چیلر اسکرو چیست؟
چیلر اسکرو نوعی چیلر تراکمی است که از کمپرسور اسکرو برای جابجایی مبرد استفاده می‌کند. به دلیل مزایای متعدد کمپرسور اسکرو، این نوع چیلر در صنعت تبرید و تهویه مطبوع کاربرد فراوانی دارد، در این مقاله از ساتراپ تهویه البرز با ما همراه باشید.
سیکل تبرید تراکمی بخار، قلب چیلرهای اسکرو
برای درک بهتر عملکرد چیلرهای اسکرو، ابتدا باید با سیکل تبرید تراکمی بخار آشنا شویم. این سیکل که اساس کار چیلرها را تشکیل می‌دهد، از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:
- کمپرسور: بخار مبرد را در فاز بخار داغ دریافت می‌کند و با متراکم کردن آن، فشار و دمای آن را افزایش می‌دهد.
- کندانسور : بخار خروجی از کمپرسور را با دفع حرارت، به مایع تبدیل می‌کند.
- شیر انبساط: با افت فشار زیاد، مایع مبرد را به مخلوطی از مایع و بخار با دمای پایین تبدیل می‌کند.
- اواپراتور: مخلوط مایع و بخار حاصل از شیر انبساط، با جذب گرمای آب، کاملاً تبخیر شده و مجدداً به کمپرسور باز می‌گردد.
نقش چیلرهای اسکرو
چیلرهای اسکرو با استفاده از سیکل تبرید تراکمی بخار، گرمای محیط را جذب و آن را به محیط بیرون منتقل می‌کنند. این چیلرها به طور گسترده در سیستم‌های تهویه مطبوع و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
بیشتر بخوانید | تفاوت چیلر اسکرال و اسکرو چیست؟
کمپرسور اسکرو: قدرت مارپیچ ها در فشرده سازی گاز
نام “اسکرو” به درستی گویای مکانیزم این نوع کمپرسور است، جایی که دو مارپیچ، نقشی اساسی در فشرده سازی گاز ایفا می‌کنند. این دو مارپیچ، یکی نر و دیگری ماده، با چرخش عکس‌جهت خود، گاز مبرد را به دام انداخته و آن را فشرده می‌کنند.
مارپیچ ها چگونه عمل می کنند؟
- محبوس شدن گاز:با چرخش همزمان مارپیچ ها، فضای بین آنها به تدریج بسته شده و گاز ورودی در این فضا محبوس می شود.
- فشرده سازی:چرخش مارپیچ ها، گاز محبوس شده را به سمت خروجی هدایت می کند. در این مسیر، حجم گاز به طور پیوسته کاهش یافته و فشار آن افزایش می یابد.
- تخلیه گاز:پس از فشرده سازی، گاز از طریق خروجی مارپیچ ها به سمت کندانسور هدایت می گردد تا در ادامه سیکل تبرید، به مایع تبدیل شود.
کمپرسورهای اسکرو، با قدرت و راندمان بی‌نظیر خود، در قلب چیلرهای بزرگ جای گرفته‌اند و به عنوان نیروی محرکه سیستم‌های تهویه مطبوع، سرمایش فرایندی و تبرید در مقیاس‌های بزرگ عمل می‌کنند. ظرفیت غول‌پیکر این کمپرسورها که از 70 تا 1070 کیلو وات متغیر است، آنها را به انتخابی ایده‌آل برای مصارف صنعتی و تجاری تبدیل کرده است.
تنوع کمپرسورهای اسکرو، دست طراحان را برای انتخاب بهترین گزینه متناسب با نیاز پروژه باز می‌گذارد. از این نوع کمپرسور می‌توان در چیلرهای تراکمی، سیستم‌های VRF و سردخانه‌های صنعتی استفاده کرد.
بیشتر بخوانید | چیلر هوا خنک
انواع کمپرسور در چیلر اسکرو
علاوه بر کاربرد گسترده کمپرسورهای اسکرو در چیلرهای رایج، دو نوع دیگر از این کمپرسورها با قابلیت‌های منحصر به فرد وجود دارند که در ادامه به معرفی آنها می‌پردازیم:
1. کمپرسورهای زیر صفری:
برای مصارف خاص در دماهای بسیار پایین، مانند:
- صنایع برودتی و انجماد مواد غذایی
- سردخانه‌های نگهداری دارو و مواد شیمیایی
نمونه‌هایی از این نوع کمپرسور:
- سری HSN کمپرسورهای Bitzer قابلیت کار تا دمای منفی 50 درجه سانتی‌گراد
- سری LT کمپرسورهای Hanbell قابلیت کار تا دمای منفی 60 درجه سانتی‌گراد
2. کمپرسورهای سرعت متغیر:
در این نوع کمپرسور، برخلاف نوع معمولی، سرعت چرخش مارپیچ‌ها ثابت نیست.
کنترل ظرفیت برودتی با تغییر سرعت چرخش مارپیچ‌ها و در واقع با تغییر حجم جابجایی صورت می‌گیرد.
