند یک منبع حرارتی خروجی کار می­کند و مبرد را تقطیر می­کند. در حقیقت بخار فراگرم وارد کندانسور می­شود و حرارت خود را از دست می­دهد. عملکرد کلی کندانسور مانند یک مبدل گرمایی است که گرما را از طریق فرایند همرفت به محیط بیرونی تخلیه می­کند.

• مخزن

مخزن در داخل قسمت کندانسور تعبیه شده است که مستقیما به لوله زهکشی کندانسور متصل است. مبرد مایع کندانسور باید بتواند بدون محدودیت در جریان قرار بگیرد تا به طور کامل حرارت خود را از دست بدهد. از طرفی وقتی تغییرات حرارتی در اواپراتور صورت می­گیرد. چیلر اسکرال نیازمند تغییراتی درفرم مبرد می­باشد و این مخزن آب بیشتر به منظور سرعت گرفتن کار سیکل و ایجاد اختلاف دمای بیشتر بین کندانسور و اواپراتور می­باشد. چرا که با توجه به قوانین ترمودینامیک هرچه این اختلاف دما بیشتر باشد بازده عملکرد سیکل تبرید هم بیشتر است.

• فیلتر خشک

فیلتر خشک عموما برای جلوگیری از رطوبت و گرد و غبار در سیکل تبرید می­باشد. این رطوبت می­تواند ناشی از روغن­ها یا منابع آب باشد و گرد و غبار موجود در محیط هم میتواند از برخی راه ها وارد این سیستم شود. چون در کمپرسورها عموما هوازدایی انجام میشود و راه هایی برای نفوذ این عوامل به داخل سیستم می­باشد. این فیلتر علاوه بر این کارها از یخ زدن و انجماد آب هم جلوگیری می­کند. این یخ زدن آب برخی مواقع باعث میشود تا سیکل تبرید کاکرد درستی نداشته باشد.

• شیر انبساط حرارتی

شیر انبساط در داخل سیستم تبرید صرفا برای تغییر فشار و جریان نیست. این شیر انبساط بین اواپراتور و کندانسور قرار می­گیرد و پلی بین این دو مبدل گرمایی است. شیر انبساط دمای مبرد را کمتر از دمای محیط اواپراتور می­کند تا عمل جذب حرارت در اواپراتور انجام بگیرد. عملکرد دیگر شیر انبساط جلوگیری ازبرگشت پذیر بودن سیکل­ها بسیار حائز اهمیت می­باشد.

• اواپراتور

عملکرد اواپراتور در چیلر اسکرال بسیار ساده است. نقطه ای که نیاز به خنک شدن دارد از طریق اواپراتور حرارت خود را از دست می­دهد. چون دمای مبرد کمتر از دمای محیط است در نتیجه حرارت از محیط به مبرد انتقال می­یابد و رفته رفته محیط خنک تر میشود. فشار کاری اواپراتور بسیار کم است و این حرارت کاملا تدریجی و با سرعتی کمتر در مقایسه با کندانسور منتقل میشود.

• مبرد

مبردهایی که در چیلر اسکرال استفاده می­شوند عموما R22  ، R407C و R410A هستند و این مبردها شرایط ویژه و خاص خود را دارند که آن ها را به یک عنصر اساسی در سیکل تبرید بدل کرده است.

توسعه و تولید چیلر اسکرال

چیلر اسکرال در حال حاضر یکی از تکنولوژی­های برتر خنک سازی می­باشد که از آب تلف شده برای خنک سازی استفاده می­شود و کشور چین یکی از بزرگترین تولیدکنندگان این چیلرها می­باشد. تولید چیلر اسکرال در حقیقیت با توجه به تغییر فرم برج های خنک کن قدیمی صورت گرفته است و با اضافه کردن سیستم تبرید و خنک­سازی از طریق مبرد و کمپرسورهای اسکرال ظرفیت سرمایی آن ها تا حد زیادی افزایش پیدا کرده است.

درحال حاضر تولید چیلر اسکرال بسیار پیشرفته تر شده است و با اضافه کردن پمپ­های گردشی و برج­های خنک­کن سرعت عملکرد چیلر اسکرال را بسیار بهبود داده­اند و تبدیل به یکی از مهم­ترین ابزارها در صنعت خنک­سازی شده ­اند.

4 مزیت عمده چیلرهای اسکرال

چیلرهای اسکرال عموما استفاده صنعتی دارند و برای مصارف بزرگتر و در مقیاس وسیع­تر استفاده می­شود.

دو مزیت عمده عبارتند از :

سرعت بالا در مقیاس­های بزرگ: عملکرد چیلر اسکرال با استفاده از پمپ­های چرخشی سرعت بسیار بالایی به این چیلرهای اسکرال می­دهد و برای فرایندهای صنعتی در مقیاس بزرگتر که نیاز به سرعت بالایی در سردسازی دارند بسیار مناسب می­باشد.

