چیلر سانتریفیوژ

یکی از انواع چیلر تراکمی، چیلر سانتریفیوژ است. علت نام گذاری آن به دلیل نوع کمپرسور آن است که از نوع سانتریفیوژ یا گریز از مرکز می باشد. نیروی گریز از مرکز از طریق چرخش کمپرسور سانتریفیوژ به کاز مبرد وارد شده و در نتیجه فشار و دمای سیال افزایش می یابد. چیلر سانتریفیوژ در مقایسه با سایر چیلر های تراکمی به دلیل استفاده از سیکل تبرید خاص و نحوه عملکرد کمپرسورها ضریب عملکرد و راندمان بالاتری دارد.

با استفاده از دستگاه سانتریفیوژ در حالت تمام بار  (Full Load) میتوان بار سرمایشی زیادی را تامین کرد که این امر یکی از مهمترین مزایا چیلر سانتریفیوژ به حساب می آید. اما در صورت قرار گرفتن در حالت بار جزئی چیلر های سانتریفیوژ نمیتواند از حداکثر راندمان جهت تولید سرمایش استفاده کند و در نتیجه باعث به وجود آمدن پدیده ای به نام سرج (surge)  شده و با تولید سر و صدای بسیار زیاد باعث ارتعاش در چیلر می شود.

چیلر سانتریفیوژ نیز مانند انواع چیلر های تراکمی دیگر شامل اجزای اصلی از جمله کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط ، اواپراتور، تابلو برق، سیستم کنترلی و محفظه آب می باشد.

چیلر سانتریفیوژ- گریز از مرکز

 

 

کمپرسور سانتریفیوژ

همانطور که میدانیم وظیفه کمپرسور فشرده کردن گاز مبرد است. یکی از این مکانیزم ها کمپرسور سانتریفیوژ و یا کمپرسور گریز از مرگز است. این کمپرسور جزو کمپرسورهای دینامیکی می باشد که در آن فشرده سازی سیال به صورت دائمی می باشد. نرخ فشار پایین و ظرفیت هوادهی بالا از ویژگی های کمپرسور سانتریفیوژ می باشد.

اجزای اصلی کمپرسور سانتریفیوژ:

  • منفذ ورودی
  • روتور یا پروانه
  • دیفیوزر
  • کلکتور
  • ورودی

یک لوله است که شامل شیر، تیغه یا همان ایرفویل و ادوات اندازه گیری فشار و دما می باشد.

پروانه

عمل اعمال انرژی توسط ایمپلر impeller که بخش اصلی کمپرسور می باشد انجام میشود. مجموعه ای از پره ها یا تیغه ها که با چرخش خود باعث افزایش انرژی گاز می شوند ایمپلر نام دارد. در کمپرسورهای سانتریفیوژ گاز به واطه افزایش شعاع پروانه افزایش انرژی می یابد.

دیفیوزر

تبدیل انرژی جنبشی که توسط ایمپلر افزایش یافته به فشار استاتیک وظیفه دیفیوزر می باشد. در واقع در این قسمت گاز فشرده می شود. این کار با کاهش تدریجی سرعت گاز انجام می شود. انواع دیفیوزر ها پره دار، بدون پره و یا ترکیبی هستند.

کلکتور

کارکرد کلکتور در کمپرسور سانتریفیوژ جمع آوری گاز خروجی از دیفیوزر و حرک آن به سمت کندانسور با استفاده از لوله است . دو نوع کلکتور وجود دارد : کلکتور پلنیوم و کلکتور حلزونی. اگر دیفیوزر به یک محفظه بزرگ تخلیه شود کلکتور به نام پلنیوم شناخته می شود و اگر دیفیوزر به قطعه ای مارپیچی شکل تخلیه شود به کلکتور آن حلزونی یا اسکرال گفته می شود.

 

پیشنهاد ویژه: درباره چیلر اسکرال مدولار هوا خنک ساخت شرکت تاپ تهویه بیشتر بدانید..

 

نحوه کار کمپرسور سانتریفیوژ

در این نوع کمپرسور ابتدا مبرد توسط پره ها به سمت مرکز پروانه هدایت می شوند و سپس توسط نیروی گریز از مرکز به سوی محیط پروانه به سمت بیرون پرتاب می شوند. سپس مبرد از یک محفظه حلزونی مارپیچ عبور کرده که باعث میشود این انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل شود.

