چیلر
چیلر
چیلر دستگاهی است که آب مورد نیاز هواساز و یا فن کویلها را تامین می کند. در هواساز قسمت سرد کننده عبارتست از کویلی که معمولا آب سرد در آن جریان دارد. هوا توسط فن ( بادزن ) از روی کویل سرمایی عبور داده می شود و پس از سرد شدن توسط کانال کشی به اطاقها و قسمتهای مورد نیاز فرستاده شود. در مورد فن کویل هوای اطاق توسط فن از روی کویل سرمایی عبور کرده و خنک می شود.
دستگاه سرکننده چیلر بر اساس سیکل تبریدی گولر گازی كار ميكند با این تفاوت که اوپراتور کولر گازی هوا را خنک می کند ولی اوپراتور چیلر آب را سرد می کند.
یکی از نیازهای هر ساختمانی تامین سرمایش آن در فصل تابستان است ، این مهم در ساختمانهای بزرگ با استفاده از چیلر انجام می پذیرد ، چیلرها معمولاً در دو نوع جذبی و تراکمی ساخته میشوند بدلیل مصرف برق زیاد توسط چیلرهای تراکمی (کمپرسوری) امروزه چیلرهای جذبی از استقبال خوبی در میان مهندسین مشاور و صاحبان ساختمانهای مسکونی و اداری برخوردار شده اند ، این نوع چیلرها بجای انرژی برق از انرژی حرارتی برای تولید سرما استفاده مینمایند و دارای قطعات متحرک کمتری نسبت به انواع کمپرسوری هستند و با توجه به ماهیت چرخشی کار پمپهای مورد استفاده در آنها میزان خرابی و هزینههای مربوط به تعمیرات آنها کمتر از انواع تراکمی میباشد ، همچنین صدای آنها بسیار کمتر از انواع تراکمی بوده و تقریباً بدون لرزش هستند ، با در نظر گرفتن هزینههای جنبی از جمله هزینه مربوط به خرید امتیاز برق و دیماند مربوطه و همچنین هزینههای جاری چیلر تراکمی ، چیلرهای جذبی از نظر اقتصادی نیز دارای مزیت قابل توجهی هستند ، انواع مختلفی از چیلرهای جذبی عبارتاند از:
۱. چیلرهای آب گرم ضد کریستال
2. چیلرهای بخار تک اثره (Single Effect)
3. چیلرهای بخار دو اثره (Double Effect)
4. چیلرهای شعله مستقیم (Direct Fired)
4-1 یکپارچه محلی (با مشعل اتمسفریک )
4-2 سیلیکاژلی ( به جای استفاده از لیتیم برماید از سیلیکاژل که مادهٔ جاذبی است استفاده میشود.)
ساختمان و طرز کار چیلر :
1- الکتروموتور : میل لنگ کمپرسور را به حرکت در می آورد حرکت دورانی میل لنگ باعث حرکت رفت وبرگشت پیستون در داخل سیلندر می گردد در نتیجه گاز مبرد در کمپرسور متراکم می شود .
2- کوپلینگ : جفت کننده محور الکترو موتور با محور میل لنگ کمپرسور است .
3- کمپرسور: گاز خروجی از اواپراتور را متراکم کرده وارد کندانسور می کند .
4- لوله رانش : گاز خروجی از کمپرسور را به کندانسور هدایت می کند.
5- کندانسور : کندانسور این چیلر از نوع پوسته و لوله است در داخل پوسته گازمبرد و در داخل لوله ها آب خنک جریان دارد . گاز داغ و متراکم توسط لوله وارد پوسته کندانسور می شود . به علت تماس با لوله های مسی حاوی آب خنک ، خنک شده به مایع تبدیل می شود و از پایین از طریق لوله خارج می شود . آب جریانی از طریق لوله وارد کندانسور شده واز طریق لوله خارج می شود . آب خروجی از کندانسور به برج خنک کن هدایت می شود تا پس از خنک شدن دوباره به کندانسور برگردد .
6- لوله خروج مایع مبرد از کندانسور
7- شیر سرویس کندانسور : برای بستن لوله خروج مبرد از کندانسور در مواقع سرویس و تعمیرات و توقف طولانی دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد .
8- شیر تغذیه ماده مبرد : برای شارژ سیستم استفاده می شود .
9- فیلتر درایر یا صافی رطوبت گیر : وجود مواد جامد و رطوبت در دستگاه تبرید موجب بروز اشکالاتی می گردد که برای جلوگیری آن از وسیله ای به نام فیلتر برای گرفتن مواد جامد و درایر برای گرفتن رطوبت موجود در سیستم استفاده می شود .
