چیلر چیست ؟ کاربرد چیلر را بیان نمایید؟
چیلر لغتی لاتین است. چیلر یا Chiller دستگاهی است که حرارت مایع ( معمولاً آب ) بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار یا جذبی را تعدیل (کاهش می‌دهد) می‌کند.
از این دستگاه برای خنک کاری هوای محیط ، دستگاه های صنعتی، خنک کننده ها ، هواسازها و فن کوئل ها استفاده می شود. عملکرد این دستگاه ها معمولاً به صورت سیکل و درون یک مبدل حرارتی است.
مهم ترین موارد در طراحی چیلرها به شرح زیر است :
- حجم و فضای اشغالی دستگاه
- آسیب‌پذیری‌های محیطی
- قیمت تمام شده دستگاه
- صدای تولیدی دستگاه
- تعمیر و نگهداری
- بازده دستگاه
- مصرف انرژی
انواع چیلر :
چیلرها از نظر نوع تعدیل دما به دو دسته زیر تقسیم می شوند :
- چیلرهای تراکمی
در چیلر های تراکمی ابتدا مبرد ( که به صورت گاز است ) وارد کندانسور می‌شود. در کندانسور ( Condenser ) مبرد خنک می شود و تبدیل به مایع می گردد ( تمام ماده ). مایع ایجاد شده با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک کننده ( اواپراتور ) می‌شود. در این قسمت به علت فشار پایین تر، ماده مساعد تبخیر می گردد. در اثر تبخیر، ماده از محیط گرما دریافت می کند. این کار باعث خنک شدن ( کاهش دما ) می گردد. پس از آن، گاز تولید شده به قسمت کمپرسور ( Compressor ) وارد می شود. در این قسمت گاز حاصل شده به مایع تبدیل می گردد.
اصول کار چیلر تراکمی :
سیال مبرد وارد لوله ها یا به اصطلاح تبخیر کننده که در داخل اتاق یا محلی که می خواهیم سرد کنیم می‌شود گرما از هوای اتاق به سیال مبرد داده می‌شود و سیال در نتیجه گرفتن گرما تبخیر می‌شود و در عوض درجه حرارت اتاق پایین می‌آید.
گرمای نهان چیست :
گرمای نهان ( تبخیر ) که به انگلیسی Latent heat به آن گویند، گرمایی است که ماده در هنگام تبدیل از حالتی به حالت دیگر از دست داده یا جذب می‌کند. نام دیگر گرمای نهان «گذار فازی» است. این لفظ در سال ۱۷۵۰ میلادی توسط جوزف بلک برگزیده شد. این کلمه از لفظ لاتین Latere به معنای پنهان کردن گرفته شده است. اکنون این لغت به آنتالپی تبدیل نیز تعبیر شده است. واحد گرمای نهان ویژه یک ماده ژول بر کیلوگرم است. گرمای نهان را معمولا بر حسب ژول بر مول گویند.
- چیلرهای جذبی
چیلر جذبی ( Absorption Chiller ) جایگزین چیلر تراکمی است. این نوع سیستم خنک کننده با استفاده از منبع گرمایی مانند بخار داغ، آب داغ، شعله مستقیم و … ایجاد سرما می نماید. این ماشین سرمایشی به جای موتور الکتریکی ( کمپرسور ) و انرژی الکتریکی از حرارت و ژنراتور به عنوان منبع انرژی خود بهره می گیرد.
در سیکل جذبی از یک ماده جاذب ( مانند لیتیوم برماید ) به عنوان سیال واسط استفاده می گردد. ماده جاذب گازهای حاصل از تبخیر مبرد ( مانند آب ) در تبخیر کننده را جذب می نماید.
تفاوت سیکل ترکیبی تراکم و سیکل ترکیبی تراکمی :
- انرژی مورد استفاده در سیکل جذبی توسط حرارت ایجاد می گردد و در سیکل تراکمی توسط انرژی الکتریکی.
- اختلاف فشار در سیکل جذبی توسط یک ژنراتور ایجاد می گردد و در سیکل تراکمی توسط کمپرسور.
