طرز کار چیلر تراکمی بر پایه چرخه و سیکل سرمایش بنا نهاده شده که این چرخه یکی از رایج ترین اصول طراحی و ساخت سیستم های تهویه مطبوع است. دستگاه چیلر به انواع مختلفی از جمله چیلر تراکمی، چیلر جذبی، مینی چیلر و چیلر سانتریفیوژ تقسیم بندی می شود که در این مقاله به تشریح طرز کار چیلر تراکمی می پردازیم.

بر اساس قانون دوم ترمودینامیک، گرما به صورت خود به خودی از یک فضای سرد به فضای گرم منتقل نمی شود و برای انجام این کار باید کار و انرژی صرف گردد. چیلر در حقیقت با مصرف انرژی و انجام کار، گرما را از فضای داخلی که خنک تر است به فضای خارجی که گرم تر است منتقل می کند. اصول عملیاتی چرخه برپایه چرخه تبرید به وسیله ی سعدی کارنو در سال ۱۸۲۴ میلادی و با نام موتور گرمایی شرح داده شد.

اجزای اصلی چیلر تراکمی

• کمپرسور : با فشرده سازی و تغییر فاز مبرد انرژی لازم را جهت انجام کار مصرف می کند و چرخه را به گردش در می آورد.
• کندانسور: می تواند آب خنک یا هوا خنک باشد و وظیفه ی اصلی آن گرفتن حرارت از مبرد است.
• شیر انبساط: می تواند الکتریکی یا گرمایی باشد و جریان مبرد را کنترل می کند.
• اواپراتور: مبرد در آن با جذب گرمای سیال انتقال حرارت ( آب) تبدیل به گاز می شود.

تحلیل دیاگرام دما – آنتروپی ( TS Diagram )

از ۴ به ۱: در یک فرآیند دما ثابت، مایع مبرد گرمای محیط را میگیرد تا تغییر فاز دهد و از ناحیه دو فازی وارد خط بخار گردد. این عملیات در اواپراتور رخ می دهد. ( حرارت محیط جذب می شود)

از ۱ به ۲: در کمپرسور فشار و دما افزایش می بایند و مبرد وارد فاز سوپرهیت می شود.

از ۲ به ۳: در کندانسور و طی یک فرآیند فشار ثابت، مبرد از سوپرهیت تا خط مایع اشباع تغییر فاز می دهد. ( حرارت  محیط دفع می شود)

از ۳ به ۴: در شیر انبساط و طی یک فرآیند کاهش فشار و دما، مبرد به سیال دو فازی کم فشار و کم دما تغییر فاز می دهد.

طرز کار چیلر تراکمی آب خنک

چیلر تراکمی آب خنک در موتور خانه نصب می شود و به همراه آن پمپ های سیرکولاتور مدار آب سرد ( چیلد واتر ) و پمپ های سیرکولاتور آب برج خنک کننده عمل می کنند. پمپ های سیرکولاتور مدار آب سرد، آب ۷ درجه ی سانتیگراد را از چیلر گرفته و به سمت فن کویل ها یا هوارسان ها ارسال می کنند و در نهایت آب ۱۲ درجه ی سانتیگراد جهت خنک سازی مجدد وارد اواپراتور چیلر آب خنک می شود.
از طرفی نیز آب ۳۷ درجه ی سانتیگراد خروجی از کندانسور با پمپ های سیرکولاتور وارد برج خنک کننده می شود و پس از خنکسازی و رسیدن به دمای ۳۲ درجه ی سانتیگراد، دوباره به کندانسور چیلر بر می گردد. برج خنک کننده، دستگاهی است که به روی بام نصب می شود و با استفاده از سیستم سرمایش تبخیری به تولید آب مورد نیاز خنک سازی مدار کندانسور می پردازد.

طرز کار چیلر تراکمی هوا خنک

چیلر تراکمی هوا خنک به روی بام نصب می شود و به همراه پمپ های سیرکولاتور آب سرد ۷ درجه ی سانتیگراد تولید شده در اواپراتور چیلر را به سمت واحد های ( فن کویل و هواساز ) ارسال می کند. چیلر هواخنک مجهز به فن های کندانسور است که در نتیجه عملیات خنک سازی به واسطه ی سیلان جریان هوا به روی کندانسور صورت می گیرد و نیازی به استفاده از برج خنک کننده و پمپ های سیرکولاتور ندارد.

محدوده ی دمایی چیلر

چیلر ها در شرایط آب و هوایی مختلف قادر به کار هستند و همگی آب سرد ۷ درجه ی سانتیگراد را تولید و به واحد های توزیع برودت ارسال می کنند. آب برگشت به چیلر ۱۲ درجه ی سانتیگراد است. از نظر شرایط دمایی محیطی، چیلر های هواخنک در دماهای بسیار پایین و بالا قابلیت عملکرد دارند ولی باید به تجهیزات ایمنی مناسب از جمله فن دور متغییر، سنسور دمای بیرون، هیتر ضد یخ زدگی اواپراتور و … مجهز شوند. در مواقع عملکر تمام فصل می توان دستگاه مجهز به Free Cooling را به صورت سفارشی سفارش داد. چیلر های آب خنک به دلیل نیاز به برج خنک کننده و تجهیزات کنترلی دماهای محیط پایین با مشکلات عملیاتی مواجه می شوند. برج خنک کننه نیز آب دمای ۳۷درجه ی سانتیگراد را از کندانسور چیلر تحویل می گیرد و پس از خنک سازی و رساندن به دمای ۳۲ درجه ی سانتیگراد به کندانسور باز می گرداند.
در پایان در صورتی که هر سئوالی داشتید یا نیاز به مشاوره در خصوص انتخاب انواع سیستم های تهویه مطبوع برایتان پیش آمده است با من تماس بگیرید تا در صورت امکان و تا حد توان بتوانم اطلاعات مورد نیاز شما را تامین کنم.

منابع:

1- www.frouhi.ir