چیلر اسکرال چیست؟
چیلر اسکرال نوعی چیلر تراکمی است که از کمپرسور اسکرال برای فشرده سازی مبرد استفاده می کند. این نوع چیلر به دلیل عملکرد ساده و راندمان بالا، به طور گسترده در صنعت تهویه مطبوع کاربرد دارد، در این مقاله از ساتراپ تهویه البرز با ما همراه باشید.
سیکل تبرید تراکمی بخار، مبنای کار یخچال، کولر گازی و بسیاری از سیستم‌های تهویه مطبوع دیگر است. این سیکل از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:
- 1. کمپرسور: بخار مبرد را با فشار و دما بالا متراکم می‌کند.
- 2. کندانسور: گرمای بخار مبرد را به محیط (هوا یا آب) منتقل می‌کند و آن را به مایع تبدیل می‌کند.
- 3. شیر انبساط: فشار مایع مبرد را به شدت کاهش می‌دهد و باعث تبخیر قسمتی از آن می‌شود.
- 4. اواپراتور: گرمای محیط را جذب می‌کند و مایع مبرد را به طور کامل به بخار تبدیل می‌کند.
چرخه تبرید به این صورت عمل می‌کند:
- بخار مبرد با دمای پایین از اواپراتور خارج می‌شود و وارد کمپرسور می‌شود.
- کمپرسور بخار مبرد را متراکم می‌کند و فشار و دمای آن را بالا می‌برد.
- بخار مبرد با فشار و دمای بالا وارد کندانسور می‌شود.
- کندانسور گرمای بخار مبرد را به محیط (هوا یا آب) منتقل می‌کند و آن را به مایع تبدیل می‌کند.
- مایع مبرد با فشار بالا از کندانسور خارج می‌شود و وارد شیر انبساط می‌شود.
- شیر انبساط فشار مایع مبرد را به شدت کاهش می‌دهد و باعث تبخیر قسمتی از آن می‌شود.
- مخلوط مایع و بخار مبرد با دمای پایین از شیر انبساط خارج می‌شود و وارد اواپراتور می‌شود.
- اواپراتور گرمای محیط را جذب می‌کند و مایع مبرد را به طور کامل به بخار تبدیل می‌کند.
- بخار مبرد با دمای پایین از اواپراتور خارج می‌شود و دوباره وارد کمپرسور می‌شود.
- این چرخه به طور مداوم تکرار می‌شود و باعث خنک شدن محیط می‌شود.
بیشتر بخوانید | تفاوت چیلر اسکرال و اسکرو چیست؟
کمپرسور اسکرال: راز قدرت چیلرهای کوچک
کمپرسور اسکرال نام خود را از حلزونی‌های به کار رفته در آن گرفته است. این کمپرسور از دو حلزونی ثابت و دوار تشکیل شده است که با چرخش حلزونی دوار، گاز مبرد بین دو حلزونی متراکم شده و تحت فشار خارج می‌شود.
عملکرد کمپرسور اسکرال
- مکش گاز: گاز مبرد با فشار کم وارد حلزونی ثابت می‌شود.
- تراکم گاز: با چرخش حلزونی دوار، فضای بین دو حلزونی به تدریج کاهش می‌یابد و گاز مبرد متراکم می‌شود.
- خروج گاز: گاز مبرد با فشار بالا از فضای میانی حلزونی ثابت خارج می‌شود.
انواع کمپرسور در چیلر اسکرال
کمپرسورهای اسکرال به دلیل عملکرد ساده و راندمان بالا، در صنعت تهویه مطبوع محبوبیت زیادی دارند. اما دنیای این کمپرسورها به اینجا ختم نمی‌شود. در این مقاله، سه نوع دیگر از کمپرسورهای اسکرال را معرفی می‌کنیم که در زمینه‌های تخصصی‌تر کاربرد دارند:
1. کمپرسورهای زیر صفری:
برای مصارف خاص در دماهای بسیار پایین (تا منفی 45 درجه سانتی‌گراد) طراحی شده‌اند.
برای مثال، در سردخانه‌های صنعتی و سیستم‌های برودتی مواد غذایی کاربرد دارند.
سری LLZ کمپرسورهای Danfoss و سری LT کمپرسورهای Copeland از این نوع هستند.
2. کمپرسورهای سرعت متغیر:
با استفاده از تکنولوژی اینورتر، سرعت چرخش حلزونی دوار را کنترل می‌کنند.
این امر امکان تنظیم دقیق ظرفیت و راندمان بالا را فراهم می‌کند.
در کاربردهایی مانند چیلرهای تهویه مطبوع با بار متغیر، بسیار مفید هستند.
بیشتر بخوانید | چیلر هوا خنک
3. کمپرسورهای دیجیتال:
از مکانیزم انطباق محوری برای کنترل ظرفیت استفاده می‌کنند.
حلزونی ثابت در این نوع کمپرسورها به صورت عمودی حرکت می‌کند.
به دلیل دقت بالا و راندمان عالی، در سیستم‌های برودتی حساس مانند یخچال‌های فریزر و تجهیزات پزشکی کاربرد دارند.
انواع چیلر اسکرال
چیلرهای اسکرال بر اساس نوع کندانسور و نحوه دفع گرمای مبرد، به دو دسته آب خنک و هوا خنک تقسیم می‌شوند:
چیلر اسکرال آب خنک:
- در این نوع چیلر، از آب برای خنک کردن مبرد در کندانسور استفاده می‌شود.