فرایندهای سردسازی در صنایع غذایی و یا خنکسازی اجزا و وسایل مکانیکی در نیروگاه ها با استفاده از چیلر اسکرال به راحتی انجام می­گیرد.

استفاده از آب بی­مصرف: از آب راکد گرفته تا آب تصفیه نشده می­توانند در این چیلرها استفاده شوند و نیازی نیست در منبع حتما از آب تمیز و یا آب دریاچه استفاده شود. پمپ ها می­توانند این آب را داخل چیلر به جریان دربیاورند و از این جهت در مصرف آب صرفه جویی می­شود و مناطقی که در دسترسی به آب ندارند هم می­توانند از این چیلرها استفاده کنند.

بازده انرژی بالا : مزیت بعدی چیلرهای اسکرال بازدهی است که تامین می­کنند. سرعت بالای کمپرسورهای چند طبقه و استفاده از منابع آب با سرعت و دبی بالا می­تواند بالاترین انرژی و ظرفیت سرمایی را برای مصارف صنعتی فراهم می­کند.

آلودگی کمتر: بسیاری از کمپانی ها به دنبال راه­هایی برای کاهش میزان آلاینده­های مخرب برای لایه اوزون هستند و چیلرهای اسکرال از این نظر که میزان انتشار آلایند­ه­ها در آن بسیار کمتر است بسیار متناسب هستند.

نکات نصب و راه اندازی چیلر اسکرال

 عملکرد چیلر اسکرال رابطه مستقیمی با محل نصب آن دارد. به عبارتی چیلرهای اسکرال باید در یک محیط با تهویه مناسب نصب شوند تا کارایی بالاتری داشته باشند. وجود هر گونه اسید، گرد و غبار و یا بخار آب به نحوی کار چیلر را مختل می­کند و با اینکه فیلترهایی داخل سیستم وجود دارد تا از این گرد و غبار و بخارات جلوگیری کند اما همچنان وجود این عناصر کار سیستم را مختل می­کنند. البته این محل نصب چیلر در مصارف صنعتی را بیان می­کند و برای استفاده­ی ان در تهویه لزوما نیازی به این موارد نیست.

نکته­ ی بعد در نصب و راه اندازی چیلر اسکرال سیستم پایپینگ و شیرهای آنها می­باشد که باید کاملا متناسب با نوع چیلر باشند. استفاده از شیرهایی با دبی بالاتر و یا لوله­ها در ابعاد نامناسب مطمئنا عملکرد چیلر را دچار اختلال می­کند. در انتخاب کویل مناسب هم دقت کنید و به طور مثال اگر در محیط اسیدی فعالیت دارید بهتر استکویل هایی را برای تهویه انتخاب کنید که دچار خورندگی نشوند و بتوانند در محیط اسیدی دوام بیاورند.

کنترل ظرفیت چیلر هم یکی از المان­های اساسی در طراحی و تولید چیلرها میباشد و در هنگام نصب و راه اندازی باید دقیقا به میزانی که نیاز دارید از آن کار بکشید و استفاده بیش از حد از آن هم مصرف انرژی شما را بالاتر می­برد و هم خنک­سازی بیش از حد برای محیط چندان مطلوب نیست و دما باید در یک دامنه مشخص باشد.

موارد استفاده از چیلر اسکرال

 چیلرهای اسکرال برای تهویه ساختمان های بزرگ و متوسط بسیار مناسب هستند و عمده استفاده از این چیلرها در صنعت به تاسیسات برمی­گردد، تهویه با استفاده از چیلرهای اسکرال هزینه­ی نسبتا کمتری دارد، چیلرهای جریان هم جهت و خلاف جهت نیز هر کدام بازده خاص خود را دارند و بازده چیلرهای اسکرال خلاف جهت بیشتر از نوع هم جهت آن می­باشد.

در نیروگاه­ها برای خنک­سازی موتورهای متحرک و سایر اجزای نیروگاه­ها از این چیلر استفاده می­شود. در محیط­های شیمیایی با فرایندهای شیمیایی واکنش دهنده چیلرهای اسکرال می­توانند بازده بالاتری داشته باشند چرا که فیلتر خشک آن میتواند ذرات مواد شیمیایی را در تله بیندازد.

Cop یا بازده عملکرد چیلرهای اسکرال هواخنک بین 3.2 تا 4.86 می­باشد و نوع آب خنک آن بازده عملکردی بین 4.45 تا 6.2 دارند که برای مصارف صنعتی تا حد زیادی ایده­آل می باشد.

جمع بندی

چیلر اسکرال یکی از انواع پر مصرف چیلرها می باشد که در تهیه و مصارف صنعتی کاربرد دارد. عملکرد چیلر اسکرال همانند سایر چیلرها است که تفاوت هایی در نوع کمپرسور آن وجود دارد و با این ویژگی متمایز می شود. تولید چیلر اسکرال بیشتر به منظور استفاده در سیستم های تهویه برای ساختمان های بزرگ و متوسط صورت می گیرد و از این جهت جزو وسایل بسیار پر کاربرد در خنک سازی می باشد.