چیلر تراکمی چیست و چه اجزایی دارد؟

انسان‌ ها برای تامین رفاه زندگی در زمینه‌های آشپزی، نگهداری مواد، تعدیل هوای خانه و … روش‌ هایی را طراحی و ابزاری‌ هایی را ساخته اند. این روش‌ ها شامل انواع سیکل‌ های خنک‌ کننده و گرم کننده و ابزاری نظیر چیلر، کولر آبی، کولر گازی، بخاری، شوفاژ و … هستند. چیلر تراکمی چیست و چه اجزایی دارد؟ چیلر (Chiller)، دستگاهی است که گرما را از مایعات می گیرد و باعث تهویه هوا می شود و چیلر تراکمی با متراکم کردن هوا این کار را انجام می دهد.

آشنایی با چیلر تراکمی

چیلرها دستگاه هایی هستند که در سیستم های تهویه مطبوع کاربرد دارند و با گرفتن گرما از مایعات باعث خنک کردن محیط می شوند. چیلرها به دو دسته کلی تراکمی و یا جذبی دسته بندی می‌ شوند. نقش این سیستم این است که گرما را از مایع در حال چرخش از سیستم گرفته و دمای آن را کاهش می‌ دهند و این مایع سرد شده را برای استفاده در دیگر مراحل تهویه مطبوع آماده می‌ کنند.

چیلر تراکمی همانگونه که از اسم آن پیداست، با افزایش فشار گاز و متراکم کردن آن، چرخه را هدایت می‌ کنند. ابتدا گاز موجود در چرخه فشار افزایش می‌ یابد. در مرحله بعد با از دست دادن گرما در محیط سرد، به مایع تبدیل شده و به مرحله بعد می‌ رود و فشار و دمایش کم می‌ شود و با این دمای کم در مجاورت محیط مورد نظر قرار می‌ گیرد و دمای آن را کاهش می‌ دهد.

اجزای چیلر تراکمی

اجزای مهم چیلر تراکمی عبارتند از:

• کمپرسور
• کندانسور
• اواپراتور
• شیر انبساط
• لرزه گیر
• تابلو برق

کمپرسور

دستگاهی است فیزیکی که حجم گازها را کاهش می‌ دهد و فشار آن‌ ها را بالا می‌ برد. نام دیگر آن‌ ها متراکم‌ کننده است و دارای انواع مختلفی نظیر کمپرسور گریز از مرکز، کمپرسور محوری، کمپرسور دورانی و … هستند.

کندانسور

وسیله و ابزاری است که وظیفه و کار آن خنک کردن است. کندانسور معادل چگالنده است و عمدتا در تبدیل بخار به مایع نقش ایفا می‌ کند. عموم کاربرد کندانسورها در فرایند تولید برق و پالایشگاه‌ هاست. این ابزار دقیقا نقطه‌‌ مقابل اواپراتور است.

اواپراتور

در صنعت از این ابزار برای تبدیل فاز مایع به فاز گاز استفاده می‌ شود. نام دیگر این وسیله تبخیرکننده است. اواپراتورها، در صنعت‌های گوناگونی نظیر نوشابه سازی، صنایع غذایی، دستگاه تهویه مطبوع و …. کاربرد دارند.

شیر انبساط

این ابزار قسمتی از سیستم‌ های تهویه مطبوع هستند که کارشان کنترل میزان ورودی به اواپراتورهاست. در این مرحله شیرهای انبساط تعیین می‌ کنند که چه میزان سیال سوپر هیت یا فوق گرم به اواپراتور برسد.

طریقه عملکرد آن به این شکل است که زمانی‌ که دمای اواپراتور افزایش می‌ یابد فشار سیال کاری بیشتر می شود. در نتیجه به سوزن شیر فشار آورده و پایین رفته و به این صورت جریان سیال بیشتری وارد اواپراتور می شود. همچنین گرمای بیشتری جذب کرده و منجر به خنک شدن سیال و سوزن دوباره بالا میرود. لازم به ذکر است که شیر انبساط در دسته کنترل کننده‌ های مکانیکی قرار دارد.

لرزه‌ گیر

از دسته ابزازهایی هستند که برای کاهش ارتعاشات سیستم مورد استفاده قرار می‌ گیرند و انواع بیشماری دارند. دسته‌ های ساده مربوط به اولین اختراعات بشر و گروه‌های پیچیده که دارای طراحی مهندسی خاص و نوینی هستند. این ابزار در همه‌ جا از گوشی گرفته تا هواپیماها کاربرد دارند.

تابلو برق

یک اتاقک و یا محفظه کوچک است که با استفاده از سیم پیچی‌ها کلیدهای مختلف که به جای جای یک سیستم متصل هستند، می‌توان سیستم را کنترل کرد. این تابلوها از قطعاتی نظیر کلیدها و قطعات کنترلی و حفاظتی و لوازم نمایشگر ساخته می‌ شوند.

نحوه کار چیلر تراکمی

در چیلرهای تراکمی، در اول چرخه یا سیکل، فشار گاز موجود در چرخه توسط کمپرسور افزایش یافته و به کندانسور ارسال می‌ شود. در کندانسور با استفاده از محیط خنک موجود، گاز گرمای خود را از دست داده و به حالت مایع در می‌ آید.

این مایع هنوز هم باید دما و فشار خود را از دست بدهد. برای این کار دو روش وجود دارد. استفاده از شیر انبساط و یا یک لوله موئین. با این دو ابزار دما و فشار گاز تغییر کرده و به حد مطلوب می‌ رسد. هدف از این کاهش فشار تبدیل کامل مایع به گاز است. بعد عبور از شیر انبساط یا لوله موئین، مایع دچار کاهش لحظه‌ ای فشار می‌ شود. این مایع کم فشار به اواپراتور ارسال می‌ شود و  در آنجا در محیط سرد قرار می‌ گیرد.