- کندانسور از نوع مبدل پوسته و لوله است.
- مبرد داغ خروجی از کمپرسور وارد پوسته کندانسور می‌شود.
- آب خنک از لوله‌های کندانسور عبور می‌کند و گرمای مبرد را جذب می‌کند.
- آب خنک معمولاً توسط برج خنک‌کننده تأمین می‌شود.
مزایای چیلر اسکرال آب خنک:
- راندمان بالا
- ظرفیت سرمایشی بیشتر
- صدای کم
معایب چیلر اسکرال آب خنک:
- نیاز به برج خنک‌کننده
- مصرف آب بیشتر
- هزینه نصب و نگهداری بیشتر
چیلر اسکرال هوا خنک:
- در این نوع چیلر، از هوا برای خنک کردن مبرد در کندانسور استفاده می‌شود.
- کندانسور از نوع کویل فین‌دار است.
- مبرد داغ خروجی از کمپرسور وارد لوله‌های فین‌دار کندانسور می‌شود.
- فن‌های محوری هوا را از روی لوله‌ها عبور می‌دهند و گرمای مبرد را جذب می‌کنند.
مزایای چیلر اسکرال هوا خنک:
- نصب و نگهداری آسان
- عدم نیاز به برج خنک‌کننده
- مصرف آب کمتر
- هزینه اولیه کمتر
معایب چیلر اسکرال هوا خنک:
- راندمان پایین‌تر
- ظرفیت سرمایشی کمتر
- صدای بیشتر
انتخاب مبرد مناسب در چیلرهای اسکرال
انتخاب مبرد مناسب برای چیلرهای اسکرال نقشی حیاتی در عملکرد بهینه و کارآمد آنها ایفا می‌کند. این انتخاب به عوامل متعددی بستگی دارد که در ادامه به بررسی آنها می‌پردازیم.
اهمیت انتخاب مبرد مناسب:
- راندمان و کارایی: مبرد مناسب می‌تواند راندمان (COP) چیلر را افزایش داده و مصرف انرژی را بهینه‌سازی کند.
- ظرفیت برودتی: انتخاب صحیح مبرد، ظرفیت برودتی مطلوب را برای چیلر فراهم می‌کند.
- عملکرد در شرایط مختلف: مبرد باید با شرایط اقلیمی و نوع کاربری چیلر سازگار باشد.
- قابلیت اطمینان و طول عمر: انتخاب مبرد مناسب، عمر مفید چیلر را افزایش می‌دهد.
بیشتر بخوانید | چیلر آب خنک
فاکتورهای مؤثر در انتخاب مبرد:
- 1. شرایط اقلیمی:
در مناطق گرمسیری، استفاده از مبردهای پرفشار مانند R407C، R410A و R22 به دلیل دمای تقطیر بالا، مناسب نیست.
در این شرایط، مبردهای کم فشاری مثل R134a انتخاب بهتری هستند.
- 2. نوع کمپرسور:
نوع کمپرسور (زیر صفری یا دیجیتال) محدودیت‌هایی در انتخاب مبرد ایجاد می‌کند.
برای مثال، در کمپرسورهای زیر صفری، استفاده از مبردهای R134a و R410A امکان‌پذیر نیست.
همچنین در کمپرسورهای دیجیتال، استفاده از مبردهای R22، R134a و R404A مجاز نیست.
مزایای چیلرهای اسکرال
- مدیریت روغن‌کاری: کمپرسورهای اسکرال به طور خودکار روغن‌کاری می‌شوند و نیازی به تعمیر و نگهداری مداوم ندارند.
- تنوع ظرفیت برودتی: چیلرهای اسکرال در ظرفیت‌های مختلف تولید می‌شوند و می‌توان از آنها در مصارف مختلف استفاده کرد.
- کنترل ظرفیت برودتی: در برخی از چیلرهای اسکرال، امکان کنترل ظرفیت برودتی وجود دارد که می‌تواند به صرفه‌جویی در مصرف انرژی کمک کند.
- امکان سرویس: کمپرسورهای اسکرال به طور کامل قابل تعمیر و سرویس هستند.
- امکان تزریق مایع: در برخی از چیلرهای اسکرال، امکان تزریق مایع وجود دارد که می‌تواند به افزایش راندمان و ظرفیت برودتی چیلر کمک کند.
- امکان نصب اکونومایزر: در برخی از چیلرهای اسکرال، امکان نصب اکونومایزر وجود دارد که می‌تواند به افزایش راندمان و ظرفیت برودتی چیلر کمک کند.
نتیجه گیری
چیلرهای اسکرال به دلیل مزایای متعددی مانند راندمان بالا، عملکرد ساده، تنوع ظرفیت برودتی، کنترل ظرفیت برودتی، امکان سرویس و تعمیر، و امکان نصب تجهیزات جانبی، به عنوان یکی از محبوب‌ترین چیلرها در صنعت تهویه مطبوع شناخته می‌شوند. انتخاب نوع چیلر اسکرال (آب خنک یا هوا خنک) و مبرد مناسب، به عوامل مختلفی مانند شرایط اقلیمی، نوع کاربری، و ظرفیت مورد نیاز بستگی دارد.