طراحی چیلر

طراحی چیلر چیزی است که ما می خواهیم بررسی کنیم. در این مقاله می خواهیم نگاهی کاملاً دقیق به داده های طراحی یک چیلر سانتریفیوژ ، آب خنک شده بپردازیم. این مقاله به جزییات کامل رسیدگی می کند ، بنابراین اگر تازه وارد در این موضوع هستید، توصیه می کنم ابتدا از اصول اولیه شروع کنید.

می خواهم تأکید کنم که این به سادگی طراحی داده است. در طراحی چیلر، هر چیلر متفاوت است و برای اطلاعات مربوطه باید با سازنده خود صحبت کنید.

طراحی چیلر

در تصویر بالا اجزای اصلی برای طراحی چیلر را نشان داده ایم. کمپرسور ، که نیروی محرک مبرد در اطراف سیستم است. کندانسور که گرمای ناخواسته را از سیستم خارج کرده و آن را به برج خنک کننده می فرستد. دریچه انبساط که مبرد را منبسط کرده و گرمای فوق را درون کمپرسور و اواپراتور کنترل می کند که گرمای ناخواسته از ساختمان را جمع می کند و آب سرد را تولید می کند.

ما می خواهیم همه نکات موجود در این دو نمودار را در بحث طراحی چیلر بررسی کنیم تا فشار ، دما ، آنتالپی و آنتروپی در اطراف این سیستم مشاهده شود. نمودار چپ نمودار آنتروپی درجه حرارت ما و نمودار سمت راست نمودار فشارخون ما آنتالپی است.

نقطه ۱ درست قبل از کمپرسور ، و خروج از تبخیر کننده است. این یک فشار بخار کم ، بخار اشباع شده با دمای پایین و بخار کمی گرم شده است.
نقطه ۲ دقیقاً بعد از کمپرسور ، قبل از کندانسور است. این بخار با حرارت بالا و فشار بالا است.
نقطه ۳ دقیقاً بعد از کندانسور بلکه قبل از شیر انبساط است. این یک مایع اشباع شده با دمای متوسط ​​خواهد بود.
نقطه ۴ دقیقاً بعد از شیر انبساط اما قبل از اواپراتور است. این فشار کم ، درجه حرارت پایین خواهد بود و ترکیبی از مایع و بخار خواهد بود.

کمپرسور در طراحی چیلر

در این مثال در طراحی چیلر کمپرسور فشار مبرد با سرعتی معادل ۵/۱۶ کیلوگرم بر ثانیه (۳۶٫۴ لیتر در ثانیه) را فشار می دهد. سپس موتور آن ۴۲۵٫۹ کیلووات مصرف می کند و کمپرسور ۱۰۰٪ بار دارد. اگر چیلر با بار جزئی اجرا شود ، مقادیر متفاوت خواهند بود.

مبرد از تبخیر کننده (نقطه ۱) در حدود ۳۵۶بار و در دمای ۵٫۵ درجه سانتیگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهایت) مکیده می شود. آنتالپی مبرد ۴۰۲ kJ / kg (173 BTUs / lbm) است. آنتروپی ۱٫۷۳ کیلوژول بر کیلوگرم کیلوگرم (۰٫۴۱ BTUs / lbm.F) خواهد بود.

کمپرسور مبرد را در فضای کمتری فشرده سازی می کند و با نگاهی به نمودارهای ما می دانیم که آنتالپی در حال افزایش است ، آنتروپی کمی افزایش می یابد و فشار و دما به طور انبوه افزایش می یابد.

هنگامی که مبرد (نقطه ۲) خارج می شود ، ۹۱۵ kPa (9.15 بار) خواهد بود. دما به ۴۳٫۶ درجه سانتی گراد (۱۱۰٫۵ درجه فارنهایت) می رسد. آنتالپی در حال حاضر ۴۲۶ kJ / kg.K (183 Btu / lbm) است و آنتروپی در حال حاضر ۱٫۷۴ kJ / kg.K (0.042 Btu / lbm.F) است.

به یاد داشته باشید که دمای مبرد ورودی به کندانسور باید بالاتر از دمای آب کندانسور ورودی برای انتقال حرارت باشد. اگر درجه حرارت آنها یکسان باشد ، دیگر انتقال گرما اتفاق نمی افتد و چیلر هیچ خنک کننده ای را انجام نمی دهد.

کندانسور در طراحی چیلر

در طراحی چیلر ، قسمت بعدی که نگاه خواهیم کرد کندانسور است. در این مثال آب کندانسور با فشار ۱۱۶٫۶ L / s (247 cfm) از طریق کندانسور جریان می یابد. آب کندانسور از برج خنک کننده و در دمای ۲۹ درجه سانتیگراد (۸۴٫۲ درجه فارنهایت) وارد کندانسور می شود. مبرد پس از آن ساختمانها گرمای ناخواسته را به داخل آب کندانسور منتقل می کنند. این باعث افزایش دمای آب کندانسور می شود ، بنابراین وقتی برگردد تا به برج خنک کننده برگردد ، حدود ۳۵ درجه سانتیگراد (۹۵ درجه فارنهایت) خواهد بود.

حال دلیل افزایش سرعت جریان در کندانسور نسبت به اواپراتور است زیرا کندانسور مجبور است گرمای بیشتری را رد کند. همچنین باید گرما را از کمپرسور و سایر قسمت های دستگاه دور کرد.

مبرد از کمپرسور وارد شده و با فشار ۹۱۵ kPa (9.15 بار) ، دمای ۴۳٫۶ درجه سانتیگراد (۱۱۰٫۵ درجه فارنهایت) با آنتالپی ۴۲۶ kJ / kg.K (183 Btu / lbm) و وارد کندانسور می شود. آنتروپی ۱٫۷۴ کیلوژول بر کیلوگرم کیلوگرم (۰٫۴۲۸ Btu / lbm.F).

هنگامی که مبرد مقداری از انرژی خود را به آب کندانسور در گردش تبدیل می کند ، اکنون به عنوان مایع در دما ۳۶٫۱ درجه سانتیگراد (۹۷ درجه فارنهایت) باقی می ماند اما هنوز هم با همان فشار وارد شده است. آنتروپی به ۱٫۱۷ kJ.kg.K کاهش می یابد (۰٫۲۸ BTU / lbm.F) و آنتالپی به ۲۵۰ kJ / kg.K (107.5 BTU / lbm) افزایش می یابد. سپس وارد شیر انبساط می شود.

شیر انبساط در طراحی چیلر

شیر انبساط جریان مبرد را کنترل می کند ، گرمای بیش از حد را در خط مکش چیلر اندازه گیری می کند و سپس با اجازه یا محدود کردن جریان مبرد برای حفظ مقداری خاص به این امر واکنش نشان می دهد. مبرد در حال ورود به شیر انبساط به عنوان مایع است و به عنوان مخلوط بخار / مایع خارج می شود.

در این مثال ، در دمای ۳۶٫۱ درجه سانتیگراد (۹۷ درجه فارنهایت) ، فشار ۹۱۵ کیلو پاسکال (۹٫۱۵ بار) وارد می شود ، آنتروپی ۱٫۱۷ kJ.kg.K (0.28 BTU / lbm.F) و آنتالپی است. ۲۵۰ kJ / kg.K (107.5 BTU / lbm) است.

در طراحی چیلر مبرد از طریق یک سوراخ کوچک که اسپری مبرد را گسترش می دهد ، گسترش می یابد. در یک حجم بزرگتر گسترش می یابد و در نتیجه فشار کاهش می یابد و این باعث می شود درجه حرارت کاهش یابد زیرا اکنون بسته بندی آنچنانی بسته نشده است. در دمای ۵٫۵ درجه سانتیگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهایت) ، فشار ۳۵۶ کیلو پاسکال (۳٫۵۶ بار) و از نمودارهایی که می دانیم از آن باقی می ماند همان آنتالپی را حفظ می کند اما آنتروپی کمی تغییر خواهد کرد و در ۱٫۲۰ kJ / kg.K (0.29 BTU / lbm.F).

اواپراتور در طراحی چیلر

در طراحی چیلر اواپراتور آب سرد را که در اطراف سازه می چرخد ​​، تهویه مطبوع و جمع آوری گرمای ناخواسته سازه ها را بر عهده دارد. این آب خنک شده در حال حاضر به اواپراتور باز می گردد و این گرما را به مبرد منتقل می کند ، آب خنک شده پس از آن سردتر می شود و دور سازه می چرخد.

در این مثال ، آب سرد از تبخیر کننده در حدود ۹۹٫۵ لیتر در ثانیه جریان می یابد که در حدود ۲۱۰ فوت مکعب در دقیقه است. آب سرد در حدود ۱۲ درجه سانتیگراد (۵۳٫۶ درجه فارنهایت) وارد تبخیر کننده می شود. پس از انتقال آب خنک شده ، آن را به مبرد مبدل می کند ، تبخیر کننده را در حدود ۶ درجه سانتیگراد (۸/۴۲ درجه فارنهایت) رها می کند.

مبرد در حال جذب انرژی حرارتی است اما دما فقط کمی تغییر می کند که بسیاری از افراد را گیج می کند. دلیل افزایش چشمگیر آن به دلیل تغییر فاز از یک مایع به بخار نیست بنابراین از انرژی حرارتی برای شکستن پیوندهای بین مولکولها استفاده می شود. آنتالپی و آنتروپی افزایش می یابد و اینجاست که انرژی در جریان است

در طراحی چیلر ، در صورت ترک مبرد ، بخار کمی گرم شده در ۵/۵ درجه سانتیگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهایت) ، فشار ۳۵۶ کیلو پاسکال (۳٫۵۶ بار) آنتروپی ۴۰۲ کیلوژول در کیلوگرم بر کیلوگرم وزن بدن (۱۷۳ Btu / lbm) و آنتالپی ۱٫۷۳ kJ / kg.K (0.41 btu / lbm.F).

2 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست