مقایسه چیلرهای تراکمی و هواساز
عملکرد انواع کمپرسورهای چیلر تراکمیدر ادامه مطالب به بررسی انواع کمپرسورهای فابل نصب بر روی چیلر تراکمی پرداخته ایم.چیلرهای تراکمی دارای 4 قطعه اصلی جهت فرآیند تبرید و سرمایش می باشند : کمپرسور ( متراکم کننده مبرد ) ، کندانسور (تقطیر کننده ) ، اواپراتور (تبخیر کننده ) ، شیر انبساط (منبسط کننده ).کمپرسور قلب تپنده چیلر تراکمی و حکم بنزین برای دستگاه را دارد . در ذیل به بررسی رایج ترین انواع کمپرسور مورد استفاده چیلرها در دنیا و انواع صنایع، یعنی کمپرسور گریز از مرکز ، پیچ ، پیمایش و برگشتی می پردازیم.
https://www.aermec.co.uk/wp-content/.../11/NRB_px.jpg
https://barnamenevis.org/image/jpeg;...FFFFAUUUUH/9k=
چیلر تراکمی با کمپرسور گریز از مرکزکمپرسور گریز از مرکز یا سانتریفیوژ به راحتی قابل تشخیص است. زیرا کمپرسور در بالای چیلر قرار دارد و دارای لوله ای باحجم زیاد می باشد که داخل کندانسور قرار دارد . مبرد از طریق خط مکش جریان می یابد ، به مرکز پروانه برخورد می کند که توسط تیغه ها هدایت می شود. پره ها می چرخند و باعث افزایش سرعت زاویه ای بر روی ذرات مبرد می شود.چیلر تراکمی با کمپرسور گریز از مرکزاین سرعت زاویه ای باعث می شود که ذرات مبرد با سرعت بالایی ، از همه جهات خارج شوند و در ولتاژ (حلقه بیرونی) جمع شوند و در اثر فشار ناشی از انرژی جنبشی متراکم گردند ، سپس به داخل کندانسور منتقل شود . این نوع کمپرسور در چیلر تراکمی با ظرفیت متوسط استفاده می شود که در کارخانه های مرکزی و صنعتی دارای ساختمان های بزرگ قابل استفاده هستند . این چیلرها در ظرفیتهای بالای تبرید با فشار کم بسیار مناسب هستند . همچنین این نوع چیلرها دارای قطعات متحرک اندکی هستند.
چیلر تراکمی با کمپرسور Turbocorنوع تغییر یافته کمپرسورهای سانتریفیوژ ؛ کمپرسور توربوکو می باشد که نسبت به کمپرسور چیلرهای سانتریفیوژ کوچکتر می باشد. این نوع کمپرسور نیز در بالای چیلر تراکمی نصب می شود . تفاوت آن با کمپرسور گریز از مرکز این است که از دو کمپرسور مختلف استفاده می کند. به عبارتی چیلرهای توربوکو دارای کمپرسور دو مرحله ای هستند. چیلر تراکمی با کمپرسور Turbocorمبرد از قسمت جلوی آن جریان می یابد ، از طریق دو کمپرسور مختلف عبور می کند و سپس مبرد خارج می شود و به داخل کندانسور می رود. اینها معمولاً دارای یاتاقان مغناطیسی و موتورهای الکترونیکی در داخل هستند که این واحدها را بسیار کارآمد می کند . چیلر تراکمی توربوکو به دلیل فن آوری بالا و مزایای فراوانی که دارد بسیار رایج تر شده و قرار است این روند را ادامه دهد.
