خانه / تهویه مطبوع / چیلر سانتریفیوژ

چیلر سانتریفیوژ

چیلرها انواع مختلفی دارند که با توجه به مکان و نوع کاربردشان طراحی و استفاده می شوند. یکی از انواع مختلف چیلرها که از نوع تراکمی هم می باشد, چیلر سانتریفیوژ است. چیلر سانتریفیوژ بواسطه سیکل تبرید خاصی که دارد و نحوه عملکرد کمپرسورها در مقایسه با سایر چیلرهای تراکمی ضریب عملکرد و راندمان بالاتری دارد. نحوه عملکرد کمپرسور سانتریفیوژ بر اساس نیروی گریز از مرکز می باشد. نیروی گریز از مرکز، از طریق چرخش کمپرسور سانتریفیوژ به گاز مبرد وارد شده و در نتیجه فشار و دمای سیال مبرد افزایش می یابد. کمپرسور چیلر سانتریفیوژ همانند چیلر رفت و برگشتی در دو نوع باز و بسته موجود بوده و نوع بسته آن بسیار پر کاربردتر می باشد. در این مقاله به بررسی چیلر سانتریفیوژ و مشخصات و مزایا آن می پردازیم.

چیلر سانتریفیوژ چیست ؟

چیلر تراکمی سانتریفیوژ ، یک نوع چیلر تراکمی است که بر مبنای عملکرد یک کمپرسور سانتریفیوژ عمل می‌کند. گاز مبرد به داخل کمپرسور وارد می شود و پس از آنکه فشار و دمای آن افزایش یافت، مستقیماً به سمت اجزای داخلی چیلر هدایت می شود. ظرفیت بالای تبرید از طریق این نوع تجهیزات، قابل دسترسی می باشد.

علت نام گذاری این دستگاه به چیلر سانتریفیوژ این است که کمپرسور آن از نوع سانتریفیوژ یا گریز از مرکز است. کمپرسور سانتریفیوژ دارای یک ایمپلر (پروانه) است که با چرخش ایمپلر به مبرد گازی شکل (برای مثال مبرد R134a) نیروی گریز از مرکز اعمال شده و انرژی جنبشی ذرات مبرد به فشار تبدیل و دمای آن افزایش می یابد.
چیلر سانتریفیوژ چیست ؟

اجزای چیلر سانتریفیوژ

مشابه تمام انواع چیلر تراکمی، اجزای مهم چیلر سانتریفیوژ شامل موارد زیر است:

  1. کمپرسور سانتریفیوژ
  2. اواپراتور
  3. کندانسور

1.کمپرسور سانتریفیوژ

  • کمپرسور چیلر سانتریفیوژ از نوع سانتریفیوژ یا گریز از مرکز می‌باشد.
  • کمپرسور سانتریفیوژ با چرخش پروانه، فشار گاز مبرد را افزایش می‌دهد.
  • کمپرسور سانتریفیوژ در شرایط بار کامل، راندمان بالایی را ارائه می دهد.
  • در صورت کار در ظرفیت پایین دچار پدیده surging شده و دچار افت عملکرد،افزایش صدا و ارتعاش میشود.

2.اواپراتور

  • بسته به نوع کاربری آن می‌تواند از نوع پوسته و لوله یا صفحه ای باشد.
  • دستگاه اواپراتور جریان آب،را سرد میکند; تا از این آب در تجهیزات تهویه مطبوع و یا خنک کاری صنعتی استفاده گردد.

3.کندانسور

  • کندانسور چیلر سانتریفیوژ،وظیفه سرد کردن و تبدیل به مایع کردن گاز مبرد خروجی از کمپرسور را برعهده دارد.
  • به طور عمده، از دو نوع کندانسور آب خنک و کندانسور هوا خنک برای این موضوع استفاده می‌شود.
  • بر این اساس، چیلر سانتریفیوژ به دو نوع چیلر سانتریفیوژ آب خنک و چیلر سانتریفیوژ هوا خنک تقسیم می‌شود.

