محصولات KNX
جولای 18, 2019انواع برجهای خنککننده
جولای 11, 2021انواع چیلر های جذبی و تراکمی
چیلر ها
چیلر ها ازجمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که بهطور کلی میتوان آنها را به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم کرد.
بهطورکلی چیلر های تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلر های جذبی از انرژی حرارتی بهعنوان منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده میکنند.
فناوری تبرید جذبی روشی عالی برای تهویه مطبوع مرکزی در تأسیساتی است که ظرفیت دیگ اضافی داشته و میتوانند بخار یا آب داغ موردنیاز برای راهاندازی چیلر را تأمین نمایند.
چیلر های جذبی ظرفیت بین ۲۵ تا ۱۲۰۰ تن برودتی را بهراحتی تأمین میکنند. البته قابلذکر است که برخی از تولید کنندگان ژاپنی موفق شدهاند چیلر های جذبی با ظرفیت معادل ۵۰۰۰ تن نیز تولید کنند. در سیستمهای جذبی غالباً از آب بهعنوان مبرد استفاده میشود.گرمای موردنیاز برای کارکرد این چیلر ها بهطور مستقیم از گاز طبیعی یا گازوئیل تأمین میگردد. منابع غیر مستقیم گرما در چیلر های جذبی عبارتند از آب داغ بخار پرفشار و کمفشار.
بر این اساس تولید کنندگان مختلف در جهان سه نوع اصلی چیلر جذبی ارائه مینمایند که عبارتاند از:
شعله مستقیم، بخار و آب داغ.
در یک تقسیم بندی عمومی میتوان چیلر های جذبی را در دو دسته چیلرهای جذبی آب و آمونیاک و چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید و آب طبقهبندی نمود. درواقع در هر سیکل تبرید جذبی یک سیال جاذب و یک سیال مبرد وجود دارد که تقسیم بندی فوق بر این مبنا انجامشده است. در سیستم آب و آمونیاک، سیال مبرد آمونیاک وسیال جاذب آب است. در سیستم لیتیوم بروماید و آب، سیال مبرد آب و سیال جاذب، محلول لیتیوم بروماید است. علاوه بر زوج مبرد و جاذبهای ذکرشده، در بعضی سیکلهای تبرید جذبی از زوجهای دیگری نیز استفاده میگردد که در جدول (۱) آمده است.
امروزه سیکلهای تبرید جذبی تک اثره و دو اثره در مقیاس بسیار وسیع و در اشکال ساخته میشوند و سیکلهای سه اثره همچنان در دست مطالعه میباشند.
جدول (۱):
زوجهای مبرد و جاذب
جاذب /مبرد/ نوع جاذب
H2O/ LiBr /هالید قلیایی
H2O/ LiClO3 /هالید قلیایی
H2O/ CaCl2 /هالید قلیایی
۲-اصطلاحات فنی رایج در چیلر جذبی
ژنراتور
ژنراتور معمولاً در محفظه بالایی چیلر های جذبی قرار داشته و وظیفه تغلیظ محلول لیتیوم بروماید رقیق و جداسازی آب مبرد را بر عهده دارد.
جذبکننده
جذبکننده معمولاً در پوسته پایینی چیلر های جذبی قرار داشته و وظیفه جذب بخار مبرد تولید شده در محفظه اواپراتور را بر عهده دارد.
اواپراتور
اواپراتور معمولاً در پوسته پایین چیلر های جذبی قرار میگیرد. مایع مبرد در اواپراتور به لحاظ فشار پایین محفظه (خلأ نسبی) تبخیر شده و باعث کاهش درجه حرارت آب سرد تهویه درون لولههای اواپراتور میگردد.
کندانسور
کندانسور معمولاً در پوستههای بالایی چیلر های جذبی واقعشده است و وظیفه تقطیر مبرد تبخیر شده توسط ژنراتور را بر عهده دارد. بخار مبرد در برخورد با لولههای حاصل از آب برج، تقطیر شده و به تشتک اواپراتور سرریز میشود.
محلول جاذب
این محلول در سیکلهای پروژه حاضر محلول لیتیوم بروماید و آب است.
