مقدمه: به طور کلی دستگاه های تولید کنند سرما و چلیرها نیاز به نگهداری های ویژه ای دارند. برخی از این نگهداری ها و مراقبت ها در دفترچه راهنمای چیلرها آمده است. قطعا یکی از مهم ترین کارها در طرز کار چیلر، توجه به نکات مهم جهت نحوه روشن كردن چيلر است. در ادامه سعی شده است تا نکات طلایی جهت نگهداری چیلرهای جذبی و تراکمی را شرح دهیم.
در مقاله ی زیر به توضیح اینکه دستگاه چیلر چیست؟ و کاربرد آن چیست؟ می پردازیم. همچنین به بررسی انواع چیلرها به همراه نحوه ی کارکرد آنها و قطعات جانبی که در هر کدام وجود دارد به صورت کامل می پردازیم.
واژه ی لاتین Chill به معنای سرمای گرفته شده (سرد کردن) می باشد و چیلر نام خود را از این واژه گرفته است. کار اصلی دستگاه چیلر سرد کردن آب یک مدار مشخص می باشد. تمام تلاش ما در این مقاله این است که همانند مطالب قبلی خیلی ساده به توضیحات بپردازیم، بنابراین اگر احساس کردید در بعضی جمله ها از مطالب غیرتخصصی رشته مهندسی مکانیک استفاده شده به منظور فهم ساده تر مطالب تخصصی بوده است.
چیلرها از نظر نحوه ی کارکرد به دو دسته ی مهم تقسیم بندی می شوند :
نکته : نوع دیگری از چیلرها وجود دارند با نام چیلرهای سانتریفیوژ که در ادامه به توضیحات آنها خواهیم پرداخت . قبل از توضیح راجع به چیلرها در همین ابتدا راجع به این دو تقسیم بندی بزرگ مقداری صحبت کنیم. چیلرهای تراکمی همانطور که از اسم آنها پیداست از سیکل تراکمی پیروی می کنند، بنابراین بدون درنظر گرفتن مدل های مختلف با مصرف برق (انرژی الکتریکی) تولید سرما می کنند.
این در صورتی می باشد که چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی گرمایی (انرژی حرارتی) تولید سرما می نمایند و در ضمن از نظر ساختار قطعاتی بسیار ساده تر از چیلرهای تراکمی می باشند. تفاوت های بسیار بیشتری وجود دارد که در ادامه به آن می پردازیم . در این بخش به توضیح چیلر تراکمی می پردازیم. اگر هنوز به خوبی متوجه نشده اید که چیلر چیست و نحوه عملکرد آن به چه صورت است مطالعه مقاله “چیلر چیست” می تواند مفید باشد.
قبل از هر چیز پیشنهاد من این است که مروری به مقاله ی تبرید در سایت داشته باشید. هر سیستم تهویه که برای تبرید از سیکل تراکمی پیروی کند باید قطعات اصلی زیر را داشته باشد.
چیلر تراکمی نیز دارای این قطعات می باشد و از قوانین سیستم های تبریدی تبعیت می کند. تنها فرق آن با سیستم های دیگر در ساختار بعضی قطعات مانند اواپراتور، همچنین سیستم های کنترلی مانند سنجش دمای قسمت های خاص می باشد.
چیلرهای تراکمی خود دو تقسیم بندی بزرگ دارند :
همان طور که در قسمتهای قبلی متوجه شدید، چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کندانسور یا پنل خارجی، به دو نوع چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک تقسیم میشوند. همچنین چیلرهای تراکمی شامل اجزای کمپرسور، شیر انبساط، کندانسور و اواپراتور (پنل داخلی) هستند.
ممکن است برای شما این سؤال پیش بیاید که طرز کار چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک به چه صورت است؟ اگر قصد این را دارید که به پاسخ سؤال خود برسید، توصیه میشود تا ادامه مطالب را از دست ندهید.
سیستم تهویه چیلر تراکمی هوا خنک، معمولاً در ساختمانهای اداری، مسکونی و تجاری بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین این سیستمهای تهویه به دلیل قدرت بالای سرمایشی و گرمایشی، در صنایعی که با آب دما پایین سروکار دارند، استفاده میشود.
علاوه بر آنچه در ارتباط با اجزای اصلی چیلر تراکمی هوا خنک گفته شد، لوله انتقال دهنده گاز و مایع مبرد، موتور الکتریکی و آب نیز در نحوه عملکرد چیلر تراکمی هوا خنک، بسیار مؤثر هستند. به طور کلی، گرمای هوا توسط چیلر تراکمی هوا خنک، به سرمای تولید شده توسط اواپراتور (پنل داخلی) تبدیل میشود.
زمانی که توسط اواپراتور چیلر تراکمی، آب سرد با دمای حدود 7 درجه سانتی گراد تولید میشود، به وسیله پمپ سیرکولاتور، این آب سرد به سمت فن کویل و هوا ساز حرکت میکند. در نهایت نیز هوای خنک از طریق کندانسور و اواپراتور به محیط میرسد. توجه کنید که در این نوع چیلر، نیازی به استفاده از برج خنک کننده وجود ندارد.
تنها فرق چیلرهای تراکمی آب خنک با چیلرهای تراکمی هوا خنک در قسمت کندانسور می باشد که برای توضیح آن ابتدا نیاز است به تعریف برج خنک کن بپردازیم.
این نوع چیلرهای آب خنک، بر عکس نوع هوا خنک که در پشت بام نصب میشوند، در داخل موتورخانه قرار میگیرند. توجه کنید که این نوع چیلر تراکمی، نیاز به ابعاد بزرگتری دارد و به همین دلیل در این مکان نصب میشود. همچنین برج خنک کننده نیز در این نوع چیلر، مورد استفاده قرار خواهد گرفت.
