[vc_row][vc_column width=”1/1″]

بررسی تکنولوژی چیلر

چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و جذبی تقسیم می شوند. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می شوند.

 چیلر تراکمی:

در چیلرهای تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می گردد. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط ، خنک شده و به مایع تبدیل می گردد این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک کننده(اواپراتور) که در فشار کمتری قرار دارد می شود که این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و در نتیجه مایع سرد کننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک کننده، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک کننده در ارتباطند می گردد.سپس گاز ناشی از تبخیر، به کمپرسور منتقل می شود و این چرخه تکرار می شود.

انواع چیلر تراکمی

۱-چیلر تراکمی رفت و برگشتی
۲-چیلر تراکمی اسکرو
۳- چیلر جذبی

چیلر

اجزای اصلی چیلر تراکمی

۱- کمپرسور : کمپرسور نسبت به ظرفیت و طراحی چیلر می تواند از نوع رفت و برگشتی، مارپیچی، گریز از مرکز و در برخی موارد حلزونی می باشد.
۲- کندانسور : کندانسور بسته به مدل، طراحی و ظرفیت چیلر می تواند از نوع آبی یا هوایی باشد. کندانسور آبی در چیلر معمولا از نوع پوسته و لوله و یا صفحه ای می باشد و جهت تبادل حرارتی آب با مبرد و تامین آب سرد، نیاز به یک برج خنک کننده می باشد که به تاسیسات آن اضافه می گردد. کندانسور هوایی چیلر در دو نوع طراحی می گردند: در نوع اول، کندانسور از چیلر جدا بوده و در فضایی که با هوای آزاد در ارتباط داشته باشد نصب می گردد و در نوع دوم، کندانسور بر روی بدنه چیلر نصب می گردد که در این صورت چیلر باید در فضای آزاد نصب گردد.
۳- شیر انبساط : شیر انبساط چیلر بسته به طراحی آن می تواند از نوع ترموستاتیک ، فشاری و یا الکترونیک باشد.
۴- اواپراتور : اواپراتور چیلر می تواند از نوع پوسته و لوله، پوسته و کویل و یا صفحه ای باشد و جهت جلوگیری از اتلافات حرارتی بدنه آن عایق می گردد.

اجزای فرعی چیلر تراکمی

چیلر تراکمی دارای اجزا مختلفی است. از این اجزا می توان به رسیور تانک، ساید گلاس، فیلتر درایر، کلیدهای حفاظتی، ترمیستورها، آکومولاتور و اجزای الکتریکی و کنترلی دیگر اشاره کرد.

ساختمان چیلر تراکمی

۱٫    الکتروموتور: میل لنگ کمپرسور را به حرکت در می‌آورد حرکت دورانی میل لنگ باعث حرکت رفت وبرگشت پیستون در داخل سیلندر می‌گردد در نتیجه گاز مبرد در کمپرسور متراکم می‌شود.
۲٫    کوپلینگ: جفت کننده محور الکترو موتور با محور میل لنگ کمپرسور است.
۳٫    کمپرسور: گاز خروجی از اواپراتور را متراکم کرده وارد کندانسور می‌کند.
۴٫    لوله رانش: گاز خروجی از کمپرسور را به کندانسور هدایت می‌کند.
۵٫    کندانسور: کندانسور این چیلر از نوع پوسته و لوله است در داخل پوسته گازمبرد و در داخل لوله‌ها آب خنک جریان دارد. گاز داغ و متراکم توسط لوله وارد پوسته کندانسور می‌شود. به علت تماس با لوله‌های مسی حاوی آب خنک، خنک شده به مایع تبدیل می‌شود و از پایین از طریق لوله خارج می‌شود. آب جریانی از طریق لوله وارد کندانسور شده واز طریق لوله خارج می‌شود. آب خروجی از کندانسور به برج خنک کن هدایت می‌شود تا پس از خنک شدن دوباره به کندانسور برگردد.
۶٫    لوله خروج مایع مبرد از کندانسور
۷٫    شیر سرویس کندانسور: برای بستن لوله خروج مبرد از کندانسور در مواقع سرویس و تعمیرات و توقف طولانی دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تاریخچه چیلرهای جذبی