مایع مبرد
مایع مبرد در چیلر های جذبی پروژه حاضر آب خالص (آب مقطر) میباشد که به جهت فشار پایین محفظه اواپراتور در اثر تبخیر خاصیت خنککنندگی خواهد داشت.
کریستالیزه شدن
محلول لیتیوم بروماید در غلظت معمولی بهصورت مایع است، ولی چنانچه تغلیظ اولیه بیش از حد ادامه یابد حجم بلورهای ریزی که در آن تشکیل میشوند، بزرگتر شده و ممکن است باعث مسدود شدن کامل مسیر عبور محلول شود. به این پدیده کریستالیزه شدن گویند.
ضریب عملکرد
پارامتر ضریب عملکرد در دستگاههای برودتی ازجمله چیلر های جذبی شاخصی از بازدهی دستگاه میباشد. مقادیر بالاتر این پارامتر نشاندهنده مصرف بهینه انرژی حرارتی میباشد.
مقایسه چیلر های جذبی و تراکمی
چیلر های جذبی از بعضی لحاظ شبیه چیلرهای تراکمی عمل میکنند که مهمترین این شباهتها عبارتاند از:
الف – در اواپراتور از گرمای آب تهویه ساختمان برای تبخیر یک مبرد فرار در فشار پایین استفاده میگردد.
ب – گاز مبرد فشار پایین از اواپراتور گرفتهشده و گاز مبرد فشار بالا به کندانسور فرستاده میشود.
ج – گاز مبرد در کندانسور تقطیر میگردد.
د – مبرد در یک سیکل همواره در گردش است.
تفاوتهای اصلی چیلر های جذبی وتراکمی عبارتاند از:
الف – چیلر های تراکمی برای گردش مبرد از کمپرسور استفاده میکنند درحالیکه چیلر های جذبی فاقد کمپرسور بوده و بهجای آن از انرژی گرمایی منابع مختلف استفاده کرده و غلظت محلول جاذب را تغییر میدهند، همچنان که غلظت تغییر میکند، فشار نیز در اجزای مختلف چیلر تغییر میکند. این اختلاف فشار باعث گردش مبرد در سیستم میگردد.
ب – ژنراتور و جذبکننده در چیلرهای جذبی جانشین کمپرسور در چیلر های تراکمی شده است.
ج – در چیلر های جذبی از یک جاذب استفاده میشود که عموماً آب یا نمک لیتیوم بروماید است.
د – مبرد در چیلر های تراکمی یکی از انواع کلروفلئوروکربن ها یا هالوکلروفلئوروکربن ها است درحالیکه در چیلر های جذبی مبرد معمولاً آب یا آمونیاک است.
ه – چیلر های تراکمی انرژی موردنیاز خود را از انرژی الکتریکی تأمین میکنند. درحالیکه انرژی ورودی به چیلر های جذبی از آب گرم یا بخار واردشده به ژنراتور تأمین میشود. گرما ممکن است از کوره هوای گرم یا دیگ آمده باشد. در بعضی اوقات از گرمای سایر فرایندها نیز استفاده میشود..
مهمترین مزایای چیلر های جذبی نسبت به چیلر های تراکمی عبارتاند از:
الف – صرفهجویی در مصرف انرژی الکتریکی:
همانطور که گفته شد چیلرهای جذبی از گاز طبیعی، گازوئیل یا گرمای تلفشده بهعنوان منبع اصلی انرژی استفاده میکنند و مصرف برق آنها بسیار ناچیز است. به میزان مصرف برق، مقایسه و تحلیلهای کمی در فصول بعدی اشاره خواهد شد.
ب – صرفهجویی در هزینه خدمات برق:
هزینه نصب سیستم شبکه الکتریکی در پروژهها بر اساس حداکثر توان برداشت قابلتعیین است. یک چیلر جذبی به دلیل اینکه برق کمتری مصرف میکند، هزینه خدمات را نیز کاهش میدهد. در اکثر ساختمانها نصب چیلر های جذبی موجب آزاد شدن توان الکتریکی برای مصارف دیگر میشود.