توجه کنید که در چیلر تراکمی آب خنک، آب با دمای حدود 7 درجه سانتی گراد، توسط پمپ سیرکولاتور از چیلر گرفته خواهد شد و به هواساز و اواپراتور جهت سرمایش محیط فرستاده میشود. در این نوع چیلر، بازیابی آب نیز برای صرفه جویی در انرژی مورد استفاده قرار میگیرد. به این نحو که آب با دمای حدود 12 درجه، دوباره توسط پمپ سیرکولاتور وارد اواپراتور خواهد شد.
همواره توجه کنید که اگر قصد استفاده از سیستم تهویه در محیطهای با متراژ بالا را دارید، این نوع را انتخاب کنید. زیرا دارای ظرفیتهای بسیار بالاتری به نسبت چیلرهای نوع هوا خنک هستند. در ادامه توضیحات در رابطه با طرز کار چیلر آب خنک، میتوان گفت که آب خروجی از کندانسور با دمای 36 درجه سانتی گراد، مجدداً وارد برج خنک کننده میشود که معمولاً در پشت بام منازل قرار میگیرد، و موجب خواهد شد که دمای آب تا 32 درجه سانتی گراد خنک شود و دوباره به کندانسور برگردد. این عمل موجب خواهد شد تا فشار کمتری به سیستم تهویه وارد شود.
دستگاهی می باشد که بسته به ظرفیت چیلر طراحی می شود. در مدل های بسیار قدیمی از یک مدل چوب خاص برای ساختن آن استفاده می شده است. جنس آن معمولا از ورق گالوانیزه یا فایبرگلاس می باشد. مطالعه مقاله “آموزش ویدئویی تست ترموکوپل” نیز می تواند مفید باشد.
آب قسمت کندانسور چیلر (در چیلر تراکمی) به وسیله ی لوله وارد قسمت بالایی می شود و در آنجا به وسیله ی پخش کننده ها به سطح قسمت هایی به اسم پکینگ می ریزد (پکینگ ورقه هایی از جنس های مخصوص pvc با ضخامت حدود 5 میل می باشند) که به صورت ورقه ورقه می باشد، بر روی سقف یک عدد موتورفن داریم که یک فن بزرگ را به حرکت درمی آورد و این فن باعث می شود هوا از پایین برج به سمت سقف در حرکت باشد عبور هوا از این بین و عبور آب از کنار آن باعث تبخیر و کاهش دمای آب می شود.
معمولا آبی که از بالا می ریزد 32 درجه سانتی گراد و آبی که از پایین پکنیگ ها خارج می شود 28 درجه سانتی گراد می باشد. در برج های گالوانیزه ممکن است این مجموعه فن در پایین قرار بگیرد اما به هرحال مکانیزم خنک کردن آب به همان صورت می باشد که توضیح دادیم.
حال در چیلر آب خنک مراحل زیر را داریم :
نکته : در سیکل تبرید در قسمت کندانسور گاز داغ به مایع داغ تبدیل می شود (مبرد تغییر فاز می دهد) در چیلر آب خنک این تغییر حالت که به عمل تقطیر معروف است .به این شکل است که آب برنج خنک کن وارد کندانسور می شود و در سمت دیگر کندانسور مبرد (گاز) سیکل تراکمی در جریان می باشد. بنابراین این آب با دمای 28 درجه سانتی گراد در کندانسور با کاهش دمای گاز (مبرد) باعث تغییر فاز آن به مایع مبرد می شود.(این 28 درجه یک دمای استاندارد است که بسته به شرایط ممکن است تغییر کند)
سوال : در قسمت کمپرسور واژه ای به نام آنلودر شنیدیم آنلودر چیست و چه کاربردی دارد؟
قبل از توضیح آنلودر توضیحاتی راجع به انواع کمپرسور می دهیم که در چیلرها از آنها استفاده می شود. کمپرسورهایی که در چیلرها مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از :
3کمپرسور اول یعنی پیستونی، اسکرال و اسکرو به این دلیل که با به دام دام انداختن مبرد در محفظه ی کمپرسور و سپس کاهش حجم آن مبرد را فشرده می نمایند به کمپرسورهای جابه جایی مثبت معروف هستند.
اما در کمپرسورهای سانتیرفیوژ تبدیل انرژی جنبشی به پتانسیل را برای فشرده سازی مبرد داریم ،به این صورت که پروانه های کمپرسور با چرخش در دور بسیار بالا باعث می شوند مبرد در مرکز نیروی گریز از مرکز قرار بگیرد و سپس این سرعت به فشار تبدیل شود که به همین دلیل به این کمپرسورها، کمپرسور دینامیکی نیز می گویند.
حال آنلودر در کجا قرار دارد؟ در کمپرسورهای پیستونی در دو زمان ما نیاز داریم که میزان مصرف را مقداری کاهش دهیم اول زمانی می باشد که دستگاه با تمام ظرفیت استارت می کند و اگر مصرف را کاهش ندهیم، شدت جریان (مصرف برق) بیش از حد خواهیم داشت که امکان آسیب رسیدن به سیستم (برق قدرت) می باشد.
دوم اینکه در هنگامی که دمای آب سیستم به حدی کاهش پیدا کرده که سیستم نزدیک به دمای اتومات است و ترموستات تا دو الی 3 درجه سانتی گراد دیگر دستگاه را خاموش می کند نیازی نداریم کمپرسور با تمام ظرفیت کار کند. این خود می تواند باعث برگشت مایع مبرد به کمپرسور و آسیب رسیدن به قطعات شود. حال آنلودر در این دو زمان وارد مدار می شود. UNLOADER تجهیزی است که به وسیله ی یک موبین الکتریکی و یک اهرم از ورود و خروج گاز (مبرد) به سیلندرهای اضافه جلوگیری می کند که در واقع کمپرسور در توان پایین تری کار خواهد کرد. این تجهیز به این صورت که توضیح داده شد فقط مختص کمپرسورهای پیستونی می باشد.