نحوه عملکرد چیلر سانتریفیوژ

در این دستگاه مبرد از قسمت مرکزی (خط مکش) وارد و از قسمت محیطی (تخلیه) خارج می شود. سپس این مبرد گازی شکل (بخار) با فشار و دمای بالا وارد کندانسور می شود. کندانسور مبدل حرارتی است که توسط هوا یا آب ، گرمای این مبرد را گرفته و رفته رفته در کویل های پر پیچ و خم ، آن را به مبرد مایع تبدیل می کند.

سپس مبرد مایع از لوله مویین یا شیر انبساط عبور کرده و فشارش به شدت افت می کند و بعد از آن وارد اواپراتور می گردد. این مرحله ، مرحله ای است که آب می بایستی سرد شده و جهت خنک کاری فضای داخل ساختمان و یا دستگاهی صنعتی مورد استفاده قرار گیرد. در واقع در اواپراتور ، مایع مبرد گرمای محیط اطراف لوله های پر پیچ و خم خود که در آب غوطه ور است را گرفته و آب را تا دمای 2 الی 7 درجه سانتی گراد (و یا دماهای پایین تر) سرد می کند و سپس آب سرد شده به دستگاه هواساز یا فن کویل داخل ساختمان ارسال و آنجا جهت خنک کاری مورد استفاده قرار می گیرد. (در برخی کاربردهای صنعتی از این آب سرد شده برای خنک کاری تجهیزات استفاده می شود.)
نحوه عملکرد چیلر سانتریفیوژ

مشخصات

  1. چیلرهای سانتریفیوژ معمولا با نسبت تراکم ثابت 18 به یک ساخته می شوند.
  2. این چیلرها در ظرفیت هایی بین 90 تا 2000 تن تبرید ساخته می شوند
  3. بیشتر برای کاربری های بالاتر از 300 تن استفاده می شوند.
  4. در برخی از آنها عمل فشرده سازی مبرد گازی شکل،در چند مرحله صورت می گیرد که به آن Multi Stage گفته می شود.
  5. ارتباط بین موتور الکتریکی محرک و کمپرسور می تواند به صورت کوپل مستقیم و یا چرخ دنده ای باشد.
  6. می توان از موتورهای دور متغیر (اینورتر) نیز استفاده نمود که البته قیمت اولیه آن بالاتر است.
  7. چیلر سانتریفیوژ هم به صورت هوا خنک و هم آب خنک موجود است (منظور از هوا یا آب خنک بودن این است که کندانسور آن توسط هوا یا آب خنک می شود)
  8. که نوع آب خنک راندمان بالاتری دارد ولی به علت نیاز داشتن به برج خنک کننده و مشکلات ناشی از مصرف آب در آن ، بیشتر از چیلر تراکمی با کندانسور هوا خنک استفاده می شود که به برج خنک کننده در مدار آن نیازی نیست.

مزایا

مزیت های چیلر سانتریفیوژ

یکی از مهمترین مزایای این سیستم های تراکمی ، تامین بارهای سرمایشی زیاد با استفاده از یک دستگاه سرمایش در حالت تمام بار (بار کامل) است. در صورت قرار گرفتن در حالت بار جزیی، چیلر های سانتریفیوژ نمی تواند از حداکثر راندمان خود جهت تولید سرمایش استفاده کند. این امر سبب تولید پدیده ای به نام سرج ( surge ) در چیلر گردیده که همراه با سر و صدای بسیار زیاد بوده و در نتیجه در چیلر ایجاد ارتعاش می کند. چیلر سانتریفیوز را بر اساس مراحل فشرده سازی می توان به صورت تک مرحله ای یا چند مرحله ای طبقه بندی کرد.

یکی دیگر از دلایلی که موجب می شود بسیاری از صنایع برای خنک سازی آب مصرفی خود از چیلر تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ استفاده کنند در حقیقت، هزینه های پایین نصب و نگهداری دستگاه است. کمپرسور سانتریفیوژ به گونه ای طراحی شده است که به منبع برق با شدت جریان بسیار پایین، نیاز دارند؛ این ویژگی موجب می شود اختلال کمتری در تامین برق چیلر تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ به وجود آید.

