تقسیم‌بندی چیلرها از نظر نوع کمپرسور

در چیلرهای تبرید تراکمی از کمپرسورهای متنوعی استفاده می‌شود که انواع چیلر و نامگذاری آن‌ها نیز عمدتا با استفاده از همین کمپرسورها می‌باشد.

  1) چیلر اسکرو

چیلر اسکرو یک چیلر تبرید تراکمی است که از کمپرسور اسکرو یا چرخشی استفاده می‌کند. کمپرسورهای اسکرو عمل تراکم را با استفاده از چرخش دنده‌ها انجام می‌دهند و نیروی ورودی آن‌ها نیز عموما برق می‌باشد. با این حال اگر کمپرسور استفاده شده در چیلر از نوع اسکرو باشد به چیلر اسکرو معروف است.

اجزای سازنده چیلر اسکرو

چیلر اسکرو مانند بقیه‌ی سیستم‌های تبرید و خنک‌کن از یک کمپرسور، یک اواپراتور، یک شیر انبساط، کندانسور، مبرد و لوله‌های داخلی و کنترل‌‌ها ساخته شده است. کمپرسور چیلرهای اسکرو اصلی‌‌ترین جزء آن می‌باشد و تفاوت انواع چیلرهای دورانی در کمپرسورهای آن می‌باشد که با استفاده از دو روتور مارپیچ، گاز مبرد را متراکم و وادار به حرکت می‌کنند. کمپرسورهای دورانی یا مارپیچی چیلرهای اسکرو از دو روتور مارپیچی نر و ماده که همزمان با هم کار می‌کنند استفاده می‌کند که در یک محفظه‌ی ثابت نگهداری می‌شوند. یک محفظه‌ی نسبتا ضخیم برای نگهداری اجزای چیلر نیز وجود دارد که از آلودگی‌های محیطی و نشت گرد و غبار و مواد شیمیایی به اجزای داخلی چیلر جلوگیری می‌کند.

عملکرد چیلر اسکرو

چرخش کمپرسور باعث می‌شود تا گاز مبرد به وسیله‌ِ‌ی کاهش حجم آن کاملا متراکم شود و با توجه به خاصیت انتقال گرما، مبرد تبدیل به بخار می‌شود. این بخار در سیکل تبرید تراکمی جریان می‌یابد و در کویل‌های اواپراتور گرمای محیط را جذب می‌کند و سپس مجددا در کندانسور گرمای خود را از دست می‌دهد و به مایع تبدیل می‌شود و در سیکل جریان می‌یابد.فرایند مکش، فشرده‌سازی و تخلیه در یک جهت خطی رخ می‌دهد و وجود روغن روانکاری در روتورها مثل یک عامل درزگیر عمل می‌کند تا مبرد مسیر خود را به درستی طی کند. کویل‌های اواپراتور معمولا در محلی قرار می‌گیرند که قرار است حرارت از آن گرفته شود.مبرد استفاده شده در چیلر با استفاده از دمای کاری آن مشخص می‌شود و بیشتر از آب و مبردهای نوع R یا همان فرئون‌ها استفاده می‌شود. آب می‌تواند به عنوان یک خنک‌ساز در داخل سیستم به کار گرفته شود و از ظرفیت گرمایی ویژه‌ی آن برای سیستم تبرید استفاده می‌شود. ظرفیت چیلرهای اسکرو از ۷۰ تا ۵۰۰ تن تبرید می‌باشد که بسیار موردتوجه می‌باشد.

مزایای تولید چیلر اسکرو و استفاده از آن‌ها

2) چیلر اسکرال

کمپرسور اسکرال، تراکم را به روش دیگری انجام می‌دهند و عملکرد آن‌ها حول یک مارپیچ می‌باشد که در داخل کمپرسور تعبیه شده است. بازده این چیلرها نسبتا بالا است و چیلرهایی که از این نوع کمپرسور استفاده می‌کنند چیلر اسکرال نامیده می‌شوند.

چیلر اسکرال چگونه کار می کند؟

چیلر اسکرال مانند هر چیلر دیگری یک ابزار خنک کاری است. مکانیزم عملکرد چیلر اسکرال تزریق مقدار معینی از آب در کندانسور و حرارت گرفتن از محیط اواپراتور(داخل خانه، یا حتی خنک­سازی آب ) است. سپس به وسیله­ی پمپ­ها وکندانسور و سایر اعضا این آب خنک می­شود تا بتواند نیاز سیستم را برآورده کند و یا باعث خنک شدن یک ناحیه مشخص شود.

عملکرد چیلر اسکرال با سیستم گردش مبرد

مبرد مایع در اواپراتور حرارت را از آب میگیرد و تبخیر می شود و این کار به دلیل اختلاف دمایی که بین آب و مبرد به وجود می­آید انجام می­شود. بعد از اینکه مبرد مایع کاملا تبخیر شد وارد یک کمپرسور اسکرال می شود و دما و فشار آن توسط این کمپرسور اسکرال افزایش می یابد و با این دمای بالا وارد کندانسور می­شود و حرارت را تخلیه می کند و مجددا تبدیل به مایع می شود و از طریق یک شیر انبساط یا لوله مویین فشار آن دوباره کاهش می­یابد تا به فشار کاری اواپراتور برسد و این سیکل دوباره تکرار می­شود.