نکات :
کمپرسور های اسکرال (مار پیچی) :
دارای یک مارپیچ ساده و یک مارپیچ متحرک می باشد که مبرد وارد شده بوسیله ی مارپیچ متحرک به دام افتاده و با کاهش حجم فشرده می شود. این کمپرسور معمولا برای مینی چیلرها بیشتر استفاده می شود و توانایی فشرده سازی حجم بالای گاز در چیلرهای بزرگ را ندارد. اگر درباره مینی چیلرها به دنبال اطلاعات بیشتری هستید مطالعه مقاله”نحوه عملکرد مینی چیلر” را به شما پیشنهاد می کنیم.
کمپرسور های اسکرو :
که از نظر ساختار به دو نوع بوده :
کمپرسورهای اسکرو نیز مشابه کمپرسورهای اسکرال با به دام انداختن مبرد در بین فضای اسکروها و کاهش حجم ، فشار مبرد را افزایش می دهد. کمپرسورهای اسکرو هم مانند کمپرسورهای پیستونی دارای آنلودر می باشند اما با یک فرق بسیار بزرگ و آن این است که این کنترل ظرفیت در ورودی مبرد به کمپرسور می باشد و در ضمن از ظرفیت حداقل 25% شروع می شود. مطالعه مقاله “مقایسه بین چیلر و اسپلیت” می تواند مفید باشد.
بنابراین راندمان بسیار بالاتر و خرابی کمتری نسبت به کمپرسور پیستونی خواهد داشت. در ضمن کمپرسورهای اسکرو در ظرفیت های بسیار بالا نیز ساخته می شوند و فقط یک نکته در مورد آنها حائز اهمیت است و آن این است که به شدت به برگشت مایع مبرد در سیکل حساس می باشند.
نکته : در کمپرسورهای پیستونی تجهیز آنلودر فقط برای ظرفیت 10 تن به بالا (35kw) به بالا در طراحی و ساخت درنظر گرفته می شود. در ضمن روش غیرمعمول دیگری نیز وجود دارد که بین مسیر ساکشن و دیسشارژ یک چرخش ایجاد کنیم اما بسیار برای سیستم خطرناک می باشد.
از نظر ساختار قسمت های اصلی با چیلر آب خنک یکی می باشد به جز بخش کندانسور.
در واقع کندانسور چیلر هوا خنک یک کویل مسی می باشد که در آن هوای نسبتاً خنک محیط توسط فن از روی فین های آن عبور داده می شود (همانند آنچه در کولرگازی گفته شد) که با دریافت گرما از مبرد باعث تغییر فاز آن از گاز به مایع (تقطیر) می شود.
نکته : در مناطقی که رطوبت هوا زیاد باشد و باعث عدم کارایی برج خنک کن می شود از چیلر هوا خنک استفاده می شود.
قطعات جانبی یک چیلر تراکمی (هوا خنک یا آب خنک) شامل موارد زیر می باشد که به توضیح کامل آن می پردازیم :
شیر سرویس | شیر تخلیه | فیلتر درایر |
شیر سلونوئید | سایت گلاس | کنترل فشار روغن |
سنسور هایپرشر | سنسور لو پرشر | ترموستات |
هیتر محفظه ی روغن | شیر اطمینان | آنتی فریز |
تابلوی برق چیلر | مدار اینتر لاک (inter lock) |
این شیر پس از کندانسور (قبل از فیلتر درایر) در ابتدای لوله ی مایع قرار دارد و به هر دلیلی نیاز به بستن مسیر خط مایع داشته باشیم از آن استفاده می شود. معمولا برای مصارف 1ـ تعویض درایرها. 2ـ تعویض یا تعمیر سلونوئید ولو. 3ـ جهت پمپ دان کردن چیلر از این شیر استفاده می شود. نام دیگر این شیر گلوپ ولو می باشد. این شیر در سایزهای مختلفی وجود دارد که بسته به سایز لوله انتخاب می شود.
نکته : Pump down (پمپ دان) چیست؟ منظور از پمپ دان در دستگاه چیلر جمع کردن مبرد (که البته به صورت مایع می باشد) داخل بخش کندانسور دستگاه می باشد. توجه داشته باشید منظور از مبرد همان گاز می باشد.
در ضمن طراحی بعضی از دستگاه ها به این گونه می باشد که در هنگام اتومات کردن دستگاه در ابتدا قطعه ی سلونوئید ولو عمل کرده و سپس دستگاه به حالت پمپ دان می رود، این عمل همچنین از برگشت مایع به کمپرسور در لحظه ی استارت جلوگیری می کند و در ضمن از فرار روغن کمپرسور که به همراه مبرد در مدار چیلر در حال چرخش است به داخل اواپراتور جلوگیری می نماید.
چگونه باید دستگاه چیلر را پمپ دان (Pump down) کنیم؟
قبل از توضیح نحوه ی پمپ دان کردن دستگاه چیلر بهتر است بدانیم این عملیات برای دو منظور انجام می شود:
نکته : چیلر دستگاه بزرگی می باشد و در ظرفیت های بالا ساخته می شود بنابراین گاز داخل آن (مبرد) در حجم بالا و وزن زیاد می باشد، در صورت نشتی به هر دلیلی و تخلیه مبرد هزینه های سنگین به مالکین دستگاه وارد خواهد کرد. حال برای انجام عملیات پمپ دان مراحل زیر را به ترتیب طی کنید :
حال یک سوال پیش می آید که ما خروجی کندانسور را با یک شیر می بندیم قسمت ورودی آن که باز است چگونه مبرد از آن قسمت فرار نمی کند؟
جواب این سوال این است که لوله ی دیسشارژ (خروجی) از کمپرسور خود دارای یک شیر یکطرفه می باشد و یا عملکردی مشابه آن دارد و همان طور که می دانید این لوله بلافاصله پس از خروج از کمپرسور وارد کندانسور می شود. البته می تواند قطعاتی مانند مافلر در سر راه خود داشته باشد که برای صداگیری از آنها استفاده می شود. به هرحال بهتر است شیر دیسشارژ کمپرسور نیز در انتهای عملیات Pump down بسته شود.
