מערכת סליל צ'ילר-מאורר: עקרון הפעולה והסדר של מערכת ויסות החום
מערכת האקלים מרובת אזורי צ'ילר-מאוורר נועדה ליצור תנאים נוחים בתוך בניין גדול.הוא פועל ללא הרף - הוא מספק קור בקיץ, וחום בחורף, מחמם את האוויר לטמפרטורה שנקבעה. שווה להכיר את המכשיר שלה, לא מסכימים?
המאמר שאנו מציעים מתאר בפירוט את התכנון והמרכיבים של מערכת האקלים. שיטות לחיבור ציוד ניתנות ונדונות בפירוט. אנו נספר לך כיצד מערכת ויסות חום זו פועלת ומתפקדת.
תוכן המאמר:
רכיבים של מעגל סליל ה-chiller-fan
תפקידו של מכשיר הקירור מוטל על הצ'ילר - יחידה חיצונית המייצרת ומספקת קור דרך צינורות עם מים או אתילן גליקול שמסתובבים דרכם. זה מה שמבדיל אותו ממערכות מפוצלות אחרות, שבהן פריאון נשאבת בתור נוזל קירור.
עבור התנועה וההעברה של פריאון, יש צורך בקירור, צינורות נחושת יקרים. כאן, צינורות מים עם בידוד תרמי מתמודדים היטב עם משימה זו. פעולתו אינה מושפעת מטמפרטורת האוויר החיצונית, בעוד שמערכות מפוצלות עם פריאון מאבדות את הפונקציונליות שלהן כבר ב-10⁰. יחידת חילופי החום הפנימית היא סליל מאוורר.
הוא מקבל נוזל בטמפרטורה נמוכה, ואז מעביר את הקור לאוויר החדר, והנוזל המחומם מוחזר בחזרה למקרר. יחידות סליל מאוורר מותקנות בכל החדרים. כל אחד מהם עובד לפי תוכנית אישית.
בדרך כלל, מערכות כאלה משמשות בהיפרמרקטים, בקניונים, במבנים שנבנו מתחת לאדמה ובמלונות. לפעמים הם משמשים כחימום. ואז מים מחוממים מסופקים לסלילי המאווררים דרך המעגל השני או שהמערכת מועברת לדוד החימום.
עיצוב מערכת
על פי התכנון, מערכות סליל מאוורר מקרר יכולות להיות 2 צינורות או 4 צינורות. בהתאם לסוג ההתקנה, התקנים מובחנים בין צמודי קיר, רצפה ומובנים.
המערכת מוערכת לפי הפרמטרים הבסיסיים הבאים:
- כוח מקרר או קיבולת קירור;
- ביצועי סליל מאוורר;
- יעילות תנועת מסת האוויר;
- אורך כבישים מהירים.
הפרמטר האחרון תלוי בחוזק יחידת השאיבה ובאיכות בידוד הצינורות.
חיבור הצ'ילר וסליל המאוורר
תפקוד חלק של המערכת מתרחש באמצעות חיבור מצנן עם יחידת סליל מאוורר אחת או יותר באמצעות צינורות מבודדים תרמית. בהיעדר האחרון, יעילות המערכת יורדת באופן משמעותי.
לכל סליל עדין יש יחידת צנרת אינדיבידואלית, שדרכה מותאמים הביצועים שלו הן במקרה של יצירת חום והן בקור. זרימת הקירור ביחידה נפרדת מווסתת באמצעות שסתומים מיוחדים - שסתומי כיבוי ובקרה.
אם אסור ערבוב של נוזל קירור וקירור. המים מחוממים במחליף חום נפרד והמעגל מתווסף עם משאבת מחזור. כדי להבטיח התאמה חלקה של זרימת נוזל העבודה דרך מחליף החום, נעשה שימוש בשסתום תלת-כיווני בעת התקנת מעגל הצנרת.
אם מותקנת מערכת דו-צינורית בבניין, אז גם קירור וגם חימום מתרחשים בגלל מצנן - צ'ילר. כדי לשפר את יעילות החימום באמצעות יחידות סליל מאוורר במהלך התקופה הקרה, בנוסף לצ'ילר, כלול דוד במערכת.
בניגוד למערכת דו צינורית עם מחליף חום אחד, מערכת ארבעת הצינורות מכילה 2 יחידות אלו. במקרה זה, סליל המאוורר יכול לפעול גם לחימום וגם לקור, תוך שימוש במקרה הראשון בנוזל שמסתובב במערכת החימום.
אחד ממחליפי החום מחובר לצינור עם נוזל קירור, והשני לצינור עם נוזל קירור. לכל מחליף חום יש שסתום אישי הנשלט על ידי שלט מיוחד. אם נעשה שימוש בתוכנית כזו, נוזל הקירור לעולם אינו מעורבב עם נוזל הקירור.
מכיוון שטמפרטורת נוזל הקירור במערכת בעונת החימום נעה בין 70 ל- 95⁰ ולרוב יחידות סליל המאוורר היא חורגת מהרמה המותרת, היא מצטמצמת תחילה. בגלל זה מים חמים‚ המגיע מרשת ההסקה המרכזית ליחידות סליל המאוורר ‚ עובר דרך נקודת חימום מיוחדת.
כיתות עיקריות של צ'ילרים
החלוקה המותנית של הצ'ילרים למחלקות מתרחשת בהתאם לסוג מחזור הקירור. בהתבסס על תכונה זו, ניתן לסווג על תנאי את כל הצ'ילרים לשתי מחלקות - ספיגה ומדחס קיטור.
מבנה יחידת הספיגה
מקרר ספיגה או ABCM משתמש בתמיסה בינארית עם מים וליתיום ברומיד הנמצאים בתוכה - סופג. עקרון הפעולה הוא ספיגת החום על ידי הקירור בשלב המרת הקיטור למצב נוזלי.
יחידות כאלה משתמשות בחום שנוצר במהלך ההפעלה של ציוד תעשייתי.במקרה זה, בולם סופג עם נקודת רתיחה גבוהה משמעותית מהפרמטר המקביל של הקירור ממיס את האחרון היטב.
תרשים ההפעלה של צ'ילר מסוג זה הוא כדלקמן:
- חום ממקור חיצוני מסופק לגנרטור, שם הוא מחמם תערובת של ליתיום ברומיד ומים. כאשר תערובת העבודה רותחת, נוזל הקירור (המים) מתאדה לחלוטין.
- הקיטור מועבר למעבה והופך לנוזל.
- נוזל הקירור נכנס למצערת בצורה נוזלית. כאן מתקרר והלחץ יורד.
- הנוזל נכנס למאייד, שם מתאדים מים ואדיותיהם נספגים בתמיסת ליתיום ברומיד - סופג. האוויר בחדר מקורר.
- הסופג המדולל מחומם מחדש בגנרטור והמחזור מתחיל שוב.
מערכת מיזוג כזו עדיין לא הפכה לנפוצה, אך היא תואמת לחלוטין את המגמות המודרניות בנושא חיסכון באנרגיה, ולכן יש לה סיכויים טובים.
עיצוב יחידות דחיסת אדים
רוב יחידות הקירור פועלות על בסיס קירור דחיסה. הקירור מתרחש עקב מחזור רציף, רתיחה בטמפרטורות נמוכות, לחץ ועיבוי של נוזל הקירור במערכת מסוג סגור.
העיצוב של צ'ילר מהמעמד הזה כולל:
- מַדחֵס;
- מְאַדֶה;
- קַבָּל;
- צינורות;
- ווסת זרימה.
נוזל הקירור מסתובב במערכת סגורה. תהליך זה נשלט על ידי מדחס, בו נדחס חומר גזי עם טמפרטורה נמוכה (-5⁰) ולחץ של 7 atm כאשר הטמפרטורה מועלית ל-80⁰.
קיטור רווי יבש במצב דחוס נכנס למעבה, שם הוא מקורר ל-45⁰ בלחץ קבוע ומומר לנוזל.
הנקודה הבאה בנתיב התנועה היא המצערת (שסתום הפחתת). בשלב זה הלחץ יורד מהערך המתאים לעיבוי עד לגבול שבו מתרחש האידוי. במקביל, הטמפרטורה יורדת לכ-0⁰. הנוזל מתאדה חלקית ונוצרים אדים רטובים.
לאחר שנכנסו למחליף החום - המאייד, החומר העובד, תערובת של קיטור ונוזל, פולט קור לנוזל הקירור ולוקח חום מהקירור, מתייבש בו זמנית. התהליך מתרחש בלחץ וטמפרטורה קבועים. משאבות מספקות נוזל בטמפרטורה נמוכה ליחידות סליל המאוורר. לאחר שעבר את הנתיב הזה, נוזל הקירור חוזר למדחס כדי לחזור על כל מחזור דחיסת האדים שוב.
פרטים ספציפיים של מקרר דחיסת אדים
במזג אוויר קר, הצ'ילר יכול לפעול במצב קירור טבעי - זה נקרא קירור חופשי. במקביל, נוזל הקירור מקרר את אוויר הרחוב. תיאורטית, ניתן להשתמש בקירור חופשי בטמפרטורה חיצונית של פחות מ-7⁰C. בפועל, הטמפרטורה האופטימלית לכך היא 0⁰.
כאשר הוא מוגדר במצב "משאבת חום", הצ'ילר פועל לחימום.המחזור עובר שינויים, בפרט, המעבה והמאייד מחליפים את תפקידיהם. במקרה זה, יש לחמם את נוזל הקירור ולא לקרר.
מצב זה משמש לרוב במשרדים גדולים, מבני ציבור, מחסנים.הצ'ילר הוא יחידת קירור המייצרת פי 3 יותר קור ממה שהיא צורכת. יעילותו כמחמם גבוהה אף יותר - הוא צורך פי 4 פחות חשמל ממה שהוא מייצר חום.
מה ההבדל בין קירור לנוזל קירור?
חומר קירור הוא חומר עבודה שבמהלך מחזור הקירור יכול להתקיים במצבי צבירה שונים בערכי לחץ שונים. נוזל הקירור אינו משנה מצבי פאזה. תפקידו להעביר קור או חום למרחק מסוים.
הובלת נוזל הקירור נשלטת על ידי מדחס, ונוזל הקירור מועבר על ידי משאבה. טמפרטורת הקירור יכולה לרדת מתחת לנקודת הרתיחה או לעלות מעבר לה. נוזל הקירור, בניגוד לקירור, פועל כל הזמן בטמפרטורות שאינן עולות מעל לנקודת הרתיחה בלחץ הנוכחי.
תפקידו של סליל המאוורר במערכת המיזוג
סליל מאוורר הוא מרכיב חשוב של מערכת מיזוג אוויר מרכזית. השם השני הוא סליל מאוורר. אם המונח fan-coil מתורגם מאנגלית פשוטו כמשמעו, זה נשמע כמו מחליף חום מאוורר, המעביר בצורה המדויקת ביותר את עקרון פעולתו.
מטרת המכשיר היא לקבל מדיה בטמפרטורה נמוכה. רשימת הפונקציות שלו כוללת גם מחזור וקירור אוויר בחדר בו הוא מותקן, ללא כניסת אוויר מבחוץ. המרכיבים העיקריים של סליל המאוורר ממוקמים בגופו.
אלו כוללים:
- מאוורר צנטריפוגלי או קוטרלי;
- מחליף חום בצורת סליל, המורכב מצינור נחושת וסנפירי אלומיניום המורכבים עליו;
- מסנן אבק;
- בלוק בקרה.
בנוסף לרכיבים ולחלקים העיקריים, העיצוב של יחידת סליל המאוורר כולל מגש לאיסוף עיבוי, משאבה לשאיבת האחרון, מנוע חשמלי, שדרכו מסובבים את בולמי האוויר.
בהתאם לשיטת ההתקנה, ישנם סלילי מאוורר תקרה, יחידות תעלות, המותקנות בתעלות שדרכן זורם אוויר, יחידות לא ממוסגרות, כאשר כל האלמנטים מותקנים על מסגרת, יחידות צמודות על הקיר או יחידות קונסולה.
התקני תקרה הם הפופולריים ביותר ויש להם 2 גרסאות: קלטת וצינור. הראשונים מותקנים בחדרים גדולים עם תקרות תלויות. הדיור ממוקם מאחורי המבנה התלוי. הפאנל התחתון נשאר גלוי. הם יכולים לפזר את זרימת האוויר על שני הצדדים או על כל ארבעת הצדדים.
הצורך בקירור לא תמיד קיים, לכן, כפי שניתן לראות בתרשים המתאר את עקרון הפעולה של מערכת ה-Chiller-fincoil, מובנה מיכל במודול ההידראולי המשמש כמצבר לקירור. ההתפשטות התרמית של המים מפצה על ידי מיכל הרחבה המחובר לצינור האספקה.
הם שולטים בסלילי מאווררים הן במצב ידני והן במצב אוטומטי. אם סליל המאוורר פועל לחימום, אספקת המים הקרים מנותקת באופן ידני. כאשר הוא פועל לקירור, המים החמים נסגרים ונפתח הנתיב לזרימת נוזל העבודה הקירור.
כדי לפעול במצב אוטומטי, הפאנל מגדיר את הטמפרטורה הנדרשת לחדר ספציפי. הפרמטר שנקבע נשמר באמצעות תרמוסטטים המתאימים את מחזור נוזלי הקירור - קר וחם.
מכיוון שלכל בניין גדול יש אזורים עם דרישות טמפרטורה שונות, כל אחד מהם חייב להיות משרת על ידי יחידת סליל מאוורר נפרדת או קבוצה מהם עם הגדרות זהות.
מספר היחידות נקבע בשלב תכנון המערכת על ידי חישוב. העלות של רכיבים בודדים של מערכת סליל צ'ילר-מאוורר היא גבוהה למדי, ולכן יש לבצע את החישוב וגם התכנון של המערכת בצורה מדויקת ככל האפשר.
מסקנות וסרטון שימושי בנושא
סרטון מס' 1. הכל על התכנון, הפעולה ועקרון הפעולה של מערכת ויסות החום:
סרטון מס' 2. כיצד להתקין ולהפעיל את הצ'ילר:
התקנה של מערכת סליל צ'ילר-מאוורר מומלצת בבניינים בינוניים וגדולים ששטחם עולה על 300 מ"ר. עבור בית פרטי, אפילו ענק, התקנת מערכת ויסות חום כזו היא תענוג יקר. מצד שני, השקעות פיננסיות כאלה יספקו נוחות ורווחה, וזה המון.
נא לכתוב הערות בבלוק למטה. שאל שאלות על נקודות עניין, שתף את הדעות וההתרשמות שלך. אולי יש לך ניסיון בהתקנה של מערכת אקלים chiller-fan coil או תמונה הקשורה לנושא המאמר?
