چیلر تراکمی آب خنک

چیلر تراکمی آب خنک
چیلر تراکمی آب خنک (Water cooled chiller) نوعی چیلر تراکمی بشمار می رود که بر اساس سیکل تبرید تراکمی بخار عمل کرده و فرایند دفع حرارت در کندانسور آن (Condensing) به کمک آبِ خنک تولید شده در برج خنک کننده انجام می شود. چیلر آبی بر پایه سیکل تبرید تراکمی کار کرده و از قسمت های اصلی کمپرسور با موتور محرک الکتریکی (الکتروموتور) ، کندانسور ، اواپراتور ، شیر انبساط الکترونیکی ، مبرد و لوله کشی آن و نیز تجهیزات برج خنک کننده و پمپ تشکیل می شود تا عمل سرد سازی آب را در مبدل حرارتی به نام اواپراتور انجام داده و آب سرد شده از طریق لوله کشی به دستگاه های خنک کننده هوای ساختمان مانند هواساز و فن کویل و یا کاربردهای صنعتی ارسال شود. به همراه چیلر آبی باید از برج خنک کننده نیز جهت خنک کاری آب کندانسور استفاده شود.

عملکرد

در چیلرهای تراکمی آب خنک مطابق تعریف سیکل تبرید تراکمی، گاز مبرد به شکل بخار داغ (Superheat)، با دمایی پایین وارد کمپرسور شده تا متراکم گردد. در نتیجه، فشار و متعاقباً دمای مبرد بالا می رود. سپس بخار داغ خروجی از کمپرسور که اکنون دمای بالایی دارد، وارد کندانسور شده و به کمک آبِ خنک ورودی از برج خنک کننده، گرمایَش جذب می شود. چنانکه تبدیل به مایعی با دمای بالا خواهد شد. در ادامه بواسطه فرایند اختناق در شیر انبساط، افت فشار زیادی در جریان مبرد ایجاد می گردد که ضمن کاهش دمای آن، باعث تبخیر مقداری از مایع مبرد نیز می شود. جریان سرد و دوفازی مبرد (مخلوط مایع و بخار) بلافاصله پس از خروج از شیر انبساط وارد اواپراتور شده تا با جذب گرمای آب ورودی، دمای آن را کاهش دهد. به این ترتیب، مایع مبرد کاملاً تبخیر شده و با ادامه جذب گرما، به شکل بخار داغِ دما پایین از اواپراتور خارج و مجدداً به کمپرسور بازمی گردد تا این چنین فرایندهای ترمودینامیکی سیکل تبرید در چیلر تکمیل شده و آب سرد مورد نیاز تولید گردد. 

موارد استفاده چیلر تراکمی آب خنک

چیلرهای آب خنک، خصوصاً در ظرفیت های برودتی بالا، در مقایسه با چیلرهای هوا خنک، به مراتب مصرف برق کمتری داشته و هزینه خرید آن ها نیز پایین تر است، اما با این وجود این روزها به دلایل متعددی، بکارگیری چیلرهای آب خنک در مصارف تهویه مطبوع کمتر شده است که برخی از این دلایل هزینه های بالاتر بهره برداری، کمبود منابع آبی در کشور و محدودیت استفاده با توجه به شرایط اقلیمی هستند. در یک جمع بندی ساده باید بگوییم که نیاز دقیق یک پروژه و مقایسه سیستم های مختلف تبرید و تهویه مطبوع در پروژه های مختلف، نیاز به اطلاعات کافی و بررسی آن توسط متخصصان این حوزه دارد که با وجود تامین نیازهای فنی یک پروژه، صرفه اقتصادی نیز برای کارفرمایان در نظر گرفته شود و در واقع هدف، رسیدن به یک نقطه تعادل (Trade off) منطقی است تا مناسب ترین سیستم یا دستگاه در پروژه مورد نظر انتخاب شود.

ساختار

○ اواپراتور

تبخیر آخرین فرایند ترمودینامیکی سیکل تبرید است که آب سرد تولیدی چیلر، محصول این فرایند می باشد و اواپراتور عاملی است که در قالب یک مبدل حرارتی، با انتقال گرمای جریان آب به مبرد سرد ورودی، ضمن کاهش دمای آب، باعث تبخیر کامل مایع مبرد نیز می شود. معمولاً، دو نوع مبدل حرارتی به عنوان اواپراتور در چیلرهای آب خنک استفاده می شوند، مبدل حرارتی پوسته و لوله، و مبدل حرارتی صفحه ای.

○ کندانسور

کندانسور، مجموع گرمای منتقل شده به مبرد (ناشی از فرایند تراکم در کمپرسور و فرایند تبخیر در اواپراتور) را دفع کرده تا منجر به چگالش بخار مبرد شود. در کندانسور آبی که معمولاً به شکل مبدل حرارتی پوسته و لوله طراحی و تولید می شود، بخار داغ خروجیِ کمپرسور، از بالا وارد پوسته مبدل شده و در تماس با جداره سرد لوله هایی قرار می گیرد که جریان آب خنک تولیدی توسط برج خنک کننده از درون آن ها عبور می کند.