10- شیر برقی : که در صورت وصل بودن جریان الکتریکی مسیر عبور مایع مبرد را باز نگه می دارد این شیر برقی از ترموستات فرمان می گیرد .
11- شیشه رویت یا سایت گلاس : میزان تغذیه ماده مبرد در سیستم و همچنین وجود رطوبت بیش از حد را در سیستم مشخص می نماید .
12- اواپراتور : ماده مبرد پس از عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور چیلر می شود ودر داخل لوله های مسی تبخیر شده و به صورت بخار از اواپراتور خارج می شود . تبخیر در اواپراتورباعث سرد شدن آب جریانی در پوسته می گردد . آب سرد شده از محل بطرف هواساز و فن کویلها جریان می یابد و در برگشت از هواسازیا فن کویلها از محل وارد اوپراتور چیلر می شود .
13- شیر انبساط ترموستاتیک : که از دمای گاز خروجی از اواپراتور تاثیر گرفته مقدار ماده مبرد ورودی به اواپراتور را تنظیم می نماید .
14- لوله مکش : که گاز خروجی از اواپراتور از طریق لوله وارد قسمت مکش کمپرسور می گردد .
15- تابلو وسایل اندازه گیری و کنترل فشار : که مانومترهای فشار زیاد و فشارکم کنترل فشار کم و زیاد و منترل فشار روغن روی آن نصب شده اند .
16- تابلو برق : که سیم کشی الکترو موتور کمپرسور و کنترلهای سیستم در آن انجام می گیرد و بر روی جعبه آن چراغهای سیگنال و کلید راه انداز قرار گرفته است .
17- محل خروج آب از کندانسور
18- محل ورود آب به کنداسور
19- محل برگشت آب سرد به اواپراتور
20- محل خروج آب سرد از اواپراتور
21- ترموستات کنترل درجه حرارت آب سرد : عضو حس کننده این ترموستات در معرض آب برگشت از هواساز و فن کویلها قرار می گیرد و روی درجه 120 سانتیگراد تنظیم می گردد .
22- ترموستات ضدیخ زدگی ( آنتی فریز ) : این ترموستات یک کنترل ایمنی است و در صورت عمل نکردن ترموستات آب برگشتی و پائین آمدن درجه حرارت آب کمپرسور را خاموش می نماید تا از رسیدن آب به درجه انجماد و خسارات ناشی از انجماد جلوگیری به عمل آید
عملکرد چیلرهای جذبی :
1. اواپراتور: مبرد توسط سیستم توزیع خاصی بصورت کاملاً یکنواخت روی دسته لولههای آب برگشتی از ساختمان ریخته و بدلیل فشار پائین محفظه اواپراتور تبخیر شده و باعث سرد شدن آب داخل لولهها میشود .
( يكي از معمول ترين سرد کن ها ، اوپراتور پوسته و لوله نامیده می شود که پوسته عبارتست ازلوله فولادی که در داخل آن یک سری لوله های مسی بین دو صفحه مدور در دو سر قرار گرفته اند. آب از یک طرف وارد پوسته شده واز طرف دیگر خارج می شود. مایع مبرد(فریون 22) پس از خروج از شیر انبساط از یک طرف وارد لوله های مسی وپس از تبخیردر داخل آنها از طرف دیگر خارج می شود. ماده مبرد گرمای لازم برای تبخیر را از آب جریانی در پوسته می گیرد و آب را سرد می کند . در ضمن کار آب معمولا با دمای 120 درجه وارد و با دمای 7 درجه خارج می شود .)
2. ابزربر: لیتیوم بروماید توسط سیستم توزیع بصورت کاملاً یکنواخت روی لولهها میریزد ، بخار مبرد تولید شده در اواپراتور توسط محلول لیتیوم بروماید در ابزربر جذب می گر دد ، به دلیل عدم استفاده از سیستم قدیمی نازل در توزیع لیتیوم بروماید امکان گرفتگی یا افتادن نازل و همچنین ریختن مایع بدون تماس با لولهها در اثر پاشش توسط نازل وجود ندارد .
3. ژنراتور : محلول لیتیوم بروماید که پس از جذب بخار مبرد در ابزربر رقیق شده برای احیا شدن وارد ژنراتور شده و حرارت می بیند، در اثرحرارت دریافتی بخار مبرد از لیتیوم بروماید جدا شده و محلول لیتیوم بروماید غلیظ شده برای استفاده مجدد از طریق مبدل حرارتی راهی ابزربر میشود .
4. کندانسور: بخار مبرد تولید شده توسط ژنراتور در کندانسور بدلیل تبادل حرارت با آب ورودی از برج خنک کننده تقطیر شده و جهت استفاده مجدد راهی اواپراتور میشود .
