چیلر سانتریفیوژ

چیلر سانتریفیوژ چیست و طرز کار آن به چه شکل است ؟

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. در ادامه به طرز کار ، ویژگی ها ، کاربرد ، مزایا ، معایب ، نکات مربوط به قیمت ، ساخت و فروش آن خواهیم پرداخت.

طرز کار آن به این صورت است که مطابق شکل زیر 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. اگر کندانسور از نوع آبی (شل اند تیوب) باشد ، آبی که حرارت مبرد در کندانسور را می گیرد به سوی برج خنک کننده (کولینگ تاور) هدایت شده تا در آنجا گرمای خود را به هوای اتمسفر داده و دوباره به کندانسور برگردد.

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 که در این صورت به آن چیلر صنعتی گفته می شود که برای آشنایی بیشتر با ویژگی ها و کاربرد چیلرهای صنعتی و قیمت آن پیشنهاد می کنیم که این مقاله ⇐ چیلر صنعتی را مطالعه کنید.

مطالعه بیشتر درباره هواسازها ، انواع ، ساختار و طرز کار آنها در این متن ⇐ دستگاه هواساز

مطالعه بیشتر درباره انواع فن کویل ها و ویژگی های آنها در این متن ⇐ فن کویل

در شکل زیر مدار چیلر و برج خنک کننده و آب چیلد (آب سرد) ارسالی به سمت مصرف کننده نشان داده شده است.

ویژگی ها ، مزایا ، معایب و کاربرد چیلر سانتریفیوژ

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 و به فروش می رسند و بیشتر برای کاربری های بالاتر از 300 تن استفاده می شوند. 

3 . مهمترین مزیت چیلر سانتریفیوژ (در واقع مهمترین مورد از مزایا و نقاط قوت آن) بالا بودن راندمان آن در حالت تمام بار Full load بوده و ابعاد آن بسیار جمع و جور یا Compact است. دقت کنید که راندمان آن فقط در حالت Full load زیاد است و اگر بار مصرفی متغیر باشد و کم و زیاد شود در حالت های کم بار (Partial load یا همان Low load) دیگر راندمان بالایی ندارد.

4 . بزرگترین عیب آن (در واقع مهمترین مورد از معایب آن که کاربرد آن را محدود کرده) این است که نمی تواند با راندمان بالایی در حالت هایی که به خنک کاری کمی نیاز است کار کند. به طوری که در حالت کارکرد کم بار Low load در حالتی به اسم Surging قرار می گیرد که چیلر با سر و صدای زیاد و با ارتعاش کار می کند. بنابرین بیشترین کاربرد این چیلرها در مکان هایی است که همواره در حالت تمام بار و ثابتی کار کنند و بار اعمالی به آنها متغیر نباشد.

5 . در برخی از آنها عمل فشرده سازی مبرد گازی شکل در چند مرحله صورت می گیرد که به آن Multi Stage (چند مرحله ای) گفته می شود که در ادامه طرز کار چیلر سانتریفیوژ دو یا چند مرحله ای را توضیح می دهیم.

6 . ارتباط بین موتور الکتریکی محرک و کمپرسور می تواند به صورت کوپل مستقیم و یا چرخ دنده ای باشد. می توان از موتورهای دور متغیر (اینورتر) نیز استفاده نمود که البته قیمت اولیه آن بالاتر است.

7 . چیلر سانتریفیوژ همانند چیلر ضربه ای (چیلر پیستونی) در دو نوع آب خنک (سیستم باز دارای برج خنک کننده) و هوا خنک (سیستم بسته فاقد برج خنک کننده) موجود است که نوع آب خنک کاربرد بیشتری دارد. 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) 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.

8 . بیشترین کاربرد این نوع از چیلرها در ساختمان های تجاری بزرگ (مال ها) ، هتل ها ، کارخانه ها ، کشتی های بزرگ تجاری ، فرودگاه ها ، بیمارستان ها و اماکنی است که به تناژهای بسیار بالایی از برودت نیاز دارند. هر چه تناژ برودتی مورد نیاز بیشتر باشد استفاده از چیلرهای گریز از مرکز به صرفه تر خواهد بود و همانطور که اشاره کردیم برای تناژهای کمتر از 300 تن (حدودا 1000 کیلو وات) توجیه اقتصادی نداشته و مورد استفاده قرار نمی گیرد. البته همانطور که توضیح دادیم دستگاه باید همواره در حالت تمام بار کار کند تا راندمان بالایی داشته باشد.

در شکل زیر یک چیلر تراکمی آب خنک مجهز به کمپرسور سانتریفیوژ نشان داده شده است.