اجزای تشکیل دهنده­ این چیلرها عبارتند از :

کمپرسور

کمپرسور هسته­ی سیستم تبرید است و برای متراکم سازی مبرد به کار گرفته می­شود. در حقیقت اثر نیروی حرارتی و نیروی مکانیکی به هم تبدیل می­شوند تا این عملیات شکل بگیرد. کمپرسور این چیلر از نوع اسکرال می­باشد که طراحی عملکرد آن مشابه مارپیچ ارشمیدسی می­باشد و از طریق چرخش در این مارپیچ عملیات متراکم سازی مایع انجام می­شود.

کندانسور

در فرایند تبرید کندانسور مانند یک منبع حرارتی خروجی کار می­کند و مبرد را تقطیر می­کند. در حقیقت بخار فراگرم وارد کندانسور می­شود و حرارت خود را از دست می­دهد. عملکرد کلی کندانسور مانند یک مبدل گرمایی است که گرما را از طریق فرایند همرفت به محیط بیرونی تخلیه می­کند.

مخزن

مخزن در داخل قسمت کندانسور تعبیه شده است که مستقیما به لوله زهکشی کندانسور متصل است. مبرد مایع کندانسور باید بتواند بدون محدودیت در جریان قرار بگیرد تا به طور کامل حرارت خود را از دست بدهد. از طرفی وقتی تغییرات حرارتی در اواپراتور صورت می­گیرد. چیلر اسکرال نیازمند تغییراتی درفرم مبرد می­باشد و این مخزن آب بیشتر به منظور سرعت گرفتن کار سیکل و ایجاد اختلاف دمای بیشتر بین کندانسور و اواپراتور می­باشد. چرا که با توجه به قوانین ترمودینامیک هرچه این اختلاف دما بیشتر باشد بازده عملکرد سیکل تبرید هم بیشتر است.

فیلتر خشک

فیلتر خشک عموما برای جلوگیری از رطوبت و گرد و غبار در سیکل تبرید می­باشد. این رطوبت می­تواند ناشی از روغن­ها یا منابع آب باشد و گرد و غبار موجود در محیط هم میتواند از برخی راه ها وارد این سیستم شود. چون در کمپرسورها عموما هوازدایی انجام میشود و راه هایی برای نفوذ این عوامل به داخل سیستم می­باشد. این فیلتر علاوه بر این کارها از یخ زدن و انجماد آب هم جلوگیری می­کند. این یخ زدن آب برخی مواقع باعث میشود تا سیکل تبرید کاکرد درستی نداشته باشد.

شیر انبساط حرارتی

شیر انبساط در داخل سیستم تبرید صرفا برای تغییر فشار و جریان نیست. این شیر انبساط بین اواپراتور و کندانسور قرار می­گیرد و پلی بین این دو مبدل گرمایی است. شیر انبساط دمای مبرد را کمتر از دمای محیط اواپراتور می­کند تا عمل جذب حرارت در اواپراتور انجام بگیرد. عملکرد دیگر شیر انبساط جلوگیری ازبرگشت پذیر بودن سیکل­ها بسیار حائز اهمیت می­باشد.

اواپراتور

عملکرد اواپراتور در چیلر اسکرال بسیار ساده است. نقطه ای که نیاز به خنک شدن دارد از طریق اواپراتور حرارت خود را از دست می­دهد. چون دمای مبرد کمتر از دمای محیط است در نتیجه حرارت از محیط به مبرد انتقال می­یابد و رفته رفته محیط خنک تر میشود. فشار کاری اواپراتور بسیار کم است و این حرارت کاملا تدریجی و با سرعتی کمتر در مقایسه با کندانسور منتقل میشود.

مبرد

مبردهایی که در چیلر اسکرال استفاده می­شوند عموما R22  ، R407C و R410A هستند و این مبردها شرایط ویژه و خاص خود را دارند که آن ها را به یک عنصر اساسی در سیکل تبرید بدل کرده است.

مزایای تولید چیلر اسکرو و استفاده از آن‌ها

 فرایندهای سردسازی در صنایع غذایی و یا خنکسازی اجزا و وسایل مکانیکی در نیروگاه ها با استفاده از چیلر اسکرال به راحتی انجام می­گیرد.

موارد استفاده از چیلر اسکرال

Cop یا بازده عملکرد چیلرهای اسکرال هواخنک بین ۳٫۲ تا ۴٫۸۶ می­باشد و نوع آب خنک آن بازده عملکردی بین ۴٫۴۵ تا ۶٫۲ دارند که برای مصارف صنعتی تا حد زیادی ایده­آل می باشد.