چیلر تراکمی چیست و چه اجزایی دارد؟

به چیلرهایی که در سیکل تبرید آن‌ها برای بالا بردن فشار مبرد از کمپرسور استفاده می‌شود، چیلر تراکمی گفته می‌ شود. چیلر تراکمی با استفاده از فرآیند تراکم و انبساط گاز مبرد، گرما را از محیط داخلی جذب کرده و آن را به محیط خارجی منتقل می کند. چیلر تراکمی شامل چهار بخش اصلی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط است.

کمپرسور گاز مبرد را فشرده کرده و سپس آن را به کندانسور می فرستد تا گرمای خود را از دست بدهد. پس از عبور از شیر انبساط، مبرد به اواپراتور منتقل شده و با جذب گرمای محیط، باعث خنک سازی آب یا هوا می گردد.

نحوه کار چیلر تراکمی

اجزای چیلر تراکمی

سیکل چیلر تراکمی شامل بخش‌ های تراکم، چگالش، انبساط و تبخیر است و با به‌ کارگیری مایع مبرد، عمل خنک‌ سازی سیال و انتقال حرارت را انجام می‌ دهد. اجزای مهم چیلر تراکمی عبارتند از:

• کمپرسور
• کندانسور
• اواپراتور
• شیر انبساط

کمپرسور چیلر تراکمی

کمپرسور، یکی از اجزای کلیدی سیستم های تهویه مطبوع و چیلرهای تراکمی است که وظیفه فشرده‌ سازی گاز مبرد را بر عهده دارد. این دستگاه گاز مبرد را از اتاق تبخیر جذب کرده و آن را تحت فشار قرار می دهد. کمپرسور دارای انواع مختلفی نظیر کمپرسور گریز از مرکز، کمپرسور محوری، کمپرسور دورانی و … است.

کندانسور چیلر تراکمی

برای اینکه بدانید کندانسور چیست، باید گفت که کندانسور وظیفه تبدیل گاز مبرد داغ و فشرده به مایع را بر عهده دارد. گاز مبرد پس از خروج از کمپرسور با دمای بالا و فشار زیاد وارد کندانسور می شود. در کندانسور گرما از گاز مبرد به محیط اطراف منتقل شده که باعث خواهد شد تا دما و فشار گاز کاهش یافته و در نهایت به حالت مایع تبدیل شود. چیلرها بر اساس نوع کندانسور به انواع زیر تقسیم می شوند:

• چیلر تراکمی آب خنک: آب با دمای سرد از برج خنک کننده راهی کندانسور می شود و درون لوله ها جریان می یابد. کندانسور از طریق جریان آب سرد، گرمای لازم را از بخار مبرد، رفع می کند.
• چیلر تراکمی تبخیری: بخار داغی که از کمپرسور خارج می شود، وارد لوله های کویل این نوع کندانسور شده و جریان آب توسط نازل هایی بر روی لوله ها پاشیده می شود.
• چیلر تراکمی هوا خنک: کندانسور هوا خنک به صورت های فین و تیوپ یا میکروکانال طراحی شده اند و جریان هوا از روی آن عبور می کند.

اواپراتور چیلر تراکمی

وظیفه اصلی اواپراتور جذب گرمای سیال و تبخیر مبرد است. مبرد پس از عبور از شیر انبساط به صورت مایع با فشار و دمای پایین وارد اواپراتور می شود، سپس گرمای محیط را جذب کرده و به حالت گاز در می آید. این فرآیند باعث خنک شدن آب یا هوای اطراف لوله های اواپراتور می گردد. آب یا هوای خنک شده برای مصارف مختلف مانند سرمایش فضای ساختمان یا خنک کردن تجهیزات صنعتی استفاده می شود.

شیر انبساط چیلر تراکمی

عملکرد شیر انبساط کنترل میزان ورودی به اواپراتور است و تعیین می‌ کند که چه میزان سیال به اواپراتور برسد. زمانی‌ که دمای اواپراتور افزایش می‌ یابد فشار سیال کاری بیشتر خواهد شد و به سوزن شیر فشار آورده و جریان سیال بیشتری وارد اواپراتور می شود.