ج – صرفهجویی در هزینه تجهیزات برق اضطراری:
در ساختمانهایی مانند مراکز درمانی و یا سالنهای کامپیوتر که وجود سیستمهای برق اضطراری برای پشتیبانی تجهیزات خنککننده ضروری است، استفاده از چیلر های جذبی موجب صرفهجویی قابلتوجهی در هزینه این تجهیزات خواهد شد.
د – صرفهجویی در هزینه اولیه موردنیاز برای دیگها:
برخی از چیلر های جذبی را میتوان در زمستانها بهعنوان هیتر مورداستفاده قرارداد و آب گرم لازم برای سیستمهای گرمایشی را با دماهای تا حد ۲۰۳ تأمین نمود. در صورت استفاده از این چیلر ها نهتنها هزینه خرید دیگ کاهش مییابد بلکه صرفهجویی قابلملاحظه در فضا نیز بهدست خواهد آمد.
ه – بهبود راندمان دیگها در تابستان:
مجموعههایی مانند بیمارستانها که در تمام طول سال برای سیستمهای استریل کننده، اتوکلاوها و سایر تجهیزات به بخار احتیاج دارند مجهز به دیگهای بخار بزرگی هستند که عمدتاً در طول تابستان با بار کمی کار میکنند. نصب چیلر های جذبی بخار در چنین مواردی موجب افزایش بار و مصرف بخار در تابستانها شده و درنتیجه کارکرد دیگها و راندمان آنها بهبود قابلتوجهی خواهد یافت.
چیلر های با کمپرسور پیستونی
امروزه در صنعت تبرید بیشتر از کمپرسورهای پیستونی استفاده میشود. در این نوع کمپرسورها نیز از حرکت رفتوآمدی پیستون سیال را متراکم می نمائیم. این نوع کمپرسور اغلب در سیستم تبرید مورداستفاده قرار میگیرد و ممکن است قدرت آنها از چند دهم اسب تا چند صدم اسب خواهد بودو میتوان از یک سیلندر ویا چند سیلندر تشکیل شده باشد. سرعت دورانی محور کمپرسور ممکن است از ۲ تا ۶ (r. s -۱) تغییر نماید. در کمپرسورها ممکن است موتور و کمپرسور از هم جدا بوده که کمپرسورهای باز نامیده میشوند.
(Hermiticaly Compressor) خواهیم داشت که بیشتر در یخچالهای منزل که موتور کوچکی دارند از این نوع کمپرسورها استفاده میشود.کمپرسورهای باز با قدرتهای بالا غالباً افقی بوده و ممکن است دو عمله نیز باشند. درحالیکه کمپرسورهای بسته معمولاً عمودی و یک مرحله میباشند.
تقسیم بندی کمپرسورهای پیستونی:
الف ) ازنظر قدرت برودتی به شرح زیر تقسیم بندی میشوند:
۱ ـ ریز ـ تا ۵/ ۳) kw/h 300 كيلو کالری در ساعت
۲ ـ کوچک ـ از ۵ / ۳ تا ۲۳ kw/h3 تا ۲۰ هزار کیلو کالری در ساعت
۳ ـ متوسط ـ از ۲۳ تا ۱۰۵ kw/h 20تا ۹۰ هزار کیلو کالری در ساعت
۴ ـ بزرگ ـ بیش از ۱۰۵ kw/h بیش از ۹۰ هزار کیلو کالری در ساعت
ب ) ازنظر مراحل تراکم به کمپرسورهای یک مرحلهای وکمپرسورهای دو یا سه مرحلهای.
ج) ازنظر تعداد حفره کارگر به حرکت ساده بهطوریکه مبرد فقط در یک طرف پیستون متراکم میشود و حرکت دوبل که مبرد بهنوبت در هر دو طرف پیستون متراکم میشود.
د ) ازنظر سیلندر به تک سیلندر و چند سیلندر.
و) ازنظر قرار گرفتن محور سیلندرها به افقی و قائم و زاویه V شکل و مايل
ر) ازنظر ساختمان سیلندر و کارتر به ترکیبی و انفرادی.
م ) ازنظر مکانیزم میل لنگ و شاتون به بدون واسطه (معمولی) و باواسطه.
