چیلر فلودد (Flooded) چیست ؟
چیلر فلودد نوعی چیلر است که در آن از اواپراتور فلودد (مستغرق یا همان غرقابی) استفاده شده و ویژگی ها ، مزایا و معایبی را در سیستم به وجود می آورد که ما در ادامه متن ضمن تشریح طرز کارش ، آن را با چیلرهای دارای اواپراتور DX (معمولی یا خشک) مقایسه می کنیم.
نحوه عملکرد چیلر Flooded دقیقا برعکس چیلر با اواپراتور DX است. در چیلر فلودد ، آب از داخل لوله های مسی اواپراتور و مبرد از اطراف لوله ها عبور داده می شوند و به نوعی لوله های مسی حاوی آب درون یک پوسته مملو از مبرد در حال تبخیر ، مستغرق است ولی در چیلر با اواپراتور DX ، مبرد درون لوله های مسی جریان داشته و این آب است که لوله ها را احاطه کرده و به نوعی درون پوسته حرکت می کند. حال این دو وضعیت که در شکل زیر نشان داده شده باعث ایجاد مزایا و معایبی در سیستم می شوند که در ادامه آنها را بررسی می کنیم.
در اواپراتور فلودد ، مبرد که از قسمت زیرین وارد پوسته شده با گرفتن حرارت از آب جاری در لوله ها ، تبخیر شده و بدین ترتیب مبرد گازی از قسمت بالای پوسته خارج و مبرد مایع همچنان در قسمت پایینی پوسته جمع شده و برای تبخیر شدن ، حرارت را از آب جاری در لوله ها می گیرد. نکته اینکه بین 55 تا 65 درصد حجم درون پوسته را مبرد مایع اشغال می کند و مبرد مایع به علت جمع شدن در قسمت پایینی پوسته این فرصت را پیدا می کند تا به طور کامل با آب درون لوله ها تبادل حرارتی داشته باشد. مقدار مبرد موجود در پوسته توسط یک سیستم کنترل ترکیبی (کنترلر سطح مبرد و شیر انبساط الکترونیکی) همواره در سطحی بهینه نگهداری می شود تا انتقال حرارت بهینه بین مبرد و آب صورت بگیرد.
در اواپراتور DX برعکس حالت قبل ، مبرد وارد لوله ها شده و از سمت دیگر خارج می شود و همزمان آب وارد پوسته شده و حرارت خود را از جداره لوله ها به مبرد مایع ورودی می دهد تا مبرد بتواند تبخیر شود.
مزایای اواپراتور فلودد نسبت به DX :
1 . در صورت نصب کمپرسور یکسان بر روی دو سیستم اواپراتور فلودد و DX شاهد بالاتر بودن ظرفیت سیستم و بالاتر بودن EER در چیلر فلودد هستیم. بخاطر غوطه ور بودن لوله های آب در مبرد مایع و انتقال حرارت زیاد بین مبرد در حال جوش و آب ، اختلاف دمای بین مبرد و آب خروجی از اواپراتور در حدود 1.5 درجه سانتی گراد است. در حالی که این اختلاف دما بین مبرد و آب خروجی از اواپراتور DX حدودا بین 4 تا 5 درجه سانتی گراد است. در نتیجه وقتی دمای خروجی آب در هر دو سیستم روی یک درجه یکسان تنظیم شود ، مبرد ورودی به کمپرسور چیلر فلودد دمای بالاتری خواهد داشت.
مطابق نمودارهای زیر ، ظرفیت و توان ورودی مورد نیاز یک کمپرسور اسکرو برای دو نوع اواپراتور Flooded و DX نشان داده شده که در شرایط یکسان ، کمپرسور چیلر فلودد با دریافت فقط 3.6 کیلووات توان ورودی بیشتر حدود 13.1 درصد ظرفیت بالاتر خواهد داشت که به معنی بالاتر بودن EER (Energy Efficiency Ratio) یا به عبارتی مصرف انرژی کمتر برای ایجاد تناژ برودتی مشخصی است.