نحوه عملکرد کلی هواسازهواساز در اصل وظیفه تنظیم پارامترهای ترمودینامیکی و بیولوژیکی هوا را برعهده دارد . پارامترهایی نظیر دما ، سرعت ، نسبت رطوبت و میزان آلاینده های موجود در هوا ، از جمله پارامترهایی است که دستگاه وابسته به نوع کاربری خود می تواند مورد کنترل قرار بدهد . این سیستم به منظور کنترل میزان آلاینده های موجود در هوا دارای فیلترهایی نظیر فیلتر فلزی ، فیلتر کیسه ای ، هپافیلتر و اولپافیلتر می باشد . وابسته به نوع کاربری آن درصد فیلتراسیون و تعداد مراحل فیلتراسیون متغیر می باشد . پس از جداسازی آلاینده های موجود در هوا ، سیال هوا در گذر از کویل های گرمایشی و سرمایشی تحت تماس با سیال آب گرم و سرد قرار گرفته و دمای هوا نیز متناسب با فصل و نوع کاربری این دستگاه کاهش یا افزایش می یابد.در مرحله نهایی در برخی از انواع هواسازها توسط دستگاه رطوبت زن و رطوبت گیر پارامتر نسبت رطوبت هوا نیز کنترل می گردد. در برخی موارد دستگاه ملزم به افزایش شدید رطوبت نسبی هوا می باشد که در این صورت به آنها ایرواشر نیز گفته می شود . دستگاه ایرواشر عموما در سالن های پرورش قارچ و …. مورد استفاده قرار می گیرد .دستگاه هواساز
اصول کار هواسازساختار این دستگاه بسیار ساده است. این سیستم دارای تعدادی کویل سرد و گرم ، فن ، تعدادی فیلتر ، رطوبت زن ، کانال میباشد. همچنین شامل محفظه های تامین و توزیع هوای سرد و گرم است. طرز کار دستگاه هواساز به این صورت است که آب سرد و گرم در دستگاههایی مانند چیلر و بویلر و غیره … تولید شده و از طریق لوله کشی به سیستم منتقل می شوند.در درون سیستم چند فن کوچک یا یک فن بزرگ تعبیه شده است. این فن ها هوا را از روی کویل های سرد و گرم دمیده و پس از سرد یا گرم کردن هوا به محل های مورد نظر از طریق کانال کشی توزیع می کند. بدین صورت که در فصل گرم آب سرد در کویل ها در جریان است که به آن هواساز سرمایشی و در فصل سرد آب گرم در کویل جریان دارد که به آن هواساز گرمایشی گفته می شود.هواسازدر برخی از مدل های این دستگاه بجای اینکه برای خنک کاری هوا ، آب سرد از چیلر وارد کویل شود ماده مبرد مستقیما و بدون واسطه از چیلر به داخل کویل انتقال پیدا می کند. در این صورت به کویل اواپراتور نیز گفته می شود. بدین گونه است که این نوع از هوا ساز ها به دستگاههای DX معروف می باشند.
نحوه محاسبه ظرفیت هوای تولیدیمنظور از ظرفیت هواساز همان میزان حجم هوای تولیدی در زمان معین برای یک محیط خاص می باشد . این میزان حجم هوای تولیدی سیستم در واحد زمان را اصطلاحا تحت عنوان دبی حجمی هوای تولیدی (Total Air Flow) می شناسیم . به منظور محاسبه ظرفیت این دستگاه ها بهتر است بدانیم در داخل محیط طراحی نیاز است که چند بار در ساعت هوا تعویض گردد . میزان تعویض هوا در ساعت مهمترین فاکتور تعیین ظرفیت این دستگاه می باشد .همانطور که مشخص است هر محیطی در گرو فعالیت ساکنین و دستگاه ها دچار کاهش سطح اکسیژن و افزایش گرما می گردد . همچنین در محیط هایی که در معرض نفوذ سرما از بیرون می باشد ممکن است دمای محیط بعد از مدت کوتاهی دچار کاهش شدید گردد . بنابراین دستگاه هواساز در فصول مختلف و در محیط های مختلف به تعداد استانداردی برای هر محیط خاص وظیفه تعویض هوا را برعهده دارد .فاکتورهای دیگری نیز در محاسبه ظرفیت این سیستم می تواند دخیل باشد از جمله حجم یا فضای محیط طراحی ، دمای محیط بیرون در پیک کاری در فصول تابستان و زمستان ، کاربری محیط طراحی (مسکونی ، صنعتی ، ورزشی ، بیمارستان و غیره) .عموما ظرفیت هواساز بر اساس حجم واحد تولیدی هوا در زمان با واحد های CFM (Cubic Foot Per Minute) یا فوت مکعب در دقیقه و متر مکعب در ساعت CMH (Cubic Meter Per Hour) معین می گردد . برای تبدیل واحد CFM به متر مکعب در ساعت کافی است عدد CFM را در 1.7 ضرب کنیم تا عدد حاصل دبی حجمی هوا را بر اساس واحد متر مکعب بر ساعت نمایش بدهد.هواساز صنعتی
