26 آبان 1399
27 views
نظر %

کمپرسور چیلر درکانون مرکزی یک سیستم تراکمی قرار می‌گیرد. به همان اندازه که عملکرد آن متناسب با کندانسور ,موجب چگالش می‌شود. به همان مقدار در ارتباط با اوپراتور موجب مکش و کاهش فشار می‌گردد. بنابراین کمپرسور چیلر علی رغم نامی که دارد عملکردی دوسویه داشته و در هر دو سمت فشار ضعیف و قوی ,نقش اساسی را بازی می‎کند. دریک سیستم سرمایش تراکمی,کمپرسورها دارای دو عملکرد مهم است.اول کاهش فشار و خارج کردن بخار مبرد از اواپراتور و دوم  افزایش فشار در اثر تراکم و افزایش دمای بخار مبرد در سمت دهش بیش از دمای سیال واسط (آب یا هوا) که قرار است موجب تقطیر مبرد در کندانسور شود. کمپرسورهای چیلر نیز مانند پمپ ها نیازمند عامل تحریک برای گردش هستند.

ازاین رو در چیلرهای تراکمی عامل گردش به طور معمول موتور الکتریکی است. اما در برخی چیلرها اعم از سیلندر –پیستونی یا دوار (پیچی و گریز از مرکز)از موتورهای احتراقی نیز می توان استفاده کرد. ضریب کارایی کمپرسورهایی که به وسیله موتوره احتراقی گازسوز (گاز طبیعی یا پروپان) به گردش در می‌آیند. به مراتب کمتر از کمپرسورها باعامل الکتریکی است. درحالی که ضریب کارایی برای کمپرسور چیلر سیلندر-پیستونی با موتور الکتریکی ۷٫ ۲تا۵٫ ۳ و برای کمپرسورهای چیلر دوار پیچی و گریز از مرکز با موتور الکتریکی بین ۴تا۷ است. برای کمپرسورهای گاز سوز سیلنر- پیستونی برابر۱, برای کمپرسور پیچی بین ۳٫ ۱ تا ۹٫ ۱و برای کمپرسور گریزاز مرکز ۹٫ ۱ است. قطع نظر از ضریب کارایی کمتر کمپرسور چیلر با موتور احتراقی نسبت به کمپرسورهای الکتریکی ,عوامل دیگری مانند عمر مفید کمتر,سروصدای بیشتر,اندازه بزرگتر,استفاده از چیلرهای تراکمی گازسوز را بیش از پیش محدود کرده است.

کمپرسور چیلر چیست

عملکرد کمپرسور چیلر چگونه است؟

به طور کلی کمپرسور چیلر فارغ از کاربردش در چیلرهای تراکمی ویا عامل محرکشان در دو گروه عمده , جابه جایی مثبت ودینامیک (جنبشی) جای می گیرند. در گروه بزرگ کمپرسورهای جابه جایی مثبت ,عامل تراکم با جابه جایی از یک نقطه به نقطه در یک محفظه تولید فشار می کند. به عنوان مثال کمپرسور رفت و آمدی یا همان سیلندر-پیستونی نوعی کمپرسور با جابه جایی مثبت محسوب می شود . زیرا حرکت پیستون از یک نقطه سیلندر به نقطه دیگر موجب تغییر حجم و متراکم شدن گاز می شود. در حالی که در کمپرسورهای دینامیک, ساختار کمپرسور چیلر به گونه ای است که گاز ورودی در سمت دهش به طور پیوسته ونه متناوب متراکم می شود.  تراکم نه به دلیل تغییر حجم بلکه مبتنی بر سرعت گاز و تبدیل آن به فشار در سمت دهش است. کمپرسورها گریز از مرکز شعاعی یا محوری از جمله کمپرسورهای دینامیک محسوب می شود.

