طرز کار چیلر اسکرو

امروزه در صنعت سیستم تهویه مطبوع وبا پیشرفت تکنولوژی نوع جدیدی از چیلرهای تراکمی روانه ی بازار شده است . چیلرهای تراکمی اسکرو یکی از انواع این چیلرهاست . علت نامگذاری این چیلرها به چیلر تراکمی اسکرو به دلیل نوع کمپرسورآن می باشد . در این نوشتار سعی کرده ایم مطالبی را پیرامون اجزاء و طرز کار چیلر تراکمی اسکرو ارائه نماییم . 

اجزای چیلر تراکمی اسکرو یکی از انواع سیستم تهویه مطبوع

تعداد کثیری از اجزای تشکیل‌دهنده چیلر اسکرو همانند انواع دیگر چیلرهای تراکمی می‌باشد. اجزای اصلی آن عبارت‌اند از؛ کمپرسور، کندانسور ، شیر انبساط ، اواپراتور چیلر ، تابلو برق ، سیستم کنترلی و محفظه آب. اما آن چیزی که چیلر تراکمی اسکرو را از دیگر چیلرها به عنوان سیستم تهویه تهویه متمایز می سازد نوع کمپرسور آن است که موجب تفاوت آن می گردد . در مقالات قبلی مطالبی در مورد چیلر های تراکمی  واجزای آن بیان شد . لذا در این بخش مقاله از بین اجزای چیلر تراکمی اسکرو به کمپرسور به دلیل تفاوت آن با سایر کمپرسورها مطالبی ارائه می گردد .

کمپرسور اسکرو               

کمپرسور اسکرو ( کمپرسور مارپیچی ) در محدوده وسیعی از چیلرهای تراکمی که در بین انواع سیستم تهویه مطبوع کارآیی زیادی دارند ، در ابعاد متوسط به‌صورت تک مارپیچ یا چند مارپیچ جهت دست‌یابی به ظرفیت تا ۵۰۰ تن برای اتمام فرآیند تراکم مورد استفاده قرار می‌گیرد .اغلب در کمپرسور اسکرو compressor screw ، دو محور مارپیچی شکل وجود دارد، که در محوری ثابت در مقابل یکدیگر قرار می گیرند.

چرخش روتورهای مارپیچی سبب می شود، گاز با کاهش حجم مستقیم بین دو روتور متراکم گردد. کمپرسور اسکرو به فرم کمپرسور آب بندی شده نیمه بسته ( Semi – Hermetically Sealed Compressors ) موجود بوده و می تواند با هر دو سیستم استاندارد جهانی IEEE و AIEE در محدوده ولتاژ 40 تا 1000 اسب بخار کار کند. از طرفی، در برخی موارد می توان از کمپرسور اسکرو تک مارپیچ نیز استفاده کرد. در کمپرسور تک مارپیچ، حرکت سیال در سرتاسر دو چرخ ستاره ای، جهت ایجاد تراکم با تکیه بر چرخش یک محور مارپیچ صورت می پذیرد .

 همانند کمپرسورهای اسکرال، کمپرسور اسکرو نیز به دلیل دارا بودن قطعاتی با کمترین حرکت دارای مزیت قابل قبولی نسبت به کمپرسور رفت برگشتی است. کمپرسور چیلر اسکرو همچون کمپرسور اسکرال و کمپرسور رفت و برگشتی از نوع جابه‌جایی مثبت می‌باشد، این بدین معنا است که کمپرسور اسکرو مقدار ثابتی از گاز را در یک محفظه تراکم، متراکم می‌کند.

کمپرسور چیلر تراکمی اسکرو به دلیل قابلیت اعتماد زیاد و بازدهی خوب به‌خصوص در بارگذاری جزئی ، از محبوبیت بالایی برخوردار است. طراحی‌های متفاوتی از کمپرسور اسکرو با ویژگی‌های تک روتور یا چند روتور موجود است. کمپرسور چیلر اسکرو به‌وسیله‌ی مکانیسم شیر یک‌طرفه یا شیر سولونوئید که میزان حجم گاز در حال تراکم را تغییر می‌دهد، تخلیه می‌شود. بدین ترتیب، ظرفیت کاهش می‌یابد .

از این کمپرسورها معمولاً در جایی که نیاز به حجم هوای متراکم زیادی باشد (مانند چکش‌های بادی (Jackhammer) یا آچار بوکس بادی) و کمپرسورهای پیستونی جوابگوی این نیاز نباشد استفاده می‌شود.

طراحی کمپرسور اسکرو در برگیرنده مزایای ماشین‌هایی با جابه جایی مثبت و دوار است که استفاده از این نوع کمپرسور برای رنج گسترده‌ای از کاربری‌ها و فرایندهای گازی مناسب می‌سازد.از آنجایی که عمل مکش و دهش در این نوع کمپرسور یک عمل پیوسته‌است، برعکس کمپرسورهای پیستونی جریان دارای موج یا ضربه (Surge) نیست.

طرز کار کمپرسور اسکرو :

نحوه کارکرد کمپرسور در چیلر تراکمی اسکرو که ( از دو شبکه مارپیچی ستاره ای که تحت عنوان روتور شناخته می شود، برای متراکم کردن سیال مبرد استفاده می کند ) بدین صورت است که  الکتروموتور از طریق تسمه یا کوپل مستقیم یکی از روتور های بلوک هواساز را به گردش می اندازد و این روتور همزمان با روتور دیگر ، درگیر می شود.

پس از ورود هوا به داخل بلوک هواساز و ترکیب آن با روغن به طور موثری در شکاف روتورها فشرده می شود. روغن وظیفه روانکاری ، آب بندی و جذب بخش عمده حرارت در زمان درگیری و چرخش روتورها را دارد.

مخلوط روغن و هوا پس از فشرده سازی وارد مخزن جدا کننده هوا – روغن می شود که قسمت عمده روغن از هوا جدا شده و جهت مصرف کننده نهایی آماده می شود . روغن باقی مانده در فیلتر جداکننده از هوا جذب می شود . روغن داخل مخزن تحت فشار سپراتور هوا – روغن وارد افترکولر مبدل حرارتی شده و جهت روانکاری مجدد بخشهای مختلف کمپرسور خنک می شود.

در یک کمپرسور اسکرو دوار خشک ، حفظ هماهنگی دقیق بین روتور های نر و ماده توسط چرخ دنده های مخصوص مشابه تسمه تایم انجام می پذیرد. در یک کمپرسور اسکرو سیلابی ، روغن روانکاوی در فضای بین روتورها اتصال برقرار می کند، فضای روغن بوجود آمده، آب بندی هیدرولیکی و انتقال انرژی مکانیکی بین هر دو روتور محرک و روتور اصلی را فراهم می کند.

ویژگی های کمپرسور اسکرو:

• سازگاری با انواع مبرد HCFC و HFC برای چیلر
• کاهش بار برق مصرفی درنتیجه ی سیستم راه اندازی اتوماتیک بی بار در حالت استارت قابلیت انتخاب نسبت تراکم گاز با توجه به نوع و منطقه دمایی نصب آن
• دارای ضریب عملکرد (COP) بالاتر نسبت به کمپرسورهای پیستونی که در تناژ برابر مصرف برق کمتری دارد
• استهلاک و ارتعاش کمترو در نتیجه صدای کم و قابلیت کارکرد مداوم و بدون وقفه به دلیل دارا بودن قطعات متحرک کمتر و دارا بودن حرکت دورانی به جای رفت و برگشتی
• برخورداری از سیستم کنترل plc

مزایای چیلر اسکرو به عنوان یکی از کارآمد ترین سیستم تهویه مطبوع

مزایای چیلر تراکمی اسکرو بطور کامل شامل موارد زیر می باشد

1- هزينه سرمايه گذاري اوليه حدوداً 33% کمتر نسبت به چیلر جذبی

 2- هزینه کم تعمیرات و نگهداری بطوری که دوره‌هاي اسيد شويي کندانسور هر سه سال مي‌باشد ولي در چيلرهاي ابزوربشن تقريبا هر

سال انجام مي‌شود که خود در فرسوده شدن سريع سيستم بسيار حائز اهميت است

3- قابلیت تعمیر آسان به دلیل تعداد کم قطعات لغزنده

4- آرام و پیوسته  بودن جریان گاز در چیلر تراکمی اسکرو

  5-کوچک‌تر بودن و وزن کمترچیلر اسکرو نسبت به سایر چیلرهای تراکمی

6- آسیب کمتر در صورت برگشت مایع کمپرسور

7- بازده حجمی بالای چیلرهای اسکرو و دارا بودن راندمان چیلر اسکرو حدود 25% نسبت به راندمان چيلرهاي تراکمي با کمپرسور

رفت و برگشتي و حدود 400% راندمان بالاتر نسبت به چیلرهای جذبی

 8- تعميرات احتمالي بسيارآسان‌تروسريع‌تر وقابلیت تعویض و خرید تمامي قطعات آن حتي اواپراتور و کندانسور

 9-کاهش مصرف انرژی در هنگام کنترل ظرفیت

10- جريان راه اندازي بسيار پايين‌تر (حدود 50% ) نسبت به چيلرها با کمپرسور رفت و برگشتي

11- ميزان حجم آب مصرفي در برج حدود نصف ميزان آب مورد نياز در چيلرهاي جذبی و حدود 20% کم‌تر از چيلرهاي تراکمي رفت و

برگشتي که نتيجتا تبخير کاهش يافته وکاهش حجم رسوب گذاري

12- عدم نیاز به روشن شدن بويلردر تابستان و درنتیجه کاهش هزینه های جاری در چیلر تراکمی اسکرو

13- عدم نياز به تهيه آب DM جهت توليد بخار با وجود هزینه ی بالای آن

14- عدم نیاز به اپراتورواتوماتیک بودن عملیات روشن و خاموش شدن

15- هوشمند در کنترل ظرفيت و در حفاظت از خود

16- داراي حجم کوچک ولي  در عین حال پرتوان و کارا

17- قابل اتصال به سيستم BMS

18- دارا بودن ظرفیت بالا برای تولید تبرید مثلا ظرفیت 100 تن ، توليد حداقل 95 تن تبريد

19- عمر بسيار طولاني‌تر نسبت به کمپرسورهاي رفت و برگشتي (حدوداً 7 برابر)، بيش‌تر يا حداقل معادل نسبت به چیلرهای جذبی

با هزينه جاري کم‌تر و يا حداکثر معادل با چیلراز نوع جذبی

20- با توجه به عدم استفاده تمام واحدها از سيستم تهويه در فصل تابستان به دليل مسافرت و … اين دستگاه با سيستم کنترل

21- ظرفيت کاملاً هوشمند و پيوسته از 50% تا 100% به طور اتوماتيک با بار مورد نياز هماهنگ شده و مصرف انرژي نيز به همان

نسبت کم يا زياد مي‌شود

22- با صدا و لرزش بسيار کم‌تر نسبت به چيلرهاي تراکمي رفت و برگشتي

23- مجهز به صفحه نمايشگر جهت ارائه وضعيت کاري چيلر (دماي ورود و خروج آب چيلر و آب برج خنک کننده و …)

کیفیت چیلر اسکرو :

عملکرد و راندمان یک چیلر تراکمی اسکرو که یکی از انواع سیستم تهویه مطبوع شناخته شده است علاوه بر کیفیت اجزای اصلی چیلر مانند کمپرسور به نحوه طراحی و ساخت چیلر اسکرو بخصوص ساخت کندانسور آب خنک بستگی دارد و ساخت اواپراتور چیلر حتی سازه آن نیز در بهبود عملکرد سرمایشی چیلر تأثیر به سزایی می‌گذارد. همچنین استفاده از مواد و متریال مناسب در ساخت چیلر اسکرو و اجزای آن نیز بر کیفیت نهایی آن می‌افزاید.

در این مقاله با طرز کار چیلر تراکمی اسکرو آشنا شدید در مقالات بعدی سعی می کنیم مطالبی راجع به چیلر تراکمی اسکرال ، اجزا ، ویژگی ها ، مزایا و نحوه کارکرد آن بیان نماییم .