چیلر تراکمی چیست و چه اجزایی دارد؟

چیلر تراکمی چیست و چه اجزایی دارد؟ چیلر (Chiller)، به دستگاهی اطلاق می‌شود که گرما را از مایعات بگیرد. انسان‌ها برای تامین رفاه زندگی در زمینه‌های آشپزی، نگه‌داری مواد، تعدیل هوای خانه و … روش‌هایی را طراحی و ابزاری‌های را ساخته است. روش‌هایی مثل انواع سیکل‌های خنک‌کننده و گرم کننده و ابزاری نظیر چیلر، کولر آبی، کولر گازی، بخاری، شوفاژ و … می‌باشد.

این روش‌ها کمک می‌کند تا بخش تامین سرمایش و گرمایش لازم برای زندگی و رفاه انسان در طول سال حل شود. در مقاله زیر در مورد چیلر و انواع چیلر توضیحاتی ارائه می‌شود. سپس چیلر تراکمی، اجزای آن و مزایا و معایب آن شرح داده می‌شود. قصد داریم تا با ارائه این جزییات به شما، آگاهی شما را نسبت به این وسایل و تجهیزات مدرن امروزی، بالاتر ببریم.

چیلر چیست؟

چیلر (Chiller)، به دستگاهی اطلاق می‌شود که گرما را از مایعات بگیرد. در فارسی می‌توان از واژه “سردکن” برای آن استفاده کرد. چیلرها به دو دسته کلی تراکمی و یا جذبی دسته بندی می‌شوند. چیلرها، در سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شوند و نقش آن‌ها این است که گرما را از مایع در حال چرخش از سیستم می‌گیرند و دمای آن را کاهش می‌دهند و این مایع سرد شده را برای استفاده در دیگر مراحل تهویه مطبوع آماده می‌کنند.

این مایع سرد عموما به هواسازها و فن کویل‌ها ارسال می‌شود و باعث کاهش دمای محیط می‌شود؛ اما گونه‌ای دیگر از ای چیلرها هم برای خنک‌کاری ماشین‌ها و موتورها استفاده می‌شود. به جز خنک کردن مایع مبرد، در بعضی از سیستم‌ها، از گرمای جذب شده در چیلر برای افزایش دمای قسمت دیگری از این سیستم استفاده می‌کنند.

بخوانید: کمپرسور کولر خودرو

انواع چیلر

چیلرها به دو دسته کلی چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم می‌شوند، البته روش‌های دیگری هم برای دسته بندی چیلرها وجود دارد که از این روش‌ها می‌توان به تقسیم بندی بر اساس روش خنک کردن مایع مبرد اشاره کرد. با این دسته بندی، سه گروه چیلر خواهیم داشت که عبارت‌اند از چیلر آب خنک، چیلر هوا خنک و چیلر تبخیری. البته این نوع دسته بندی مورد بحث نیست. در ادامه این سر فصل چیلر تراکمی و چیلر جذبی به اختصار توضیح داده می‌شوند.

چیلر تراکمی

در چیلر تراکمی همانگونه که از اسم این دسته بر می‌آید، این چیلرها با افزایش فشار گاز و متراکم کردن آن چرخه را هدایت می‌کنند. ابتدا گاز موجود در چرخه فشارش افزایش می‌یابد. در مرحله بعد با از دست دادن گرما در محیط سرد، به مایع تبدیل شده و به مرحله بعد می‌رود و فشار و دمایش کم می‌شود و با این دمای کم در مجاورت محیط مورد نظر قرار می‌گیرد و دمای آن را کاهش می‌دهد. اجزای مهم چیلر تراکمی عبارت‌اند از:

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

چیلر جذبی چیست؟

این دسته از چیلرها هم مشابه چیلرهای تراکمی عمل می‌کنند ولی با تفاوت‌های جزئی و اندک. این تغییر در روش تغییر فشار در گاز خارج شده از اواپراتور است، به این شکل که گاز بعد از عبور از اواپراتور، توسط یک ماده جاذب مانند لیتیوم بروماید، جذب شده و با هم به سمت مرحله بعد می‌روند.