شیر انبساط در چیلرها در سه مدل مکانیکی، الکترونیکی و ترموستاتیک به‌کار می‌ رود که هرکدام عملکرد و ویژگی‌ های خاص خود را دارند:

• شیر انبساط مکانیکی: با کمک حسگر دما، میزان سوپرهیت مبرد را کنترل کرده و از افزایش بیش از حد آن جلوگیری می‌ کند.
• شیر انبساط الکترونیکی: میزان سوپرهیت را به‌ صورت دقیق‌ تر و هوشمندانه‌ تر نسبت به مدل‌ های دیگر تنظیم می‌ کند و عملکرد بهین ه‌تری ارائه می‌ دهد.
• شیر انبساط ترموستاتیک: بر اساس بار موجود در اواپراتور، جریان مبرد را تنظیم کرده و آن را در مقدار مناسب حفظ می‌ کند.

انواع چیلر تراکمی

در زمان انتخاب کمپرسور برای چیلر، عوامل متعددی باید در نظر گرفته شود؛ اما به‌ طور خلاصه می‌ توان گفت در چیلرهای با ظرفیت پایین معمولا از کمپرسورهای اسکرال استفاده می‌ شود، در حالی‌ که با افزایش ظرفیت و با توجه به محدودیت‌ های فنی، به‌ کارگیری کمپرسورهای اسکرو گزینه‌ ای مقرون‌ به‌ صرفه‌ تر و مناسب‌ تر است.

همچنین می‌ توان چیلرهای تراکمی را براساس نوع کمپرسور مورد استفاده در سیکل تبرید دسته‌ بندی کرد. چیلرهای تراکمی به چهار گروه زیر تقسیم می‌ شوند:

• چیلر تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی
• چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو
• چیلرهای تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ
• چیلرهای تراکمی با کمپرسور اسکرال

مزایای چیلر تراکمی

در مقایسه چیلر بهتر است یا کولر گازی، می توان گفت که چیلرهای تراکمی به دلیل طراحی پیشرفته و عملکرد مناسب، مزایای متعددی نسبت به کولرهای گازی دارند که باعث محبوبیت آن ها در صنایع و سیستم های تهویه مطبوع شده است. برخی از مهم ترین مزایای چیلر تراکمی عبارتند از:

• بازدهی بالا
• قابلیت کنترل دقیق دما
• راهبری آسان تر و کم هزینه تر

چیلرهای تراکمی صنعتی به‌ دلیل کارکرد در شرایط سخت و محیط‌ های صنعتی، به تجهیزات و قابلیت‌ هایی مجهز شده‌ اند که آن‌ ها را برای این نوع کاربردها کاملا مناسب می‌ سازد. این چیلرها توانایی خنک‌ سازی مبرد در بازه‌ ای گسترده، از حدود ۷ تا ۴۰- درجه سانتی‌ گراد را دارند و به همین دلیل برای فرآیندهای مختلف صنعتی بسیار کارآمد هستند.

بازدهی بالا

چیلر تراکمی به دلیل استفاده از سیکل تبرید تراکمی، بازدهی بالایی در خنک سازی دارد و قادر به تامین سرمایش مورد نیاز برای فضاهای بزرگ و تجهیزات صنعتی است.

قابلیت کنترل دقیق دما

چیلر تراکمی امکان تنظیم و کنترل دقیق دمای آب یا هوای خنک شده را دارد که برای کاربردهای حساس مانند صنایع دارویی، غذایی و آزمایشگاهی بسیار مهم است.

راهبری آسان تر و کم هزینه تر

هزینه راه اندازی و بهره برداری چیلرهای تراکمی کمتر از چیلرهای جذبی با ظرفیت مشابه است. تعداد تجهیزات کمتر و فرآیندهای ساده تر، هزینه های بهره برداری و راه اندازی چیلرهای تراکمی را کاهش می دهد.

نتیجه گیری

چیلر تراکمی، دستگاهی است که برای خنک سازی و تهویه مطبوع استفاده می شود. اجزای اصلی چیلر تراکمی شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط می باشد. این سیستم با استفاده از یک چرخه تبرید، گرما را از محیط داخلی جذب کرده و آن را به محیط خارجی منتقل می کند. چیلرهای تراکمی به‌ طور گسترده در صنایع، ساختمان های تجاری و سیستم های تهویه مطبوع استفاده می شوند و به دلیل بازدهی بالا و قابلیت کنترل دقیق دما، محبوبیت زیادی دارند.

حسین موسوی نیا

من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.