○ کمپرسور

کمپرسور عامل فرایند تراکم در سیکل تبرید تراکمی بخار می باشد. آنجا که با متراکم شدن گاز مبرد، انرژی لازم برای به جریان انداختن آن ایجاد می گردد. در چیلرهای آب خنک، با توجه به میزان ظرفیت برودتی دستگاه، نوع مبرد مصرفی، کاربری پروژه و عوامل دیگر، از کمپرسورهای متنوعی می توان استفاده نمود؛ اما با توجه به اقتصادی نبودن استفاده از چیلرهای آب خنک در ظرفیت های برودتی پایین، معمولاً از کمپرسورهای اسکرو و سانتریفیوژ در این نوع چیلرها استفاده می شود که ظرفیت برودتی تولیدی آن ها به مراتب بیشتر است.

○ شیر انبساط

شیر انبساط مکانیزمی است جهت کنترل مقدار جریان و دمای مبرد ورودی به اواپراتور، که نقش اصلی را در تعیین دمای آب سرد خروجی از چیلر ایفا می کند. علاوه بر این، به کمک شیر انبساط، میزان سوپرهیت ایجادشده در جریان خروجی از اواپراتور تنظیم می شود تا بدین وسیله از ورود مایع مبرد به کمپرسور جلوگیری شود. بنحویکه شیر انبساط با توجه به مقدار فشار و دمای مبرد خروجی از اواپراتور، میزان سوپرهیت را تشخیص داده و در صورت پایین بودن مقدار آن، مسیر عبور جریان مبرد را کاهش می دهد تا مبرد کمتری وارد اواپراتور شود. این چنین میزان سوپرهیت بخار مبرد در خروج از اواپراتور افزایش می یابد.

ویژگی های ساختاری چیلر های آب خنک نسیم تهویه مهرگان

Ø     کمپرسور از نوع اسکرال، اسکرو، پیستونی یا سانتریفیوژ (متناسب با ظرفیت یا شرایط کاري) برند کوپلنـد، دانفوس، هنبـل یا بیتـزر

Ø     کمپرسور مجهز به سیستم کنترل اتوماتیک دماي روغن، پورت هاي جداگانه ي براي اکونومایزر و تزریق مایع، کنترل فاز، شیر یک طرفه  در قسمت دیس شـارژ، لول سوئیـچ روغن، ایزولاتور ارتعاشی، شیر اطمینان داخلی، هیتـر برقی براي روان سازي و جدا نمـودن گاز از روغن

Ø     خنک کاري موتور الکتریکی کمپرسورها با جریان گاز خط ساکشن

Ø     اواپراتور و کندانسور Shell and Tube با لوله هاي مسی بدون درز و ستاره هاي 5 پر آلومینیومی ساخت شرکت مهرگان

Ø     ساخت اواپراتور و کندانسور با بدنه بسيار مستحكم و كاملا آب بندی شده با سطوح داخلی و خارجی ضد زنگ و عایق کاری پوسته آن با فوم پلاستیکی به ضخامت 19 میلی متر

Ø     استفاده از عایق هاي حرارتی الاستومري برند AERO FLEX به ضخامت 13میلی متر با روکش آلومینیوم به ضخامت 120 میکرون

Ø     در اواپراتور و مسیر مکش کمپرسور به منظور افزایش راندمان سیستم و استفاده از گرم کن ضد یخ براي مخزن آب

Ø     استفاده از پمپ هاي نوع سانتریفیوژ برند ابارا ژاپن، برند لئو چین یا برند شرکت پمپیران ایران

Ø     شاسی و استراکچر محکم با قابلیت حمل و نصب آسان به همراه لاستیک هاي ضد لرزش

Ø     ستون بندي دستگاه از مقاطع ورق گالوانیزه با پوشش رنگ پودري الکترواستاتیک به ضخامت 80 میکرون

Ø     کلیه قطعات اصلی دستگاه ساخت شرکت هاي معتبر اروپاي غربی از جمله SCHNEIDER، GMC، OMRON، ALCO، DANFOSS

Ø     تست فشار مدار آب و مبرد اوپراتور و کندانسور در محل کارخانه مطابق با استاندارد ASME

Ø     مجهز بودن دستگاه به شیرهاي برقی، شیر انبساط، شیرهاي دستی، سایت گلاس، شیر اطمینان، فیلتر درایر قابل تعویض و فیلتر

Ø     ساکشن برند GMC، EMERSON، ALCO، DANFOSS

Ø     مجهز به کلیه سیستم هاي حفاظتی از جمله سیستم کنترل فشار بالا و پایین، درایر، ترموستات ضد یخ زدگی، سیستم برگشت روغن

            Circuit Breaker براي حفاظت سیستم از اضافه بار،Low oil protection براي جلوگیري از کارکرد بدون روغن کمپرسور

Ø     امکان مشاهده فشار مکش و رانش دستگاه توسط گیج (گیج هاي فشار پایین و بالا براي هر مدار مبرد)

Ø     استفاده از شیرهاي سرویس روي چیلر جهت جلوگیري از هدر رفتن مبرد در زمان سرویس و نگهداري