اطلاعات عمومي

چيزي است كه ما مي خواهيم بررسي كنيم. در اين مقاله مي خواهيم نگاهي كاملاً دقيق به داده هاي طراحي يك چيلر سانتريفيوژ ، آب خنك شده بپردازيم. اين مقاله به جزييات كامل رسيدگي مي كند ، بنابراين اگر تازه وارد موضوع هستيد، بنابراين توصيه مي كنم ابتدا از اصول شروع كنيد.

مي خواهم تأكيد كنم كه اين به سادگي طراحي داده است. هر چيلر متفاوت است و براي اطلاعات مربوطه بايد با سازنده خود صحبت كنيد. نتايج متفاوت با دنياي واقعي و همچنين با بارگذاري متفاوت خواهد بود.

در تصوير بالا اجزاي اصلي براي طراحي چيلر را نشان داده ايم. كمپرسور ، كه نيروي محرك مبرد در اطراف سيستم است. كندانسور كه گرماي ناخواسته را از سيستم خارج كرده و آن را به برج خنك كننده مي فرستد. دريچه انبساط كه مبرد را منبسط كرده و گرماي فوق را درون كمپرسور و اواپراتور كنترل مي كند كه گرماي ناخواسته از ساختمان را جمع مي كند و آب سرد را توليد مي كند.

ما مي خواهيم همه نكات موجود در اين دو نمودار را بررسي كنيم تا فشار ، دما ، آنتالپي و آنتروپي در اطراف اين سيستم مشاهده شود. نمودار چپ نمودار آنتروپي درجه حرارت ما و نمودار سمت راست نمودار فشارخون ما آنتالپي است.

نقطه ۱ درست قبل از كمپرسور ، و خروج از تبخير كننده است. اين يك فشار بخار كم ، بخار اشباع شده با دماي پايين و بخار كمي گرم شده است.
نقطه ۲ دقيقاً بعد از كمپرسور ، قبل از كندانسور است. اين بخار با حرارت بالا و فشار بالا است.
نقطه ۳ دقيقاً بعد از كندانسور بلكه قبل از شير انبساط است. اين يك مايع اشباع شده با دماي متوسط خواهد بود.
نقطه ۴ دقيقاً بعد از شير انبساط اما قبل از اواپراتور است. اين فشار كم ، درجه حرارت پايين خواهد بود و تركيبي از مايع و بخار خواهد بود.

كمپرسور در طراحي چيلر

در اين مثال كمپرسور سردخانه فشار مبرد با سرعتي معادل ۵/۱۶ كيلوگرم بر ثانيه (۳۶٫۴ ليتر در ثانيه) را فشار مي دهد. سپس موتور آن ۴۲۵٫۹ كيلووات مصرف مي كند و كمپرسور ۱۰۰٪ بار دارد. اگر چيلر با بار جزئي اجرا شود ، مقادير متفاوت خواهند بود.

مبرد از تبخير كننده (نقطه ۱) در حدود ۳۵۶ kPa (3.56 بار) و در دماي ۵٫۵ درجه سانتيگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهايت) مكيده مي شود. آنتالپي مبرد ۴۰۲ kJ / kg (173 BTUs / lbm) است. آنتروپي ۱٫۷۳ كيلوژول بر كيلوگرم كيلوگرم (۰٫۴۱ BTUs / lbm.F) خواهد بود.

كمپرسور مبرد را در فضاي كمتري فشرده سازي مي كند و با نگاهي به نمودارهاي ما مي دانيم كه آنتالپي در حال افزايش است ، آنتروپي كمي افزايش مي يابد و فشار و دما به طور انبوه افزايش مي يابد.

هنگامي كه مبرد (نقطه ۲) خارج مي شود ، ۹۱۵ kPa (9.15 بار) خواهد بود. دما به ۴۳٫۶ درجه سانتي گراد (۱۱۰٫۵ درجه فارنهايت) مي رسد. آنتالپي در حال حاضر ۴۲۶ kJ / kg.K (183 Btu / lbm) است و آنتروپي در حال حاضر ۱٫۷۴ kJ / kg.K (0.042 Btu / lbm.F) است.

به ياد داشته باشيد كه دماي مبرد ورودي به كندانسور بايد بالاتر از دماي آب كندانسور ورودي براي انتقال حرارت باشد. اگر درجه حرارت آنها يكسان باشد ، ديگر انتقال گرما اتفاق نمي افتد و چيلر هيچ خنك كننده اي را انجام نمي دهد.

كندانسور در طراحي چيلر

در طراحي چيلر قسمت بعدي كه نگاه خواهيم كرد كندانسورسردخانه است. در اين مثال آب كندانسور با فشار ۱۱۶٫۶ L / s (247 cfm) از طريق كندانسور جريان مي يابد. آب كندانسور از برج خنك كننده و در دماي ۲۹ درجه سانتيگراد (۸۴٫۲ درجه فارنهايت) وارد كندانسور مي شود. مبرد پس از آن ساختمانها گرماي ناخواسته را به داخل آب كندانسور منتقل مي كنند. اين باعث افزايش دماي آب كندانسور مي شود ، بنابراين وقتي برگردد تا به برج خنك كننده برگردد ، حدود ۳۵ درجه سانتيگراد (۹۵ درجه فارنهايت) خواهد بود.

حال دليل افزايش سرعت جريان در كندانسور نسبت به اواپراتور است زيرا كندانسور مجبور است گرماي بيشتري را رد كند. همچنين بايد گرما را از كمپرسور و ساير قسمت هاي دستگاه دور كرد.

مبرد از كمپرسور وارد شده و با فشار ۹۱۵ kPa (9.15 بار) ، دماي ۴۳٫۶ درجه سانتيگراد (۱۱۰٫۵ درجه فارنهايت) با آنتالپي ۴۲۶ kJ / kg.K (183 Btu / lbm) و وارد كندانسور مي شود. آنتروپي ۱٫۷۴ كيلوژول بر كيلوگرم كيلوگرم (۰٫۴۲۸ Btu / lbm.F).

هنگامي كه مبرد مقداري از انرژي خود را به آب كندانسور در گردش تبديل مي كند ، اكنون به عنوان مايع در دما ۳۶٫۱ درجه سانتيگراد (۹۷ درجه فارنهايت) باقي مي ماند اما هنوز هم با همان فشار وارد شده است. آنتروپي به ۱٫۱۷ kJ.kg.K كاهش مي يابد (۰٫۲۸ BTU / lbm.F) و آنتالپي به ۲۵۰ kJ / kg.K (107.5 BTU / lbm) افزايش مي يابد. سپس وارد شير انبساط مي شود.

شير انبساط در طراحي چيلر

شير انبساط جريان مبرد را كنترل مي كند ، گرماي بيش از حد را در خط مكش چيلر اندازه گيري مي كند و سپس با اجازه يا محدود كردن جريان مبرد براي حفظ مقداري خاص به اين امر واكنش نشان مي دهد. مبرد در حال ورود به شير انبساط به عنوان مايع است و به عنوان مخلوط بخار / مايع خارج مي شود.

در اين مثال ، در دماي ۳۶٫۱ درجه سانتيگراد (۹۷ درجه فارنهايت) ، فشار ۹۱۵ كيلو پاسكال (۹٫۱۵ بار) وارد مي شود ، آنتروپي ۱٫۱۷ kJ.kg.K (0.28 BTU / lbm.F) و آنتالپي است. ۲۵۰ kJ / kg.K (107.5 BTU / lbm) است.

در طراحي چيلر مبرد از طريق يك سوراخ كوچك كه اسپري مبرد را گسترش مي دهد ، گسترش مي يابد. در يك حجم بزرگتر گسترش مي يابد و در نتيجه فشار كاهش مي يابد و اين باعث مي شود درجه حرارت كاهش يابد زيرا اكنون بسته بندي آنچناني بسته نشده است. در دماي ۵٫۵ درجه سانتيگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهايت) ، فشار ۳۵۶ كيلو پاسكال (۳٫۵۶ بار) و از نمودارهايي كه مي دانيم از آن باقي مي ماند همان آنتالپي را حفظ مي كند اما آنتروپي كمي تغيير خواهد كرد و در ۱٫۲۰ kJ / kg.K (0.29 BTU / lbm.F).

اواپراتور در طراحي چيلر

اواپراتور سردخانه “آب سرد” سرد را كه در اطراف ساختمان مي چرخد ، تهويه مطبوع و جمع آوري گرماي ناخواسته ساختمان ها را توليد مي كند. اين آب خنك شده در حال حاضر به اواپراتور باز مي گردد و اين گرما را به مبرد منتقل مي كند ، آب خنك شده پس از آن سردتر مي شود و دور ساختمان مي چرخد.

در اين مثال ، آب سرد از تبخير كننده در حدود ۹۹٫۵ ليتر در ثانيه جريان مي يابد كه در حدود ۲۱۰ فوت مكعب در دقيقه است. آب سرد در حدود ۱۲ درجه سانتيگراد (۵۳٫۶ درجه فارنهايت) وارد تبخير كننده مي شود. پس از انتقال آب خنك شده ، آن را به مبرد مبدل مي كند ، تبخير كننده را در حدود ۶ درجه سانتيگراد (۸/۴۲ درجه فارنهايت) رها مي كند.

مبرد در حال جذب انرژي حرارتي است اما دما فقط كمي تغيير مي كند كه بسياري از افراد را گيج مي كند. دليل افزايش چشمگير آن به دليل تغيير فاز از يك مايع به بخار نيست بنابراين از انرژي حرارتي براي شكستن پيوندهاي بين مولكولها استفاده مي شود. آنتالپي و آنتروپي افزايش مي يابد و اينجاست كه انرژي در جريان است

در طراحي چيلر ، در صورت ترك مبرد ، بخار كمي گرم شده در ۵/۵ درجه سانتيگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهايت) ، فشار ۳۵۶ كيلو پاسكال (۳٫۵۶ بار) آنتروپي ۴۰۲ كيلوژول در كيلوگرم بر كيلوگرم وزن بدن (۱۷۳ Btu / lbm) و آنتالپي ۱٫۷۳ kJ / kg.K (0.41 btu / lbm.F).

چيزي است كه ما مي خواهيم بررسي كنيم. در اين مقاله مي خواهيم نگاهي كاملاً دقيق به داده هاي طراحي يك چيلر سانتريفيوژ ، آب خنك شده بپردازيم. اين مقاله به جزييات كامل رسيدگي مي كند ، بنابراين اگر تازه وارد موضوع هستيد، بنابراين توصيه مي كنم ابتدا از اصول شروع كنيد.

مي خواهم تأكيد كنم كه اين به سادگي طراحي داده است. هر چيلر متفاوت است و براي اطلاعات مربوطه بايد با سازنده خود صحبت كنيد. نتايج متفاوت با دنياي واقعي و همچنين با بارگذاري متفاوت خواهد بود.

در تصوير بالا اجزاي اصلي براي طراحي چيلر را نشان داده ايم. كمپرسور ، كه نيروي محرك مبرد در اطراف سيستم است. كندانسور كه گرماي ناخواسته را از سيستم خارج كرده و آن را به برج خنك كننده مي فرستد. دريچه انبساط كه مبرد را منبسط كرده و گرماي فوق را درون كمپرسور و اواپراتور كنترل مي كند كه گرماي ناخواسته از ساختمان را جمع مي كند و آب سرد را توليد مي كند.

ما مي خواهيم همه نكات موجود در اين دو نمودار را بررسي كنيم تا فشار ، دما ، آنتالپي و آنتروپي در اطراف اين سيستم مشاهده شود. نمودار چپ نمودار آنتروپي درجه حرارت ما و نمودار سمت راست نمودار فشارخون ما آنتالپي است.

نقطه ۱ درست قبل از كمپرسور ، و خروج از تبخير كننده است. اين يك فشار بخار كم ، بخار اشباع شده با دماي پايين و بخار كمي گرم شده است.
نقطه ۲ دقيقاً بعد از كمپرسور ، قبل از كندانسور است. اين بخار با حرارت بالا و فشار بالا است.
نقطه ۳ دقيقاً بعد از كندانسور بلكه قبل از شير انبساط است. اين يك مايع اشباع شده با دماي متوسط خواهد بود.
نقطه ۴ دقيقاً بعد از شير انبساط اما قبل از اواپراتور است. اين فشار كم ، درجه حرارت پايين خواهد بود و تركيبي از مايع و بخار خواهد بود.

كمپرسور در طراحي چيلر

در اين مثال كمپرسور سردخانه فشار مبرد با سرعتي معادل ۵/۱۶ كيلوگرم بر ثانيه (۳۶٫۴ ليتر در ثانيه) را فشار مي دهد. سپس موتور آن ۴۲۵٫۹ كيلووات مصرف مي كند و كمپرسور ۱۰۰٪ بار دارد. اگر چيلر با بار جزئي اجرا شود ، مقادير متفاوت خواهند بود.

مبرد از تبخير كننده (نقطه ۱) در حدود ۳۵۶ kPa (3.56 بار) و در دماي ۵٫۵ درجه سانتيگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهايت) مكيده مي شود. آنتالپي مبرد ۴۰۲ kJ / kg (173 BTUs / lbm) است. آنتروپي ۱٫۷۳ كيلوژول بر كيلوگرم كيلوگرم (۰٫۴۱ BTUs / lbm.F) خواهد بود.

كمپرسور مبرد را در فضاي كمتري فشرده سازي مي كند و با نگاهي به نمودارهاي ما مي دانيم كه آنتالپي در حال افزايش است ، آنتروپي كمي افزايش مي يابد و فشار و دما به طور انبوه افزايش مي يابد.

هنگامي كه مبرد (نقطه ۲) خارج مي شود ، ۹۱۵ kPa (9.15 بار) خواهد بود. دما به ۴۳٫۶ درجه سانتي گراد (۱۱۰٫۵ درجه فارنهايت) مي رسد. آنتالپي در حال حاضر ۴۲۶ kJ / kg.K (183 Btu / lbm) است و آنتروپي در حال حاضر ۱٫۷۴ kJ / kg.K (0.042 Btu / lbm.F) است.

به ياد داشته باشيد كه دماي مبرد ورودي به كندانسور بايد بالاتر از دماي آب كندانسور ورودي براي انتقال حرارت باشد. اگر درجه حرارت آنها يكسان باشد ، ديگر انتقال گرما اتفاق نمي افتد و چيلر هيچ خنك كننده اي را انجام نمي دهد.

كندانسور در طراحي چيلر

در طراحي چيلر قسمت بعدي كه نگاه خواهيم كرد كندانسورسردخانه است. در اين مثال آب كندانسور با فشار ۱۱۶٫۶ L / s (247 cfm) از طريق كندانسور جريان مي يابد. آب كندانسور از برج خنك كننده و در دماي ۲۹ درجه سانتيگراد (۸۴٫۲ درجه فارنهايت) وارد كندانسور مي شود. مبرد پس از آن ساختمانها گرماي ناخواسته را به داخل آب كندانسور منتقل مي كنند. اين باعث افزايش دماي آب كندانسور مي شود ، بنابراين وقتي برگردد تا به برج خنك كننده برگردد ، حدود ۳۵ درجه سانتيگراد (۹۵ درجه فارنهايت) خواهد بود.

حال دليل افزايش سرعت جريان در كندانسور نسبت به اواپراتور است زيرا كندانسور مجبور است گرماي بيشتري را رد كند. همچنين بايد گرما را از كمپرسور و ساير قسمت هاي دستگاه دور كرد.

مبرد از كمپرسور وارد شده و با فشار ۹۱۵ kPa (9.15 بار) ، دماي ۴۳٫۶ درجه سانتيگراد (۱۱۰٫۵ درجه فارنهايت) با آنتالپي ۴۲۶ kJ / kg.K (183 Btu / lbm) و وارد كندانسور مي شود. آنتروپي ۱٫۷۴ كيلوژول بر كيلوگرم كيلوگرم (۰٫۴۲۸ Btu / lbm.F).

هنگامي كه مبرد مقداري از انرژي خود را به آب كندانسور در گردش تبديل مي كند ، اكنون به عنوان مايع در دما ۳۶٫۱ درجه سانتيگراد (۹۷ درجه فارنهايت) باقي مي ماند اما هنوز هم با همان فشار وارد شده است. آنتروپي به ۱٫۱۷ kJ.kg.K كاهش مي يابد (۰٫۲۸ BTU / lbm.F) و آنتالپي به ۲۵۰ kJ / kg.K (107.5 BTU / lbm) افزايش مي يابد. سپس وارد شير انبساط مي شود.

شير انبساط در طراحي چيلر

شير انبساط جريان مبرد را كنترل مي كند ، گرماي بيش از حد را در خط مكش چيلر اندازه گيري مي كند و سپس با اجازه يا محدود كردن جريان مبرد براي حفظ مقداري خاص به اين امر واكنش نشان مي دهد. مبرد در حال ورود به شير انبساط به عنوان مايع است و به عنوان مخلوط بخار / مايع خارج مي شود.

در اين مثال ، در دماي ۳۶٫۱ درجه سانتيگراد (۹۷ درجه فارنهايت) ، فشار ۹۱۵ كيلو پاسكال (۹٫۱۵ بار) وارد مي شود ، آنتروپي ۱٫۱۷ kJ.kg.K (0.28 BTU / lbm.F) و آنتالپي است. ۲۵۰ kJ / kg.K (107.5 BTU / lbm) است.

در طراحي چيلر مبرد از طريق يك سوراخ كوچك كه اسپري مبرد را گسترش مي دهد ، گسترش مي يابد. در يك حجم بزرگتر گسترش مي يابد و در نتيجه فشار كاهش مي يابد و اين باعث مي شود درجه حرارت كاهش يابد زيرا اكنون بسته بندي آنچناني بسته نشده است. در دماي ۵٫۵ درجه سانتيگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهايت) ، فشار ۳۵۶ كيلو پاسكال (۳٫۵۶ بار) و از نمودارهايي كه مي دانيم از آن باقي مي ماند همان آنتالپي را حفظ مي كند اما آنتروپي كمي تغيير خواهد كرد و در ۱٫۲۰ kJ / kg.K (0.29 BTU / lbm.F).

اواپراتور در طراحي چيلر

اواپراتور سردخانه “آب سرد” سرد را كه در اطراف ساختمان مي چرخد ، تهويه مطبوع و جمع آوري گرماي ناخواسته ساختمان ها را توليد مي كند. اين آب خنك شده در حال حاضر به اواپراتور باز مي گردد و اين گرما را به مبرد منتقل مي كند ، آب خنك شده پس از آن سردتر مي شود و دور ساختمان مي چرخد.

در اين مثال ، آب سرد از تبخير كننده در حدود ۹۹٫۵ ليتر در ثانيه جريان مي يابد كه در حدود ۲۱۰ فوت مكعب در دقيقه است. آب سرد در حدود ۱۲ درجه سانتيگراد (۵۳٫۶ درجه فارنهايت) وارد تبخير كننده مي شود. پس از انتقال آب خنك شده ، آن را به مبرد مبدل مي كند ، تبخير كننده را در حدود ۶ درجه سانتيگراد (۸/۴۲ درجه فارنهايت) رها مي كند.

مبرد در حال جذب انرژي حرارتي است اما دما فقط كمي تغيير مي كند كه بسياري از افراد را گيج مي كند. دليل افزايش چشمگير آن به دليل تغيير فاز از يك مايع به بخار نيست بنابراين از انرژي حرارتي براي شكستن پيوندهاي بين مولكولها استفاده مي شود. آنتالپي و آنتروپي افزايش مي يابد و اينجاست كه انرژي در جريان است

در طراحي چيلر ، در صورت ترك مبرد ، بخار كمي گرم شده در ۵/۵ درجه سانتيگراد (۴۱٫۹ درجه فارنهايت) ، فشار ۳۵۶ كيلو پاسكال (۳٫۵۶ بار) آنتروپي ۴۰۲ كيلوژول در كيلوگرم بر كيلوگرم وزن بدن (۱۷۳ Btu / lbm) و آنتالپي ۱٫۷۳ kJ / kg.K (0.41 btu / lbm.F).