از این شیر جهت تخلیه ی مبرد و یا شارژ گاز دستگاه چیلر استفاده می شود. این شیر از جنس برنج می باشد و معمولاً بر روی درب فیلتر درایر نصب می شود.
در زمان راه اندازی ابتدایی و هر زمان دیگر به هر دلیلی در سیستم آلودگی وجود داشته باشد توسط فیلتر درایر جذب می شود و از ورود و آسیب رسیدن به سیستم جلوگیری به عمل می آورد. در تمام سیستم های برودتی فیلتر دایرها در مسیر مایع مبرد نصب می شوند.
درایر یا خشک کن در مسیر گاز مبرد قرار داده می شود تا رطوبت موجود در مایع مبرد را جذب کند.
در ضمن فیلتر درایر بیشتر در دستگاه هایی استفاده می شود که با مبرد R22 کار می کنند. اهمیت استفاده از فیلتر درایر چیست؟ در سیستمهای برودتی بخصوص چیلر ها عدم رطوبت از اهمیت خاصی برخوردار است، زیرا به هر دلیلی رطوبت در سیستم وجود داشته باشد در فشارهای پایین به مایع تبدیل می شود و این مایع به همراه مبرد وارد کمپرسور شده و باعث از بین رفتن قطعات کمپرسور می شود. حتی در بسیاری از موارد باعث یخ زدگی در شیر اکسپنشن و مسدود شدن جریان گاز می شود که در قسمت تعمیرات چیلرها به صورت کامل توضیح خواهیم داد.
در مدار چیلر یک شیر مغناطیسی وجود دارد که شامل دو بخش است : اول مکانیکی و دوم الکتریکی که این دو قسمت به هم وابسته هستند. در واقع هر موقع ترموستات فرمان کمپرسورها را قطع یا وصل نماید قبل از کمپرسور این فرمان برای شیر برقی صادر شده و بوبین الکتریکی آن قطع یا وصل می شود.
برق این سیم پیچ 220 ولت می باشد و با قطع این برق، مغناطیسی که قسمت درپوش مکانیکی را بالا نگه داشته از بین می رود و درپوش مسیر را می بندد. این عمل در واقع یک نوع پمپ دان خودکار است که در نظر گرفته شده است.
حال به توضیح این می پردازیم که چرا پمپ دان خودکار؟ جواب این سوال در محل قرارگیری این شیر می باشد. محل قرارگیری سلنوئیدولو پس از فیلتر درایر (در خط مایع مبرد) و قبل از شیر اکسپنشن و اواپراتور می باشد.
نکات :
جهت تشخیص اینکه در سیستم به چه میزان مبرد وجود دارد از (Sight Glass) استفاده می شود. محل قرارگیری سایت گلاس در خط مایع بعد از سلونوئید ولو و قبل از شیر اکسپنشن می باشد. همیشه باید در سایت گلاس مبرد را در فاز مایع ببینیم و به هر دلیلی ندیدیم و یا حباب به همراه مایع دیدیم باید به سیستم مبرد تزریق شود (البته به صورت گاز) تا زمانی که حباب ها از بین برود. در ضمن فشار مبرد نیز تنظیم شود.
نکات :
این قطعه برای اطمینان از روغن کاری کمپرسور مورد استفاده قرار می گیرد. در صورتی که فشار روغن در حد خطرناکی پایین بیاید به طور خودکار مدار برق کمپرسور قطع می گردد. پرشر روغن در دو مدل است اول قابل تنظیم و دوم ثابت که فقط در یک فشار ثابت کار
می کند.
به هر دلیلی فشار مدار دستگاه چیلر از حد نرمال بالاتر رود سنسور هایپرشر عمل کرده و برق کمپرسور را قطع می کند و همچنین به هر دلیلی در مدار دستگاه فشار مبرد از حد نرمال پایین تر بیاید سنسور لوپرشر عمل کرده و برق کمپرسور را قطع می کند. در این هنگام فقط با ریست کردن رله ها می توان دستگاه را راه اندازی کرد، البته فقط و فقط پس از رفع ایراد.
از جمله علل شایع بالا رفتن فشار می توان به گرفتن لوله های مبرد در کندانسور و یا از کار افتادن برج خنک کن اشاره کرد . علل شایع پایین بودن فشار کم بودن گاز (مبرد) سیستم و سرد بودن بیش از حد آب ورودی به کندانسور از برج خنک کن می باشد، که در صورت ادامه می تواند باعث برگشت مایع مبرد به کمپرسور و آسیب جدی رساندن به قطعات کمپرسور شود.
برای کنترل درجه حرارت آب ورودی اواپراتور از کنترل کننده ای به نام ترموستات استفاده می شود. مدار برق چیلر از ترموستات می گذرد و زمانی که درجه دمای آب به حد تنظیم شده برسد ترموستات فرمان کارکرد کمپرسور و شیر سلونوئید را قطع می کند به این صورت که فاز ارسالی به کنتاکتور راه اندازی کمپرسور و فاز ارسالی به سلونوئید ولو را همزمان قطع می کند.
تمام روغن ها اگر در دمای پایین قرار بگیرند بسته به نوع خود به میزان مشخص دچار چسبندگی می شوند (ویسکوزیته بالا می رود) و در سیکل برودتی در این حالت تمام قسمت های کمپرسور روغن کاری و در نتیجه خنک نمی شود. برای جلوگیری از این اتفاق یک میله (در واقع هیتر) از بیرون به صورت مجزا وارد محفظه ی کارتر (پایین کمپرسور محل تجمع روغن) می شود که به محض وصل برق دستگاه چیلر وارد مدار می شود و شروع به گرم کردن محفظه ی چیلر می کند.