از رقبای سرسخت کمپرسورهای سانتریفیوژ در صنعت چیلرسازی می توان به کمپرسورهای اسکرو اشاره کرد که برای آشنایی بیشتر با طرز کار ، ویژگی ها ، مزایا و معایب و نکات مربوط به قیمت ، ساخت و فروش نوع اسکرو پیشنهاد می کنیم که این مقاله ⇐ چیلر اسکرو را مطالعه بفرمایید.

چرا از چیلرهای گریز از مرکز (سانتریفیوژ) استفاده کنیم ؟

انتخاب نوع چیلر به نیازهای اساسی هر پروژه به طور خاص بستگی دارد. مهمترین دلیل برای استفاده گسترده (در تناژهای بالا) این نوع از چیلرها در سرتاسر جهان این است که راندمان بسیار بالایی دارند و در ضمن نسبت به برودت مورد نیاز ، فضای کمتری را از نظر ابعادی اشغال می کنند. برای طراحی و ساخت سیستم سرمایشی ساختمان های بزرگ یکی از بهترین گزینه ها همین چیلرهای گریز از مرکز هستند. چیلرهای سانتریفیوژ مجهز به VFD (سیستم تغییر دور هوشمند) می توانند COP های بالاتر از 6 را در حالت های تمام بار فراهم کنند.

کمپرسور سانتریفیوژ دو مرحله ای چیست و طرز کار آن چگونه است ؟

همانطور که توضیح دادیم ، راندمان کمپرسورهای سانتریفیوژ در حالت کم باری افت می کند. برای کاهش افت راندمان ، طرح کمپرسورهای دو مرحله ای ارائه شده که مبرد در 2 مرحله توسط ایمپلرهای اولیه و ثانویه فشرده می شود. طبق نمودار شکل زیر وقتی که کمپرسور چیلر از نوع تک مرحله ای باشد (رنگ آبی) و مثلا با 25 درصد توان کل (حالت کم باری) در حال کار باشد ، حدودا یک کیلووات به ازای هر تن تبرید انرژی الکتریکی مصرف می کند. ولی وقتی که کمپرسور از نوع دو مرحله ای باشد (رنگ قرمز) و مثلا با 25 درصد توان کل در حال کار باشد ، فقط 0.6 کیلووات به ازای هر تن تبرید برق مصرف می کند. بنابرین با این تکنولوژی جدید مشکل افت راندمان در حالت کم باری تا حدود زیادی برطرف شده ولی باید به این نکته هم توجه کرد که قیمت تمام شده چیلر افزایش می یابد و فروش آن دشوارتر می شود. البته باید به این نکته نیز توجه داشت که طرح دو مرحله ای باعث افزایش قیمت چیلر سانتریفیوژ می شود.

مبردهای مورد استفاده در آن

مهمترین مبردهای مورد استفاده در ساخت چیلر سانتریفیوژ مبردهای HCFC-123 , HFC-134a و HCFC-22 هستند. انتخاب نوع مبرد بستگی به اندازه و نوع کاربری چیلر دارد. چیلرهایی که از HCFC-123 استفاده می کنند، کمترین مصرف انرژی (0.49 کیلو وات برای تولید هر تن تبرید) را در حالت Full load یا تمام بار داشته اما نمی توانند آب را به دماهای خیلی پایین برسانند و بیشتر جهت خنک کردن محیط مورد استفاده قرار می گیرند. مصرف انرژی مبردهای HFC-134a و HCFC-22 در حالت تمام بار به 0.55 کیلو وات برای تولید هر تن تبرید رسیده و در کاربری های دما پایین مانند سردسازی دستگاه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.

مطالعه بیشتر درباره انواع چیلرها ، قیمت ، طرز کار ، کاربرد و ویژگی های آنها در این متن ⇐ چیلر

استعلام قیمت ، ساخت و فروش محصولات

شرکت ماخ تولید کننده انواع مینی چیلرها و چیلرهای سانتریفیوژ ، اسکرال ، اسکرو و پیستونی و سایر دستگاه ها و مبدل های سرمایشی و گرمایشی در طرح های گوناگون است. محصولات ما متناسب با نیازهای هر پروژه و مطابق با استانداردهای روز طراحی و تولید شده و به طور مستقیم از کارخانه و با قیمت مناسب به فروش می رسند. جهت کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع چیلرها و سایر دستگاه های گرمایشی و سرمایشی ، انتخاب مناسب ترین دستگاه برای پروژه خود و استعلام قیمت آنها با مهندسان ما تماس بگیرید.

مهندس احمدی : 09127675117 – 09194427470

مهندس خورانی : 09191639363

مطالعه بیشتر ⇐ چیلر گازی