چیلرها چگونه کار می کنند؟

همه چیلرها یک کندانسور، کمپرسور، شیر انبساط و اواپراتور دارند که یک سیال یا مبرد را می­چرخانند. چرخه فرآیند یک چیلر به گونه ­ای طراحی شده که عامل مبرد را از حالت مایع به بخار و بالعکس تغییر وضعیت دهد. مبرد در حالت بخار خود، گرما را از یک فرآیند حذف می­کند. زمانی که بوسیله کمپرسور و کندانسور به حالت مایع خود باز می­گردد، درون سیستم به چرخش در می­اید تا گرما را از یک پروسه یا یک عملیات بگیرد.

مدار تبرید

کمپرسور:

کمپرسور مبرد کم فشار و دما پایین را دریافت می­کند و آن را تا حد تبدیل شدن به یک گاز پر فشار با دمای بالا فشرده می­کند. سه نوع از انواع کمپرسورها عبارتند از کمپرسورهای سانتریفیوژ، توربوکور و اسکرو.

کندانسور:

گاز فشرده شده درون کویل­ های کندانسور جریان پیدا می­کند، تا آب یا هوا با عبور از سطح کویل، گرمای مبرد را از بین ببرد. به محض اینکه مبرد گرمای خود را از دست بدهد، تقطیر شده و به حالت مایع تغییر وضعیت می­دهد.

اواپراتور:

در اواپراتور، مبرد مجدداً به حالت گاز برگشته، دمای آن بسیار پایین می­اید و گرما را به خود جذب می­کند. در اواپراتور است که انتقال دما بین مبرد و سیال اتفاق افتاده، گرما از سیال جدا شده و به مبرد منتقل می­شود. سه نوع از انواع اواپراتورها عبارتند از کویل مسی، پوسته و لوله، و صفحه ­ای.

شیر انبساط:

شیر انبساط که گاه با نام شیر ترموستاتیک یا شیر انبساط الکترونیکی شناخته می­ شود، مقدار مبردی که بین کندانسور و اواپراتور در چرخش است را کنترل نموده و دبی آن را بر اساس میزان خنک ­کاری موردنظر تغییر می ­دهد.

مدار سیال

مدار یا چرخه سیال، سیال آماده به کار را به طرف عاملی که باید خنک شود هدایت نموده و مستقیماً دمای آن را کاهش می­دهد.

پمپ:

پمپ، آب خنک و یا محلول آب و گلیکول را در فرآیند خنک ­کاری به چرخش در می­آورد.

فیلتر:

فیلتر به گونه­ ای طراحی شده تا آلاینده­ ها، کثیفی­ ها و اجزائی که ممکن است به سیال چیلر وارد شوند را جذب کند. فیلترها همچنین یکی از واحدهای تعبیه شده در مسیر هوای ورودی سیستم هستند.

مبدل حرارتی خارجی:

هدف یک مبدل حرارتی خارجی در چیلرها، استفاده با واحدهایی است که نمی­توانند در تماس با چیلر عمل کنند. انواع آنها عبارتند از مخزن­ های غلاف­دار، مبدل­ های پوسته و لوله، صفحه ای و کویلی غوطه ور.

مبدل حرارتی:

اگرچه کندانسور به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می­کند، برخی سیستم­ها بسته به نوع طراحی دارای یک مبدل حرارتی به عنوان بخشی از سیستم چرخه سیال هستند.

بهره­وری انرژی چیلر

چیلرها طی پروسه کاهش دما، به میزان قابل توجهی برق مصرف می­ کنند و راندمان آنها بر اساس میزان انرژی مصرف شده در مقایسه با سرمای تولید شده سنجیده می­ شود. ضریب کارایی (COP) و نرخ بهره ­وری انرژی (EER) دو متد اندازه ­گیری میزان بهره­ وری انرژی هستند. اگر سیستم مقدار COP بالایی داشته باشد، با حداکثر راندمان در حال کار است. همین توضیح در خصوص EER نیز صدق می­ کند. بسیاری از کمپانی­ ها به اشتباه ادعا می­کنند که دستگاه­ های آنها با ۱۰۰ درصد EER یا COP کار می­کند که غیر ممکن است، چرا که در این عدد جایگاهی برای میزان بار چیلر در نظر گرفته نشده است.

بار یکپارچه مقطعی (IPLV) شاخص بهتری برای نمایش میزان بهره­ وری یک چیلر است. این شاخص، استانداردی است که توسط انستیتو تهویه هوا، گرمایش و سرمایش (AHRI) ایجاد شده است. محاسبات انجام شده بر اساس شاخص IPLV نشان می­دهد، یک چیلر در بیشتر زمان ­ها با ظرفیتی کمتر از حداکثر توان خود عمل می­کند.

نرخ IPLV شامل این مفهوم همگانی است که بیشتر چیلرها در بیشتر زمان­ ها، پایین­ تر از حد توان طراحی شده خود کار می­ کنند. با تقسیم عملکرد یک چیلر به چهار وضعیت تحت بار مختلف، نرخ نهایی بدست آمده اطلاعات بهتری از عملکرد چیلر به ما ارائه خواهد داد.

از آنجا که چیلر، یکی از بزرگ­ترین مصرف­ کننده ­های برقی است که شرکت­های تجاری می­توانند خریداری کنند، داشتن درک درست از نحوه اندازه­ گیری بهره­ وری چیلر، برای خریداران بسیار با اهمیت است. چیلری که با راندمان مناسب در حال کار باشد، هزینه­ های کاربری پایین­ تری خواهد داشت و همین منجر به صرفه­ جویی در هزینه­ های شرکت خواهد شد.