چیلر فلودد یکی از سیستم های سرمایشی پیشرفته است که در آن از اواپراتور فلودد یا مستغرق استفاده می شود. این نوع چیلر به دلیل عملکرد ویژه اش در انتقال حرارت و بهره وری انرژی، در پروژه های بزرگ صنعتی و تجاری به کار می رود. در این مقاله به بررسی عملکرد، مزایا و معایب چیلر فلودد پرداخته و آن را با چیلرهای دارای اواپراتور DX مقایسه می کنیم. هدف از این بررسی، شناخت بهتر این سیستم و کاربردهای آن در صنایع مختلف است.
خرید انواع چیلر از برندهای مختلف
با بهترین قیمت و مشاوره تخصصی
فقط با یک تماس
سیکل تبرید و اجزای اصلی
چیلر فلودد در اصل بخشی از سیستم های سرمایشی است که از سیکل تبرید تراکمی بخار یا جذبی بهره می برد. برای درک بهتر نحوه کارکرد چیلر فلودد، ابتدا باید با اجزای اصلی سیکل تبرید آشنا شویم.
چیلر تراکمی بخار
چیلر تراکمی بخار به چهار بخش اصلی تقسیم می شود:
- کمپرسور
- کندانسور
- شیر انبساط
- اواپراتور
در سیکل چیلر تراکمی، بخار مبرد توسط کمپرسور فشرده می شود، به کندانسور ورود می کند و پس از انتقال حرارت، تبدیل به مایع می شود. این مایع سپس از شیر انبساط عبور کرده و به اواپراتور می رود تا فرآیند تبرید را انجام دهد.
چیلر جذبی
در چیلرهای جذبی، کمپرسور جای خود را به اجزای دیگری چون جذب کننده، پمپ و ژنراتور می دهد. این سیستم با استفاده از مواد جاذب مانند لیتیوم بروماید و آب، همان فرآیند تبرید را انجام می دهد.
اواپراتور فلودد (Flooded Evaporator)
اواپراتور فلودد نوعی مبدل حرارتی پوسته و لوله است که در آن مبرد به صورت مستغرق در پوسته قرار دارد. در این سیستم، آب از داخل لوله ها جریان یافته و مبرد در پوسته به حالت تبخیر در می آید. از آنجا که سطح تماس بیشتری بین مبرد و لوله ها ایجاد می شود، انتقال حرارت با راندمان بالاتری انجام می گیرد.
ویژگی های اواپراتور فلودد
در لیست زیر با ویژگی های اواپراتور فلودد آشنا می شوید:
- راندمان بالا در انتقال حرارت:
- در اواپراتور فلودد، تمام سطح لوله ها با مبرد در تماس است، بنابراین تبادل حرارت به صورت کامل انجام می شود و راندمان سیستم افزایش می یابد.
- سطح تماس وسیع:
- بخش زیادی از حجم پوسته اواپراتور با مبرد مایع پر می شود و همین موضوع موجع به افزایش کارایی در تبادل حرارت خواهد شد.
مقایسه چیلر فلودد با چیلرهای DX
چیلرهای DX یا اواپراتورهای خشک و چیلرهای فلودد تفاوت های اساسی در نحوه عملکرد دارند.
عملکرد اواپراتور DX
در سیستم های DX، مبرد از درون لوله ها عبور می کند و آب از بیرون لوله ها جریان دارد. در این سیستم، بخشی از سطح تبادل حرارتی صرف ایجاد سوپرهیت می شود تا اجازه ورود مبرد مایع به کمپرسور داده نشود.
عملکرد اواپراتور فلودد
در اواپراتور فلودد، مبرد در داخل پوسته قرار دارد و آب از لوله ها عبور می کند. این ویژگی باعث می شود تا سطح تماس بین مبرد و لوله ها افزایش یاسد و به تبادل حرارت بهتر و راندمان بالاتر کمک کند.
مزایای چیلر فلودد چیست؟
مزایای چیلر فلودد به شرح زیر است:
1. بهره وری انرژی بالا
چیلر فلودد به دلیل استفاده از سطح تماس بیشتر برای تبادل حرارت، راندمان بالاتری نسبت به سیستم های DX دارد. این ویژگی باعث کاهش مصرف انرژی در کمپرسور و بهبود ضریب عملکرد (COP) می شود.
2. کاهش نیاز به کمپرسور بزرگ تر
با توجه به افزایش راندمان، می توان از کمپرسورهای کوچک تر برای دستیابی به ظرفیت برودتی مشابه استفاده کرد.
3. توزیع یکنواخت مبرد
در سیستم فلودد، توزیع مبرد به صورت یکنواخت در سراسر اواپراتور انجام می شود.
4. عملکرد مطلوب در بار کم
در حالت های کم باری، چیلر فلودد نسبت به سیستم های DX عملکرد بهتری دارد. در سیستم DX، به دلیل بسته شدن برخی لوله ها در بار کم، عملکرد کاهش می یابد، در حالی که در فلودد این مشکل وجود ندارد.
معایب چیلر فلودد چیست؟
چیلر فلودد در کنار مزایای گفته شده در لیست بالا، یک سری معایب هم دارد که برای انتخاب آگاهانه این چیلر باید از آن ها مطلع باشید:
1. نیاز به حجم بیشتری از مبرد
یکی از چالش های چیلر فلودد این است که به دلیل استفاده از مبرد در پوسته، حجم بیشتری از مبرد نیاز است که منجر به هزینه های بیشتر برای شارژ مبرد می شود.
2. ابعاد و وزن بزرگتر
چیلر فلودد به دلیل نیاز به فضای بیشتر برای تماس با مبرد و آب، ابعاد بزرگتری نسبت به چیلرهای DX دارد. برای پروژه هایی با محدودیت فضا، ممکن است استفاده از این سیستم چالش‌هایی داشته باشد.
3. چالش های مدیریت روغن
در سیستم های چیلر فلودد، روغن موجود در مبرد نمی تواند به طور کامل با بخار مبرد همراه شود.
معرفی کاربردهای چیلر فلودد
چیلر فلودد بیشتر در پروژه های با ظرفیت برودتی بالا کاربرد دارد. در این پروژه ها، به دلیل راندمان بالا و صرفه جویی در انرژی، استفاده از این نوع چیلر می تواند به کاهش هزینه های عملیاتی و افزایش عمر مفید سیستم کمک کند.
صنایع کاربردی که در آن ها از چیلر فلودد استفاده می شود:
- ساختمان های تجاری و اداری
- مراکز داده
- تاسیسات صنعتی بزرگ
- بیمارستان ها و مراکز بهداشتی
نکات طراحی و ساخت چیلر فلودد چیست؟
طراحی و ساخت چیلر فلودد یک سری نکات دارد که در این قسمت مهم ترین شان را مرور کرده ایم:
- استانداردهای فنی
در طراحی چیلرهای فلودد، رعایت استانداردهای بین المللی مانند ASHRAE، ASME و AHRI اهمیت دارد. این استانداردها به ضمانت کیفیت، عملکرد و ایمنی سیستم کمک می کنند.
- استفاده از کمپرسورهای مناسب
استفاده از کمپرسورهای سانتریفیوژ با یاتاقان های مغناطیسی در چیلر فلودد می تواند مشکلات مربوط به برگشت روغن را حل کند.
استفاده چیلر فلودد با استفاده از طراحی خاص در اپراتور و راندمان بالای انتقال حرارت، برای پروژه هایی با ظرفیت برودتی بالا پیشنهاد می شود. با وجود این که این سیستم هزینه های اولیه بالاتری نسبت به چیلرهای DX دارد، اما عملکرد بهینه آن در بارهای کم و صرفه جویی انرژی در بلندمدت موجب شده تا در بسیاری از پروژه های بزرگ، یک انتخاب کارآمد و موثر باشد. انتخاب سیستم مناسب، بستگی به نیازهای خاص پروژه و محدودیت های موجود دارد و لازم است به تمام جوانب فنی و اقتصادی آن، با دقت پرداخته شود.
