یکی از انواع سیستمهای تهویه مطبوع هوا، چیلر میباشد. چیلرها خود به چند دسته تقسیم میشوند که یکی از آنها چیلر تراکمی است. چیلر تراکمی به منظور انجام عمل تهویه مطبوع هوا، باید گرما را از محیط حذف کند. شاید تصور کنید که چیلر، سرما تولید میکند؛ اما اینگونه نیست. بلکه چیلر با جذب کردن گرمای محیط اطراف خود، باعث میشود که گرما حذف شده و هوا خنک شود.
چیلر تراکمی چیست؟
همانطور که گفته شد، چیلر، دستگاهی است که گرمای محیط را جذب میکند و در نتیجه باعث خنک شدن دمای اطراف خود میشود. برای این کار از سیالی به نام مبرد استفاده میکند. از چیلر در صنایع مختلف برای پایین آوردن دمای اطراف ابزار آلات و دستگاهها استفاده میشود. چیلر از مجموعه ای از اجزا تشکیل شده است که مهم ترین آنها عبارتند از:
- اواپراتور
- کندانسور
- شیر انبساط
- فن
- پمپ
- کمپرسور
- ابزوربر یا جذب کننده
مجموع این موارد در کنار یکدیگر چیلر را به وجود میآورد. برای ساختن چیلر تراکمی، به اجزایی مانند شیر انبساط، کندانسور، اواپراتور و کمپرسور نیاز است. میتوان گفت که وجود کمپرسور به معنی چیلر تراکمی است. یعنی تفاوت چیلر تراکمی و سایر چیلرها در همین قطعه میباشد. سایر قطعات در دیگر چیلرها نیز وجود دارد.
چیلر تراکمی چه وظیفه ای بر عهده دارد
برای اینکه بتوانیم وظیفه دقیق چیلر تراکمی را شرح دهیم، باید ابتدا با وظایف دستگاههای تهویه مطبوع دیگر آشنا باشیم. دستگاههای تهویه مطبوع هوا، وظایفی مانند کنترل کردن دما، کنترل کردن رطوبت محیط، پاکسازی هوای محیط، به وجود آوردن جریان هوا و رساندن هوای محیط به دمای مطبوع و حفظ آن در آن دما را برعهده دارند. برای نصب چیلرهای تراکمی میتوان از پشت بام یا موتورخانه یا زیر زمین استفاده کرد. از چیلرهای تراکمی میتوان در مکانهایی مانند مکانهای تجاری، مکانهای مسکونی، مکانهای آموزشی، مکانهای تفریحی و صنعتی و سایر موارد استفاده کرد. چیلرهای تراکمی بسیار انعطاف پذیر هستند، به همین دلیل است که در همه مکانها و سازهها قابلیت نصب و استفاده دارند.
چیلر تراکمی چگونه کار میکند؟
ماده سیالی که در چیلر تراکمی استفاده میشود، آب است. آب موجود در دستگاه، به منظور خنک کردن دستگاههای صنعتی و دستگاههای تهویه مطبوع هوا و در کل به دلیل فعالیت در چیلر گرم میشود. دمای این آب دوباره باید گرفته شود و به یک دمای پایین و مطلوب برسد. سپس باید دوباره به درون واحدهای تولید صنعتی یا واحدهای درون ساختمان پمپاژ شود و دوباره چرخه فعالیت خود را آغاز کند. اگر بخواهیم فعالیت چیلر تراکمی را بخش به بخش توضیح دهیم، میتوانیم بگوییم که:
- مایعی که در درون چیلر گرم شده، باید به وسیله شیر ورودی به درون اواپرتور چیلر وارد شود. سپس این مایع با گرفتن دمای محیط به فاز گازی میرود و بخار میشود. گرمایی که باعث بخار شدن مایع میشود، از محیط گرفته شده است. در نتیجه دمای محیطی که دمای آن صرف بخار شدن مایع شده است، کاهش دما پیدا میکند و خنک میشود.
- در قسمت بعدی باید گاز متراکم شود. کمپرسور چیلر این وظیفه را به عهده دارد و دمای گاز را بالا میبرد تا بتوانند آن را برای ورود به کندانسور آماده کند.
- در این مرحله باید یک فرایند فشار ثابت انجام شود. در این فرآیند مبرد که اکنون در فاز گاز است به مایع تبدیل میشود.
- در نهایت باید مبرد منبسط شود. به همین دلیل باید فشار از روی آن برداشته شود. به منظور انجام این فاز باید مبرد وارد شیر انبساط شود. منبسط شدن مبرد سبب میشود که مخلوطی از گاز و مایع به اپراتور وارد شود.