به همین دلیل است که در راه اندازی اولیه بهتر است کمپرسور ساعاتی وصل به برق بماند. در ضمن یک نکته ی حائز اهمیت این است که این کار باعث تبخیر مبرد مایع موجود در روی سطح روغن قبل از راه اندازه ی اولیه می باشند.
این شیر برروی پوسته ی کندانسور نصب می گردد و به هر دلیلی فشار داخل سیستم از حد مورد نظر تجاوز کند شیر باز شده و فشار را کم می کند. جنس این شیر از فلز برنج می باشد و فقط در فشار خاص عمل می کند. (عملکردی شبیه به شیر اطمینان در دستگاه پکیج دیواری)
آنتی فریز قطعه ای است که برای جلوگیری از یخ زدن احتمالی آب مدار در اواپراتور استفاده می شود. عملکرد آنتی فریز شبیه به ترموستات است اما در ساختمان قطعه فرق هایی باهم دارند. بهتر است دمای آنتی فریز روی 5 درجه سانتی گراد تنظیم شود تا ایمنی سیستم را خیلی بالا ببرد. اما به صورت معمول آنتی فریز را روی دمای 3 تا 4 درجه سانتی گراد تنظیم می کنند و هنگامی که دمای آب اواپراتور به 3 درجه سانتی گراد برسد آنتی فریز فرمان کنتاکتورکمپرسور را قطع می کند و از یخ زدگی اواپراتور جلوگیری به عمل می آید.
تابلوی برق چیلر از سنسورها شامل هایپرشر، لوپرشر، پرشر روغن، آنتی فریز و … میشود که ممکن است در برخی دستگاه ها سنسورهای بیشتری وجود داشته باشد اما این چهار سنسور حتماً باید به همراه یک کنترل فاز (باید به صورت برد یا قطعه آماده) به صورت اجباری در مدار الکتریکی قرار داشته باشد تا فقط در صورتیکه دستگاه چیلر در شرایط مناسب برای کارکرد بود روشن شود و کار کند. در غیر اینصورت خسارات مالی سنگین جهت تعمیرات تحمل خواهد کرد. قطعات دیگر که در تابلوی برق چیلر باید باشند کنتاکتورهای راه اندازی، کلید استارت و استاپ، فیوزهای اصلی، رله تایمر و رله بی متال می باشد.
این مدار مانند یک ترموستات عمل می کند و سه قسمت برقی را کنترل می کند.
راجع به پمپ های سیرکولاتور برج خنک کننده و پمپ سیرکولاتور مدار اواپراتور پیش از این توضیح کامل دادیم. توصیه می شود پمپ اواپراتور و همچنین پمپ مدار برج خنک کن دائم کار باشند و فن برج قطع و وصل گردد تا در صورت هرگونه خطای کاربر آسیبی به کمپرسور نرسد.( مخصوصاً در دستگاه های با کمپرسور اسکرو)
همواره نگهداری چیلرهای تراکمی باید با مانیتورینگ و بصورت تمام وقت صورت گیرد تا از بروز مشکلات احتمالی به سرعت با خبر شد. آشنایی با تنظیمات چیلر تراکمی، کمک شایانی میکند تا از بروز مشکلات جلوگیری کنیم. در ادامه سعی شده است تا نکات مهم در این زمینه شرح داده شود تا در مصرف انرژی صرفه جویی شود.
رسوب در لولههای چیلر تراکمی، یکی از علل های شایع در خرابی آن هاست. در همین راستا با آموزش چیلر و یادداشت روزانه فشار نقاط مختلف و سطح سیال و در نهایت مقایسه آنها با روزهای گذشته، به وجود مشکلات پی ببریم. در واقع اولین کار جهت یادگیری طرز کار چیلر تراکمی، مانیتورینگ یا یادداشت برداری مداوم از دستگاه است.
معمولا با افزایش فشار در نقاط مختلف دستگاه، پی به این موضع می بریم که رسوب اتفاق افتاده و با تمیز کردن لولهها و همچنین اسیدشویی کندانسور، بازددهی دستگاه را افزایش می دهیم.
عملکرد چیلر جذبی بسیار شبیه به چیلر تراکمی می باشد به این صورت که مبرد در فشار پایین (حالت گازی) به مبرد در فشار بالا تبدیل می شود. در سیستم های تراکمی این عمل بوسیله کمپرسور انجام می گیرد (طی فرآیند فشرده سازی).
اما در چیلرهای جذبی حالت گازی مبرد توسط ماده ی جاذب (لیتیوم که در ادامه توضیح می دهیم) جذب شده و در فشار پایین وارد پمپ محلول (پمپ سولوشن) می شود. پمپ فشار محلول را بالا برده و به قسمت ژنراتور منتقل می کند و در ژنراتور با انتقال گرما به محلول بخار مبرد با فشار بالا تولید می گردد.
بخار مبرد سپس وارد کندانسور می شود ( این کندانسور شباهت بالایی با کندانسور چیلر تراکمی آب خنک دارد) و در نهایت مبرد با تغییر فاز تبدیل به مایع می گردد. این مایع فشار بالا در یک فرآیند با انتقال به اواپراتور دچار کاهش فشار می شود و قابلیت جذب حرارت را پیدا می کند و با جذب گرما مجدد بخار کرده و چرخه مجدد تکرار می شود. نکته ی حائز اهمیت در اینجاست که این تبخیر در دمای بسیار پایین صورت می گیرد و این فقط در شرایط خلا امکان پذیر است. تمام سیستم هایی که به صورت جذبی کار می کنند از دو قسمت تشکیل شده اند :
به صورت کلی، چیلرهای جذبی، سیستمهای تهویه مطبوعی هستند که عمل سرمایش و گرمایش را به بهترین صورت انجام میدهند. لازم به ذکر است که منابع تأمین انرژی چیلرهای جذبی، ژنراتور و حرارت است. در واقع نحوه عملکرد چیلر جذبی نیز کمی شبیه به نوع تراکمی بوده، بدین صورت که مایع مبرد که معمولاً آب است، به قسمتهای دیگر ساختمان توسط پمپ سیرکولاتور فرستاده میشود و در نهایت موجب خنکسازی محیط خواهد شد.
