هیچکدام از فرآیندها، دستگاه‌ها یا موتورهای صنعتی به خاطر ایجاد گرما در حین تولید، 100% مفید نیستند و دلیل کاملاَ مفید نبودنشان هم همین است. و اگر این گرما حذف نشود، باعث کم شدن زمان تولید، توقف تجهیزات و حتی خرابی های ناگهانی تجهیزات می‌شود. به خاطر همین لازم است سرمایش را در طراحی سیستم های فرایندی صنعتی به کار بریم تا از این مسائل اجتناب شود.
استفاده از چیلر به منظور تامین سرما، فواید زیادی دارد. مثلا چیلر دما و فشار سازگار و یکدستی برای فرایند صنعتی شما فراهم می کند، متغیرهای دما و فشار را حذف کرده و توسعه و بهینه سازی پردازش را آسان می کند و تولید محصولات با بالاترین کیفیت را تضمین می کند.
عملکرد چیلر
عملکرد یک چیلر صنعتی، انتقال گرما از یک مکان( معمولا دستگاه پردازش یا فراورده) به جای دیگر (معمولاَ به هوای بیرون از تجهیزات تولید) است. استفاده از محلول آب یا گلیکول برای انتقال گرما به چیلر یا بیرون از آن رواج زیادی دارد که برای داشتن یک سیستم مخزنی و پمپی، ممکن است نیاز به چیلر پردازنده داشته باشیم. صرف نظر از صنعت و روندکاری شما، اطمینان حاصل کنید که سرمایش کافی دارید چون این موضوع نقش مهمی در تولید و صرفه‌جویی دارد.
در چیلرهای جذبی برخلاف چیلرهای تراکمی از جذب کننده (Absorber) و مولد حرارتی (ژنراتور) بجای کمپرسور استفاده می گردد. عمومی ترین خنک کننده در چیلرهای جذبی سیستم لیتیوم برماید است. در این سیستم، در قسمت جذب کننده بخار آب توسط لیتیوم برماید غلیظ، جذب و در قسمت مولد حرارتی، آب بر اثر حرارت تبدیل به بخار می شود. بخار آب در کندانسور که دارای فشار 1/0 اتمسفر است به حالت مایع در می آیدو سپس در خنک کننده که تحت فشار 01/0 اتمسفر دوباره به بخار تبدیل می گردد و آب برای اینکه تبخیر گردد گرمای نهان خود رااز محیط خنک کننده می گیرد و باعث ایجاد برودت می گردد سپس بخار آب ایجاد شده در خنک کننده به جذب کننده منتقل می گردد و دوباره این چرخه تکرار می شود.
شکل یک سیستم که فقط امکان گرمایش در آن وجود دارد را نشان می دهد البته تهویه نیز بخشی از کار این سیستم است. به نمادهای مربوط به فیلتر، کویل سرمایشی و فن توجه کنید. این نمادها و نمادهای دیگری که در بخش های بعدی ملاحظه خواهید کرد در نقشه های تهویه مطبوع متداول هستند:
* (Return Air) RA هوای برگشتی: هوای برگشتی از فضای تهویه شده مجدداً وارد سیستم شده و پس از عبور از دستگاه و تهویه مجدد وارد فضای تهویه شده می شود.
* (Outside Air) OA هوای بیرون: برای این که هوای داخل ساختمان کیفیت خود را از دست ندهد و از نظر سلامتی در شرایط خوبی قرار داشته باشد، لازم است مقداری از هوای تازه ی بیرون وارد سیستم شود . استانداردهای موجود در زمینه ی تهویه مطبوع مقدار حداقل هوای تازه ی مورد نیاز برای فضاهای مختلف را مشخص کرده اند که این مقدار باید حتماً تامین شود.
* (Mixed Air) MA هوای مخلوط: هوای برگشتی و هوای تازه بیرون در محفظه ی اختلاط با هم مخلوط شده و مخلوط هوای حاصل از درون دستگاه عبور کرده و به فضاهای مورد نظر ارسال می شود.
* (Supply Air) SA هوای تغذیه: هوای تهویه شده ای است که به طرف فضاهای مورد نظر ارسال می شود
گاز ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می‌گردد. این گاز سپس به کندانسور مربوط وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود. مایع به دست آمده با عبور از شیر انبساط وارد خنک کننده (اواپراتور) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارد، این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و مایع سردکننده با گرفتن حرارت پنهان تبخیر خود از محیط، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک کننده در ارتباط هستند می‌شود. پس از آن گاز حاصل از تبخیر، به کمپرسور منتقل می‌شود. با عبور سریع بخار در خلاء کندانسور، به علت تبدیل بخار به آب و اختلاف حجم بین بخار و آب، مایع ایجاد می‌گردد.
