چیلر سانتریفیوژ چیست؟

چیلر سانتریفیوژ یا گریز از مرکز چیست؟

چیلر سانتریفیوژ، مانند هر چیلر دیگری که عضوی از سیستم تهویه مطبوع شمرده می­شود، دستگاهی است که با به کارگیری قوانین ترمودینامیک، کار دفع گرما و به تعادل رساندن دما را انجام می­دهد. اما در ادامه چیستی این چیلر باید گفت که واژه سانتریفیوژ در این چیلر به بخش کمپرسور آن باز می­گردد.

می­توان اینطور گفت که برای چیلرها دسته‌بندی‌های گوناگونی وجود دارد. تنوع اجزای درون ساختمان یک چیلر و نوع آن اجزا، می­توانند تعیین کننده نوع کلی چیلر باشند. به طور مثال وجود کمپرسور در یک چیلر به خودی خود نوع چیلر را مشخص می­کند. از آنجایی که دو نوع کلی برای چیلرها تعریف می­شود و چیلرهای جذبی از کمپرسور درون ساختمان خود استفاده نمی­کنند، هر جا که نام کمپرسور در چیلر مطرح شود به این معنا است که چیلر نام برده شده از نوع تراکمی است. همانگونه که در اینجا، نوع کمپرسور چیلر تعیین کننده نوع کلی یک چیلر تراکمی محسوب می­شود. بنابراین وقتی که صحبت از واژه سانتریفیوژ در این چیلر به میان می­آید، به این معنا است که کمپرسور آن از نوع سانتریفیوژ یا گریز از مرکز است.

در رابطه با موارد کاربرد این چیلر می­توان گفت که از آنجایی که چیلرهای سانتریفیوژ ظرفیت و بهره‌وری بالایی دارند، کاربرد و استفاده چیلرهای سانتریفیوژ پروژه‌های سنگین و وسیع را شامل می­شود.

طرز کار سانتریفیوژ

به صورت کلی در هر چیلر تراکمی یک چرخه اصلی میان اجزای آن که شامل اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط است جریان دارد. در این میان کمپرسور در یک چیلر وظیفه متراکم ­سازی مبرد را به عهده دارد. این دستگاه در چرخه چیلر، میان اواپراتور و کندانسور قرار گرفته است. طرز کار کمپرسور چیلر به این ترتیب است که مبرد گازی را از اواپراتور گرفته، آن را دچار افزایش دما و فشار می­کند و نهایتاً به کندانسور برای دفع حرارت انتقال می­دهد تا چرخه را ادامه دهد.

از آنجایی که فشار مبرد گازی هنگام ورود به کمپرسور به حد کافی بالا نیست، از چرخش یک پروانه برای تولید نیروی محرکه آن استفاده می­شود تا فشار مبرد گازی بالا رود. در چیلر سانتریفیوژ، ساختمان کمپرسور سانتریفیوژ به این شکل است که از یک پروانه یا ایمپلر برای به جریان انداختن مبرد گازی و ایجاد نیروی گریز از مرکز استفاده می­کند. به این ترتیب، در این کمپرسور به وسیله نیروی گریز از مرکز، انرژی جنبشی مبرد گازی باعث بالا رفتن فشار مبرد می­شود و در ادامه این اتفاق، مبرد گازی افزایش دما نیز پیدا می­کند.

برای این کمپرسور دو مجرای ورودی و خروجی در قالب مجرای مکش و مجرای تخلیه وجود دارد تا مبرد گازی را از اواپراتور گرفته و بعد پس از انجام فرآیند، آن را به سمت کندانسور هدایت کند. این همان کاری است که یک کمپرسور باید انجام دهد، چرا که وظیفه اصلی کمپرسور در چیلرها متراکم کردن مبرد است.به صورت کلی بازده چیلر گریز از مرکز یا سانتریفیوژ به صورت مستقیم با سرعت دوران پروانه آن در ارتباط است.

انواع چیلر سانتریفیوژ

سانتریفیوژ توربوکور

چیلر سانتریفیوژ توربوکور یا چیلر توربوکر یک چیلر سانتریفیوژ است که کار خود را بدون روغن، بدون تماس مکانیکی و بدون اصطکاک انجام می­دهد. به این معنی که اساس کار چیلر سانتریفیوژ توربوکور بر پایه مغناطیس است. در چیلر سانتریفیوژ توربوکور، پروانه در حین فعالیت و دوران، میدان مغناطیسی ساخته و به این ترتیب هیچ تماسی با یاتاقان های مغناطیسی برقرار نخواهد شد.

