- بتا تهویه تولید کننده سیستم های تهویه مطبوع گرمایشی - سرمایشی
- ۰۲۱۲۲۱۴۳۱۴۷
- ۰۹۱۲۳۷۶۴۲۳۹
- info@betatahvie.com
هواساز چیست؟
آوریل 6, 2021
اجزای چیلر تراکمی
آوریل 15, 2021
چیلر چیست و چگونه کار می‌کند؟
چیلر (به انگلیسی: Chiller) همان‌طور که از نامش مشخص است یک وظیفه اصلی برعهده دارد و آن هم سرمایش است. در واقع چیلر باعث میشود تا گرما از یک ساختمان خارج شده و با استفاده از دستگاه‌های خاصی به بیرون هدایت شوند. به همین دلیل می‌توان چیلرها را یک پمپ انرژی هم دانست که با محصول خروجی خود (آب سرد) هوای محیط را خنک می‌کند. در این مطلب بررسی می‌کنیم که یک چیلر چیست و چگونه کار می‌کند.
چیلر چیست؟
یک چیلر براساس سیکل تبرید کار می‌کند که طی آن یک مبرد نظیر R134a بین اجزای مختلف یک چیلر تراکمی یا جذبی تبخیر یا تقطیر میشود و بدین وسیله حرارت موجود را از یک قسمت دستگاه به قسمت دیگری در یک چرخه یا سیکل منتقل می‌کند.
تبرید در واقع به فرایند انتقال گرما از یک فضای بسته یا یک ماده به بیرون گفته میشود. هدف از این کار کاهش دما و حفظ آن در نقطه‌ای پایین‌تر از وضعیت موجود است. به‌عبارت ساده‌تر، تبرید یعنی سرمایش و سرد کردن.
وقتی از سیکل تبرید تراکمی صحبت می‌کنیم سیستم‌های انبساط مستقیم مانند کولرهای گازی یکی از رایج‌ترین راهکارها به‌حساب می‌آید که در حال حاضر در بسیاری از واحدهای مسکونی، تجاری و حتی گاهی اوقات صنعتی بسیار پرکاربرد هستند. در این نوع سیستم‌ها، یک مبرد ثانویه (مانند آب) وجود ندارد و هوایی که در فضای بسته ساختمان وجود دارد بدون واسطه از روی کویل اِواپراتور (Evaporator) عبور کرده و سرد میشود.
اما وقتی صحبت از خنک کردن مجتمع‌های مسکونی، واحدهای صنعتی بزرگ و یا مراکز تجاری چندین طبقه‌ای به میان می‌آید، دیگر سیستم‌های انبساط مستقیمی نظیر کولرهای گازی جوابگو نیستند.
در چنین شرایطی به راهکار با عملکرد یا ظرفیت سرمایش بالا نیاز داریم که اصطلاحا به آنها سیستم سرمایش یا تهویه مرکزی گفته میشود. در این سیستم‌ها، آبی که خنک شده (اصطلاحا آبِ چیلد) به عنوان مبرد ثانویه مورد استفاده قرار می‌گیرد و در یک لوپ یا حلقه انتقال حرارت متشکل از اجزای مختلف (معمولا سه قسمت) گرمای محیط را به شکل موثری خارج می‌کند.
چیلر چگونه کار می‌کند
چیلر برای سرمایش هوای فضاهای بسته (مانند ساختمان) و یا مصارف صنعتی، از مبردی ثانویه مانند آب بهره می‌برد. آب درون دستگاه چیلر سرد میشود و سپس با کمک پمپ و از طریق لوله‌کشی‌های انجام شده در دسترس فن‌های کویل یا سایر واحدهای توزیع کننده هوای سرد قرار می‌گیرد. لوله‌های منتقل کننده آب سرد عایق‌کاری شده‌اند تا شرایط محیطی کمترین تاثیر را بر روی دمای آب بگذارد.
از آنجایی که آب سرد چیلر درون یک لوپ یا مدار بسته در جریان است، دمای آن همواره به مراتب خنک‌تر از هوای محیط است و به همین دلیل علاوه بر واحدهای مسکونی و تجاری، می‌توان از چیلر برای خنک‌سازی یک دستگاه صنعتی نیز استفاده کرد.
عموما چیلرهای موجود در بازار از سه لوپ انتقال حرارت برخوردارند. این سه لوپ در کنار یکدیگر به جریان داشتن هوای خنک در محیط کمک می‌کنند. در لوپ اول هوای سرد از طریق یک توزیع کننده مانند فن کویل یا چند هواساز در فضای ساختمان توزیع میشود.
این هوای سرد بخش محسوسی از گرمای هوای محیط بسته که ناشی عوامل مختلفی مانند تابش مستقیم آفتاب، عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی یا صنعتی و حتی نیروی انسانی است را جذب می‌کند. با جذب گرما، دمای هوای سرد بالاتر رفته و بسته به شرایط، ممکن است رطوبت آن نیز افزایش یابد.
در لوپ دوم، هوای توزیع شده در فضای ساختمان مجددا به سمت هواساز برمی‌گردد و با درصدی از هوای تازه و خنک ترکیب میشود. هوایی که اکنون خنک‌تر شده برای توزیع مجدد در فن کویل یا هواساز آماده است.
در نهایت در لوپ سوم گرمای تولید شده توسط کمپرسور دستگاه چیلر توسط لوله‌های مخصوصی برای تبادل حرارتی به سمت یک سیال دیگر مانند آب یا هوا منتقل میشود. معمولا در چیلرهای صنعتی و ابعاد بزرگ، یک برج خنک کننده اختصاصی وجود دارد که در پشت‌بام قرار می‌گیرد و با استفاده از فن‌های بزرگ و مکش هوا، دمای آب گرمی که در لوله جریان دارد را تا حد زیادی کاهش می‌دهد تا مجددا به سمت چیلر حرکت کند.
به عبارت ساده‌تر، اگر بخواهیم عملکرد یک چیلر را توضیح دهیم می‌توان گفت که وظیفه اصلی این دستگاه تامین پیوسته آب سرد و به جریان انداختن آن درون لوله‌های مسی (کویل) است. زمانی که هوای دمیده شده توسط فن موجود در یک فن کویل یا دستگاه هواساز نصب شده در اتاق یا سالن از روی این لوله‌های مسی عبور می‌کند، هوایی خنک و مطبوع در دسترس افراد قرار خواهد گرفت.
انواع چیلر
چیلرها با توجه به نوع سیکل کاری که فرایند تبرید یا سرمایش را انجام می‌دهد عموما به دو دسته چیلر سیکل تراکمی و چیلر سیکل جذبی دسته‌بندی میشود.
چیلر سیکل تراکمی
ساده‌ترین نوع چیلرها، نوع سیکل تراکمی هستند. چیلر تراکمی بخار براساس گردش جریان سیالی (مبرد) در سیکل تبرید تراکمی بخار (فرایند کارنو) کار می‌کند. این نوع چیلر معمولا دارای چهار جزء اصلی شامل کمپرسور، شیر انبساط، اِواپراتور (تبخیرکننده) و کندانسور (خنک‌کننده) میشود. بخار مبرد توسط کمپرسور متراکم میشود و پس از افزایش فشار و دما، برای دفع حرارت به کندانسور انتقال می‌یابد.
با کاهش دمای بیشتر، بخار مبرد مجددا به مایع تبدیل شده و از شیر انبساط عبور می‌کند. به علت افت فشاری که اتفاق می‌افتد، بخشی از مایع تبخیر شده و ترکیبی از مایع و بخار با دمایی به مراتب پایین‌تر از دمای بخار اولیه، به اِواپراتور وارد میشود. بعد از تکمیل فرایند سرمایش در اواپراتور، بخار مبرد به کمپرسور منتقل میشود.
چیلر سیکل جذبی
چیلرهای جذبی بر اساس سیکل تبرید جذبی کار می‌کنند. این سیکل از نظر فرایند سرمایش یا تبرید مشابه سیکل تراکمی بخار است و تفاوت اصلی آن در اجزای چیلر است که شامل جذب‌کننده (اَبزوربِر)، پمپ و ژنراتور میشود. در این نوع از چیلرها علاوه بر آب از سیال دیگری به عنوان جاذب (نظیر لیتیوم بروماید) استفاده میشود.
در چیلرهای جذبی، مبرد و سیال جاذب با توجه به دفع حرارت در بخش جذب‌کننده، به یک محلول تبدیل می‌شوند که از طریق پمپ به سمت ژنراتور منتقل میشود. در ژنراتور، گرمای این محلول جذب میشود و در نتیجه آن مبرد (آب) تبخیر و از محلول جدا میشود. بخار سپس به سمت کندانسور یا خنک‌کننده حرکت می‌کند و سیال جاذبی که درون ژنراتور باقیمانده است به سمت جذب‌کننده برمی‌گردد.
ادامه مسیر مشابه فرایندی است که در چیلرهای سیکل تراکمی بخار انجام میشود؛ بخار پس از انتقال انرژی در اِواپراتور، دمای خود را از دست داده و با ورود مجدد به سمت جذب‌کننده، با سیال جاذب یک محلول را تشکیل می‌دهد.