در این نوع سیستمها، مایع مبرد که آب است، به تنهایی نمیتواند عمل خنک سازی محیط را انجام دهد، به همین دلیل از ماده جاذب در این نوع سیستمها استفاده میشود که در ادامه آنها را مورد بررسی قرار میدهیم.
نکته قابل توجه، این است که معمولاً در تمامی برندهای خارجی و داخلی چیلرهای جذبی، تنها نوع لیتیم بروماید مورد استفاده وسیع در جهان قرار گرفته است. دلیل آن نیز در دسترس بودن این ماده جاذب به نسبت سایر موارد است.
همانطور که می دانید، چیلرها جزو گران قیمتترین و حساس ترین دستگاه های موجود در موتورخانههاست. از همین رو سعی شده است تا نکات طلایی طرز کار چیلرها و نگهداری آن ها را شرح دهیم تا از مشکلات بزرگ درچیلرهای جذبی جلوگیری کنیم.
نکات مهم مربوط به راهاندازی اولیه چیلر جذبی
همانطور که میدانید، چیلر جذبی یک دستگاه سرماساز است و در فصول گرم سال مورد استفاده قرار میگیرد. از همین رو زمانی که هوا رو به سردی میرود، نیاز است تا دستگاه خاموش شود، اما خاموش کردن چیلر جذبی به این راحتی نیست و نیاز به دستورالعملهایی دارد و باید به طرز کار چیلر جذبی توجه شود. در ادامه سعی میشود تا نکات مهم در این زمینه شرح داده شود.
همواره قبل از شروع شدن فصول گرم سال، باید از سالم بودن دستگاه چیلر جذبی اطمینان حاصل کرد. زیرا اگر این کار صورت نگیرد، خیلی دیر از مشکلات دستگاه آگاه میشویم و نمیتوانیم از چیلر جذبی استفاده کنیم. در ادامه نیز با طرز کار چیلر در هنگام روشن کردن آشنا خواهیم شد.
مراحل بخار مبرد و جذب توسط لیتیوم در بالا توضیح داده شد. نکته ی حائز اهمیت آنجاست که باید توضیح دهیم مبرد (آب مقطر) چگونه با تبخیر، گرمای محیط را می گیرد. مگر نه آن که آب در 100 درجه ی سانتی گراد جوش می آید؟
با ما همراه باشید تا به صورت کامل راجع به این موضوع توضیح دهیم. نقطه ی جوش آب در فشار اتمسفر در حدود 100 درجه ی سانتی گراد می باشد. در واقع با تغییر فشار نقطه ی جوش هم به شدت پایین می آید. حال برای این کار چه باید کرد (کاهش فشار)؟
اگر در یک محیط کاملا بسته بوسیله ی دستگاه مناسب (وکیوم) هوا را تخلیه کنیم یعنی به سمت خلاء برویم هرچه این تخلیه ی هوا بیشتر باشد فشار کمتر شده و آن نقطه ی جوش که راجع به آن صحبت کردیم پایین تر می آید تا جایی که در هنگام خلاء نسبی در محیط آب در دمای 5 درجه ی سانتی گراد تبخیر می شود . مطالعه “مزایا و معایب مینی چیلر” را پیشنهاد می کنیم.
چون فرآیند تبخیر گرماگیرمی باشد دمای آب این بخش (فن کوئل ها، هواسازها و یا قطعات صنعتی) که شامل همان اواپراتور است پایین می آید. حال برویم سراغ این بخش که ژنراتور چیلر جذبی گرمای مورد نیاز خود را از کجا تامین می کند ؟ موارد زیر را داریم :
به هرحال تقسیم بندی چیلرهای جذبی به سه شاخه اصلی می باشد :
قبل از هر توضیحی باید بدانید که تمام چیلرها و سیستم های برودتی به شدت به هوا حساس می باشند و هرچه سیکل خلاء بیشتری داشته باشد راندمان آن بالاتر است. حال با فرض اینکه سیکل ما کاملاً خلاء و بدون هوا می باشد به توضیحات می پردازیم. در قسمت اواپراتور آب (مبرد) وارد می شود و روی لوله هایی که در درون آن آب مدار فن کوئل ها در چرخش است می ریزد و با تبخیر ،گرمای آب درون این لوله ها (اواپراتور)را می گیرد و سپس وارد مدار لیتیوم بروماید (محلول جاذب) می شود که به این قسمت ابزوربر می گوییم.
قبل از اینکه به قسمت ابزوربر وارد شوم نیاز است یک توضیح بدهم. با اینکه مبرد (آب) از طریق نازل های خاص به روی لوله ها می پاشد همواره مقداری آب در اواپراتور سرد می شود و تبخیر نمی شود که برای رفع این ایراد دو تدبیر اندیشیده شده است. اول اینکه یک کویل وجود دارد که با گرمای خود باعث تبخیر آب( مبرد) می شود و آب درون این کویل نیز قابل استفاده است. دوم در پایین اواپراتور یک پمپ تعبیه شده که مرتباً آب را به نازل ها هدایت می کند و مبرد (آب) مجدد به روی لوله ها می پاشد و تبخیر می شود، بنابراین راندمان بالا می رود.