اجزاء کمپرسور پیستونی تناوبی:
کارتر ـ در کمپرسورهای قائم و V شکل کارتر یک قسمت اساسی برای اتصال قسمتهای مختلف است و ضمناً نیروی ایجاد شده را تحمل میکند لذا باید سخت و مقاوم باشد. کارترهای بسته تحتفشار مکش بوده و مکانیزم میل لنگ و شاتون و روغنکاری در آن قرار میگیرد و برای کنترل سطح روغن شیشه روغن نما و برای دسترسی به مکانیزم میل لنگ و شاتون و پمپ روغن درپوشهای حفرهای و جنبی وجود دارد. در کمپرسورهای کوچک معمولاً یک درپوش حفرهای وجود دارد, به فلانژ بالائی کارتر سیلندر متصل میگردد. در کمپرسورهای متوسط بزرگ کارتر و سیلندر باهم ریخته میشوند. این امر باعث کم شدن تعداد برجستگیها و هرمتیک بودن کمپرسور و درست قرار گرفتن محور سیلندرها نسبت به محور درز (سوراخ) زیر یاطاقان میل لنگ میشود. کارتر کمپرسور معمولاً از چدن ریخته شده بوده و در کمپرسورهای کوچک از آلیاژ آلومینیوم میباشد.
سیلندرها:
در کمپرسورهای عمود (قائم) و V شکل بدون واسطه بهصورت مجموعه دو سیلندر یا بهصورت مجموع سیلندرها میسازند. در سیستم کارتر بوش داخلی پرس میشود که باعث کم شدن خورندگی و ساده شدن تعمیرات میگردد و در صورت سائیده شدن قابل تعویض هستند. مجموعه سیلندرها دارای کانال مکش و رانش مشترک میباشند. تحولات در داخل سیلندر عبارت است از مکش و تراکم رانش مبرد است و بدنه سیلندر نیروهای فشار گاز و فشردگی رینگها و نیروی نرمال مکانیزم میل لنگ و شاتون را تحمل میکند.
پيستون:
در کمپرسورهای عمودی و V و VV شکل بدون واسطه پیستونهای تخت عبــوری بکــار میرود. ولی در کمپرسورهای غیر مستقیم الجریان سادهتر و غیر عبوری میباشد.در پیستونهای عبوری که فرم کشیدهتری دارند و سوپاپ مکش روی آن قرار دارد کانالی وجود دارد که از طریق این کانال بخار مبرد از لوله مکش به سوپاپ مکش هدایت شده. در کمپرسورهای اتصال مستقیم بااتصال پیستون به شاتون بهوسیله اشپیل های شناور پیستونی (۳ گژنپین) انجام میگیرد. پیستون بدون رینگ معمولاً از چدن یا فولاد با کربنیک پائین ساخته میشود. پیستون کمپرسورهای افقی از چدن یا فولاد با تسمههای بابیتی در قسمت پائین میباشد.
رینگهای پیستون:
برای جلوگیری از نفوذ گاز متراکم شده به کارتر از رینگهای فشار ( کمپرسی) و همچنین جلوگیری از خروج روغن از آن از رینگهای روغن استفاده میشود که در شیارهای مخصوص روی پیستون سوار میشوند. رینگها باید حتی الامکان کیپ شیار و درعینحال مانع حرکت آزاد پیستون در سیلندر نشوند. تعداد رینگهای آببندی بستگی به دور کمپرسور دارد.
كريسكف: واسطه
واسطه برای اتصال رابط و شاتون بکار میرود و یک حرکت متناوب مستقـــیم الخط را طی میکند.
شاتون :
شاتون برای اتصال میل لنگ به پیستون یا بهواسطه بکار میرود و جنس آن فولاد است. بعضی اوقات چدن تشکیل شده از میله با دو سر که یکی از آنها اتصال ثابت دارد و دیگری مجزا یا جداشونده است.
میل لنگ :
این قسمت کمپرسور یکی از مهمترین اجزاء میباشد و باید خیلی سخت و محکم و در سطح اتصال آن نباید در شرایط مختلف خورندگی ایجاد شود. میل لنگ یک محور چرخنده است که درحرکت دورانی الکتروموتور را توسط شاتون به حرکت متناوبی پیستون در داخل سیلندر تبدیل میکند.