اجزاء تشکیل دهنده هواساز کویل های سرمایشی و گرمایشی
رطوبت زن کویل سرمایشی و گرمایشی : کویل های سرمایشی و گرمایشی برای تامین دما و رطوبت هوا در هواساز تعبیه می گردد. در سیستم هواساز در صورت نیاز به رطوبت گیری و با استفاده از سرمایش هوا جهت رساندن دما به نقطه شبنم این کار صورت میگیرد. پس از آن با استفاده از کویل های گرمایشی که بعد از کویل سرمایشی نصب می شود میزان رطوبت هوای تهویه شده به میزان مورد نظر کاهش می یابد. در مناطق سردسیر احتمال یخ زدگی در فیلترها و لوله های آب بسیار بالا است. به همین دلیل از کویل پیشگرمکن به عنوان ابتدایی ترین جز دستگاه هواساز استفاده می شود. برای این پیشگرمکن یک سیستم کنترلی نصب می شود تا در صورت عمل نکردن درست کویل، برای اینکه به دستگاه آسیبی نرسد هواساز خاموش گردد.
کویل های سرمایشی با استفاده از آب مبرد و کویل های گرمایشی با استفاده از آب گرم تولیدی توسط مبدل گرمایی یا بویلر یا با بخار آب و یا با برق کار میکند. در بعضی از دستگاههای هواساز با توجه به شرایط از ماده مبرد در داخل کویل استفاده می شود. اگر محدودیت فضا وجود داشته باشد و فضای لازم برای سیستم گرمایش و سرمایش وجود نداشته باشد. از کندانسینگ یونیت که شامل کمپرسور و کندانسور هوایی است استفاده می شود .می توان آن را در پشت بام و یا کنار ساختمان نصب کرد و ماده مبرد را به طور مستقیم به کویل سرمایشی تزریق کرد. به این نوع اصطلاحا هواساز با کویل DX می گویند.
این دستگاه با توجه به عدم نیاز به سیستم موتور خانه و سیستم چیلر و الکتروپمپ های سیرکولاتور و همچنین سیستم برج خنک کننده و تاسیسات لازم دیگر که به سیستم های مذکور وابسته هستند می تواند موجب پایین آمدن هزینه های نهایی سیستم و صرفه اقتصادی را برای خریدار داشته باشند.
- فیلتر ها : در دستگاههای هواساز نوع فیلترهای به کار رفته اهمیت بسیاری دارد. فیلترهای متفاوت در دستگاه تصفیه هوا با توجه به مواد تشکیل دهنده و تکنولوژی ساخت قادر به حذف مواد آلاینده های مختلف در هوا را دارد. اگر امکان استفاده همزمان از چند نوع مختلف از فیلترها باشد، هوا به طورکامل تصفیه می شود و هیچ گونه آلودگی ای وارد محل مورد نظر نمی شود .
- رطوبت زن : رطوبت سازها یا رطوبت زن ها باید در جاهایی نصب شوند که هوا بتواند بخار مورد نیاز را جذب کند. درجه حرارت هوایی که رطوبت زده می شود باید بیشتر از درجه حرارت نقطه شبنم فضایی باشد که رطوبت زنی میگردد. وقتی به هوای تازه و یا مخلوط هوای رفت و برگشت رطوبت می زنید شاید لازم باشد هوا پیش گرم شود تا بتواند رطوبت را جذب کند. فن یا بادبزن : فن یا بادزن ، یکی از اصلی ترین اجزای یک سیستم هواساز جهت ایجاد جریان هوا است. فن یا بادزن مورد استفاده در سیستم بسته به نوع طراحی می تواند یکی از مدل های فن سانتریفیوژ بکوارد باشد. جنس فن ها از ورق گالوانیزه می باشد که در مقابل رطوبت موجود در محفظه داخلی دستگاه مقاومت دارد.
سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع اندکی شبیه به سیستم یونیت پشت بامی هستند با این تفاوت که سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع برای مصارف خانگی طراحی شده‌اند. سیستم‌های تهویه مطبوع مانند کولرهای پنجره‌ای و اسپلیت‌های کوچک برای سرمایش اتاق‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند و جرمی در حدود پنج تن دارند.سیستم‌های داکت اسپلیت
کوچکترین و پرفروش‌ترین نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC، سیستم‌های بدون داکت هستند. به همین دلیل بخش جداگانه‌ای را به این سیستم‌ها اختصاص دادیم. سیستم‌های بدون داکت یا اسپلیت‌های کوچک، برای مکان‌های با اندازه نسبتا کوچک، مانند یک اتاق بزرگ یا چند اتاق کوچک طراحی شده‌اند.
فن های استفاده شده در هواساز می تواند از انواع زیر باشد :
فن سانتریفیوژی
بلاگ فن
فن آکسیالنحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواسازدر هواساز همانطور که پیشتر توضیح داده شد از کویل های سرمایشی (برودتی) و گرمایشی جهت تنظیم دمای هوا مورد استفاده قرار می گیرد . ظرفیت برودتی کویل سرمایشی یا ظرفیت حرارتی کویل گرمایشی در اصل همان میزان انتقال انرژی گرمایی از هوا به سیال داخل کویل در واحد زمان می باشد . میزان ظرفیت حرارتی و برودتی کویل دستگاه وابسته سه پارامتر اصلی می باشد .
به طور کلی کولر گازی وظیفه جذب هوای گرم داخل و تولید هوای خنک و مطبوع از طریق فرایند تبخیر مایع مبرّد به گاز در اواپراتور کولر را دارا می باشد. کولر گازی از یک بخارکننده جهت جذب گرمای هوا (اواپراتور)، یک کمپرسور جهت متراکم کردن گاز مبرّد، یک کندانسور بیرونی جهت خنک کردن مبرد، شیر انبساط تشکیل گردیده است .کولر های گازی را می توان به دو دسته کولرهای دو تکه یا همان اسپلیت ها و کولر گازی یک تکه (پنجره ای یا پرتابل) تقسیم بندی نمود
کمپرسور کولر های گازی
کمپرسور دستگاهی است که وظیفۀ فشرده سازی سیال مبرد را بر عهده دارد. همین طور که گفتیم برای انتقال گرما از محیط خنک تر به محیط گرم تر نیاز است که کاری روی سیستم انجام شود. انرژی لازم برای حرکت سیال مبرد در طول سیکل تبرید تراکمی را کمپرسور تأمین می کند. کمپرسورهای به کار رفته در کولرهای قدیمی اغلب از نوع پیستونی رفت و برگشتی بودند. اما این کمپرسورها سر و صدای بالایی دارند و هربار که کولر گازی شروع به کار کند، انرژی بالایی در زمان استارت مصرف می نمایند. به همین خاطر امروزه این کمپرسورها را با انواع جدیدتر مثل کمپرسورهای اسکرال و روتاری جایگزین کرده اند. در نسل جدیدتر کولرهای گازی از کمپرسورهای اینورتردار استفاده می‌شود. این کمپرسورها می توانند با سرعت های متغیر کار کنند. به این شکل دیگر نیازی نیست هربار کمپرسور کولر از کار بیفتد و دوباره از نو استارت بخورد، بلکه فقط سرعت دوران آن کاهش می‌یابد.
کولر گازی معتبر
کولر گازی دو تکه یا همان اسپلیت ها از دو پنل داخلی و پنل خارجی (کندانسور) تشکیل گردیده است.کولر های گازی یا آنچه در بازار به آن اسپلیت نیز گفته می شود، نوعی از دستگاه های سرمایشی است که امروزه جای دستگاه های سرمایشی قدیمی مثل کولرهای آبی و پنکه های سقفی را گرفته است. این دستگاه تهویه مطبوع به کمک سیستم تبرید تراکمی کار می کند و برای استفاده در محیط های کوچک تا سالن های بزرگ مناسب است. بیشتری استفاده از این کولرها در محیط های خانگی و آپارتمانی است. یعنی مکان هایی که کمتر امکان نصب دیگر دستگاه های سرمایشی مثل چیلرها، هواسازها و … را دارا هستند و به خاطر معایبی که کولرهای آبی دارند، تمایل دارند از یک سیستم تهویۀ مطبوع دیگر بهره ببرند. در این مقاله کولر گازی یا اسپلیت چیست قصد داریم بیشتر دربارۀ این دستگاهها گفت و گو کنیم و سپس انواع کولر های گازی یا اسپلیت و نحوۀ عملکرد آن ها را مورد بررسی قرار دهیم.
شکل زیر به صورت پایه‌ای و دقیق، نحوه عملکرد یک سیستم خاص تهویه مطبوع و HVAC را نشان می‌دهد. توجه کنید که در سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC معمولا یک دستگاه تنظیم خودکار وجود دارد که تعیین میکند فضای اتاق باید گرم یا سرد شود. همچنین این دستگاه وظیفه تعیین درجه حرارتی که دمای اتاق باید به آن برسد را نیز به عهده دارد.فن کویل کاستی
فن کویل کاستی به دلیل آن که قابلیت نصب در سقف کاذب را دارد، هیچ فضایی را اشغال نمی کند. همچنین از طراحی ظاهری مناسبی برخوردار است و بسیار زیبا به نظر می رسد. بنابراین افرادی که می خواهند فضای کمتری را به فن کویل اختصاص دهند و از طرف دیگر مایل نیستند که زیبایی محیط شان تحت تاثیر قرار گیرد، در مجموع فن کویل کاستی را انتخاب می کنند. در حال حاضر، عمدتا مراکز خرید لوکس و ادارات از فن کوئل نوع کاستی استفاده می کنند. در هنگام انتخاب این دستگاه باید به نکاتی از جمله قابلیت نصب بر روی سقف های نازک و پمپاژ مناسب آب درین به خارج توجه نمود.
فن کویل چیست؟
یک دستگاه فن کویل (FCU) وسیله ای ساده است که شامل مبدل حرارتی و فن است. این دستگاه بخشی از سیستم تهویه مطبوع موجود در ساختمان های مسکونی، تجاری و صنعتی و … است. یک فن کویل، دستگاهی با قابلیت های گوناگون است که گاهی اوقات با مکش هوای موجود، درجه حرارت فضای محیط اطراف خود را تنظیم می کند. این کنترل توسط یک سوئیچ دستی خاموش/ روشن یا یک ترموستات انجام می شود. تر موستات به فن یا به شیر کنترل فرمان می دهد که با تغییر دور فن یا تغییر میزان دبی آب ورودی به کویل ها می توان به دمای مطلوب در هر فضا دست یافت.
طرز کار فن کویلآب سرد یا گرم تولید شده ی چیلر یا بویلر توسط پمپ ها از طریق رایزرها به لوله هایی با قطر کوچکتر فرستاده می شوند تا به فن کویل ها (FCU) هدایت شوند. FCU اساسا جعبه ای با فن داخلی است که هوای داخل فضا را می کشد و آن از روی کویل گرم یا سرد عبور می دهد تا دمای هوا را تغییر دهد و سپس این هوا را به داخل فضا پخش می کند. آب سرد به FCU وارد می شود و از طریق کویل خنک کننده (مجموعه ای از لوله های نازک) عبور کرده و گرمای هوای داخل آن را جذب می کند. آب سرد، گرم شده و در نتیجه هوا در سراسر آن سرد می شود. هنگامی که آب سرد از کویل خنک کننده خارج می شود، در حدود ۵ درجه سانتی گراد (۵۳.۶ درجه فارنهایت) گرمتر خواهد شد و به ۱۲ درجه ی سانتیگراد می رسد. سپس آب سردِ گرم شده از طریق رایزرهای مسیر بازگشت به سمت اواپراتور چیلر بازگردانده می شود. آب سرد مجددا خنک می شود و آماده چرخش درون ساختمان و جمع آوری بار حرارتی بیشتری خواهد شد.