چیلرهای آب گرم ضد کریستال :
چیلرهای آب گرم ضدکریستال وسیلهای مناسب جهت استفاده درساختمانهای اداری و مسکونی با زیربنای متوسط اند، که مایل به داشتن دستگاهی با راهبری ساده و بدون دردسر هستند ، برخی مزایای این چیلرها بطور خلاصه عبارتاند از :
1. عدم بروز مشکل کریستالیزاسیون: کریستالیزاسیون یکی از معضلات اصلی سایر انواع چیلرهای جذبی میباشد لیکن در چیلرهای آب گرم ضد کریستال بدلیل تمهیدات انجام شده ، این مشکل اصولا وجود ندارد ، این مسئله از اهمیت بالائی برخوردار است زیرا در یک ساختمان مسکونی یا اداری با زیربنای متوسط ، تیم نگهداری تأسیسات ساختمان معمولاً از توانائی فنی و علمی کافی برای غلبه برمشکلات ناشی از بروز پدیده کریستالیزاسیون برخوردار نبوده و لذا استفاده ازسایر انواع چیلر جذبی میتواند باعث اختلال پی درپی در سرمایش ساختمان در اثر مسائلی مانند تغییرات دمای هوا ، قطع و وصل برق ، تغییر بار ساختمان و عوامل دیگر شده و هزینههای گزافی را نیز به ساکنان تحمیل نماید .
2. عدم وجود مشکل قطع برق: قطع ناگهانی برق میتواند باعث بروز پدیده کریستالیزاسیون بدلیل عدم انجام فرآیند رقیق سازی گردد ، اما در این چیلرها بدلیل عدم نیاز به این فرآیند قطع ناگهانی برق هیچ مشکلی ایجاد نمینماید ، این چیلرها نیازی به تعبیه برخی لوازم جنبی گرانقیمت از جمله ژنراتور برق اضطراری و ... ندارند .
3. عدم نیاز به شیر سه راهه در مسیر برج خنک کننده: حساسیت زیاد چیلرهای جذبی به دمای آب برج خنک کننده باعث نیاز به استفاده از یک شیر سه راهه موتوری در مسیر آب برج خنک کننده میگردد ، در چیلرهای ضدکریستال به دلیل عدم وجود این حساسیت نیازی به نصب این وسیله گرانقیمت نیست .
4. استفاده از دیگ آب گرم موجود در ساختمان: این چیلرها از آب گرم تولید شده توسط دیگ آب گرم ساختمان برای تولید سرما استفاده می نمایند ، از آنجا که وجود این دیگ برای گرمایش فصل زمستان ضروریست نیازی به سرمایه گذاری اضافی در این زمینه نمیباشد .
5. عدم نیاز به تأسیسات گرانقیمت و پرهزینه بخار: با توجه به استفاده این چیلرها از آب گرم ، نیازی به تعبیه سیستمهای بخار (مورد نیاز در چیلرهای جذبی تک اثره) که نگهداری آنها مشکل و پرهزینه است نمیباشد .
6. نگهداری و راهبری بسیار ساده: نگهداری و راهبری ساده این چیلرها از مزایای مهم آنهاست ، زیرا نیازی به حضور اوپراتور متخصص در زمینه چیلر جذبی وجود ندارد و اوپراتور موتورخانه با یک آموزش چند ساعته میتواند از عهده نگهداری این دستگاه برآید .
7. قابلیت اعتماد بالا: با توجه به آنچه که ذکر شد ، این چیلرها از قابلیت اعتماد بالایی برخوردار بوده و میتوانند سرمایش راحت و بدون دردسری را تامین نمایند .
8. مزایای اقتصادی: این چیلرها از نظر هزینه اولیه سیستم های جنبی و همچنین هزینههای جاری به صرفه تر از انواع مشابه هستند .
چیلرهای جذبی بخار Single effect
امتیازات:
1. استفاده از بخار با فشار پائین: این چیلرها برای کار با فشار بخار atmg 1 طراحی و ساخته میشوند.
2. راندمان مناسب: چیلرهای بخار Single Effect دارای COP واقعی بالا 0.7 هستند که برای این نوع چیلرها بسیار مناسب و قابل قبول است.
3. سیستم Purge : با راندمان بالا سیستم Purge این چیلر ها از نوع Ejector با راندمان بالا بوده که نوع مرسوم در تمامی چیلرهای جذبی روز دنیا میباشد.
4. نصب شیر کنترل روی کندانس: طراحی خاص این چیلرها باعث شده تا بتوان شیر کنترل را بجای بخار ورودی روی کندانس خروجی تعبیه نمود که این امر باعث کوچک شدن شیر کنترل و حذف تله بخار از سیستم میگردد .