حال در قسمت بعدی این مبرد که در حالت بخار است توسط محلول لیتیوم بروماید جذب می شود (محدوده ی ابزوربر) حال در این قسمت نیز بازده صد در صدی نداریم، بنابراین پمپ ابزوربر با پاچش لیتیوم بروماید در ابزوربر قدرت جذب را بالا می برد و بنابراین راندمان بیشتر می شود. اگر سیکل به همین ترتیب ادامه یابد محلول ابزوربر کاملا رقیق می شود و عملکرد خود را از دست می دهد. بنابراین یک پمپ با نام پمپ محلول این ترکیب شیمیایی را به قسمت بعدی دستگاه یعنی ژنراتور می برد. حال کار ژنراتور چیست؟
کار ژنراتور گرم کردن محلول لیتیوم بروماید و آب می باشد. بنابراین برای این گرما نیازمند انرژی گرمایی است که این انرژی را به سه روش تأمین می کند.
در نهایت با این گرما(در ژنراتور)، مبرد (آب) با فشار بالا مجدد تبخیر شده و وارد کندانسور می شود و لیتیوم بروماید غلیظ مجدد وارد ابزوربر می شود. در کندانسور که از یک طرف به برج خنک کن وصل است و آب مدار برج خنک کن در حال سیرکوله شدن است(مشابه کندانسور تراکمی آب خنک) مبرد با فشار و دمای بالا به مبرد مایع (با عمل تقطیر) تبدیل می شود و در آنجا با کاهش فشار به سمت اواپراتور حرکت می کند. به این ترتیب سیکل ما کامل می شود.
نکته : در کندانسور مبرد و آب در حال گردش (عبور) و همچنین در اواپراتور مبرد و آب در حال گردش فقط از طریق لوله ها در تماسند و هیچ ارتباطی به صورت مستقیم ندارند.
دو نکته ی حائز اهمیت:
این چیلرها راندمان بسیار بهتری نسبت به چیلرهای جذبی تک اثره دارند زیرا دارای دو ژنراتور می باشند. حال این دو ژنراتور چه کارایی دارد؟در چیلرهای تک اثره پس از ژنراتور ،آب گرمای خود را در کندانسور از دست می دهد ، کندانسور نیز این گرما را در برج از دست می دهد. چیلر های جذبی دو اثره در واقع دو ژنراتور و دو مبدل دارند. در مبدل اول مطابق آنچه در ژنراتور چیلرهای تک اثره اتفاق می افتاد داریم اما مبدل دوم کجاست؟ بخشی از گرمای کندانسور که توسط برج خنک کن باید خنک شود توسط یک مبدل برای غلیظ کردن محلول رقیق استفاده می شود. بکارگیری این روش چند مزیت دارد :
کنترل سیستم چیلر جذبی :
الف) یک سنسور آب سرد داریم که به یک کنترل کننده به نام Cwc متصل می شود و گزارش لحظه به لحظه ی آب سرد را می دهد. باتوجه به گزارش این سنسور مقدار بازبودن شیر بخار تغییر می کند. در نتیجه اگر آب سرد خروجی اواپراتور کم باشد این شیر بخار بیشتر بسته می شود. حال چرا این را می گوییم؟ علت آن این است که هرچه بخار آب بیشتری عبور کند (شیر بخار بیشتر باز باشد) مایع بیشتری از محلول جدا شده و در نتیجه محلول غلیظ تر می شود در نتیجه ظرفیت سیستم افزایش می یابد و همینطور عکس این قضیه نیز صادق است.
ب) اگر درجه حرارت برج خنک کننده پایین باشد بخار بیشتری در داخل کندانسور تقطیر می شود و به مایع تبدیل می گردد. در نتیجه ژنراتور بهتر عمل می کند و قدرت جذب محلول بالا رفته و بنابراین ظرفیت دستگاه افزایش می یابد. در مورد این موارد یک کلیپ آموزشی در آپارات قرار خواهم داد که بهتر این موارد را درک کنید.
نکته : توجه کنید که کاهش حرارت آب کندانسور سبب افزایش فعالیت ژنراتور می گردد بنابراین وقتی دمای کندانسور پایین است نباید از دستگاه به صورت 100% استفاده کرد. دمای آب برج خنک کن بوسیله ی یک ترموستات تنظیم می شود که در واقع کنترل کننده ی فن برج می باشد.
یک نکته ی مهم : دستگاه های ابزوربشن به گونه ای ساخته می شوند که محلول و مایع مبرد (آب) می توانند به مدار یکدیگر بروند و در نتیجه ظرفیت دستگاه را تغییر بدهند. انتقال محلول و مایع مبرد به مدار یکدیگر وقتی درجه حرارت آب برج کم است انجام می گیرد.
یک بخش بسیار خوب در طراحی چیلر جذبی قسمت سر ریز مایع مبرد است به اینگونه که وقتی ظرفیت دستگاه به صورت کامل در حال استفاده است مایع مبرد شروع به سرریز کردن می کند، بنابراین وقتی ظرفیت دستگاه به صورت کامل پر شده است می توانیم آب مقطر (مبرد) به سیستم اضافه کنیم تا جایی که سرریز کند.
در ضمن در قسمت ابزوربر یک سایت گلاس بزرگ داریم برای دیدن سطح مایع رقیق شده که در هنگام کارکرد دستگاه با 100% ظرفیت باید سطح محلول را در پایین ترین قسمت سایت ببینیم چون حداکثر مقدار مایع مبرد باید در این لحظه مابین انتهای کندانسور و ابتدای اواپراتور باشد و بلعکس این قضیه هم صادق است هرچه مقدار ظرفیت دستگاه را کاهش دهیم مبرد کمتری از ابزوربر خارج می شود و سطح این محلول به حداکثر میزان خود در این بخش می رسد.