همانطور که مشخص شد دو جز اصلی در چیلرهای تراکمی، کندانسور و اواپراتور هستند. این دو جز به ترتیب بیشترین دما و کمترین دما را در داخل دستگاه دارند. به همین منظور باید طوری عایق بندی شوند که بر روی عملکرد یکدیگر تاثیر نگذارند. ماده ای که بین این دو جز، رفت و آمد میکند و در حال انجام کار است، مبرد میباشد. مبرد تنها واسطه بین این دو جز است. چیلر تراکمی به منظور انجام وظیفه خود باید ماده مبرد را بین اجزای مختلف دستگاه در چرخش نگاه دارد. دمایی که این فرایندها در آنها انجام میشود چیزی بین ۷ تا ۳۷ درجه سانتیگراد میباشد. چیلر سیستمی است که برای انجام کار به جز دیگری مانند دیگ یا پکیج وابسته نیست. این سیستم خودش آب مورد نیاز خودش را تامین میکند و میتوان گفت یک سیستم خود بسنده است. اما سیستمهای دیگر، مثلاً مانند فن کویل، خود بسنده نیستند و نیاز به عامل دیگری به عنوان منبع دارند تا آب آنها را تامین کند.
انواع مختلف چیلر تراکمی
چیلرهای تراکمی را میتوان در چند دسته تقسیم بندی کرد. این تقسیم بندی بر اساس نحوه عملکرد کندانسور میباشد. بر این اساس چیلرها در دو دسته آب خنک یا هوا خنک تقسیم بندی میشوند. جزئی که در این چیلرها متفاوت عمل میکند، کندانسور است. کندانسور دسته آب خنک، به وسیله آب خنک میشود و کندانسور دسته هوا خنک به وسیله گاز خنک میشود. برج خنک کننده قسمتی از چیلرهای تراکمی آب خنک است که قسمتی از این فرایند را بر عهده دارد. در چیلرهای گاز خنک، نیازی به برج خنک کننده نیست. در چیلرهای گاز خنک به جای برج خنک کننده، فن استفاده میشود. فنها در اطراف کندانسور قرار میگیرند و باعث میشوند که حرارت آن جذب شود. نحوه خنک کردن گاز در چیلرهای گاز خنک روی کل سیستم چیلر تاثیر میگذارد.
کمپرسورها نیز در چیلرهای تراکمی با یکدیگر متفاوت هستند و باعث میشوند که نوع دیگری از تقسیم بندی چیلر به وجود بیاید. چیلرها بر اساس نوع کمپرسور، شکل کمپرسور و نحوه کار کمپرسور به چهار دسته تقسیم میشوند:
- چیلرهای تراکمی گریز از مرکز یا سانتریفیوژ
- چیلرهای تراکمی اسکرو یا مارپیچی
- چیلرهای تراکمی اسکرال یا حلزونی
- چیلرهای تراکمی پیستونی یا رفت و برگشتی یا ضربه ای
در هر یک از این چیلرهای تراکمی، عملکرد کمپرسور چیلر با دیگر متفاوت است و از نظر ظاهری نیز با یکدیگر تفاوت دارند. برای مثال کندانسور تراکمی آب خنک، از آب برای خنک کردن استفاده میکند. همچنین این چیلر یک چیلر تراکمی است که کمپرسور آن به شکل اسکرو یا مارپیچ میباشد.
چیلر تراکمی اسکرال یا حلزونی
دو چرخ دنده حلزونی در این چیلر تراکمی وجود دارد، که یکی از آنها ثابت است و یکی از آنها متحرک میباشد. ماده مبرد برای متراکم شدن باید بین این دو چرخ دنده حرکت کند. کمپرسورهای این چیلر کم سروصدا هستند و تعداد قطعات متحرک آنها زیاد نیست. این چیلرها عمر بالایی دارند و به نگهداری زیادی وابسته نیستند.
چیلر تراکمی اسکرو یا مارپیچی
در این چیلرها چرخ دندههایی که ماده مبرد را متراکم میکند به صورت مارپیچ میباشند. این چیلرها دوام زیادی دارند و صدای کمی تولید میکنند. مزیت استفاده از چیلر تراکمی اسکرو، قابلیت بالای کنترل ظرفیت آن میباشد.
چیلر تراکمی سانتریفیوژ یا گریز از مرکز
به منظور متراکم کردن ماده مبرد در چیلر تراکمی سانتریفیوژ، از نیروی گریز از مرکز استفاده میشود. چرخش با سرعت بالا، باعث متراکم شدن ماده مبرد میشود. این چیلرها سر و صدای زیادی ندارند، لرزش آنها در مقایسه با سایر چیلرها پایین تر است. برای نگهداری کردن از چیلر تراکمی گریز از مرکز، نیاز به هزینه زیادی نیست و نگهداری از آنها آسان میباشد.
چیلر تراکمی پیستونی
در این چیلرها کمپرسورهایی وجود دارد که با رفت و برگشت خود عمل مکش و دهش را انجام میدهند. به وسیله این عمل، ماده مبرد متراکم میشود. با ترکیب کردن این کمپرسورها با عوامل دیگر میتوان یک مجموعه بزرگ و قوی به وجود آورد. قیمت کمپرسورهای ضربهای یا پیستونی نسبت به سایر کمپرسورها پایین تر میباشد.