در نتیجه این نوع عملکرد، کمپرسور توربوکر طول عمر بالایی پیدا می­کند. از دیگر مزیت‌های کمپرسور توربوکر، تولید آلودگی صوتی و ارتعاش کم است. همچنین که وزن و حجم این کمپرسورها نیز نسبت به نمونه‌های مشابه به طرز قابل توجهی کمتر است. هر چند که این نحوه عملکرد، نیاز به کنترل دقیق و دیجیتالی دستگاه دارد. در این کمپرسور نیز یک مجرای مکش مبرد برای ورود و یک مجرای تخلیه­ مبرد برای حرکت به سمت کندانسور وجود دارد و برای عملکرد بهتر و تکرار فعالیت پروانه‌ها، از دو پروانه درون یک کمپرسور توربوکور استفاده می­شود.

چیلر سانتریفیوژ آب خنک و هوا خنک

برای چیلر سانتریفیوژ مانند هر چیلر تراکمی دیگری دو نوع آب خنک و هوا خنک تعریف می­شود. صحبت از این دو نوع، به نوع عملکرد کندانسور چیلر باز می­گردد. در واقع به این معنا است که ماده محرک یک کندانسور چه ماده‌ای است و آیا یک کندانسور برای خنک سازی خود از آب استفاده می­کند یا هوای اطراف.

اگر چیلر سانتریفیوژ از نوع آب خنک باشد، به این معنا است که کندانسور آن از آن برای خنک سازی استفاده می­کند و نیاز به برج خنک کننده چیلر دارد. به این ترتیب یک دستگاه دیگر به نام برج خنک کننده؛ مازاد بر اجزای موجود در چرخه چیلر به آن اضافه می­گردد. به این ترتیب آب موجود در برج خنک کننده، با انتقال حرارت و تبادل دما، حرارت موجود در کندانسور را دفع کرده و دمای مبرد را پایین می­آورد. استفاده از برج خنک کننده در چیلر سانتریفیوژ مسائل مربوط به خود را دارد. نیاز به نگهداری و مراقبت بیشتر، افزایش وزن و حجم چیلر و مصرف بالای آب، از موارد منفی وجود برج خنک کننده در چیلر سانتریفیوژ آب خنک هستند.

چیلر سانتریفیوژ هوا خنک اما به وسیله الحاقی دیگری احتیاج ندارد. به این معنی که کندانسور حرارت موجود را در هوای اطراف و در واقع هوای بیرون تخلیه می­کند.

چیلر سانتریفیوژ بسته، نیمه بسته و باز

برای چیلر سانتریفیوژ سه نوع سیستم باز، بسته و سیستم نیم بسته وجود دارد. باز و بسته بودن این چیلرها به نحوه اتصال بخش‌های مکانیکی و الکتریکی چیلر بازمی­گردد. در واقع قسمت‌های متفاوتی یک چیلر را تشکیل داده اند که هر کدام به روشی به خصوص به کار می­افتند. به این شکل که در یک چیلر سانتریفیوژ، تجهیزات مکانیکی مانند پروانه بخش‌های مکانیکی محسوب می­شوند و موتور چیلر با برق کار می­کند نیروی محرکه قسمت‌های مکانیکی را تأمین کند.

شکل قرارگیری این بخش­ها می­تواند در یک قالب واحد و متصل به هم با نام مدار بسته انجام شود که امکانات کمی را برای تعمیر چیلر در اختیار می­گذارد. همچنین که روش دیگری با نام مدار باز برای اتصال این دو بخش وجود دارد که آنها را به صورت کاملاً جدا از هم کنار هم قرار می­دهد. اشکال این سیستم ریسک نشتی ماده مبرد چیلر است.

نوع سوم چیلر سانتریفیوژ که مدار نیم بسته دارد، سیستمی مشابه مدار باز است که دو بخش به صورت مجزا از هم قرار دارند اما به این صورت که داخل یک محفظه جای می­گیرند.