درک همه چیز در دنیا بسیار سخت است. و حرفه ای بودن در تمام زمینه های علم و فناوری تقریبا غیرممکن است. با این حال، در حین انجام وظیفه، برای اهداف آموزشی یا صرفاً برای افزایش آگاهی خود، باید به سرعت حداکثر اطلاعات را در مورد برخی از دستگاه ها یا فرآیندها به شکلی آسان و در دسترس برای افراد غیرحرفه ای به دست آوریم. برای این اهداف، به اصطلاح "دستورالعمل های ساختگی" وجود دارد، یعنی برای کسانی که باید به سرعت بفهمند چه چیزی در خطر است و چگونه کار می کند. بیایید دستورالعمل مشابهی را تجزیه و تحلیل کنیم و اصل عملکرد یک چیلر (برای ساختگی ها) را در نظر بگیریم.
این چیست
چیلر (یا ماشین سردخانه به روشی دیگر) واحدی برای ایجاد سرمای مصنوعی و انتقال آن به خنک کننده مناسب است. به این ترتیب، به عنوان یک قاعده، آب معمولی عمل می کند، کمتر - آب نمک (محلولنمک در آب). ریشه شناسی کلمه آن را به زبان انگلیسی، به فعل chill (انگلیسی) - سرد کردن، و اسمی که از آن تشکیل شده است chiller (انگلیسی) - خنک کننده اشاره دارد. چیلر می تواند دو نوع متفاوت باشد. یک چیلر تراکم و جذب بخار وجود دارد. اصل عملکرد هر یک از آنها به طور قابل توجهی متفاوت است.
همیشه باحال
وظیفه اصلی هر واحد تبرید به دست آوردن سرما در شرایط مصنوعی است، یعنی جایی که به دلیل طبیعت نمی توان آن را انجام داد (سرد کردن آزاد). واضح است که خنک کردن آب در زمستان با یک منفی عمیق در خیابان دشوار نخواهد بود. اما در تابستان که دمای محیط بسیار بالاتر از نیاز ماست چه باید کرد؟ اینجاست که یک چیلر وارد می شود. اصل عملکرد آن بر اساس استفاده از رسانه های ویژه ایجاد شده توسط مواد خاص (مبردها) است. آنها این قابلیت را دارند که در هنگام جوشیدن گرما را از یک محیط دیگر (یعنی سرد کنند) گرفته و در حین تراکم آن را به محیط دیگری رها کنند. در طول عملیات سیکل تبرید، چنین مبردهایی حالت فاز (مجموعه) خود را از مایع به گاز و بالعکس تغییر می دهند.
مبدلهای حرارتی
هر دستگاه تبرید را می توان به طور مشروط به دو ناحیه تقسیم کرد: فشار کم و بالا. صرف نظر از نوع، هر چیلر همیشه دو مبدل حرارتی دارد: یک اواپراتور در ناحیه فشار پایین و یک کندانسور در ناحیه فشار بالا. بدون این دو جزء سیستم، چیلر قادر به کار نخواهد بود. اصلعملکرد چنین مبدل های حرارتی بر اساس هدایت حرارتی (رسانایی) است، یعنی انتقال گرما از یک محیط به رسانه دیگر از طریق دیواری که این دو رسانه را از هم جدا می کند. اواپراتور دستگاه تبرید سرمای تولید شده را به مصرف کننده به سیستم برمی گرداند و کندانسور یا گرمای حذف شده را به محیط می ریزد و یا به بازیابی می فرستد (گرمایش مرحله اول تامین آب گرم، گرمایش از کف و …).
چگونه کار می کند
یک چیلر تراکمی بخار استاندارد را در نظر بگیرید. اصل کار چنین دستگاه تبرید از نظر تئوری بر اساس چرخه کارنو است. کمپرسور گاز را تحت فشار قرار می دهد و همزمان دمای آن را افزایش می دهد. گاز داغ تحت فشار بالا به کندانسور وارد می شود، جایی که در فرآیند تبادل حرارت با محیط دیگری در دمای پایین تر شرکت می کند. به عنوان یک قاعده، یا آب (آب نمک) یا هوا است. در اینجا گاز متراکم می شود و به مایع تبدیل می شود و در طی آن گرمای اضافی آزاد می شود و به خنک کننده داده می شود و در نتیجه از مصرف کننده خارج می شود. علاوه بر این، مایع وارد دستگاه دریچه گاز می شود، جایی که فشار در سیستم با کاهش دمای مربوطه کاهش می یابد. پس از آن، مایع تا حدی جوشانده در شیر انبساط (شیر انبساط حرارتی) مستقیماً وارد اواپراتور می شود که بخش مهمی از سیستم چیلر فن کویل نیز می باشد. اصل کار اواپراتور مشابه کندانسور است. در اینجا تبادل گرما بین مایع خنک کننده (که سرما را به واحد فن کویل می برد) و مبرد انجام می شود که شروع به جوشیدن می کند و همزمان گرما را از محیط دیگری می گیرد. بعد ازگاز اواپراتور وارد کمپرسور می شود و چرخه تکرار می شود.
چیلر جذبی
عملکرد کمپرسور در چرخه تراکم بخار به مقدار قابل توجهی برق نیاز دارد. با این حال، در حال حاضر تجهیزات موجود برای جلوگیری از این هزینه ها وجود دارد. اصل عملکرد چیلر جذبی را در نظر بگیرید. به جای کمپرسور، از یک سیستم فشار بر پایه جاذب با استفاده از منبع حرارت خارجی استفاده می شود. چنین منبعی می تواند بخار داغ، آب داغ یا انرژی حرارتی ناشی از سوختن گاز یا سوخت دیگر باشد. این انرژی برای یکسو کردن یا تبخیر جاذب استفاده می شود که در طی آن فشار مبرد بالا می رود و به کندانسور وارد می شود. علاوه بر این، چرخه مشابه چرخه فشرده سازی بخار عمل می کند و پس از اواپراتور، مبرد گازی به مبدل حرارتی-جاذب تغذیه می شود، جایی که با جاذب مخلوط می شود. جاذب مورد استفاده آمونیاک (در چیلرهای آب-آمونیاک) یا لیتیوم بروماید (لیتیوم بروماید ABCM) است.
سیستم فن کویل چیلر
اصل کار بر اساس آماده سازی هوا در مبدل های حرارتی مخصوص، درزگیرها، واحدهای فن کویل (از واژه های فن (به انگلیسی) - فن و کویل - کویل) است که قبل از آن در کانال های هوا نصب می شوند. توزیع مستقیم به محل خدمات. مزیت چنین سیستم هایی نسبت به تهویه مطبوع مرکزی این است که می توان پارامترهای مختلف هوا را در هر اتاق حفظ کرد.(دما، رطوبت، تحرک)، بسته به هدف اتاق و محاسبه تعادل گرما. و اگرچه هوای واحد تامین گاهی اوقات برای پردازش نهایی خود از دریچه‌ها عبور می‌کند، یعنی درست مانند سیستم "فن کویل چیلر"، اصل عملکرد سیستم‌های توصیف‌شده به‌طور محسوسی متفاوت است.