در این مرحله با توجه به کاهش فشار و دمای محیط، مایع، تبدیل به بخار می‌شود. با توجه به این که مایه گرمای مورد نیاز برای تبخیر یعنی همان گرمای نهان تبخیر را از محیط پیرامون خود می‌ گیرد، دمای محیط را کاهش می‌ دهد. در این لحظه، یک چرخش کامل صورت گرفته است.

بعد از این مرحله مجدد گاز که از مرحله قبلی گرما را گرفته‌ است، به کمپرسور هدایت می‌ شود و بارها و بارها این چرخه را می‌ پیماید تا دما به حد ایده‌ آل مد نظر مصرف کننده برسد. در اینجا یک نکته قابل ذکر است زمانی که گاز در این چرخه جا به‌ جا می‌شود، باعث می‌ شود که هوای کندانسور مکیده شود. این خلا ایجاد شده در کندانسور به دلیل تغییر فاز بخار به آب و کم شدن حجم بخار نسبت به آب است

انواع چیلر تراکمی

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

همچنین چیلرها بر اساس نوع کندانسور به انواع زیر تقسیم می شوند:

چیلر تراکمی آب خنک

این کندانسور، نوعی مبدل حرارتی است که از طریق جریان آب سرد تولید شده از سمت برج خنک کننده، گرمای لازم را از بخار مبرد، رفع می کند. آب با دمای مناسب از برج خنک کننده راهی کندانسور می شود و درون لوله ها جریان می یابد.

چیلر تراکمی تبخیری

کندانسور تبخیری، بر طبق فرایند سرمایش تبخیری، انرژی گرمایی بخار مبرد را انتقال می دهد. به گونه ای که بخار داغی که از کمپرسور خارج می شود، وارد لوله های کویل کندانسور می شود و جریان آب توسط نازل هایی روی لوله ها پاشیده می شود.

چیلر تراکمی هوا خنک

کندانسور هوا خنک، نوعی کویل هوا خنک است که به صورت های فین و تیوپ یا میکروکانال طراحی شده اند و جریان هوا از روی آن عبور می کند.

مزایا و معایب چیلر تراکمی

مزایا و معایب چیلر تراکمی شامل موارد زیر است:

قیمت مناسب

قیمت چیلرهای تراکمی کمتر از چیلرهای جذبی با ظرفیت مشابه است. چیلرهای جذبی غیر مستقیم قیمتی حدودا ۱٫۵ برابر بیشتر از چیلرهای تراکمی مشابه دارند و چیلرهای جذبی شعله مستقیم دارای قیمتی حدودا ۲ برابر هستند.

دبی آب خنک کن، برج خنک کننده

از آنجایی که حرارت انتقالی در کندانسور چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی مشابه ۲۰ تا 50 درصد بیشتر است، بنابراین به دبی آب خنک کن بیشتر، برج خنک کن و پمپ بزرگتری نیاز است. بنابراین پرت آب در برج خنک کن چیلرهای جذبی بیشتر بوده و نیاز به آب تغذیه بیشتری است.

ظرفیت رزرو

در صورت نياز به دستگاه رزرو يا ظرفيت رزرو هزینه بسیار بالا می‌ رود. اگر دستگاه رزرو وجود نداشته باشد، ریسک توقف دستگاه بالا می‌ رود. سیستم چند کمپرسوری و دو سیکل تبرید مجزا باعث بالا رفتن ضریب اطمینان می‌گردد. حتی در زمان توقف يک سيکل، سيکل ديگر به کار خود ادامه می‌ دهد.

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 هزینه‌های بهره برداری و راه اندازی چیلرهای تراکمی را کاهش می دهد.

وزن کمتر نسبت به چیلر جذبی

چیلر جذبی وزنی حدودا دو برابر بیشتر از چیلرهای تراکمی با ظرفیت مشابه دارند. اکثر اوقات حمل چیلرهای جذبی به خاطر ابعادی که دارند، در چند مرحله صورت می‌گیرد. ممکن است نیاز به مونتاژ و نیز جوشکاری در محل وجود داشته باشد.

شارژ در کارخانه

چیلرهای تراکمی در کارخانه شرکت سازنده، شارژ، پلمپ و گارانتی می‌شود. در صورتی که چیلرهای جذبی می‌بایست در محل نصب شارژ شوند.

نیاز به فضای کمتر

چیلرهای جذبی تقریبا ۵۰ درصد فضای بیشتری از چیلرهای تراکمی نیاز دارند. علاوه بر این به خاطر ابعاد چیلرهای جذبی، فضای نصب بایستی دارای حداقل ارتفاع ۱۵ سانتی متر باشد.

نتیجه گیری

 چیلرها یا همان سردکن‌ها ابزاری هستند که در سیستم‌های تهویه مطبوع برای گرفتن حرارت از مبرد استفاده می‌شوند. این حرارت دریافتی دو سرانجام دارد. در مورد اول، به محیطی دور از مکان مورد نظر هدایت و در آنجا تخلیه می‌شود. دوم، از این گرما برای گرم کردن محیطی دیگر و یا در سیکل‌های دیگر مورد استفاده قرار می‌گیرد.

---

سوالات متداول

1- تفاوت چیلر جذبی و چیلر تراکمی در چیست؟

این دو چیلر تفاوت اندک و جزئی دارند. این تغییر در روش تغییر فشار در گاز خارج شده از اواپراتور است.

2- اجزای چیلر تراکمی چه چیزهایی هستند؟

این اجزا شامل 1- کمپرسور 2- کندانسور 3- اواپراتور 4- شیر انبساط 5- لرزه گیر 6- تابلو برق می‌باشند.