این مقاله به بررسی جزئی سیکل تبرید چیلر، انواع مختلف آن، و راه‌های افزایش راندمان می‌پردازد.
مقدمه
سیکل تبرید چیلر اساساً بر مبنای چرخه تبرید کارنو استوار است. این چرخه، یک فرآیند ترمودینامیکی است که با استفاده از مبرد، انرژی حرارتی را از یک منبع سرد (هوای محیط یا آب) به یک منبع گرم (هوای خارج) منتقل می‌کند. این فرآیند شامل مراحل متعددی از جمله تبخیر، تراکم، تراکم و انبساط است که در ادامه به طور مفصل بررسی خواهند شد.
مراحل سیکل تبرید
تبخیر (Evaporation): در این مرحله، مبرد در حالت مایع در داخل یک کندانسور تبخیر می‌شود. انرژی گرمایی از محیط اطراف (هوای محیط یا آب) به مبرد منتقل می‌شود و آن را به حالت بخار تبدیل می‌کند. این فرآیند باعث جذب گرمای محیط و خنک شدن آن می‌شود.
تراکم (Compression): در این مرحله، مبرد بخار شده توسط یک کمپرسور فشرده می‌شود. افزایش فشار و دمای مبرد باعث افزایش انرژی داخلی آن می‌شود.
به نوعی دما در این مرحله به علت افزایش فشار، افزایش می‌یابد.فشار در این مرحله بسیار بالا است.انرژی درونی (آنتالپی) مبرد در این مرحله کاهش می‌یابد زیرا انرژی از دست داده است.
مبرد فشرده شده و گرم، در یک کندانسور قرار می‌گیرد. در این مرحله، مبرد از طریق تبادل گرمایی با محیط اطراف (هوای خارج یا آب) به حالت مایع تبدیل می‌شود. گرمای جذب شده از مبرد به محیط منتقل می‌شود.
انبساط (Expansion): در این مرحله، مبرد مایع تحت فشار به وسیله یک شیر انبساط به فشار و دمای پایین‌تر کاهش می‌یابد. این فرآیند باعث کاهش انرژی داخلی مبرد و آماده شدن آن برای مرحله تبخیر می‌شود.
پس دما در این مرحله کاهش می‌یابد.فشار در این مرحله به فشار اواپراتور کاهش می‌یابد و انرژی درونی (آنتالپی) مبرد در این مرحله تغییر اندکی دارد.
انواع سیکل تبرید
انواع مختلفی از سیکل‌های تبرید در چیلرها وجود دارد، از جمله:
سیکل تبرید تراکمی: این سیکل رایج‌ترین نوع سیکل تبرید در چیلرها است. با استفاده از کمپرسور، مبرد را فشرده می‌کند و باعث تبادل گرمایی می‌شود.
سیکل تبرید جذبی: در این سیکل، مبرد توسط یک ماده جذب کننده جذب و آزاد می‌شود. این روش از انرژی الکتریکی کمتر استفاده می‌کند و برای محیط‌های با منابع انرژی جایگزین مناسب‌تر است.
پس
سیکل تبرید جذبی ترکیبی: ترکیبی از سیکل تبرید جذبی و تراکمی است که مزایای هر دو را ارائه می‌دهد.
عوامل موثر بر راندمان چیلر
نوع مبرد: انتخاب مبرد مناسب با در نظر گرفتن خواص ترمودینامیکی و زیست محیطی آن، بسیار مهم است.
کارایی کمپرسور: کمپرسور با راندمان بالا، کلید راندمان سیکل تبرید است.
طراحی و عملکرد کندانسور: انتقال حرارت موثر در کندانسور، راندمان را بهبود می‌بخشد.
طراحی و عملکرد شیر انبساط: کنترل صحیح جریان مبرد در این مرحله بسیار حیاتی است.
حفاظت و نگهداری: نظافت و نگهداری منظم از قطعات چیلر، طول عمر و راندمان آن را افزایش می‌دهد.
(در مورد اجزای چیلر بیشتر بدانید)
بهینه سازی سیکل تبرید
بهبود راندمان کمپرسور با استفاده از کمپرسورهای با راندمان بالا، کاهش مصرف انرژی و هزینه‌ها را به دنبال دارد.
بهبود انتقال حرارت در کندانسور یا به نوعی بهینه سازی طراحی کندانسور و استفاده از روش‌های پیشرفته انتقال حرارت، راندمان را افزایش می‌دهد.
کنترل دقیق دمای مبرد در مراحل مختلف، راندمان سیکل را بهینه می‌کند.
عایق‌بندی مناسب، از اتلاف انرژی جلوگیری می‌کند.
نظارت و کنترل هوشمند: استفاده از سیستم‌های نظارت و کنترل هوشمند، در تشخیص و رفع مشکلات بالقوه، بسیار موثر است.
در نتیجه، درک سیکل تبرید چیلر و عوامل موثر بر راندمان آن، برای بهینه سازی عملکرد و کاهش هزینه‌های انرژی ضروری است. با توجه به انتخاب مبرد مناسب، استفاده از قطعات با کیفیت بالا، و نگهداری منظم، می‌توان راندمان چیلر را به طور قابل توجهی افزایش داد.