چرخ طیار:
چرخ طیار را روی میل لنگ بر خار نشانده و با مهره محکم میکنند. در زمانی که برای انتقال انرژی از الکتروموتور به میل لنگ از تسمه استفاده میشود.
کاسه نمد:
برای محکم نمودن میل لنگ و آببندی خروجی آن از بدنه کارتر در کمپرسورهای اتصال مستقیم از کاسه نمد استفاده میشود. درست کارکردن کاسه نمد باعث آببندی بودن کمپرسور و در نتیجه کار صحیح کمپرسور میشود.
کاسه نمدها را میتوان به دو گروه تقسیم کرد:
کاسه نمد کمپرسورهای اتصال مستقیم با حلقههای اصطکاک, آببندی بین حلقهها در اثر ارتجاع فنر یا سیلیفون یا دیافراگم و همچنین به کمک وان روغنی که ایجاد سیفون هیدرولیکی مینماید میباشد. به گروه اول میتوان کاسه نمد سیلیفونی و فنری را نسبت داد. کاسه نمد کمپرسورهای اتصال غیرمستقیم دارای خانههای زیاد با حلقههای برجسته فلزی یا مسطح با قشر فلوئور است. کاسه نمد سیلیفونی با گشتاور (کوپل) اصطحکاک برتری. فولاد تا سالهای اخیر در کمپرسورهای کوچک فریونی با میل لنگ به قطر تا چهل میلی متر مورداستفاده قرار میگرفت. کاسه نمد فنری ـ کار کمتر در تهیه، معتبر در کار، مونتاژ ساده و کار سادهتر مزایای کاسه نمدهای فنری با سیفون روغنی است. بهترین نوع کاسه نمد فنری با کوپل یا چفتهای حلقهای میباشد که یکی از گرافیت مخصوص و دیگری از فولاد سخت میشوند.
سوپاپ هاي مكش و رانش كمپرسور :
در کمپرسورهای مبرد این نوع سوپاپها خودکار است و براثر اختلاف فشار در دو طرفه صفحه سوپاپ بازشده و در اثر ارتجاع فنر صفحه بسته میشود. مورداستفاده بیشتر را نوع نواری (صفحههای باریک) ارتجاعی بدون فنر دو طرفه دارد که یک آببندی قابلاطمینان را به وجود آورده و مقطع عبور زیادی را ایجاد مینمایند. صفحات این نوع سوپاپها از صفحات باریک فولادی که خاصیت ارتجاعی دارند و به ضخامت ۲/ ۰ تا ۱ میــلی متر هستــند تهیــه میشوند و فرم صفحات مختلف است. اجزاء اساسی هر سوپاپ عبارتاند از صفحه سوپاپ, پایه (نشیمنگاه) که صفحه روی آن مینشیند و مقطع عبور و بست را تشکیل میدهند و محدودکننده صفحات روی پایه. در بعضی از سوپاپها صفحه سوپاپ بهوسیله فنر به پایه فشرده میشود. و در کمپرسورهای فریونی غیر مستقیم الجریان سوپاپهای مکش و رانش در قسمت فوقانی سیلندر (تخته سوپاپ) واقع هستند.
سوپاپ محافظ
برای حفاظت کمپرسور از سانحه در مواقع ازدیاد سریع فشار رانش از سوپاپ محافظ استفاده میشود. ازدیاد سریع فشار رانش ممکن است،به خاطر نبودن آب در کندانسور یا بسته بودن شیر رانش در زمان روشن کردن کمپرسور به وجود بیاید. در زمان کار کمپرسور سوپاپ محافظ باید بسته باشد و وقتی فشار از حد مجاز در سیلندر تجاوز کرد آن بازشده و قسمت رانش را با قسمت مکش کمپرسور مرتبط میکند. فشار باز شدن سوپاپ محافظ بستگی به اختلاف فشار محاسبهای (Pk – Po) دارد که معمولاً برای آمونیاک و فریون ۲۲ حدود ۲ / ۱ مگا پاسکال یا ۱۲ کیلو گرم بر سانتی مترمربع و برای فریون ۱۲ حدود ۸/ ۰ مگا پاسکال میباشد که باز شـدن ســـوپاپ محافــظ در اختلاف فــشار ۶/ ۱ (آمونیاک و فریون ۲۲) و یک مگا پاسکال برای فریون ۱۲ تنظیم میشود.
