کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز

کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز نوشته‌ی محمدرضا سلطاندوست با ویراستاری افسانه‌ی پایدارداریان به معرفی و تشریح دو نوع مهم از چیلرهای تراکمی در تهویه‌ی مطبوع می‌پردازد؛ چیلرهایی که در پروژه‌های متوسط تا بسیار بزرگ نقش اصلی تولید آب سرد را بر عهده دارند. نشر یزدا آن را منتشر کرده است و متن کتاب بر پایه‌ی مجموعه‌ای از مدارک فنی شرکت ترین و تجربه‌ی نویسنده در حوزه‌ی تأسیسات شکل گرفته است. در این کتاب ابتدا ساختار کلی چیلرهای تراکمی پیچی و گریز از مرکز و تفاوت آن‌ها در شیوه‌ی تراکم مبرد توضیح داده شده است؛ یکی بر پایه‌ی جابه‌جایی مثبت و دیگری بر پایه‌ی تراکم دینامیک. سپس اجزای اصلی هر دو نوع چیلر مانند کمپرسور، اواپراتور، کندانسور، سیستم روغن‌کاری، تابلوی برق و کنترل‌کننده‌ها، سیستم‌های تخلیه‌ی هوا و گازهای غیرقابل تقطیر و تجهیزات جانبی مانند صرفه‌گر و جداکننده‌های بخار و روغن معرفی شده است. در ادامه چرخه‌ی مبرد در هر دو نوع چیلر روی نمودار فشار–انتالپی تحلیل شده و ویژگی‌های مبردهای مختلف و تأثیر آن‌ها بر طراحی و عملکرد چیلر بررسی شده است. کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز برای دانشجویان و مهندسان تأسیسات، طراحان سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع، تکنسین‌های بهره‌برداری و همه‌ی کسانی که با چیلرهای تراکمی درگیر هستند منبعی فشرده برای درک ساختار، عملکرد و نکات طراحی و بهره‌برداری این تجهیزات به‌شمار می‌آید. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز

کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز با تمرکز بر دو نوع پرکاربرد چیلر تراکمی، یعنی چیلرهای با کمپرسور پیچی و چیلرهای با کمپرسور گریز از مرکز، تصویری فنی و مرحله‌به‌مرحله از اجزا و چرخه‌ی سرمایش ارائه کرده است. محمدرضا سلطاندوست در مقدمه توضیح داده است که در مجموعه‌ی منتشرشده توسط شرکت ترین، برای هر یک از این دو نوع چیلر متن جداگانه‌ای وجود داشته اما بخش قابل‌توجهی از مطالب مشترک بوده است؛ به همین دلیل در این کتاب، نکات اصلی هر دو نوع چیلر در یک متن واحد گردآوری شده است. ساختار کتاب کوتاه و فشرده است و در عین حال طیف وسیعی از موضوعات را پوشش می‌دهد؛ از معرفی اجزای اصلی چیلر پیچی و گریز از مرکز تا تشریح جزئیات عملکرد کمپرسورها، سیستم روغن‌کاری، انواع اواپراتور و کندانسور، سیستم‌های کنترل ظرفیت و مدارهای کمکی. کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز در چندین بخش پیوسته تنظیم شده است که می‌توان آن‌ها را به‌صورت غیررسمی معادل فصل در نظر گرفت. در بخش‌های ابتدایی، اجزای چیلر پیچی شامل اواپراتور پوسته–لوله، کمپرسور پیچی با روتورهای نر و ماده، جداکننده‌ی روغن، سیستم روغن‌کاری، تابلوی برق و کنترل معرفی شده است. سپس اجزای چیلر گریز از مرکز مانند کمپرسور چندمرحله‌ای، پروانه‌ی گریز از مرکز، مجرای حلزونی، صرفه‌گر یک‌مرحله‌ای و دو‌مرحله‌ای، انواع اواپراتور سیلابی و انبساط مستقیم و کندانسورهای آبی و هوایی توضیح داده شده است. در ادامه، چرخه‌ی مبرد در هر دو نوع چیلر روی نمودار فشار–انتالپی تحلیل شده و نقاط مختلف چرخه (مکش، تراکم، تقطیر، مادون‌سرد شدن، انبساط و تبخیر) با اعداد مشخص شده است. بخش دیگری از کتاب به معرفی مبردهای رایج، مقایسه‌ی بازده، ظرفیت و فشار کار آن‌ها و تأثیر این پارامترها بر ابعاد کمپرسور و مبدل‌ها اختصاص دارد. در بخش‌های پایانی، سیستم تخلیه‌ی هوا و گازهای غیرقابل تقطیر، روش‌های کنترل ظرفیت در کمپرسور پیچی و گریز از مرکز، مفهوم نقطه‌ی کار کمپرسور، بازیافت گرما، مقایسه‌ی کندانسور آبی و هوایی و کنترل دمای آب کندانسور و آب سرد اواپراتور تشریح شده است.

خلاصه کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز

کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز ابتدا تفاوت بنیادی دو شیوه‌ی تراکم در چیلرهای تراکمی را روشن می‌کند: تراکم با جابه‌جایی مثبت در کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی، اسکرول و پیچی در برابر تراکم دینامیک در کمپرسورهای گریز از مرکز. در تراکم با جابه‌جایی مثبت، گاز مبرد در یک محفظه‌ی بسته از نقطه‌ای به نقطه‌ی دیگر رانده می‌شود و با کاهش حجم، فشار آن افزایش می‌یابد؛ در حالی که در کمپرسورهای دینامیک، گاز به‌طور پیوسته شتاب می‌گیرد و انرژی جنبشی آن در مجاری حلزونی و معابر توزیع به فشار استاتیک تبدیل می‌شود. در بخش مربوط به چیلر پیچی، کتاب ساختار کمپرسور پیچی با دو روتور مارپیچ نر و ماده را توضیح داده است؛ روتورها بخار مبرد را از معبر مکش دریافت می‌کنند، بین دندانه‌ها به دام می‌اندازند، در حین گردش آن را به جلو می‌رانند و به‌تدریج متراکم می‌کنند تا از معبر دهش خارج شود. در این مسیر از هیچ شیر مکش و دهشی استفاده نشده است. سپس جداکننده‌ی روغن معرفی شده است که بخار مبرد آغشته به روغن را از کمپرسور دریافت می‌کند، روغن را در بخش زیرین جمع می‌کند و به تشتک روغن بازمی‌گرداند و بخار مبرد را به سمت کندانسور می‌فرستد. سیستم روغن‌کاری، مسیرهای روغن‌کاری یاتاقان‌ها و روتورها، نقش شیر برقی در جلوگیری از خروج روغن به سمت اواپراتور و تفاوت الکتروموتورهای باز و بسته نیز تشریح شده است. در بخش چیلر گریز از مرکز، کتاب کمپرسور گریز از مرکز را با پروانه، مجرای حلزونی و معابر توزیع معرفی کرده است. بخار مبرد از مرکز پروانه مکیده می‌شود، با دوران پروانه شتاب می‌گیرد، وارد معابر توزیع می‌شود و با افزایش تدریجی سطح مقطع، بخشی از انرژی جنبشی آن به فشار استاتیک تبدیل می‌شود. سپس بخار پرفشار وارد فضای حلزونی می‌شود و بار دیگر بخشی از انرژی جنبشی به فشار استاتیک تبدیل می‌شود. کتاب این فرایند را با نمودار انرژی جنبشی و فشار استاتیک توضیح داده است. در ادامه، کمپرسور چندمرحله‌ای، نقش پروانه‌های متوالی، صرفه‌گر یک‌مرحله‌ای و دو‌مرحله‌ای و نحوه‌ی جداسازی بخار آنی و ارسال آن به مراحل بالاتر کمپرسور برای کاهش توان موردنیاز شرح داده شده است. کتاب چرخه‌ی مبرد در هر دو نوع چیلر را روی نمودار فشار–انتالپی برای مبردهای مشخص (مانند 134a و 123) تحلیل کرده است. نقاط مختلف چرخه شامل مایع مادون‌سرد، مخلوط مایع و بخار، بخار اشباع و بخار فوق‌داغ مشخص شده و مقدار گرمایی که مبرد در اواپراتور جذب می‌کند و در کندانسور دفع می‌کند محاسبه شده است. سپس تأثیر انبساط در وصله‌ی انبساطی، نقش جداکننده‌ی مایع–بخار در چیلر پیچی و نقش صرفه‌گر در چیلر گریز از مرکز در بهبود بازده توضیح داده شده است. بخش دیگری از کتاب به مبردهای مختلف اختصاص دارد؛ در آن جدول‌هایی از دمای جوش، بازده، ظرفیت و فشار کار مبردها ارائه شده و نشان داده شده است که چگونه انتخاب مبرد بر اندازه‌ی کمپرسور، ابعاد مبدل‌ها، فشار طراحی و مقدار مبرد موردنیاز اثر می‌گذارد. برای نمونه، مبردی با ظرفیت کمتر نیازمند کمپرسور بزرگ‌تر و سرعت بیشتر است و مبردی با فشار کار بالاتر به مبدل‌های مقاوم‌تر نیاز دارد اما مقدار مبرد کمتری مصرف می‌کند. در ادامه، سیستم تخلیه‌ی هوا و گازهای غیرقابل تقطیر در چیلرهای گریز از مرکز که در فشار کمتر از جو کار می‌کنند معرفی شده است؛ سیستمی شامل کمپرسور کوچک، کوئل تقطیر، اواپراتور و صافی–خشک‌کن که مخلوط بخار مبرد و هوا را دریافت می‌کند، مبرد را تقطیر و به کندانسور بازمی‌گرداند و هوا را در مخزن جداگانه جمع می‌کند. سپس روش کنترل ظرفیت در کمپرسور پیچی با سوپاپ لغزنده و درگاه شعاعی و محوری، و در کمپرسور گریز از مرکز با تیغه‌های ورودی قابل تنظیم و محرک فرکانس متغیر توضیح داده شده است. مفهوم نقطه‌ی کار کمپرسور، محدوده‌ی پس‌فشار و بی‌ثباتی، و ضرورت کاهش متوازن دبی و اختلاف فشار برای حفظ ثبات عملکرد نیز با نمودارهای عملکرد تشریح شده است. در پایان، کتاب به بازیافت گرما در چیلر گریز از مرکز، مقایسه‌ی کندانسور آبی و هوایی از نظر بازده، عمر، نیاز به برج خنک‌کننده و شرایط اقلیمی، و روش‌های کنترل دمای آب کندانسور و آب سرد اواپراتور (مانند استفاده از پمپ دور متغیر، شیر سه‌راهه، لوله‌ی کنارگذر و کنترل دور فن برج) پرداخته است.

چرا باید کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز را بخوانیم؟

کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز برای کسانی که با طراحی، اجرا یا بهره‌برداری از سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع سروکار دارند فرصتی فراهم کرده است تا در حجمی کم، تصویری نسبتاً کامل از دو نوع مهم چیلر تراکمی به‌دست آورند. متن کتاب از سطح معرفی اجزا فراتر رفته و به قلب عملکرد این تجهیزات یعنی چرخه‌ی مبرد، نحوه‌ی تراکم، تبدیل انرژی جنبشی به فشار استاتیک، نقش مبردهای مختلف و تأثیر آن‌ها بر طراحی نزدیک شده است. این کتاب به‌جای تمرکز صرف بر فرمول‌ها، با ترکیب توضیح نوشتاری، نمودار فشار–انتالپی و شکل‌های متعدد از اجزای واقعی چیلر، درک شهودی‌تری از رفتار کمپرسور پیچی و گریز از مرکز ایجاد کرده است. خواننده می‌تواند مسیر مبرد را از اواپراتور تا کمپرسور، کندانسور، وصله‌ی انبساطی، جداکننده‌ها و صرفه‌گر دنبال کند و ببیند که هر قطعه در بهبود بازده، کاهش توان مصرفی و حفظ تعادل فشار چه نقشی دارد. از سوی دیگر، کتاب به موضوعاتی پرداخته است که در بهره‌برداری و عیب‌یابی چیلرها اهمیت زیادی دارند؛ مانند سیستم تخلیه‌ی هوا و گازهای غیرقابل تقطیر در چیلرهای گریز از مرکز، کنترل ظرفیت در بارهای جزیی، مفهوم نقطه‌ی کار کمپرسور و محدوده‌ی پس‌فشار، و مقایسه‌ی کندانسور آبی و هوایی از نظر بازده، عمر و شرایط اقلیمی. این مباحث کمک می‌کند تصمیم‌های طراحی و بهره‌برداری آگاهانه‌تر گرفته شود. برای دانشجویان و مهندسانی که با مباحث ترمودینامیک و تهویه‌ی مطبوع آشنا هستند، این کتاب پلی میان مفاهیم تئوریک و تجهیزات واقعی است؛ نمودارهای فشار–انتالپی و جداول مبردها نشان می‌دهد که چگونه اعداد و منحنی‌ها به انتخاب کمپرسور، مبدل‌ها و مبرد مناسب تبدیل می‌شود. برای تکنسین‌ها و بهره‌برداران نیز آشنایی با اجزا، مسیرهای روغن و مبرد، و شیوه‌های کنترل ظرفیت می‌تواند در نگه‌داری بهتر و کاهش خطا مؤثر باشد.

خواندن این کتاب را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

کتاب چیلر پیچی و گریز از مرکز به دانشجویان مهندسی مکانیک و تأسیسات، مهندسان طراح سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع، ناظران و مجریان پروژه‌های ساختمانی بزرگ، تکنسین‌های بهره‌برداری و نگه‌داری چیلرهای تراکمی و نیز علاقه‌مندان به مباحث ترمودینامیک کاربردی و تجهیزات سرمایشی پیشنهاد می‌شود؛ به‌ویژه به کسانی که با چیلرهای پیچی و گریز از مرکز در عمل روبه‌رو هستند و نیاز به درک دقیق‌تری از ساختار و چرخه‌ی کاری آن‌ها دارند.