چیلر ۴۰ تن

در بررسی تخصی چیلر هوا خنک Scroll مدل krono-۶۰۰۲.۴-EKWXA ظرفیت ۴۰ تن، به صورت کامال اجزای این چیلر را تشریح می کنیم. 


۱ . کمپرسور اصلی ترین قسمت سیکل تبرید تراکمی محسوب می شود زیرا که وظیفه تراکم و افزایش فشار گاز مبرد (گاز فریون مانند R۲۲ یا R۱۳۴ را بر عهده دارد. قوای محرکه کمپرسور می تواند موتور الکتریکی ، موتور احتراق داخلی ، توربین و یا … باشد که در اکثر دستگاه ها از موتور الکتریکی استفاده می شود. کمپرسورهای سیکل تبرید تراکمی انواع و اقسام بسیار مختلفی دارند که از جمله مهمترین آنها می توان به نوع رفت و برگشتی (پیستونی) ، اسکرو ، اسکرال و سانتریفیوژ اشاره کرد.


۲ . کندانسور یا تقطیر کننده کندانسور یک نوع مبدل حرارتی است که گاز مبرد داغ در آن با دادن گرمای اضافی خود (تبادل حرارتی) به سیالی دیگر مانند هوا یا آب ، تقطیر شده و به مایع مبرد با درجه حرارت کم تبدیل می شود. کندانسورها در دو نوع کلی هوا خنک (خنک شونده با هوا) و آب خنک (خنک شونده با آب) ساخته می شوند که برای اطلاعات بیشتر متن را کندانسور مطالعه کنید. برای مثال در شکل زیر یک نوع هوا خنک که دارای فن است را مشاهده می کنید.


۳ . شیر انبساط این شیر جهت ایجاد افت فشار در مایع مبرد در مسیر سیکل تبرید تراکمی به کار می رود. در برخی سیستم ها از شیر انبساط و در برخی از یک لوله مویین استفاده می شود. در واقع مبرد وقتی از کندانسور خارج می شود و به سمت اواپراتور حرکت می کند ، قبل از ورود به اواپراتور از شیر انبساط عبور داده می شود تا فشارش کم شده و بتواند در اواپراتور با جذب گرمای محیط مجددا به حالت گازی شکل در بیاید.


۴ . اواپراتور یا تبخیر کننده اواپراتور همانند کندانسور یک مبدل حرارتی بوده که با جذب حرارت از سیال دیگر مانند آب یا هوا (و در نتیجه کاهش دمای آب یا هوا به نزدیک صفر) مایع مبرد را تبخیر کرده و به گاز مبرد تبدیل می کند. وقتی این تبادل حرارتی صورت می گیرد آب یا هوا و یا هر سیال ثانویه دیگری سرد شده و این همان مرحله تبرید یا سردسازی یک سیال با سیکل تبرید تراکمی یا همان چرخه تبرید تراکمی است. برای مثال در یک اسپلیت (کولر گازی) یا یک داکت اسپلیت ، کویل اواپراتور درون یونیت دیواری یا سقفی داخل ساختمان جاسازی می شود تا مبرد بتواند گرمای هوا را گرفته و هوا را سرد کند و یا در مثالی دیگر و در یک دستگاه چیلر ، کویل اواپراتور (لوله های مسی) درون یک مبدل حرارتی پوسته و لوله (شل اند تیوب) جاسازی می شود تا مبرد بتواند گرمای آب را گرفته و آب را سرد کند تا این آب سرد شده بتواند جهت خنک کاری مورد استفاده قرار بگیرد.

گاز مبرد پس از ورود به کمپرسور در اثر کارکرد کمپرسور متراکم شده و با فشار و دمای بالا از آن خارج می شود. پس از خارج شدن از کمپرسور از طریق لوله فشار قوی به سمت کندانسور ارسال شده و در کندانسور با از دست دادن حرارت به مایع مبرد تبدیل می شود. مایع مبرد پس از خروج از کندانسور وارد شیر انبساط یا لوله مویین شده و پس از خروج از شیر انبساط به شدت فشار آن کاهش یافته و از طریق لوله فشار ضعیف به سمت اواپراتور ارسال می شود. مایع مبرد در اواپراتور با گرفتن حرارت محیط مجددا به گاز مبرد تبدیل می شود. این گاز دوباره وارد کمپرسور شده و چرخه تبرید تراکمی تکرار می شود. همزمان که مبرد در اواپراتور گرما را از هوا یا آب یا هر سیال دیگری می گیرد باعث کاهش دمای آن سیال می شود. این سیکل بیشترین کاربرد را در دستگاه های تهویه مطبوع (مانند اسپلیت ، داکت اسپلیت ، چیلر ، مینی چیلر ، VRF و GHP) دارد و اصول اساسی آن را شکل می دهد. برای مثال در شکل زیر کاربرد سیکل تبرید تراکمی در یک دستگاه کولر گازی (اسپلیت) نشان داده شده است.

به اختصار برخی از مبردها را مقایسه می کنیم.
مبردهای R۴۱۰a و R۴۰۷c هر دو جایگزین‌های مبرد R۲۲ هستند اما R۱۳۴a جایگزینی برای مبرد R۱۲ می‌باشد. در برنامه از رده خارج کردن HCFCها این دو مبرد جایگزین R۲۲ شده‌اند. حال اینکه کدام انتخاب شود بستگی به کاربردمان دارد. اولاً مبرد R۴۰۷c در دماهای بالا به عنوان جایگزین R۲۲ استفاده می‌شود. در کاربردهایی با دمای تبخیر مشابه چیلرهای تهویه مطبوع اما در دماهای پایین‌تر دیگر، R۴۰۷c جوابگو نبوده و باید به سراغ مبردهای دیگر رفت که مبرد R۴۱۰a علاوه بر دمای بالا در دمای تبخیر متوسط medium هم می‌تواند جایگزین R۲۲ شود. مبرد R۴۱۰a ظرفیت برودتی بیشتری ایجاد می‌کند یا به عبارتی اگر ظرفیت یکسان بخواهیم، کمپرسور با حجم جابجایی کمتری احتیاج است. جدول زیر مقایسه تئوریک دو مبرد و مبرد R۲۲ رو انجام داده است. مزیت دیگر R۴۱۰a این است که رفتاری شبیه به ماده خالص از خود نشان می‌دهد و تقریباً جزء مبردهای near-azeotrope می‌باشد و مشکلاتی که در مبردهای zoetrope وجود دارد در مبرد R۴۱۰a کمتر است. temperature glide در این مبرد نزدیک به صفر است به این معنی که در یک فشار معین، دمای مایع و بخار اشباع بسیار نزدیک به هم برخلاف R۴۰۷c می‌باشد. البته R۴۱۰a معایبی هم دارد که یکی از آن معایب، فشار بالای مبرد می‌باشد که باعث می‌شود احتیاج به کمپرسور فشار بالا و ضخامت لوله بیشتر باشد و مبدل‌ها تحمل فشار بالاتری را داشته باشند.