تا پیش از قرن نوزدهم میلادی تبرید تنها به حمل ونقل یخ از مناطق سردسیر به مناطق گرم سیر و نگهداری آن در محفظه های مخصوص و یا زیر زمین و همچنین ساخت یخ در زیر زمین و نیز نگهداری برف فشرده در مکانهای مخصوص برای استفاده در فصول گرم سال محدود بود.در سال ۱۸۳۴ اولین ماشین تبرید دستی در انگلستان تحولی در صنعت تبرید به وجود آورد ،قبل از آن میشل فاراده در سال ۱۸۲۴ یک سلسله آزمایشات برای تبدیل بعضی گازهای پایدار به مایع انجام داد که مبنای کار ماشینهای جذبی قرار گرفت اگرچه فاراده در زمان خودش نتوانست از این آزمایشات برای تولید برودت بهره بگیرد ولی مقدمه ای شد برای آیندگان .  در سال ۱۸۵۱ یک مخترع آمریکایی یک ماشین یخ ساز با مبرد هوا ساخت و در سال ۱۸۵۹ سیکل جذبی با استفاده از آمونیاک بعنوان ماده مبرد وآب به عنوان جاذب توسط فردیناندکاره مورد استفاده قرار گرفت این سیتم اولین بار در ایالات متحده آمریکا برای ساخت چیلر های جذبی استفاده شد .سپس در سال ۱۸۶۰ اولین ماشین اتر سولفوریک برای ایجاد برودت در صنایع نوشابه سازی در استرالیا ساخته شد بعد ها در سال ۱۸۸۰ اولین کارخانه یخ مصنوعی ساخته شد و این کارخانه اولین قدم در عمومی سازی صنعت تبرید بود.  در سال ۱۸۹۰ تبرید تراکمی و جذبی رواج یافت البته در اوایل پیدایش تبرید تراکمی ،دستگاههای موجود حجیم وگران بودند و راندمان زیادی نداشتند و می بایست فردی متخصص از آنها نگهداری می نمود به همین دلیل تبرید مکانیکی صرفا به چند کاربرد بزرگ محدود می شد. یکی از دلایل عدم پیشرفت تبرید مکانیکی در دهه های اولیه استفاده از بخار برای چرخاندن کمپرسور بود ،با اختراع و پیشرفت موتورهای الکتریکی و همچنین تهیه مبرد های بی خطر تولیدات صنایع تبرید و تهویه مطبوع به نقطه اوج خود رسید و دستگاههای هواساز کوچک و یخچالها و فریزرهای خانگی به میزان قابل توجهی تولید گردید و هنوز هم تکامل و پیشرفت ادامه دارد.  اساس کارکرد سیستم های تبرید جذبی در آزمایش میشل فاراده که در سال ۱۸۲۴ م صورت گرفت استوار می باشد.در آن زمان دانشمندان عقیده داشتندکه گازهایی مانند آمونیاک تنها به شکل بخار وجود دارند.فاراده آزمایشهایی را به منظور مایع ساختن آمونیاک انجام داد. او می دانست که بخار آمونیاک می تواند به مقدار زیاد جذب کلرید نقره شود،فاراده کلرید نقره را در دمای بالا در معرض بخار آمونیاک قرار داد.پس از جذب بخار آمونیاک توسط کلرید نقره،فاراده ماده حاصل را درون یک لوله آزمایش به شکل عدد ۸ قرار داد سپس انتهای لوله را که حاوی کلرید نقره بود حرارت و در همان حال انتهای دیگر لوله را در یک ظرف آب سرد قرار داد.  بخار آمونیاک تحت اثرحرارت داده شده از کلرید نقره جدا شده و در یک طرف دیگر لوله که درون آب سرد قرار داشت تقطیر شد.پس از این عمل فاراده لوله آزمایش را از ظرف آب و از نزدیکی شعله خارج کرد پس از مدت کوتاهی ،مایع آمونیاک در داخل لوله آزمایش به شدت شروع به جوشیدن کرد.سپس تمامی مایع در مدت کوتاهی تبخیر شده و مجددا جذب کلرید نقره شد.فاراده با لمس کردن لوله آزمایشی که آمونیاک در آن جوشیده بود متوجه شد که این لوله به مقدار زیادی سرد شده است.در واقع آمونیاک ضمن تغییر فاز از مایع به بخار گرمای محیط را جذب کرده و سبب ایجاد سرما شده بود در واقع این آزمایش نقطه آغازین پیدایش سیستمهای تبرید جذبی بود. سیستم تبرید جذبی اولین بار در سال ۱۸۶۰ بوسیله فردیناند کاره فرانسوی اختراع شد بدین ترتیب که اگر در سیستم تراکمی بخار،بجای کمپرسور یک ژنراتور و یک جذب کننده و یک پمپ قرار دهیم نتیجه یک سیستم جذبی ساده خواهد شد(البته در شرایط خاص می توان پمپ را نیز از سیکل حذف کرد).