میان بر: بای پاس
دو نوع میان بر وجود دارد:
برای کم کردن قدرت مصرفی در استارت کمپرسورهای متوسط و بزرگ از میان بر استارت استفاده میشود و قسمت رانش را به قسمت مکش متصل میکند و درنتیجه در زمان استارت نیروی وارد بر پیستون حذف میشود.یعنی کمپرسور در خلاص کار میکند و قدرت فقط برای حرکت کمپرسور و جبران نیروی انرسی و مقاومت مصرف میگردد. میان بر گاز ممکن است دستی یا اتوماتیک باشد که در این صورت برای باز شدن از یک شیر برقی (سلونوئید) استفاده میشود و بسته شدن از طریق ضربان رله زمانی وقتی الکتروموتور دور کافی را بهدست میآورد صورت میپذیرد. در میان بر دستی زمان استارت کمپرسور شیرهای رانش و مکش هر دو بسته هستند درحالیکه در میان بر اتوماتیک هر دو باز بوده و در لوله برگشت یک سوپاپ برگــشت بکار میرود.در کمپرسورهای کوچک و متوسط تا قدرت ۲۰ کیلو وات معمولاً از میان بر استارت استفاده نمیشود و الکتروموتور آنها با گشتاور استارت بیشتری انتخاب میگردد.
سیستم روغنکاری:
روغن كاري گرم شدن و خورندگي قسمت هاي متحرك كمپرسور را كم كرده و انرژي مصرفي براي مقاومت را تقليل مي دهد . همچنين باعث آب بندي بيشتر كاسه نمد , رينگ ها و سوپاپ ها مي گردد . در كمپرسور هاي مبرد از روغن هاي مخصوص طبيعي و مصنوعي استفاده مي گردد و براي مبردهاي مختلف روغن هاي متفاوتي بكار مي رود .(با عددي كه نشان دهنده غلظت روغن است) روغن كاري كمپرسورها به دو طريق فشاري يك پمپ كوچك روغن را تحت فشار به ياطاقانها ثابت متحرك مي رساند . پمپ هاي مورد استفاده چرخ دنده اي يا پروانه اي و يا پيستوني مي باشند كه يك سوپاپ آزاد كننده فشار در مسير پمپ سوار مي شود تا از تمركز فشار زياد بر روي پمپ جلوگيري بعمل آورد . نيروي لازم براي كار پمپ از گردش ميل لنگ تأمين مي گردد كه در پمپ هاي پيستوني شناور انتهاي ميل لنگ يك بادامك يا برجستگي خارج از مركز خواهد داشت و در پمپ چرخ دنده اي سر ميل لنگ نيز چرخ دنده اي براي چرخش پمپ دارد و در پمپ هاي پروانه اي انتهاي ميل لنگ داراي يك وسيله گرداننده پره اي مي باشد .
سیستم خنک کننده کمپرسور:
کمپرسورها به دو علت اساسی خنک میشوند که یکی اصطکاک بین قطعات متحرک و دیگری افزایش درجه حرارت ناشی از تراکم بخار است. خنک کردن کمپرسور بهمنظور جلوگیری از کاهش کارآیی کمپرسور و همچنین نگهداری کیفیت روغن و روغنکاری است. روغنی که برای روغنکاری به گردش درمیآید وسیله خوبی برای جـــذب و دفع گرمــا میباشد و به همین جهت در بعضی از کمپرسورها خنک کننده مخصوص بــرای روغن بکار میرود و در بعضی از کمپرسورها سطح خارجی را پره دار میسازند تا سطح تبادل حرارتی آن را با هوا زیاد کنند و در بعضی انواع نیز از یک موتور و پنکه جهت عبور هوابر روی کمپرسور و خنک کردن آن استفاده میشود. در سیستم هائی که تقطیر مبرد بهوسیله آبخنک کننده برج است, کمپرسور نیز با آبخنک میشود. برای گردش آب لوله با محفظهای در قسمت مجاور بالای سیلندر در نظر گرفته میشود که به کیسه خنک کننده معروف است