مقدمه :
چیلرها (Chillers) دستگاه‌هایی هستند که در سیستم‌های تهویه مطبوع و سیستم‌های خنک کننده استفاده می‌شوند. عملکرد چیلرها بر اساس اصول تبخیر و یخ‌زدایی صورت می‌گیرد. در این مقاله، به بررسی اصول و عملکرد چیلرها خواهیم پرداخت.
1. اجزاء اصلی چیلر:
– کمپرسور: کمپرسور مسئول فشرده کردن و چگال‌سازی بخار مبرد است. این بخش انرژی مورد نیاز برای چرخش سیکل تبرید را فراهم میکند.
– گرم‌کن: گرم‌کن یا کندانسور، جریان بخار مبرد را سرد میکند و به حالت مایع تبدیل میکند. در این فرآیند، گرما از بخار مبرد خارج می‌شود و به محیط اطراف منتقل می‌شود.
– تبخیر‌کننده: تبخیر‌کننده یا اواپراتور، مایع برودت داده شده را به بخار تبدیل کرده و حرارت از محیط را جذب میکند.
– مبدل حرارت: مبدل حرارت به منظور انتقال حرارت بین بخار مبرد و محیط استفاده می‌شود. این مبدل می‌تواند شامل لوله‌ها، پره‌ها، پرکنده‌کننده‌ها و سیکلون باشد.
– مایع خنک کننده: مایع خنک کننده معمولاً آب است که به عنوان واسطه حرارتی بین تبخیر‌کننده و گرم‌کن عمل میکند.
2. عملکرد چیلر:
الف) سیکل تبخیر و یخ‌زدایی:
– مایع خنک کننده از تبخیر‌کننده عبور میکند و حرارت از محیط را جذب میکند. این فرآیند باعث تبخیر مایع و تشکیل بخار می‌شود.
– بخار مبرد از تبخیر‌کننده به کمپرسور می‌رود و توسط آن فشرده می‌شود. در این فرآیند، دما و فشار بخار افزایش می‌یابد.
– بخار فشرده به گرم‌کن می‌رود و در آنجا حرارتی را از خود سپرده و به حالت مایع تبدیل می‌شود.
– مایع خنک کننده از گرم‌کن عبور کرده و به تبخیر‌کننده برگشت داده می‌شود. در این فرآیند،حرارت مایع خنک کننده به محیط اطراف منتقل می‌شود و مایع از حالت مایع به حالت بخار تبدیل می‌گردد. این فرآیند به عنوان سیکل تبخیر شناخته می‌شود.
ب) سیکل یخ‌زدایی:
– در برخی از سیستم‌های چیلر، پس از سیکل تبخیر، بخار مبرد به یخ‌زدایی‌کننده می‌رود. در اینجا، حرارت از بخار مبرد جذب می‌شود و بخار به حالت مایع تبدیل می‌شود.
– پس از یخ‌زدایی، مایع به کمپرسور برگشت داده می‌شود تا دوباره فشرده شود و سیکل تبخیر و یخ‌زدایی تکرار شود.
3. انواع چیلرها:
– چیلرهای جذبی: در این نوع چیلرها، از جاذب‌ها (مانند آب‌آمونیاک) به عنوان مبرد استفاده می‌شود. این چیلرها در برخی از کاربردها که نیاز به سرمایش بسیار پایین دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.
– چیلرهای جذبی جذابیتی: این نوع چیلرها از جاذب‌هایی مانند سیلیکا‌ژل یا زئولیت استفاده می‌کنند. آب به عنوان مبرد استفاده می‌شود و حرارت از طریق جذب رطوبت توسط جاذب جذب می‌شود.
– چیلرهای مکانیکی: این نوع چیلرها از کمپرسورهای مکانیکی برای فشرده کردن و خنک کردن بخار مبرد استفاده می‌کنند. آب به عنوان مایع خنک کننده استفاده می‌شود.
نتیجه‌گیری:
چیلرها به عنوان دستگاه‌هایی برای سرمایش و خنک کردن در سیستم‌های تهویه مطبوع و خنک کننده استفاده می‌شوند. آنها بر اساس اصول تبخیر و یخ‌زدایی کار می‌کنند و از اجزاء اصلی شامل کمپرسور، گرم‌کن، تبخیر‌کننده، مبدل حرارت و مایع خنک کننده تشکیل شده‌اند. با استفاده از این اصول، چیلرها قادر به تأمین سرمایش مورد نیاز در محیط‌های مختلف هستند.