چیلر جذبی چیست

تحولات به وقوع پیوسته در صنعت و شیوه های جدید استفاده از منابع نیرو همچنین رشد اقتصادی روز افزون ، موجب خواهد شد که در طی ۲۰ سال آینده تحولاتی اساسی در زمینه صنعت تبرید در سراسر دنیا رخ دهد . سازمان انرژی ایالات متحده پیش بینی کرده است در آمریکا بیش از ۳۰۰ گیگا وات ظرفیت تولید انرژی برای تامین تقاضای روز افزون انرژی الکتریکی و همچنین جبران انرژی مربوط به نیروگاههایی که از رده خارج می شوند، مورد نیاز است . در ماه مارس سال ۱۹۹۹ این سازمان و صنایع مرتبط مفهوم گرمایش ، سرمایش و تامین نیرو برای ساختمانها را مطرح کردند که آغازی برای توسعه تکنولوژی سیستمهای تهویه مطبوع یکپارچه ، گرمایش با آب گرم خانگی و تامین انرژی الکتریکی بود.
در چیلرهای جذبی برخلاف چیلرهای تراکمی از  جذب کننده (Absorber) و مولد حرارتی (ژنراتور) بجای کمپرسور استفاده می گردد. عمومی ترین خنک کننده در چیلرهای جذبی سیستم لیتیوم برماید است. در این سیستم، در قسمت جذب کننده بخار آب توسط لیتیوم برماید غلیظ، جذب و در قسمت مولد حرارتی، آب بر اثر حرارت تبدیل به بخار می شود. بخار آب در کندانسور که دارای فشار ۱/۰ اتمسفر است به حالت مایع در می آیدو سپس در خنک کننده که تحت فشار ۰۱/۰ اتمسفر دوباره به بخار تبدیل می گردد و آب برای اینکه تبخیر گردد گرمای نهان خود رااز محیط خنک کننده می گیرد و باعث ایجاد برودت می گردد سپس بخار آب ایجاد شده در خنک کننده به جذب کننده منتقل می گردد و دوباره این چرخه تکرار می شود.

انواع چیلر جذبی

۱- گروه تک اثره (Single effect)
که خود به سه دسته چیلرهای تک اثره با تغذیه بخار، تک اثره با تغذیه آب داغ ( دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد) و تک اثره با تغذیه آب گرم ( دمای زیر۱۰۰ درجه سانتیگراد) تقسیم می شوند که نحوه کار آنها مشابه بوده و همگی دارای حداقل یک مولد حرارتی می باشند.
۲- گروه دو اثره (Double effect)
که به دو دسته دو اثره با تغذیه بخار و دو اثره با شعله مستقیم طبقه بندی می شوند. این چیلرها، جز نسل جدید چیلرهای جذبی بوده و دارای سیکل تبرید کاملتری نسبت به چیلرهای جذبی تک اثره است.
چیلر دستگاهی جهت ایجاد برودت بر اساس عمل تراکمی و یا جذبی یک مایع میباشد.