این ماده مخلوط با استفاده از یک پمپ، به سمت مولد حرارتی انتقال داده می‌شود. در این قسمت آب مخلوط گرم شده و بخار می‌شود و این بخار به کندانسور می‌رود. ادامه مسیر مانند مراحل ذکر شده در چیلر تراکمی می‌باشد. اجزای چیلر جذبی عبارت‌اند از:

• جذب کننده
• مولد بخار
• کندانسور
• اواپراتور
• شیر انبساط
• لرزه گیر
• تابلو برق

چیلر تراکمی

همانگونه که اشاره شد، چیلر تراکمی با افزایش فشار و متراکم کردن ماده مبرد کار می‌کنند و دما را کاهش می‌دهند. در چیلرهای تراکمی، در اول چرخه یا سیکل، فشار گاز موجود در چرخه توسط کمپرسور افزایش می‌یابد و به کندانسور ارسال می‌شود. در کندانسور با استفاده از محیط خنک موجود، گاز گرمای خود را از دست داده و به حالت مایع در می‌آید.

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 می‌رسد. هدف از این کاهش فشار تبدیل کامل مایع به گاز است. بعد عبور از شیر انبساط یا لوله موئین، مایع دچار کاهش لحظه‌ای فشار می‌شود. این مایع کم فشار به اواپراتور ارسال می‌شود و  در آن‌جا در محیط سرد قرار می‌گیرد.

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

بعد از این مرحله مجدد گاز که از مرحله قبلی گرما را گرفته‌است به کمپرسور هدایت می‌شود و بارها و بارها این چرخه را می‌پیماید تا دما به حد ایده‌آل مد نظر مصرف کننده برسد. در اینجا یک نکته قابل ذکر است که، زمانی که گاز در این چرخه جابه‌جا می‌شود، باعث می‌شود 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.

اجزا چیلر تراکمی

در قسمت‌های قبل به اختصار در مورد اجزای چیلر تراکمی صحبت شد. اکنون توضیحات تکمیلی پیرامون این اجزا را در این سر فصل مطالعه نمایید. این اجزای مهم عبارت‌اند از:

کمپرسور

دستگاهی است فیزیکی که حجم گازها را کاهش می‌دهد و فشار آن‌ها را بالا می‌برد. نام دیگر آن‌ها متراکم‌کننده 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 می‌کند. عموم کاربرد کندانسورها در فرایند تولید برق و پالایشگاه‌ هاست. این ابزار دقیقا نقطه‌‌ی مقابل اواپراتور است.

اواپراتور

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

بخوانید: کمپرسور در صنایع غذایی و آشامیدنی

شیر انبساط

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

طریقه عملکرد آن به این شکل است که زمانی‌که دمای اواپراتور افزایش می‌یابد فشار سیال کاری افزایش می‌یابد در نتیجه به سوزن شیر فشار آورده پایین رفته و به این صورت جریان سیال بیشتری وارد اواپراتور شده و گرما بیشتری جذب کرده و منجر به خنک شدن سیال و سوزن دوباره بالا میرود. لازم به ذکر است که شیر انبساط در دسته کنترل کننده‌های مکانیکی قرار دارد.

لرزه‌گیر

از دسته ابزازهایی هستند که برای کاهش ارتعاشات سیستم مورد استفاده قرار می‌گیرند و انواع بیشماری دارند. دسته‌های ساده مربوط به اولین اختراعات بشر و گروه‌های پیچیده که دارای طراحی مهندسی خاص و نوینی هستند. این ابزار در همه‌جا 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 تابلو ها از قطعاتی نظیر کلیدها و قطعات کنترلی و حفاظتی و لوازم نمایشگر ساخته می‌شوند.

انواع چیلر تراکمی

در سر فصل‌های قبلی اشاره شد که چیلرها به دو دسته کلی چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم بندی می‌شوند. حال بهتر است بدانید که خود چیلرهای تراکمی هم دارای دسته بندی هستند و به چهار گروه تقسیم می‌شوند. این چهار گروه عبارت‌اند از:

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

مزایا و معایب چیلر تراکمی

قیمت

قیمت چیلرهای تراکمی کمتر از چیلرهای جذبی با ظرفیت مشابه است. چیلرهای جذبی غیر مستقیم قیمتی حدودا ۱٫۵برابر 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 می‌رود. اگر دستگاه رزرو وجود نداشته باشد ریسک توقف دستگاه بالا می‌رود. 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 می‌دهد.

بخوانید: درایر کمپرسور باد

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

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

شارژ

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

اندازه

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

نتیجه گیری

به پایان مقاله چیلر تراکمی و اجزای آن رسیدید. در این مقاله به سوال چیلر تراکمی چیست و چه اجزایی دارد پاسخ دادیم. در اینجا به اختصار توضیحات کلی ارائه خواهد شد. 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.