مزایای این نوع کمپرسور:
- راندمان و بازدهی بالاتر
- کاهش صدا و ارتعاشات
- عمر طولانی‌تر
- سازگاری با شرایط مختلف بار
کاربردهای کمپرسورهای سرعت متغیر:
- سیستم‌های تهویه مطبوع با بار متغیر
- چیلرهای اسکرو در صنایع مختلف
- پمپ‌های حرارتی
انتخاب نوع مناسب کمپرسور اسکرو:
انتخاب نوع مناسب کمپرسور اسکرو به عوامل مختلفی مانند نوع کاربری، دمای مورد نیاز، راندمان و هزینه آن بستگی دارد.
انواع چیلر اسکرو
چیلرهای اسکرو بر اساس نوع خنک کننده کندانسور، به دو دسته کلی تقسیم می شوند:
چیلر اسکرو آب خنک
در این نوع چیلر، از آب برای خنک کردن کندانسور (مبدل پوسته و لوله) استفاده می‌شود. مبرد داغ خروجی از کمپرسور، وارد پوسته کندانسور شده و با جریان آب خنکِ برج خنک کننده که از داخل لوله ها عبور می کند، تبادل حرارتی انجام می دهد. گرمای مبرد توسط آب جذب شده و مبرد خنک می شود.
چیلر اسکرو هوا خنک
در این نوع چیلر، از هوا برای خنک کردن کندانسور (کویل فین گذاری شده) استفاده می‌شود. مبرد داغ خروجی از کمپرسور، وارد لوله های فین دارِ کویل شده و هوای محیط توسط فن های محوریِ تعبیه شده، با عبور از روی لوله ها تبادل حرارتی انجام می دهد. گرمای مبرد توسط هوا جذب شده و مبرد خنک می شود.
بیشتر بخوانید | چیلر آب خنک
نکات کلیدی:
- چیلرهای اسکرو آب خنک راندمان بالاتری دارند اما به برج خنک کننده و سیستم لوله کشی آب نیاز دارند.
- چیلرهای اسکرو هوا خنک نصب و راه اندازی آسان تری دارند اما راندمان آنها کمی پایین تر است.
- انتخاب نوع چیلر به عوامل مختلفی مانند ظرفیت مورد نیاز، شرایط محیطی و بودجه پروژه بستگی دارد.
مزایای چیلر اسکرو
مزایای کمپرسورهای اسکرو در صنعت برودت:
کمپرسورهای اسکرو به دلیل مزایای قابل توجهی که دارند، امروزه به یکی از پرکاربردترین کمپرسورها در صنعت برودت تبدیل شده‌اند. برخی از مهم‌ترین این مزایا عبارتند از:
- مدیریت روغن‌کاری:
- سنسور اپتیکی سطح روغن را به طور مداوم رصد می‌کند.
- کیفیت روغن‌کاری به صورت خودکار کنترل می‌شود.
- تنوع ظرفیت برودتی:
- تولید چیلرهای اسکرو یک تا چهارمداره
- پوشش طیف وسیعی از نیازهای برودتی
- کنترل ظرفیت برودتی:
- امکان کنترل ظرفیت در کمپرسورهای معمول (حداقل تا 4 مرحله)
- تطبیق ظرفیت برودتی با نیاز برودتی پروژه
- افزایش راندمان فصلی چیلر
- افزایش طول عمر مفید کمپرسور
- قابلیت کنترل ظرفیت پیوسته از 25 تا 100%
- تطبیق‌پذیری بسیار بیشتر کمپرسور
- امکان سرویس:
- عدم وجود اتصال دائم در پوسته کمپرسور
- امکان تعمیر و سرویس آسان
- امکان تزریق مایع:
- صرفاً در چیلرهای اسکرو و کمپرسورهای اسکرو امکان‌پذیر است.
- کنترل دمای دهش کمپرسور
- جلوگیری از کاهش لزجت روغن
- حفظ قابلیت روغن‌کاری مناسب
- جلوگیری از تهدید استحکام مکانیکی قطعات
- امکان نصب اکونومایزر:
- افزایش سابکول ایجادشده (کاهش دمای مایع)
- افزایش درصد مایع موجود در مخلوط دو فازی
- افزایش ظرفیت تولید برودت در اواپراتور
- وجود پورت مخصوص اکونومایزر در کمپرسورهای اسکرو
مزایای کمپرسورهای اسکرو، آنها را به انتخابی ایده‌آل برای طیف وسیعی از کاربردهای برودتی تبدیل کرده است.
نتیجه گیری
چیلرهای اسکرو با استفاده از کمپرسورهای اسکرو، راندمان و عملکردی بی‌نظیر در سیستم‌های تهویه مطبوع و تبرید صنعتی ارائه می‌دهند. تنوع این نوع چیلرها در دو نوع آب خنک و هوا خنک، دست طراحان را برای انتخاب بهترین گزینه متناسب با نیاز پروژه باز می‌گذارد.
مزایای متعدد کمپرسورهای اسکرو مانند راندمان بالا، قابلیت کنترل ظرفیت، سهولت سرویس و امکان تزریق مایع، این نوع چیلرها را به انتخابی ایده‌آل برای طیف وسیعی از کاربردهای برودتی تبدیل کرده است. در انتخاب چیلر اسکرو مناسب، باید به عواملی مانند ظرفیت مورد نیاز، نوع کاربری، دمای مورد نیاز، راندمان و هزینه آن توجه کرد.