چیلر دستگاهی است که گرما را از یک مایع میانی (معمولاً آب) می گیرد و از طریق یک سری فرآیندهای سیکل تبرید میعان یا جذب باعث خنک شدن آن می شود. این سیال می تواند از طریق مبدل حرارتی به تجهیزات خنک کننده یا سایر فرآیندهای صنعتی منتقل شود.
کولرها برای تهویه مطبوع تابستانی در پروژه های مسکونی، اداری، تجاری، فرهنگی-تفریحی، ورزشی، صنعتی و … کاربرد فراوانی دارند.
سرمای تولید شده در یخچال می تواند برای فرآیندهای گرمایش و سرمایش ماشین آلات و تجهیزات صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
تنوع زیادی از نظر طراحی کولر و چرخه کار وجود دارد که می تواند در انتخاب یکی از انواع کولر تعیین کننده باشد.
چیلرها بسته به نیاز کاربر به دمای خروجی آب سرد می توانند بالای صفر (برای تهویه مطبوع) یا زیر صفر (برای خنک کاری فرآیند و مصارف صنعتی) باشند.
یخچال ماشینی است که گرمای مایع را از طریق چرخه بخار فشرده (تبخیر) یا تبرید (تبرید جذبی) برای خنک کردن تجهیزات یا پردازش هوا یا جریان هوا پس از عبور از مبدل حرارتی خارج می کند. آب استفاده می شود. از طرفی گرمای هدر رفته در محیط منتشر می شود یا محصولی نامیده می شود که می تواند در فرآیند گرمایش استفاده شود. ملاحظات در طراحی و انتخاب یخچال شامل عملکرد، کارایی، نگهداری و محیط زیست می شود. تاثیر چرخه عمر محصول به طور کلی دو نوع یخچال وجود دارد: یخچال و فریزر.
نحوه عملکرد چیلر را می توانید از لینک زیر بررسی کنید:
https://www.forsatnet.ir/14010814-12.html
کولر تراکمی
در چیلر تراکمی ابتدا هوا توسط کمپرسور فشرده می شود. این گاز در یک کندانسور توسط آب یا هوای محیط خنک می شود و به مایع تبدیل می شود. این آب با انبساط از طریق شیر انبساط یا لوله مویین، تحت فشار کم وارد کولر (اواپراتور) می شود. پس از آن هوای فشرده به کمپرسور منتقل می شود. همانطور که بخار سریعتر در خلاء کندانسور حرکت می کند، بخار به آب تبدیل می شود و اختلاف حجم بین بخار و آب منجر به تشکیل آب می شود.
کولرهای چگالشی بر اساس نوع خنک کننده کندانسور طبقه بندی می شوند. آنهایی که با آب خنک می شوند را آب خنک می گویند، به آنهایی که با هوا خنک می شوند هوا خنک می گویند و هر نوع چیلر آب خنک یا هوا خنک با توجه به مدل کمپرسور خود نامگذاری می شود.
تهویه کننده هوا
در چیلر هوا خنک، کویل کندانسور با هوا خنک می شود و نیازی به برج خنک کننده ندارد.
چیلرهای هوا خنک با تهویه مطبوع به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:
- چیلر هوا خنک دارای کمپرسور تراکمی است
- چیلر هوا خنک با کمپرسور رفت و برگشتی
- تهویه مطبوع و کمپرسور اسکرول
- کولر هوا با کمپرسور گریز از مرکز
- چیلتر خنک کننده آب
در خنک سازی با آب سرد، خنک سازی توسط آب انجام می شود و نیاز به برج خنک کننده است. (جزئیات را اینجا ببینید).
- یخچال آب خنک با کمپرسور پیچ
- آبگرمکن آب سرد با کمپرسور معکوس
- چیلر آب سرد با کمپرسور
- آب با کمپرسور گریز از مرکز خنک می شود
اجزای اصلی کولر تراکمی عبارتند از:
- کمپرسور
- کندانسور
- شیر انبساط
- اواپراتور
- کمپرسور
در واقع قلب تپنده سیستم تبرید یخچال تراکمی عملکرد آن است – برای فشرده سازی گازهای مبرد، با فشرده سازی جنگ، حجم آن به شدت افزایش می یابد و مبرد از طریق لوله های اتصال وارد کندانسور می شود.
یخچال ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از:
کمپرسور پیستونی:
همانطور که از نامش پیداست این کمپرسور مانند موتور پیستونی در خودرو کار می کند با این تفاوت که این موتور فاقد سیستم جرقه زنی و تزریق سوخت بوده و دارای منیفولد ورودی است. به طور مداوم با مکش، مکش و تخلیه در فشار بالا کار می کند. قدرت این کمپرسورها از ده ها اسب بخار تا صدها اسب بخار است و سرعت چرخش شفت این کمپرسور 2 تا 6 راد در ثانیه است.
ب- کمپرسور روتاری:
در این نوع کمپرسورها، چرخش پروانه گاز را به فضای داخل سیلندر می کشد. این مکش مبرد را فشرده می کند و مبرد تحت فشار زیاد خارج می شود.
کمپرسور پیچ C:
یکی از پیشرفته ترین انواع کمپرسور به حساب می آید و با توجه به کارایی بالا، استفاده از این نوع کمپرسور با استقبال بسیار خوبی مواجه شده است. روش کار این نوع کمپرسور به این صورت است که دو محور پیچشی با هم حرکت می کنند و مبردی که وارد این کمپرسور می شود بین دو محور پیچشی قرار می گیرد و تثبیت می شود. عملکرد این کمپرسور پیوسته بوده و هیچگونه توقفی در کارکرد این کمپرسور وجود ندارد.