وقتی غلظت محلول سولوشن زیاد باشد می تواند به راحتی در مبدل حرارتی سبب کریستالیزاسیون شود. به این ترتیب بلورهای نمک در لوله های مابین ژنراتور تا ادوکتور ایجاد می شود و مسیر حرکت محلول مسدود می شود. در تمام مدل های ابزوربشن یک لوله ی ضد کریستالیزاسیون وجود دارد که در هنگام مسدود شدن مسیر و بالا آمدن سطح محلول غلیظ این محلول را به داخل ابزوربر بای پاس می کند.حال از کجا متوجه بشویم که دستگاه کریستال کرده است؟
کافیست لوله ی ضد کریستال را با دست به صورت لحظه ای لمس کنیم (مراقب باشید گرما باعث آسیب رسیدن به دست نشود) اگر لوله ی ضد کریستال داغ بود این بدان معنی می باشد که محلول غلیظ در حال بای پاس شدن است اما اگر درجه حرارت لوله ی ضد کریستال عادی بود (یا کمی بیشتر از عادی) نشانه ی این است که محلولی از آن عبور نمی کند.
4 دلیل برای کریستال کردن یک چیلر جذبی داریم :
این قسمت در عیب یابی به صورت کامل توضیح داده خواهد شد.هم چنین مطالعه مقاله “عیب یابی چیلر” را پیشنهاد می کنیم.
چگونه می توان کریستال شدن چیلر جذبی را تشخیص داد؟
حال اگر متوجه شدیم چیلر جذبی کریستال شده چه کاری باید انجام دهیم؟
دو کار قبل از هر چیز جزء مهمترین کارها محسوب می شوند:
اول اگر استرس گرفتید یک لیوان آب بخورید و تمرکز حواس خود را به دست آورید اصلا نباید بدون تمرکز کار کنید اگر دیدید در این شرایط قرار گرفته اید به نظر من فضا را برای چند دقیقه ای ترک کنید و آرامش خود را با صحبت تلفنی به دست آورید، مراحل را بررسی کنید و مجدد وارد موتورخانه شوید.
دوم به هیچ عنوان دستگاه چیلر جذبی که کریستال شده نباید خاموش کنیید و فقط مراحل زیر را به ترتیب انجام دهید.
نکته : این مواردی که گفته شد برای کریستال گرم می باشد. نوع دیگری از کریستال وجود دارد که در آن محلول یخ می زند و به کریستال سرد معروف است .برای رفع کریستال سرد تمام مراحل فوق را طی کنید اگر کریستال درست نشد و خیلی شدید بود باید مبدل حرارتی و محلول غلیظ هر دو تحت یک حرارت خارجی قرار بگیرند.
چیلر جذبی یک دستگاه کاملا آب بندی شده است تا از نفوذ موادی که مایع نمی شوند به داخل سیکل جلوگیری شود. در تمام سیستم های برودتی ورود هوا به سیستم باعث کاهش چشم گیر راندمان می شود. چیلر جذبی نیز از این قائده مستثنا نیست و در صورت ورود کوچکترین ناخالصی سیستم فشار دستگاه بالا رفته و ظرفیت به شدت کاهش می یابد. در ضمن لیتیوم بروماید یک ماده شیمیایی می باشد که در حضور هوا می تواند به شدت اثر خورندگی پیدا کند به صورتی که کل بدنه ی داخلی دستگاه از بین برود.
سیستم پرچ گیری شامل دو لوله و یک محفظه ی تخلیه و همچنین یک پمپ وکیوم و یک شیر برقی (سلونوئید ولو) می باشد. حال چه اتفاقی می افتد؟ در محفظه ی تخلیه لوله ی ابزوربر وارد می شود به مبدلی که قسمت دیگر آن وصل به رفت و برگشت برج خنک کن است. اگر به دنبال خرید بهترین نوع چیلر هستید می توانید به “مشخصات بهترین نوع چیلر” مراجعه کنید.
حال از بالاترین قسمت محفظه یک لوله ،که شیر سلونوئیدی در مسیر خود دارد وارد تانک تخلیه می شود . تانک مانند یک سیفون عمل می کند و از ورود روغن وکیوم به داخل سیستم جلوگیری به عمل می آورد. این پمپ وکیوم در واقع برای خارج کردن هوا و دیگر گازهای غیر قابل میعان طراحی و استفاده می شود. در ضمن توجه کنید در صورتی که روغن پمپ پرچ گیری به میزان لازم نبود به هیچ عنوان این عملکرد را فعال نکنید.
عملیات وکیوم چیلر جذبی در آغاز هر فصل کاری ضروری می باشد. در زمان کارکرد پمپ وکیوم سطح روغن درون پمپ باید همیشه در وسط شیشه رویت باشد. در صورت بالا آمدن سطح روغن شیر تخلیه روغن پمپ را باز کنید تا آب های جمع شده در پمپ تخلیه گردد. امیدوارم با ارائه این مقاله کمک شایانی به تکنسین های عزیز شده باشد.
و در آخر…
در ابتدا سعی شد تا طرز کار چیلر و در همان راستا نکات مهم در نگهداری چیلر جذبی و تراکمی داده شود. همواره دستگاه های چیلر جذبی و تراکمی، از حساسیت زیادی برخوردارند و باید بصورت مداوم، مانیتورینگ روی آن ها انجام شود تا در صورت مشکل، خیلی زود در جهت رفع آن اقداماتی صورت گیرد.
برخی از سوالات رایج:
طرز کار چیلر تراکمی چیست؟
سیستم تهویه چیلر تراکمی هوا خنک، معمولاً در ساختمانهای اداری، مسکونی و تجاری بسیار مورد استفاده قرار میگیرد لوله انتقال دهنده گاز و مایع مبرد، موتور الکتریکی و آب نیز در نحوه عملکرد چیلر تراکمی هوا خنک، بسیار مؤثر هستند.
طرز کار چیلر جذبی چیست؟
منابع تأمین انرژی چیلرهای جذبی، ژنراتور و حرارت است. در واقع نحوه عملکرد چیلر جذبی نیز کمی شبیه به نوع تراکمی بوده، بدین صورت که مایع مبرد که معمولاً آب است، به قسمتهای دیگر ساختمان توسط پمپ سیرکولاتور فرستاده میشود و در نهایت موجب خنکسازی محیط خواهد شد.