تشریح کار این نوع چیلرها :

اگر دو ظرف داشته باشیم که در یکی آب و در دیگری محلول لیتم برماید باشد و فرض کنیم که هوا بوسیله پمپ خلاء هوا از این ظروف تخلیه شده باشد ، ظرفی که آب در آن است تبخیر کننده (اواپراتور) و ظرفی که در آن لیتم برماید است ابزوربر می رود و به وسیله محلول لیتم برماید جذب می شود.

از طرفی در نتیجه ی تبخیر قسمتی از آب در اواپراتور ، درجه حرارت آب باقی مانده کاهش می یابد برای اینکه از سرمای حاصله در اواپراتور استفاده شود ، یک کویل که در آن جریان دارد.

آب وارد کویل می شود و پس از طرف دیگر خارج می شود . آب سرد شده برای خنک کردن ساختمان موردنظر به کار می رود .

حال برای بهتر کردن کیفیت کار وراندمان سیستم ، دو پمپ به شرح زیر اضافه می کنیم :

پمپ مایع مبرد : این پمپ آب را روی کویل می ریزد و شدت تبخیر آب را زیاد می کند .

پمپ ابزوربر : این پمپ محلول لیتیم بروماید را به صورت اسپری در ابزوربر می پاشد و در نتیجه قدرت جذب آنرا بالا می برد .

اضافه کردن این دو پمپ ، راندمان سیستم را بالا می برد، اما دو اشکال اساسی باقی می ماند :

یکی این که محلول لیتیم بروماید مرتبا بخار آب را جذب می کند و رقیق می شودو در نتیجه قدرت جذب کنندگی خود را از دست میدهد . برای رفع این مشکل، به سیستم یک ژنراتور و یک پمپ اضافه می کنیم و محلول لیتیم بروماید به ویسله این پمپ به ژنراتور می رود و به وسیله بخار حرارت داده می شود و در اثر حرارت، آبی را که جذب کرده است ، به صورت بخار خارج می شود و محلول مجددا غلیظ میشود و به ابزوربر بر می گردد .

برای رفع مشکل دوم ، به سیستم اخیر یک کندانسور ( تقطیر کننده ) اضافه می کنیم تا بخار آبی که از ژنراتور خارج می شود به کندانسور برود و به مایع تبدیل شود و دوباره به اواپراتور بر گردد و در نتیجه یک مدار بسته تشکیل می شود.

حال برای تکمیل سیستم و بالا بردن راندمان کار ، یک مبدل حرارتی بین ژنراتور و ابزوربر قرار می دهیم تا از یکطرف محلول رقیقی را که از ابزوربر به ژنراتور می رود، گرم کند و از طرف دیگر محلول غلیظی را که از ژنراتور به ابزوربر بر می گردد ، خنک کند .

با توجه به این که هر چه درجه حرارت محلول لیتیم بروماید پایین تر باشد، می تواند آب بیشتری جذب کند، بنابراین برای خارج کردن گرمای حال از انحلال در ابزوربر و بالا بردن قدرت جذب لتیتیم برماید ، یک کویل در ابزوربر قرار می دهیم که داخل آن آب سرد ( از برج خنک کننده ) جریان یابد .

در بعضی از مدل ها پمپ ابزوربر را حذف می کنند و جریان محلول در اثر اختلاف فشار انجام می گیرد.

نکته قابل ذکر این است که محلول حاصل در ژنراتور، تحت نیروی جاذبه و اختلاف فشار، از مبدل حرارتی عبور می کند ( به وسیله محلول رقیق سرد می شود ) و به وسیله یک ادوکتور ( که نوعی مخلوط کن است ) با محلول رقیق مخلوط می شود محلول مخلوط را تشکیل میدهد و این مخلوط به افشانک های ابزوربر می رود.

فشار مطلق کندانسور و ژنراتور تقریبا مساوی وبرابر یک دهم اتمسفر است که معمولا در یک پوسته قرار می گیرند و فشار اواپراتور و ابزوربر حدود یک صدم اتمسفر است و در یک پوسته قرار داده می شودبا توجه به فشار موجود در اواپراتور ، آب در ۴٫۵ درجه سانتیگراد می جوشد و در نتیجه درجه حرارت آب سرد تا حدود ۷ درجه سانتیگراد می رسد .

[/vc_column][/vc_row]