چیلر تراکمی اسکرال

چیلر تراکمی اسکرال متشکل از چیلر تراکمی است که در آن از کمپرسور نوع اسکرال استفاده شده است . از این نوع چیلر برای ظرفیت‌های کم استفاده می‌شود و برای افزایش ظرفیت آن از چند کمپرسور اسکرال به‌صورت ترکیبی استفاده می‌شود .

سیکل چیلر تراکمی

در چیلرهای تراکمی گاز مبرد  ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می‌گردد. این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می‌گردد این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین وارد خنک‌کننده (اواپراتور) می‌شود که در فشار کمتری قرار دارد این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک‌کننده، باعث ایجاد برودت در موادی که با قسمت خنک‌کننده در ارتباطند می‌گردد. سپس گاز ناشی از تبخیر، به کمپرسور منتقل می‌شود.

انواع چیلر تراکمی

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کمپرسور

چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کمپرسور مورد استفاده جهت فشرده‌ سازی مبرد به چهار دسته تقسیم می‌شوند.

1. چیلر رفت و برگشتی
2. چیلر اسکرو
3. چیلر اسکرال
4. چیلر سانتریفیوژ

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور

1. چیلر هوا خنک
2. چیلر آب خنک

در چیلر تراکمی آب خنک عمل کندانس تجهیزاتی با عنوان برج خنک‌کن و در چیلر تراکمی هوا خنک از کندانسور هوایی برای خنک‌سازی ماده مبرد استفاده می‌گردد.

چیلر اسکرال چیست

چیلر اسکرال ، نسل جدیدی از سیستم‌های سرمایش در صنعت تهویه مطبوع است. فرآیند سرمایش در چیلر اسکرال مانند سایر چیلرهای تراکمی بر اساس سیکل تبرید تراکمی انجام می‌پذیرد. در این نوع از چیلر تراکمی به علت استفاده از کمپرسور اسکرال در سیکل تبرید، به نام چیلر اسکرال شناخته می‌شود. درواقع در این نوع از چیلرهای تراکمی کمپرسور اسکرال جایگزین کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی شده است. کمپرسور اسکرال عموماً از دو حلزون غیر هم‌محور که یکی از این دو ثابت و دیگری متحرک بوده و در داخل یکدیگر قرار می‌گیرند، تشکیل شده است. در کمپرسور اسکرال ، حرکت حلزون متحرک باعث رخ دادن فرآیند تراکم و فشرده‌سازی سیال مبرد می‌شود. به بیانی دیگر، گاز مبرد با قرار گرفتن در بین این دو بخش حلزونی متراکم و فشرده می‌شود. که به این  صورت فشار موردنیاز در خروجی تأمین می‌شود.

چیلر اسکرال دارای مزیت‌هایی نسبت به انواع دیگر چیلر تراکمی می‌باشد. یکی از مهم‌ترین مزایای چیلر اسکرال عملکرد آرام، بدون صدا و لرزش آن است. زیرا تعداد قطعات مورد استفاده متحرک و اصطکاکی در آن نسبت به انواع دیگر چیلرها کمتر بوده و این مزیت کمک به بهبود و افزایش طول عمر مفید چیلر اسکرال می‌کند. در نسبت‌های تراکم ثابت و از پیش مشخص شده در حالت کم بار، راندمان چیلر اسکرال در مقایسه با سایر انواع چیلر بالاتر می‌باشد. بر اساس مزایای برشمرده شده، می‌توان این‌گونه نتیجه گرفت، چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرال دارای هزینه تعمیر و نگهداری کمتری بوده و نگهداری از آن راحت‌تر و مقرون‌به‌صرفه تر می‌باشد. نکته قابل توجه راندمان کم بار کمپرسورها نسبت به حالت تمام بار آن می‌باشد که تعداد زیادی از کمپرسورها ،اکثر طول عمر مفید خود را در حالت کم بار کار می‌کنند. البته با وجود تکنولوژی موتور محرک با دور متغیر جهت چرخش کمپرسور ، کمپرسور با تمام توان خود کار نکرده و متناسب با بار برودتی موردنیاز، میزان توان کمپرسور کم یا زیاد شده و این امر تأثیر به سزایی بر کاهش مصرف برق دارد.

عملکرد  کمپرسور چیلر اسکرال

کمپرسور چیلر اسکرال متشکل از دو قطعه‌ی حلزونی شکل که یکی ثابت و دیگری متحرک است و به موتور محرکه دور متغیر اینورتر متصل می‌شود، تشکیل شده است. فرآیند تراکم مبرد با چرخش حلزون متحرک حول قطعه حلزونی شکل ثابت صورت می‌پذیرد. با چرخش حلزون متحرک، مبرد به سمت مرکز حرکت می‌کند و به‌تدریج تراکم می‌یابد. در سیستم‌های تهویه مطبوع تجاری و خانگی که دارای ظرفیت کم تا متوسط (حدوداً 3  تا 120 کیلووات) همچون چیلر، مینی چیلر، پمپ گرمایشی و …استفاده از کمپرسور اسکرال کاربرد فراوانی دارد. در ظرفیت‌های بالا و در صورت نیاز به استفاده از کمپرسور اسکرال در بخش سرمایش ، می‌توان از آن به‌صورت ترکیبی استفاده نمود.یکی از مزایای بااهمیت چیلر اسکرال کارکرد بی‌صدا و بسیار آرام آن است. به علت استفاده از قطعات لغزنده کمتر در مقایسه با سایر انواع چیلر تراکمی بدون لرزش بوده و بنابراین نگهداری و تعمیر چیلر اسکرال آسان‌تر می‌باشد. در نتیجه هزینه نگهداری و تعمیر چیلر اسکرال کاهش‌یافته و از بعد اقتصادی مقرون‌به‌صرفه می‌باشد.

عملکرد کمپرسور اسکرال به نحوی می‌باشد که در ابتدا گاز مبرد متراکم گشته و سپس با استفاده از لوله‌کشی وارد کندانسور می‌شود. مایع پس از گذر از کندانسور، وارد شیر انبساط شده و در شیر انبساط فشار مبرد کاهش می‌یابد. در نتیجه، تمایل زیادی به تغییر فاز به بخار دارد. سپس، مایع به اواپراتور فرستاده می‌شود. در این مرحله، با گرفتن حرارت محیط اطراف کویل، به شکل گاز درآمده و در انتهای فرایند به کمپرسور وارد می‌شود . این سیکل تبرید تراکمی تکرار می‌شود.  (کندانسور و اواپراتور به فرم  کویل های مارپیچی می‌باشند.)

اجزای اصلی چیلر اسکرال

اکثر اجزای تشکیل‌دهنده چیلر تراکمی اسکرال همانند دیگر انواع چیلرهای تراکمی می‌باشد. اجزای اصلی این چیلر عبارت‌اند از؛ کمپرسور، کندانسور ، شیر انبساط ، اواپراتور چیلر ، تابلو برق ، سیستم کنترلی و محفظه آب.

کمپرسور چیلر اسکرال

کمپرسور اسکرال بهنام‌های کمپرسور حلزونی، پمپ اسکرال و یا پمپ خلأ اسکرال شناخته می‌شود. کمپرسور اسکرال که در فرآیند سرمایش بکار می‌رود، جهت فشرده‌سازی و تراکم سیال مبرد  استفاده می‌شود. فرآیند تراکم در کمپرسور اسکرال منحصر به فرد است. کمپرسور اسکرال ، از دو قطعه حلزونی ثابت و متحرک کویل شده با یکدیگر تشکیل شده است. با چرخش قطعه حلزونی متحرک حول قطعه حلزونی ثابت سیال مبرد به داخل فضای بین دو قطعه حلزونی مکیده می‌شود. بر اساس نوع حرکت و چرخش قطعات حلزونی شکل، در فشار متوسط سیال مبرد در فاز گاز، در داخل ناحیه حد فاصل دو قطعه حلزونی شروع به متراکم شدن می‌کند. در چرخش نهایی گاز مکیده می‌شود به فشار تخلیه می‌رسد و از سمت بخش تخلیه، از کمپرسور خارج می‌گردد.

کمپرسور اسکرال به‌عنوان بک جایگزین مناسب برای کمپرسور رفت و برگشتی پدیدار شده و در ساختاری بسته در ظرفیت‌هایی تا بیش از ۲۵ تن برای چیلر هوا خنک در دسترس و قابل استفاده می‌باشد. این نوع در مقایسه با کمپرسور رفت و برگشتی، به‌طور هم‌زمان چندین کمپرسور اسکرال جهت افزایش و بهبود میزان ظرفیت نهایی چیلر در طراحی یک دستگاه چیلر مورد استفاده قرار می‌گیرد. کارایی کمپرسور اسکرال در مقایسه با کمپرسور رفت و برگشتی تا میزان ۱۰ الی ۱۵ درصد بیشتر است. در درجه اول به دلیل استفاده از قطعات متحرک کمتر تا میزان تقریبی ۶۰ درصد کمتر ، میزان قابلیت اطمینان آن به اثبات رسیده است. کمپرسور اسکرال و کمپرسور رفت و برگشتی به‌صورت تکی و یا چندگانه جهت تولید ظرفیت سرمایشی تقریبی ۱۰ تا ۴۰۰ تن در چیلر هوا خنک استفاده می‌شوند.

انواع کندانسور در چیلر تراکمی اسکرال

در چیلرهای اسکرال ، کندانسور بین کمپرسور و شیر انبساط حرارتی قرار می‌گیرد. که هدف اصلی این جانمایی کندانسور در این چرخه، کاهش حرارت مبردی است که وارد اواپراتور می‌شود . اکثر کندانسورها، به دو صورت زیر طبقه‌بندی می‌شوند.خنک شونده با هوا که به کندانسور هوا خنک معروف است و یا خنک شونده با آب که به آن کندانسور آب خنک می‌گویند.

مزایا چیلر اسکرال

مهم‌ترین مزایای چیلر تراکمی اسکرال شامل:

• چیلر اسکرال در مقایسه با دیگر چیلرها از صدا و ارتعاش کمتری برخوردار است.
• دارای عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالاتری به نسبت سایر کمپرسورها است.
• در حالت بار جزیی دارای راندمان بالایی است.
• در صورت بالا بودن راندمان می‌تواند هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد.
• چیلر اسکرال در مقابل بازگشت مایع به دلیل روش خاص تراکم و عدم استفاده از valve plate مقاوم می‌باشد.
• ضریب عملکرد آن در مقایسه با سایر چیلرها بالا است.
• ساختار ساده و اجزای کمتر نسبت به دیگر کمپرسورها

معایب چیلر اسکرال 

قیمت بالای چیلر اسکرال در مقایسه با انواع دیگر چیلر تراکمی، از مهم‌ترین معایب این دسته از چیلرها می‌باشد.

مزایای کمپرسور اسکرال نسبت به کمپرسور پیستونی

مصرف انرژی کمتر که این مقدار حدوداً۱۰درصد است.
کاهش میزان سر و صدا و لرزش در کمپرسور اسکرال.
مقاومت کمپرسورهای اسکرال در مواقع ورود مایعات بیشتر است.
کمپرسور اسکرال قطعات کمتری نسبت به کمپرسور پیستونی دارد.

تفاوت کمپرسور اسکرال و اسکرو

مقاومت کمپرسورهای اسکرو از کمپرسورهای اسکرال بیشتر است

در ظرفیت‌های پایین برخلاف اسکرال از کمپرسور اسکرو نمی‌توان استفاده کرد.