چیلر چگونه کار می کند؟
در بسیاری از دستگاه های سرمایش فرایندی، یک سیستم پمپی، آب سرد یا محلول آب و گلیکون را از چیلر به فرایند به گردش درمی آورد. مایع سرد، گرما را از فرایند حذف می کند و مایع گرم به چیلرها بر می گردند یعنی به وسیله آب فرایند، گرما از فرایند به چیلر منتقل می شود. چیلرها فرایندی حاوی یک ترکیب شیمیایی به نام ریفریگرانت(ماده سردکننده) است.
انواع و کاربردهای مختلفی از ریفریگرانت‌ها وجود دارد و بسته به دماهای متفاوت، از آنها استفاده می شود. ولی تمامی آنها براساس فشار و تغییر فاز ریفریگرانت از مایع به گاز و دوباره به مایع کار می کنند. به فرایند گرمایش و سرمایش ریفریگرانت وتبدیل آن از گاز به مایع و تبدیل دوباره آن به مایع، چرخه ریفریگرانت گفته می شود.
چرخه ریفریگرانتی با ترکیبی از گاز و مایع کم فشاری که وارد اواپوریتور(تبخیرکننده) می شود، شروع می شود. در اواپراتور گرمای ناشی از آب فرایند یا محلول آب و گلیکول، ریفریگرانت را می‌جوشاند و آن را از مایع کم فشار به گاز کم فشار تبدیل می کند. این گاز کم فشار وارد کمپرسور شده و متراکم شده و تبدیل به گاز پرفشار می شود.
اکسپنشن ولوهای ترموستاتیک (TEV,TXV) یکی از پرکاربردترین شیرهای انبساط در سردخانه ها و چیلرهای تراکمی هستند. شیرهای انبساط یا اکسپنشن ولوها شیرهای اتوماتیکی هستند که جریان مبرد به اواپراتور را براساس بار برودتی اواپراتور تنظیم می کنند. اگر بار در اواپراتور زیاد باشد، شیر اجازه عبور مبرد بیشتری را می دهد و در هنگام کاهش بار برودتی، شیر جریان مبرد ورودی به شیر انبساط ترموستاتیک را محدودتر می کند.
گاز پرفشار وارد کاندنسر(چگالنده یا متراکم کننده) می شود جایی که هوای فراگیر داخل آن یا آب کاندنسر گرما را برطرف کرده و آن را تبدیل به مایع پرفشار سرد می کند. مایع پرفشار به شیر انبساط که میزان ورودی ریفریگرانت مایع به اواپوریتور را کنترل می کند، منتقل می شود و بدین صورت چرخه ریفریگرانتی شروع می شود.
انواع چیلرها
چیلر، گرمای وسیله را گرفته و آن را خنک می کند. گرمای گرفته شده باید توسط خود چیلر، تماما از بین برود. یکی از روش های از بین بردن گرما همان استفاده از «کلوروفلوروکربن ها» به نام ریفریگرانت ها و روش هایی که شامل گرداننده های آبی هستند که آب را به گردش درآورده و گرما را از بین می برد. انواع مختلفی از روش های خنک کننده وجود دارد از جمله خنک کننده هوایی و خنک کننده آبی.
چیلر تراکمی هوا خنک
نوعی سیستم است که به مبدل گرما، جریان باد ارسال کرده و ریفریگرانت را با هوا خنک می کند. در کنار چیلر یک موتور فن جازساز شده است، نصب آن آسان است ولی چون گرمای تخلیه شونده در آن فضا ایجاد می شود، دستگاه تخلیه باید در یک فضای تنگ باشد. گاز با کمپرسور فشرده شده و به وسیله یک کاندنسر یا رادیاتور، سرد شده و تبدیل به مایع می شود. این نوع چیلر متشکل از چرخه گاز ریفریگرانت و آب گردشی است و گاز ریفریگرانت آن به عنوان یک رابط، گردش آب را خنک می کند.
مزایا:
محلول های قابل حمل و قابل دسترس برای تجهیزات دارای محدودیت فضا است.
چیلرهای خنک کننده هوایی بسته به اندازه و ظرفیت چیلر، هم برای خنک کردن موارد کوچک مقیاس و هم موارد در مقیاس تجاری عرضه می شوند.
گرمای برون داد شده از چیلرها را می توان برای گرم کردن تجهیزات در فصل سرما استفاده کرد تا درهزینه و زمان، بیشتر صرفه جویی کرد.