در این نوع از کمپرسور چیلر ,گردش پرسرعت پروانه ای حول یک محور باعث مکش و تراکم گاز می گردد. متراکم کننده افشانکی یا اجکتوری نیز نوعی دیگری از کمپرسورهای دینامیک است که ساختار ونتوری شکا آن موجب تراکم گاز می‌شود. درگروه کمپرسورهای جابه جایی مثبت فارغ از کمپرسورهای رفت و آمدی ,بخشی شامل انواع کمپرسورهای دوار مانند کمپرسور چیلر تیغه ای,پیچی,دندانه ای و حلقوی نیز می شود. بااین وصف چنانچه  کاربرد کمپرسور در چیلرهای تراکمی مورده نظر باشد. می توان آنها را دو گروه عمده جابه جایی مثبت و گریز  از مرکز گنجاند  واز گروه بزرگ کمپرسورهای جابه جایی مثبت ,تنها به کمپرسورهای پرکاربرد سیلندر پیستون , پیچی و حلقوی (اسکرول) پرداخت. زیرا سایر کمپرسورها یا برای ساخت چیلرهای تراکمی به کار نمی روند یا کاربرد انها بسیار محدود است.

ظرفیت کمپرسور چیلر به چه عواملی بستگی دارد؟

ظرفیت و بازده کمپرسورها وابسته به نسبت تراکم است. این نسبتی بین فشار مطلق دهش و فشار مطلق مکش که بستگی به ابعاد کمپرسورها (به عنوان مثال در کمپرسورهای رفت و آمدی وابسته به حجم و تعداد سیلندر است).  سرعت گردش آن برحسب دور در دقیقه دارد. بازده حجمی یا نسبت تغییرات حجم مبرد ورودی به خروجی نیز وابسته به نسبت تراکم است. بازده حجمی نشانگر حجم واقعی بخار مبرد است که توسط کمپرسور چیلر جابه جا می‌شود . این نسبت که با درصد بیان می‌شود ,۱۰۰درصد نیست .به عنوان مثال ممکن است حجم یک سیلندر در کمپرسور رفت وآمدی ۱۰ اینچ مکعب باشد.  در این صورت انتظار این است که با حرکت پیستون ,۱۰ اینچ مکعب بخار مبرد جابه جا می‌شود. اما در عمل چنین نمی‌شود و مثلا ۶ اینچ مکعب بخار مبرد جابه جا می‌شود. بنابراین بازده چنین کمپرسوری ۶۰ درصد خواهد بود.

بالا بودن فشار کندانسور و هم چنین پائیین بودن فشار اواپراتور خطرناک است. هریک به تنهایی یا باهم می‌توانند موجب کاهش بازده حجمی کمپرسور چیلر شوند. در این صورت به دلیل نسبت تراکم زیاد وساختار کمپرسور بخشی از گاز مکش شده قبلی در کمپرسور باقی مانده و بار دیگر انبساط می یابد. بنابراین هرچه فشار دهش کمتر شود، مقدار باز انبساط گاز باقی مانده در کمپرسور بیشتر و برعکس هرچه فشار ممکن بیشتر شود. باز انبساط بخار باقی مانده کمتر خواهد شد .بنابراین بازده حجمی وابسته به نسبت تراکم است و اختلاف هرچه بیشتر بین فشار دهش و مکش موجب کاهش بازده حجمی کمپرسور چیلر می شود. نمودار زیر وابستگی بازده حجمی و نسبت تراکم را برای مبردهای هالو کربن مانندR-22 R-12وR-134a نمایش می دهد. همان طور مشاهده می‌شود,افزایش نسبت تراکم موجب کاهش بازده حجمی می شود.

محاسبات اولیه تعیین ظرفیت

به عنوان مثال چنانچه نسبت تراکم کمپرسوری با مبرد هالو کربن ۳:۱باشد,بازده حجمی ۸۲ درصدخواهدبود. بنابراین دبی ۱۲ فوت مکعب در دقیقه ,تاثیر سرمایشی به اندازه تقریبی ۱۰ فوت مکعب در دقیقه خواهد داشت و یا به عبارت دیگر تنها ۸۲درصد حجم در گردش به وسیله کمپرسور چیلر مفید است و در هربار مکش فقط ۸۲ درصد دبی از اواپراتور مکیده می شود و ۱۸ درصد بخار مبرد باقی مانده از دور قبلی مکش است. سرعت کمپرسور ,اختلاف دمای مکش و دهش اختلاف فشار مکش و دهش و همچنین نوع مبرد و دبی آن,همگی از مهمترین عوامل تاثیرگذار بربازده کمپرسورها هستند. مطابق استاندارد AR1500-2000بازده کمپرسور چیلر براساس نسبت کار ایزنتروپیک یعنی کار بدون تغییر آنتروپی با توان واقعی ورودی تایین می شود که بازده ایزونتروپیک یا آدیاپاتیک خوانده می شود:

محاسابت کمپرسور چیلر

دررابطه بالا M دبی جرمی مبرد و  h انتالپی ویژه بخار مبرد در فشار دهش با آنتروپی ثابت (s=s) است. hو h  نیز به ترتیب انتالپی ویژه مبرد در ورودی و خروجی از کمپرسور چیلر است. مثال:مبرد R-134a بافشار ۱۶۰kpa و دمای( c10-) بادبی ۰/۲۵m/min  به داخل کمپرسورها مکش شده. با فشار ۹۰۰pka وبا دمای ۶۰C آن را ترک می کند . در این صورت توان ورودی کمپرسور و بازده آدیاباتیک آن چه مقدار است.؟

برای حل چنین مسئله ای ابتدا باید انتالپی ,انتروپی و حجم ویژه مبرد را . در دماها و فشارهای اولیه از طریق مراجعه به جدول و نمودار مشخصات مبرد  مورده نظر تایین کرد . برای مبرد R-134a این مقادیر عبارت است از:محاسبات کمپرسور

کمپرسورهای سیلندر-پیستونی چیست؟

از رایج‌ترین انواع کمپرسورهایی است که در چیلرهای تراکمی مورده استفاده قرارمی‌گیرند.این نوع کمپرسور چیلر ساختاری مشابه موتورهای احتراقی درون سوز دارند. بااین اختلاف که خود محرک نبوده و فاقد سیستم جرقه هستند.عمل متصل شده است عمل تراکم در سیلندر و به وسیله جابه‌جایی منظم پیستون که خود به وسیله شاتون به میل لنگ متصل شده انجام می‌گیرد. نیروی الکتروموتور به عنوان عامل محرک به میل لنگ وارد می‌شود. میل لنگ حرکت دورانی را تبدیل به حرکت خطی رفت و برگشتی کرده و این حرکت از طریق شاتون کمپرسور چیلر به پیستون منتقل می‌شود.

هنگامی که به سمت پائین حرکت میکند(ضرب برگشت) با ایجاد خلا نسبی در محفظه سیلندر موجب باز شدن سوپاپ مکش می‌گردد. گاز یا بخار مبرد به داخل سیلندر کمپرسور کشانده می‌شود. با حرکت مجدد به بالا(ضرب رفت) عمل تراکم, اغاز گشته و سوپاپ مکش بسته می‌شود. با رسیدن پیستون به بالاترین نقطه خود که نقطه مرگ می‌نامند. سوپاپ دهش باز شده و گاز متراکم که اینکه دارای دمای بیشتری نیز شده است از فضای کمپرسور چیلر خارج می‌گردد.

جنس کمپرسور سیلندر پیستونی از چیست؟

به هنگام بالا رفتن پیستون اوقاتی وجود دارد که طی آن هر دو سوپاپ مکش و دهش بسته هستند. تا به این وسیله فضای دستگاه تبدیل به محفظه‌ای کاملا بسته و مناسب برای تراکم شود. برای ایجاد چنین فضایی لازم است جدار بیرونی پیستون کمپرسور چیلر به داخلی سیلندر بسیار نزدیک باشد. تا گاز راه فراری از میان این دو لایه نداشته باشد. از این رو پوسته خارجی دارای شیارهایی برای جایگیری واشرهای حلقوی هستند. وجود واشرها و تماس تنگاتنگ آنها با بدنه سیلندر ضمن کاهش اصطکاک امکان فرار گاز یا بخار مبرد را از میان دو جدار استوانه‌ای شکل پیستون و سیلندر کمپرسور چیلر ازبین می‌برد. جنس پوسته معمولا از چدن و جنس پیستون از آلیاژهای آلومینیوم است.در صورتی که آلومینیومی باشد از دو واشر حلقوی استفاده می‌شود. فوقانی, واشر تراکم و تحتانی واشر روغن می‌گویند. این قطعه از ورود روغن به محفظه اصلی احتراق جلوگیری می‌کند.


نویسنده مطلب تجهیز صنعت تتا تولید کننده