- قیمت دستگاه های جذبی بالاتر است از سیکل تراکمی.
- صدای ایجاد شده در دستگاه های چیلر جذبی به مراتب کمتر است از چیلر تراکمی.
- مساحت اشغال شده توسط دستگاه چیلر جذبی تقریبا دو برابر یک دستگاه چیلر تراکمی است. ( در شرایط یکسان )
- وزن دستگاه های چیلر جذبی به مراتب بیشتر است از دستگاه های چیلر تراکمی.
- مصرف انرژی در دستگاه های چیلر جذبی به مراتب کمتر است از دستگاه های چیلر تراکمی.
با توجه به موارد بالا، یعنی هزینه، حجم و وزن بیشتر دستگاه های چیلر جذبی نسبت به چیلر تراکمی، کاربردشان برای مصارف خانگی و حتی صنعتی کمتر از چیلرهای تراکمی است.
برای ماده جاذب در سیکل های جذبی میتوان از مواد زیر استفاده نمود :
- لیتیم برماید
- آمونیاک
- سیلیکاژل
- آب
چیلرها از نظر شکل خنک شدن ماده مبرد به سه دسته زیر تقسیم می شوند :
- آب خنک ( Cooling Tower )
این نوع چیلر ها ( تراکمی ) از برج های خنک کننده برای کاهش و تعدیل دما استفاده می کنند. ماده مبرد پس از عبور از این برج ها دمایشان با استفاده از فن های به کار رفته و در مجاورت محیط کاهش می یابد. این نوع از خنک کننده ها به علت هزینه خرید ، نیاز به تعمیر و نگهداری و انرژی مصرفی کم مورد توجه واحد های مسکونی، بیمارستان ها و مراکز بزرگ تجاری و اداری هستند.
- هوا خنک ( Fan )
چیلر های هوا خنک از فن ( Fan ) به صورت مستقیم بهره می برند. در این نوع سیستم برودتی، پس از افزایش دمای مبرد و جهت کاهش آن ماده مورد نظر پس از کندانسور ( چگالش ) وارد قسمت خنک کننده ( فن ) می شود؛ و دمای آن مستقیم توسط هوای عبوری ( با فشار ) کاهش می یابد.
- تبخیری
سرمایش ( تبرید ) جیست ؟
سرمایش یا تبرید محیط، کاهش دما یا تعدیل نمودن آن است. به عبارتی دیگر، تبرید یعنی کاهش دمای محیط با استفاده از انتقال گرما از یک محیط ( ماده ) به محیط ( ماده ) دیگر که دمایش بالاتر است.
بخش های اصلی چیلرهای تراکمی به ترتیب زیر است. این بخش ها در دستگاه کوچک تا دستگاه های بزرگ صنعتی یکسان هستند :
-
کمپرسور ( متراکم کننده )
-
کندانسور ( تقطیر کننده )
-
اواپراتور ( تبخیر کننده )
انواع چیلر تراکمی :
- چیلر تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی
- چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو
- چیلرهای تراکمی با کمپرسور اسکرال
- چیلرهای تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ
انواع چیلر جذبی :
-
گروه تک اثره ( Single effect )
چیلر های جذبی تک اثره خود به سه دسته زیر تقسیم می گردند.
- چیلر های تک اثره با تغذیه بخار
- تک اثره با تغذیه آب داغ (دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد)
- تک اثره با تغذیه آب گرم(دمای زیر۱۰۰ درجه سانتیگراد)
-
گروه دو اثره ( Double effect )
چیلر های جذبی دو اثره به دو دسته قسیم می شود :
- دو اثره با تغذیه بخار
- دو اثره با شعله مستقیم
این چیلرها، جز نسل جدید چیلرهای جذبی بوده و دارای سیکل تبرید کاملتری نسبت به چیلرهای جذبی تک اثره است.
منابع :
- www.en.wikipedia.org
- www.waterchillers.com
- www.thermalcare.com
- www.makh-co.com
- www.nia-ir.com
- www.coolingindia.in
- www.business.edf.org
- www.blog.pes-solutions.com
سلام، بسیار مقاله جالی بود. ممنون