5. سیستم کنترل PLC: سیستم کنترل این چیلرها از نوع PLC و با قابلیت های بالا میباشد
6. امکان نصب تجهیزات جنبی: سه نوع سیستم جنبی برای راهبری و نگهداری ساده تر این نوع چیلرها بصورت Optional بر روی آنها قابل نصب میباشد.
سیستمهای جنبی قابل نصب به صورت Optional 1. سیستم هوشمند جهت رفع کریستال اتوماتیک : چیلرهای جذبی Single Effect بصورت استاندارد مجهز به لوله (J-tube) برای رفع کریستالهای خفیف هستند اما برای موارد جدی تر امکان تعبیه یک سیستم هوشمند پیشگیری و رفع کریستال روی چیلر وجود دارد ، این سیستم با ویژه بطور دائم وضعیت PLC استفاده از تعدادی سنسور و یک چیلر را تحت کنترل داشته و در صورت نزدیک شدن به مرحله کریستالیزاسیون و یا شروع کریستال ، بطور اتوماتیک تمهیدات لازم برای رفع آنرا به عمل آورده و پس از رفع کریستال مجدداً چیلر را به شرایط کارکرد معمولی برمیگرداند .
2. سیستم جلوگیری از بروز پدیده کریستالیزاسیون در هنگام قطع برق: از آنجا که در هنگام کار چیلر جذبی محلول در نقاط مختلف چیلر در جریان است ، هنگام خاموش شدن چیلر عملیاتی موسوم به رقیق سازی باید انجام گیرد ، این کار بطور اتوماتیک توسط سیستم کنترل چیلرهای جذبی انجام میشود ولی چنانچه برق بصورت ناگهانی قطع شود بدلیل عدم انجام این عملیات ، محلول غلیظ کم کم سرد شده و کریستاله میگردد ، لذا هنگام استارت مجدد لازم است عملیات وقت گیر و احیانا پرهزینه رفع کریستال انجام گیرد . برای اجتناب از این مسئله میتوان سیستمی به نام : PCL (Positive Concentration Limit) را به صورت Optional روی چیلرنصب کرد ، این سیستم که در برخی از معتبرترین انواع چیلر جذبی در دنیا مورد استفاده قرار میگیرد میتواند در هنگام قطع برق ، عملیات رقیق سازی را با استفاده از مبرد اضافی ذخیره شده برای این منظور و بدون نیاز به برق انجام داده و از بروز پدیده کریستال جلوگیری نماید .
3. سیستم Standby: کاهش بار در یک چیلر جذبی باعث کاهش خود به خودی غلظت محلول لیتیم بروماید میگردد ، از آنجا که چیلر یک سیستم کاملاً بسته است ، مبرد مورد نیاز برای این منظور از مخزن اواپراتور تامین میگردد . لذا معمولاً در بارهای کمتر از 20 % بار نامی مبرد موجود در این مخزن تمام شده و باعث بروز پدیده کاویتاسیون در پمپ میگردد که این پدیده میتواند پمپ مبرد را از بین ببرد . لذا بطورمعمول چیلرهای جذبی نباید از بارهای کمتر از 15 % الی 20 % بار نامی خود کار کنند ، بنابراین در فصل بهار و اوایل پائیز ویا حتی در شبهای تابستان ممکن است این پدیده اتفاق بیفتد ، دراین حال اپراتور باید چیلر را خاموش نماید ، لیکن بدلیل یکنواخت و خسته کننده بودن کار اپراتورها ، آنها معمولاً متوجه این مسئله نشده و این عمل را انجام نمیدهند و لذا بتدریج پمپ مبرد از بین خواهد رفت . برای جلوگیری از این پدیده ، امکان نصب یک سیستم مراقبت میکروپرسسوری روی چیلرهای جذبی وجود دارد که این سیستم میزان بار چیلر را کنترل نموده و هنگامی که این مقدار به کمتر از 20 % بار نامی برسد، چیلر را وارد حالت Standby کرده و با افزایش مجدد بار دوباره بطور اتوماتیک آنرا روشن مینماید ، بنابرا ین چیلر میتواند بدون هیچ اشکالی از صفر درصد الی صد در صد بار نامی کار کند. با تعبیه تجهیزات Optional بالا مقدار زیادی از بار مسئولیت اپراتور نگهدار چیلر کاسته شده و عملا نگهداری و راهبری دستگاه بسیار ساده تر میشود ، این مسئله با توجه به کمبود اپراتورهای متخصص در این زمینه میتواند بسیار مفید باشد .