فشار کلی کمپرسور سانتریفیوژ وابسته به نسبت فشار هر مرحله است. بعد از آنکه مبرد از هر پروانه دوار عبور کرد سرعت آن کاهش می یابد. دمای مبرد در ورودی هر مرحله تاثیر مستقیم بر توان مورد نیاز کمپرسور دارد. به همین دلیل معمولا بین مراحل خنک کاری انجام میشود.

اواپراتور چیلر سانتریفیوژ

اواپراتور دستگاهی است که گرما را از محیط گرفته و سرد می کند. هدف از قرار دادن اواپراتور در این سیستم دریافت حرارات سیال حامل انرژی در سیستم و انتقال این حرارات به مبرد می باشد. ماده مبرد در حین عبور از درون لوله ها ، توسط جذب حرارات آب اطراف لوله ها تبخیر می شود سپس ماده مبرد به کندانسور انتقال یافته و در آنجا حرارت موجود در مبرد حذف می شود. آبی که حرارت خود را از دست داده به شدت سرد می شود.

اواپراتور چیلر بسته به نوع کاربرد آن از نوع پوسته و لوله یا صفحه ای است.

کندانسور چیلر سانتریفیوژ

وظیفه کندانسور در چیلر سانتریفیوژ سرد کردن و به مایع تبدیل کردن گاز مبرد خروجی از کمپرسور است. همانند دیگر چیلر های تراکمی کندانسور چیلر سانتریفیوژ نیز به دو نوع کندانسور آب خنک و کندانسور هوا خنک تقسیم می شود که چیلر سانتریفیوژ را به دو نوع چیلر سانتریفیوژ آب خنک و چیلر سانتریفیوژ هواخنک تقسیم می کند. نوع آب خنک راندمان بالاتری دارد ولی به علت نیاز به برج خنک کننده و مشکلات ناشی از مصرف آب بیشتر از چیلر تراکمی با کندانسور هوا خنک استفاده می شود که نیازی به برج خنک کننده در مدار آن نیست.

شیر انبساط حرارتی

وظیفه شیر انبساط حرارتی در چیلر سانتریفیوژ منبسط کردن مبرد جهت کاهش فشار آن و افزایش حجم مبرد میباشد که باعث جلوگیری از انتقال حرارت پیش بینی نشده از مبرد به اواپراتور می گردد. شیر انبساط حرارتی مابین اواپراتور و کندانسور تعبیه می شود. به تعبیری دیگر شیر انبساط در هنگام نیاز به تولید سرما اجازه ورود مبرد به اواپراتور را داده و موجب تبدیل حالت مبرد از مایع به گاز می شود. انواع مختلفی از شیر انبساط وجود دارد که شیر انبساط حرارتی، شیر انبساط الکتریکی و شیر انبساط روزنه ثابت پرکاربرد تر می باشد.

 مزایا و معایب چیلر سانتریفیوژ 

مهمترین مزایا چیلر عبارت اند از:

تامین ظرفیت های بالا تا 2000 تن تبرید با استفاده از چیلر سانتریفیوژ امکان پذیر است.

در حالت تمام بار (Full Load) راندمان دسنگاه بسیار بالا است که این ویژگی یکی از مهمترین مزایا چیلر های سانتریفیوژ به حساب می آید.

عمل فشرده سازی در چیلر سانتریفیوژ می تواند در چندین مرحله انجام پذیرد.

چیلر سانتریفیوژ با کندانسور آبی راندمان بالاتری دارد.

ابعاد چیلر بسیار جمع جور یا Compact است و بنابراین فضای کمی را اشغال می کند.

هزینه نگهداری پایین و قابلیت اطمینان بالا به علت تعداد قطعات کم و تعداد کمتر قطعات درگیر با هم  .

لرزش و سر و صدای کمتر به علت حرکت یکنواخت گاز.

از معایب چیلر سانتریفوژ می توان گفت که در حالتی که بار جزیی بر روی کمپرسور باشد دستگاه نمی تواند با راندمان بالایی کار کند و پدیده ای به نام سرج ( surge ) در چیلر پدید می آید که همراه با سر و صدای زیاد و ارتعاش می باشد. همچنین تعمیر چیلر نیز بسیار تخصصی تر از تراکمی می باشد.