(برگرفته از کاتالوگ چیلرهای هوا خنک سری AFVXB شرکت DUNHAM-BUSH)
2 . اواپراتورهای فلودد در حالت های کم باری (Partial load) نسبت به DX عملکرد و راندمان بالاتری دارند. در اواپراتورهای DX و در حالت های کم باری ، مسیر تعدادی از تیوب ها (لوله ها) بسته می شود تا سرعت مبرد گازی در حد مناسب نگه داشته شده و در نتیجه برگشت روغن به شکل صحیح انجام شود. در حالی که در نوع فلودد با چنین مشکلاتی مواجه نخواهیم بود.
3 . با توجه به اینکه بیشترین مشکل اواپراتورها در طول زمان ، ایجاد رسوب و گرفتگی در مسیر آب است و باعث کاهش راندمان سیستم می شود ، چنانچه آب از درون لوله ها جاری شود (به جای پوسته) برای سرویس های دوره ای تنها کافی است که اتصالات ورودی و خروجی لوله های مسی باز شده و با روش مکانیکی (فرچه های برقی و …) به آسانی این رسوبات پاکسازی شود.
4 . در اواپراتورهای DX آب به صورت متقاطع بر لوله های مسی جاری شده و دائما مسیر آن توسط بافل ها تغییر می کند که همین امر باعث افت فشار زیادی می شود. در حالی که در طرح فلودد ، آب درون لوله های مستقیم و با کمترین میزان افت فشار حرکت می کند که در نتیجه به پمپ آب با توان کمتری نیاز خواهد بود.
5 . به خاطر اینکه در اواپراتورهای فلودد همواره مبرد گازی شکل از قسمت بالا خارج و به سمت کمپرسور می رود ، دیگر نگرانی بابت ورود مبرد مایع به کمپرسور وجود نداشته و از آسیب های احتمالی جلوگیری می شود.
معایب اواپراتور فلودد نسبت به DX :
1 . در چیلر فلودد باید حجم زیادی مبرد تزریق شود چونکه مبرد مجبور است درون پوسته اواپراتور جمع شده و لوله های آب را احاطه کند. در نتیجه قیمت چیلر بالا می رود و یکی از مهمترین دلایلی که کمتر از این نوع استفاده می شود همین بالاتر رفتن قیمت چیلر است.
2 . اواپراتور طرح فلودد ساختار و قطعات بیشتر و پیچیده تری داشته و در نتیجه قیمت تمام شده آن نسبت به DX بالاتر است.
3 . زمانی که دمای تبخیر مبرد کمتر از صفر درجه سانتی گراد می شود این خطر وجود دارد که آب درون لوله های مسی یخ زده و سیستم را دچار تخریب کند. لذا کنترل دبی آب و دما حساسیت زیادی دارد.
4 . ابعاد نهایی اواپراتور فلودد نسبت به DX در ظرفیت مشابه ، بزرگتر است و به فضای بیشتری برای نصب آن نیاز است.
کاربرد چیلر فلودد :
طرح اواپراتور نوع فلودد به علت راندمان بالاتر آن نسبت به نوع DX و در نتیجه نیاز به انرژی کمتر برای کارکرد کمپرسور ، بیشتر در چیلرهای ظرفیت بالا مورد استفاده قرار می گیرد. همانطور که اشاره کردیم به خاطر افزایش قیمت اولیه چیلر فلودد نسبت به DX ، در چیلرهای با ظرفیت پایین معمولا از طرح فلودد استفاده نمی شود.
مطالعه بیشتر درباره قیمت های روز چیلرها در متن ⇐ قیمت چیلر
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای هوا خنک در متن ⇐ چیلر تراکمی هوا خنک
مطالعه بیشتر درباره چیلرهای جت بخار و کاربرد آنها در متن ⇐ چیلر جت بخار