D- کمپرسور اسکرول:
عملکرد این نوع کمپرسور تقریباً مشابه کمپرسور گشتاور است، اگرچه کمپرسورهای اسکرو با مبردهای با ظرفیت کمتر استفاده می شود. نحوه کار این نوع کمپرسور به این صورت است که گاز مبرد در یک مسیر دایره ای در دو مسیر متفاوت اما در یک مرکز حرکت می کند. در حالی که یک مسیر دایره ای ثابت و دیگری در حال انجام است. فشرده سازی با چرخش دو گذرگاه (معابر صفحه ای شکل) نسبت به یکدیگر و هدایت مبرد به سمت مرکز این صفحه حاصل می شود.
کمپرسور E-Centresugal:
این نوع کمپرسورها در یخچال های با ظرفیت بالا مورد استفاده قرار می گیرند و سرعت عملکرد بسیار بالایی دارند. همانطور که از نام این کمپرسور پیداست، عملکرد آن بر اساس نیروی گریز از مرکز است. بدین ترتیب مبرد گازی وارد محفظه کمپرسور شده و با چرخش این کمپرسور، مبرد تحت نیروی گریز از مرکز قرار می گیرد و این نیرو باعث می شود که این مبرد متراکم شود و سایر کمپرسورها مطلوب ترین به نظر می رسند. این نوع کمپرسورها به صورت چند مرحله ای تولید می شوند و بین هر مرحله تراکم نیاز به خنک سازی دارند.
خازن:
کندانسور وظیفه خنک کردن مبرد را بر عهده دارد. کندانسور عملیات خنک سازی را با تبدیل مبرد از گاز به مایع انجام می دهد. کندانسورها نوعی مبدل حرارتی هستند که گرمای نهان سیال کار را به سیال ثانویه سرد منتقل می کنند. دو نوع متداول از این دستگاه ها وجود دارد که در بالا به طور کلی توضیح داده شد: کندانسور هوا خنک و کندانسور آب خنک.
الف- کندانسور آب سرد:
این کندانسور نوعی تعویض پوسته و لوله است که مبرد از لوله ها عبور می کند و آب خنک کننده از اطراف آنها عبور می کند. آب سرد گرمای مبرد را می گیرد و فاز مبرد را از گاز به مایع تبدیل می کند. جریان آب در اطراف لوله باید همیشه خنک نگه داشته شود. برای خنک کردن آب از برج خنک کننده استفاده می شود. جریان آب به برج خنک کننده فرستاده می شود تا آب سرد همیشه در کندانسور باقی بماند.
کولر B-Air:
دومین نوع کندانسور مورد استفاده در چیلر تراکمی، کندانسور هوا خنک است. نحوه کار این کندانسور به این صورت است که آب مبرد به صورت هوا دوباره توسط یک فن از محیط اطراف به محل قرارگیری خطوط مبرد دمیده شده و باعث خنک شدن یخچال می شود. این خنک شدن باعث می شود که مبرد از بخار به مایع تبدیل شود. این کندانسورها نیازی به برج خنک کننده ندارند زیرا منبع خنک کننده آبی نیست که باید خنک شود بلکه هوای آزاد است که به طور مداوم در داخل آن جریان دارد.
شیر انبساط:
وظیفه این شیر تغییر فاز مبرد از مایع به گاز است. این شیر با افزایش فشار داخل یخچال باعث تغییر در اجزای یخچال می شود. شیر انبساط می تواند 25 درصد مبرد را از آب به مایع تبدیل کند و پس از تغییر فاز وارد جریان مخلوط دو فاز در اواپراتور می شود.
اپراتور:
این واحد همچنین یک مبدل حرارتی پوسته و لوله است که مبرد از لوله ها عبور می کند و مایع آب از اطراف این لوله ها عبور می کند. مخلوط دو فازی که از شیر انبساط خارج می شود برای تبخیر کامل، حذف گرما از آب و خنک کردن آب تا دمای صفر یا زیر صفر آماده است. در این مرحله آب خنک شده به کمک پمپ ها به فن کویل ها، کولرها و سایر تجهیزات تولیدی ارسال می شود. مبرد تبخیر شده دوباره برای چرخه خنک کننده جدید وارد کمپرسور می شود. اواپراتور در یخچال می تواند با هوا خنک شود و هوای اطراف می تواند آب را خنک کند.
کولر جذبی
چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی به جای کمپرسور از مولدهای مکش و حرارت استفاده می کنند. رایج ترین مبرد در تبرید جذبی سیستم لیتیوم بروماید است. در این سیستم بخار آب توسط لیتیوم برومید غلیظ در قسمت جذب جذب می شود و آب در قسمت گرمایش با حرارت تبخیر می شود. بخار آب موجود در کندانسور با فشار 0.1 اتمسفر به مایع تبدیل می شود، سپس مجدداً در فشار 0.01 اتمسفر در کندانسور متراکم می شود و آب گرمای نهان را از محیط خنک کننده می گیرد تا تبخیر شود. باعث خنک شدن می شود سپس بخار آب تشکیل شده در کولر به جاذب منتقل می شود و چرخه تکرار می شود.
انواع چیلرهای جذبی زیر را می توان تشخیص داد.
آب گرم
شلیک مستقیم
بخار