از طرف دیگر، برخی از کمپرسورهای سانتریفیوژ نیاز به روغن کاری یا نگهداری کوتاه مدت را ندارند، بنابراین آلودگی ناشی از روغن یا سیالات نگهدارنده برطرف می شود و هزینه های نگهداری چیلر تراکمی به میزان زیادی تغییر پیدا می کند.
کارکرد بدون تولید آلودگی صوتی و بدون ارتعاش، دو مزیت دیگری هستند که چیلر تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ ایجاد کرده است. آنچه باعث طول عمر این چیلرهای تراکمی می‌گردد در حقیقت، فلزات مرغوب و بادوام برای ساخت بدنه موتور و دستگاه چیلر می باشد. طراحی این تجهیزات مطابق با استانداردهای زیست محیطی انجام گرفته است.

مزایا چیلر سانتریفیوژ

از مزایا مهم چیلر سانتریفیوژ می توان به موارد زیر اشاره کرد :

  • صرفه جویی در مصرف انرژی و کاهش هزینه های مصرف برق
  • کاهش مصرف انرژی تا حد زیادی کاهش می یابد
  • دوام و طول عمر کارکرد دستگاه
  • عملکرد ایمن دستگاه
  • عدم اتصالی برق یا جرقه

کاربرد چیلر سانتریفیوژ

فناوری سانتریفیوژ یا گریز از مرکز به طور موثر موجب می شود عملیات فشرده سازی گاز خنک کننده با کارایی بالاتری انجام گیرد. بنابراین ظرفیت تبرید تا حد قابل ملاحظه ای افزایش پیدا می کند. کاربرد چیلر تراکمی سانتریفیوژ به ویژه در صنایع اهمیت بیشتری پیدا می کند.
کمپرسور چیلر سانتریفیوژ

کمپرسور چیلر سانتریفیوژ

کمپرسور سانتریفیوژ نسبت به کمپرسور های جابه جایی مثبت ، نظیر کمپرسور رفت و برگشتی ، کمپرسور اسکرو و کمپرسور اسکرال متفاوت می باشد. کمپرسور سانتریفیوژ از نوع توربینی یا آیرودینامیکی است. در کمپرسور سانتریفیوژ ، گاز مبرد از طریق انرژی وارد شده از کمپرسور به حرکت در می آید. کمپرسور سانتریفیوژ متشکل از یک محفظه، شفت و ایمپلر ساخته شده از جنس آلومینیوم می باشد. با چرخش ایمپلر، مبرد از مرکز ایمپلر وارد و در اثر نیروی گریز از مرکز به اطراف پرتاب می گردد.

مهمترین مزایای کمپرسور سانتریفیوژ ، ظرفیت نرخ جریان بالا و بازده مناسب آن می باشد. میزان دقیق سرمایش یک چیلر بستگی به این مشخصه دارد که چه مقدار سیال مبرد بر حسب cfm در داخل کمپرسور در جریان می باشد و میزان جریان در مبرد های مختلف، متفاوت می باشد. یکی از پارامترهای کلیدی طراحی کمپرسور سانتریفیوژ ، سرعت ورودی سیال گازی مبرد در ایمپلر می باشد. در طراحی بهتر است این عدد زیر ا ماخ در نظر گرفته شود. در حالات خاص و بهینه، سرعت ورودی به حدود 0.9 ماخ محدود می گردد. با استفاده از تغییر زاویه ورود مبرد به مرکز ایمپلر با استفاده از فین ها، ظرفیت کمپرسور سانتریفیوژ تغییر می کند.

کیفیت کمپرسور برج خنک کن تاثیر بسیار زیادی بر روی راندمان کمپرسور دارد علاوه بر این نحوه طراحی و ساخت چیلر بخصوص ساخت کندانسور آب خنک و ساخت اواپراتور چیلر و حتی سازه آن نیز در بهبود عملکرد سرمایشی چیلر تاثیر بسزایی می گذارد. همچنین استفاده از متریال های مناسب در ساخت چیلر و اجزای آن نیز در کیفیت نهایی چیلر تعیین کننده است.

دیدن این مطالب نیز به شما پیشنهاد می‌شود:

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *