چیلر اسکرو

با اهمیت‌ترین اهداف ما در توضیح این مقاله، درک معنی چیلر اسکرو است. برای دانستن آن به بررسی مشخصات، جزئیات فنی، ویژگی‌‌ها، قیمت، مزایا و معایب چیلر اسکرو تراکمی نسبت به سایر چیلرها می‌پردازیم.

• چیلر اسکرو چیست و نحوه کار آن چگونه است؟
• مقایسه چیلر اسکرو با دیگر چیلرها
• خصوصیات کمپرسور چیلر اسکرو یا مارپیچی
• مزایای کمپرسور چیلر اسکرو در مقایسه با سایر کمپرسورها
• مزایای چیلر اسکرو در مقایسه با انواع دیگر چیلرها
• معایب چیلر اسکرو
• نتیجه گیری
• سوالات متداول درباره چیلر اسکرو

چیلر اسکرو چیست و نحوه کار آن چگونه است؟

دلیل نامیدن چیلر اسکرو این می‌باشد که با اهمیت‌ترین جزء آن، نوع کمپرسور اسکرو است. تصویر زیر نمای بریده شده از کمپرسور اسکرو را نشان می‌دهد.

در تصویر ویژگی‌های عمده چیلر اسکرو آب خنک با کندانسور آب خنک را می‌بینید. در گام اول، مبرد به وسیله کمپرسورهای اسکرو متراکم شده و از طریق لوله مسی به کندانسور ارسال می‌شود. کندانسورها می‌توانند با آب خنک شوند(معمولاً از نوع پوسته و لوله) یا می‌توانند با هوا خنک شوند (یعنی توسط فن خنک شوند) که در شکل به عنوان نوع آب خنک می‌بینید. مبرد بایستی حرارت خود را از دست داده و گرمای خود را به آب دهد. آب پس از گردش در برج خنک کننده و کاهش دمای دوباره به کندانسور بر می‌گردد.

کندانسور مکانی است که مبرد با از دست دادن حرارت از فاز گاز به فاز مایع تغییر کرده و پس از عبور از شیر انبساط به اواپراتور می‌رود. اواپراتور مکانی است که آب در آن خنک می‌شود(مایع داغ وارد اواپراتور و مایع سرد از اواپراتور خارج می‌شود). یعنی با جذب گرما از آب، مبرد باعث کاهش دمای آب می شود و این چرخه به طور مداوم تکرار می‌شود.

مقایسه چیلر اسکرو با دیگر چیلرها

ساختار چیلر اسکرو تراکمی تقریبا شبیه سایر نوع‌های چیلر تراکمی (مثل اسکرال، یا گریز از مرکز یا سانتریفیوژ و رفت و برگشتی یا پیستونی) است و فقط نوع کمپرسورشان موجب ایجاد اختلاف‌ها مانند اختلاف قیمت چیلر و … می‌شود. به این معنی که اگر در حقیقت بخواهیم بین چیلرهای اسکرو و چیلرهای دیگر مقایسه‌ای داشته باشیم و بدانیم چه مزایا و معایبی دارند، بایستی کمپرسورهای آن‌ها را مطالعه کنیم. به عنوان مثال، عکس زیر یک چیلر اسکرو تراکمی آب خنک (با کندانسور آب خنک) مجهز به کمپرسور اسکرو Bitzer را نشان می‌دهد.

از نظر طبقه‌بندی چیلرهای اسکرو در دسته چیلرهای تراکمی جا می‌گیرند و اگر طبقه‌بندی انواع چیلر را نمی دانید توصیه می‌کنیم، مقاله انواع چیلر را مطالعه کنید.

Bitzer آلمان و Hanbel تایوان از جمله تولید کنندگان پیشرو کمپرسور در جهان هستند. در شکل زیر نمونه‌هایی از چیلرهای تولیدی در کارخانه بادبان تهویه پارسیان (سازنده چیلر) مجهز به سیستم کانالی Bitzer و Hanbel را می‌بینید.

به این ترتیب بهتر است خصوصیات کمپرسور چیلر اسکرو را بدانید تا قیمت آن را بررسی و مقایسه کنید. در اینجا به بررسی مزایا و معایب کمپرسورهای اسکرو می‌پردازیم.

خصوصیات کمپرسور چیلر اسکرو یا مارپیچی

1. کمپرسورهای اسکرو به طور عمده دو روتور دوار دارند و هنگامی که یکی از روتورها با موتور الکتریکی و یا نیروی محرک دیگری می‌چرخد، مبرد بین دو روتور فشرده می‌شود.
2. سیستم روغن کاری این کمپرسورها کاملاً پیچیده است و کاهش روغن موجود در آن ممکن است به تدریج به قطعات و یاتاقان‌ها آسیب برساند، بنابراین نظارت بر فشار روغن و مقدار آن برای مدت زمان منظم و مطابق با دستورالعمل کاتالوگ سازنده بسیار مهم است.
3. کمپرسورهای چیلر اسکرو مانند کمپرسورهای چیلر پیستونی از نوع جابجایی مثبت بوده و دو نوع تک مارپیچ و دوتایی دارند. از نظر روانکاری به دو نوع جریان آزاد یا روغن تزریقی تقسیم می‌شود.
4. کمپرسورهای اسکرال با تزریق روغن در کاربردهای متوسط، ​​کارایی بالایی دارند. مدل‌های تراکم مارپیچی قابلیت کار در مقایسه با تراکم تا 30 به یک را دارند. ظرفیت کاری آن با توجه به بار مورد نیاز قابل تنظیم است و کنترل قدرت آن توسط یک شیر کشویی کنترل می‌شود که سطح فشار را تغییر می‌دهد تا کمپرسور چیلر اسکرو همیشه در سطح مناسب کار کند. این کمپرسورها معمولا با ظرفیت تا 20 تن تبرید در دسترس هستند.

مزایای کمپرسور چیلر اسکرو در مقایسه با سایر کمپرسورها

1. صدا و لرزش کمتر چیلر اسکرو نسبت به نوع رفت و برگشتی یا پیستونی (به دلیل ساختار و فاصله خاص دو روتور کمپرسور و نحوه برخورد آن‌ها با همدیگر، نوع پیستونی صدا و لرزش کمتری در مقایسه با کمپرسورهای سیلندری دارد)
2. جریان گاز آهسته و پیوسته نسبت به نوع رفت و برگشتی یا پیستونی (شدت جریان گاز خروجی مبرد از کمپرسور ثابت و یکنواخت بوده و نوسان ندارد و در نهایت یکی از عامل‌های اصلی ضربه و صدا حذف می‌شود.)
3. کنترل ظرفیت تا 10 درصد ظرفیت اسمی کمپرسور و به طور مداوم (کنترل ظرفیت در محدوده بسیار وسیعی نسبت به سایر انواع کمپرسور قابل تغییر است، از 10 درصد تا 100 درصد کل توان و در نهایت کمپرسور چیلر اسکرو را می‌توان با توجه به باری که انرژی مصرف می کند، تنظیم کرد)
4. عمر طولانی و قابل ایمنی بالا
5. دمای تخلیه پایین
6. راندمان حجمی بالا
7. ابعاد و سایز کوچک در مقایسه با نوع پیستونی یا رفت و برگشتی
8. در صورت برگشت مایع، کمپرسور صدمه نمی‌بیند
9. تعمیرات اساسی آسان‌تر و ارزان‌تر از نوع پیستونی به علت تعداد قطعات کشویی کمتر
10. قابلیت تحمل فشار بیشتر چیلر اسکرو در مقایسه با نوع اسکرال و در نتیجه مناسب برای استفاده در بار زیاد
11. قیمت پایین‌تر در مقایسه با کمپرسورهای اسکرال در تن بالاتر

مزایای چیلر اسکرو در مقایسه با انواع دیگر چیلرها

1. دارای ابعاد کوچکتر و وزن کمتر در مقایسه با دیگر چیلرها (در مقایسه با سایر دستگاه های خنک کننده هم تناژ).
2. بسیار بی صدا و با نویز و لرزش کمتر (در مقایسه با نوع‌های دیگر کمپرسورها مانند نوع سیلندرپیستونی) کار می‌کند.
3. چیلر اسکرو با راندمان بالا در هر دو حالت بار کامل و کم جزئی کار می‌کند. در حالی که برای مثال چیلرهای گریز از مرکز یا چیلر سانتریفیوژ تنها در شرایط بار کامل کارایی بالایی دارند.
4. کنترل ظرفیت در کمپرسورهای چیلر اسکرو به تدریج انجام نمی‌شود، بلکه به طور مدام است. اگر چیلر تک کمپرسور باشد به طور معمول بین 25 تا 100 درصد کل ظرفیت چیلر را می‌توان به طور دقیق و پیوسته (بدون پله) با توجه به نیازهای کاربر تنظیم کرد. اگر چیلر دو کمپرسور باشد، ظرفیت از 12.5 تا 100 درصد قابل کنترل است.با توجه به امکان کنترل دقیق و مستمر ظرفیت (غیر پله‌ای) در کمپرسورهای اسکرو، دمای آب سرد (آب خنک کننده) خروجی از چیلر اسکرو تغییر نمی‌کند و به طور دقیق قابل کنترل و تنظیم می‌باشد. در شکل زیر مشاهده می‌کنید که با تغییر بار سرمایشی مورد نیاز یک ساختمان (یا تجهیزات صنعتی)، بار کمپرسور و چیلر نیز بلافاصله تغییر کرده و با دما یکسان می‌شود. آب خروجی از چیلر تغییر نمی‌کند. به جرات می‌توان گفت که این یکی از مهم‌ترین مزیت‌های چیلر اسکرو نسبت به سایر انواع و اقسام چیلرها می‌باشد که صرفه‌جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از نوسانات دمای آب می‌باشد.

مزیت دیگر چیلر اسکرو در کنترل ظرفیت

چنانچه کنترل ظرفیت به صورت پلکانی (نه پیوسته) باشد، بار کمپرسورها و چیلرها با بار سرمایشی لازم ساختمان (یا یک دستگاه صنعتی) مطابقت ندارد و چیلر اسکرو همیشه با بار کمتر یا بیشتر از میزان مورد نیاز کار می‌کند. به عنوان مثال، طبق نمودار زیر، زمانی که بار سرمایشی لازم ساختمان از 100% به 87% می رسد (خط سبز)، بار کمپرسورها و چیلرها به طور دائم بین 75% تا 100% تغییر می‌کند (خط آبی). زیرا بدون تغییر ظرفیت این چیلر از 4 کمپرسور دور ثابت استفاده می‌شود و هر یک وارد مدار کار می‌شود (25% تا 25%).

زمانی که بار خنک کننده لازم برابر با 87% ظرفیت تمام چیلر باشد، در یک مدت زمان کوتاهی تمامی کمپرسورهای 4 وارد مدار کار می‌شوند و چیلر با قدرت 100% کار می‌کند. زمانی که دمای آب خروجی از چیلر زیر 6 درجه باشد، یک کمپرسور به طور خودکار متوقف می‌شود و ظرفیت کمپرسورها و چیلرها به 75% حجم کل می‌رسد. دمای آب خروجی از چیلر در مدت کوتاهی به 8 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد و کمپرسور چیلر اسکرو چهارم دوباره راه‌اندازی می‌شود و قدرت کامل چیلر به 100 درصد می‌رسد. و دمای آب دوباره به 6 درجه کاهش می‌یابد.

نمودار متغیر دمای آب از یک چیلر با کمپرسور 4 اسکرال یا پیستون سرعت ثابت

یکی از کاربردهای چیلرهای اسکرو تراکمی ممکن است در خنک سازی ماشین‌های صنعتی باشد. برای درک تفاوت چیلرهای صنعتی و چیلرهای تهویه مطبوع توصیه می‌کنیم، مقاله چیلر صنعتی را مطالعه کنید.
بیشتر بدانید

مزایایی که ذکر کردیم؛ با وجود مشخصات و ویژگی‌های فنی فراوان. استفاده از کمپرسورهای چیلر اسکرو دارای معایب و محدودیت‌هایی است که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.

معایب چیلر اسکرو

در ظرفیت کم استفاده از این کمپرسور چیلر اسکرو به هیچ وجه مجاز نیست و برای ظرفیت بالا (معمولا بیش از 100 تن مبرد) استفاده از آن در نظر گرفته شده و در کمتر از 100 تن مبرد به استفاده از کمپرسورهای گران قیمت مانند کمپرسور چیلر اسکرال مجاز هستید. زمانی که سرمایش مورد نیاز برای تبرید بیش از 100 تن باشد، مشکل استفاده از چند کمپرسور اسکرال با هم یا استفاده از دو کمپرسور اسکرو به وجود می‌آید که با توجه به قیمت، خرید کمپرسورهای اسکرال در مقایسه با دو کمپرسور چیلر اسکرو بسیار گران است.

جهت بدست آوردن اطلاعات بیشتر و مشاوره در مورد قیمت و خرید چیلر اسکرو می‌توانید با کارشناسان بادبان تهویه پارسیان با شماره‌های 09190911891 – 02122581821 در تماس باشید.
بیشتر بدانید

نتیجه گیری

همان‌گونه که در مطالب بالا اشاره کردیم، چیلر اسکرو ، جزو چیلرهای تراکمی است که اجزا عمده این چیلر شامل کمپرسور، کندانسور و اواپراتور است. طریقه کار این مدل چیلرها به این شکل می‌باشد که کمپرسور، گاز مبرد متراکم را به سایر اجزای این نوع چیلر می‌فرستد. همچنین، از مزایای چیلر اسکرو می‌توان به کارایی بالا، کنترل بار، جریان پیدا کردن گاز به طور همیشه و … اشاره کرد.

سوالات متداول درباره چیلر اسکرو

در صنعت چیلر سازی ایران به طور معمول از چه ظرفیت چیلر اسکرو به کار گرفته می‌شود؟

در صنعت چیلر، چیلر اسکرو به طور معمول برای تناژهای بیشتر از 50 تن تبرید یا بیش از 100 تن تبرید به کار می‌رود.

عمده‌ترین مشکل استفاده از کمپرسور اسکرو در چیلر چه می‌باشد؟

عمده‌ترین مشکل در چیلر اسکرو گران‌تر بودن آن‌ها در مقایسه با چیلر رفت و برگشتی یا پیستونی و گریز از مرکز یا سانتریفیوژ است. اما بایستی به این نکته نیز توجه داشت که کمپرسورهای رفت و برگشتی و گریز از مرکز نیز معایبی دارند. به عنوان مثال نوع سانتریفیوژ در حالت بار کم دارای نداشتن کارایی و راندمان پایین است. با توجه به تکنولوژی برتر تولید این نوع کمپرسورها، به طور طبیعی قیمت بالاتری نسبت به کمپرسور سایر چیلرها دارند. بر اساس نوع پروژه و خصوصیات آن، انتخاب کمپرسور مناسب برای چیلر توسط مهندسین متخصص مانند بادبان تهویه پارسیان در این زمینه به آن‌ها توصیه می‌شود.

چه نوع مبردی به طور معمول در چیلر اسکرو استفاده می‌شود؟

چیلر اسکرو معمولاً از مبردهای HCFC-22 و HFC-134a استفاده می‌کنند.