بخش اول :
جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، بخش بعدی را مطالعه کنید.
مقدمه
در دنیای امروز که بهینه‌سازی مصرف انرژی و افزایش بازدهی سیستم‌های سرمایشی از اولویت‌های اساسی در صنعت ساختمان‌سازی و پروژه‌های زیرساختی به شمار می‌رود، چیلرهای تراکمی به‌عنوان قلب تپنده بسیاری از سیستم‌های تهویه مطبوع شناخته می‌شوند. این دستگاه‌ها با تکیه بر فناوری تبرید تراکمی، قادرند نیازهای پیچیده سرمایشی را در ابعاد گسترده پوشش دهند و محیطی مطلوب برای کار و زندگی فراهم سازند. با این حال، همان‌طور که در تمامی سیستم‌های مکانیکی و الکترومکانیکی رایج است، چیلرهای تراکمی نیز در طول زمان با مجموعه‌ای از اختلالات و ایرادات عملکردی مواجه می‌شوند که در صورت بی‌توجهی، می‌تواند منجر به کاهش شدید بهره‌وری، افزایش مصرف انرژی، خرابی زودهنگام قطعات، و در نهایت توقف کامل عملکرد دستگاه شود.
تلاش کرده‌ایم با نگاهی دقیق، علمی و مرحله‌به‌مرحله، رایج‌ترین مشکلاتی را که چیلرهای تراکمی ممکن است با آن‌ها روبه‌رو شوند مورد واکاوی قرار دهیم. در این مسیر، ابتدا با ساختار، اجزا و انواع مختلف چیلرهای تراکمی آشنا می‌شویم تا مبنایی برای تحلیل درست اختلالات به‌دست آوریم. سپس وارد فاز عیب‌یابی می‌شویم و مشکلاتی همچون تولید صدای غیرعادی توسط کمپرسور، روشن نشدن کمپرسور، و کارکرد مداوم و بی‌وقفه آن را از منظر دلایل ریشه‌ای، علائم ظاهری و راهکارهای تخصصی بررسی می‌کنیم. هدف ما از این بررسی جامع، ارتقاء دانش فنی تکنسین‌ها، مهندسان تاسیسات و بهره‌برداران سیستم‌های سرمایشی است تا بتوانند با اعتماد به دانش و ابزار مناسب، از بروز خرابی‌های پرهزینه جلوگیری کرده و عمر مفید چیلر را به‌شکل چشمگیری افزایش دهند. در این مقاله، قصد داریم به‌صورت گام‌به‌گام به شناسایی و رفع مشکلات متداول در چیلرهای تراکمی بپردازیم. این نوع چیلرها در صنایع مختلف و پروژه‌های ساختمانی نقش حیاتی در تأمین سرمایش ایفا می‌کنند و هرگونه اختلال در عملکرد آن‌ها، می‌تواند به کاهش بازدهی یا حتی توقف کامل سیستم منجر شود. برای آنکه فرآیند عیب‌یابی به‌درستی انجام گیرد، ابتدا لازم است درکی دقیق از ساختار و انواع چیلرهای تراکمی داشته باشیم.
آشنایی با چیلر تراکمی و انواع آن پیش از عیب‌یابی
چیلر تراکمی چیست ؟
چیلرها از چهار مؤلفه اساسی یا چهار بخش اصلی شامل: کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور تشکیل شده‌اند. کمپرسور قلب یک سيستم تراكمی و یک دستگاه مکانیکی است که نیروی مکش لازم برای مکیدن مبرد از اواپراتور، فشرده کردن و فرستادن آن به کندانسور (که در آن گاز به مایع تبدیل می‌شود) را تولید می‌کند. به طور کلی وظيفه‌ی کمپرسور ايجاد اختلاف فشار در سيستم برای جريان يافتن مبرد در چرخه‌ی کارکرد سیستم است.
چیلرهای تراکمی با استفاده از سیکل تبرید تراکمی، آب را خنک کرده و این آب سرد به دستگاه‌هایی نظیر فن‌کویل‌ها و هواسازها منتقل می‌شود. آبی که توسط چیلر سرد می‌شود، از طریق لوله‌ها به این دستگاه‌ها هدایت شده و پس از جذب گرمای محیط، دوباره به چیلر باز می‌گردد. این چرخه به طور مداوم تکرار می‌شود تا دمای مناسب محیط حفظ شود.
انواع چیلرهای تراکمی
چیلرهای تراکمی را می‌توان از دو جهت بررسی کرد : از نظر نوع کندانسور و نوع کمپرسور.
چیلرهای تراکمی از نظر نوع کندانسور به دو دسته تقسیم می‌شوند :
الف) چیلرهای آبی (آب‌خنک)
در چیلرهای آبی، مبرد داخل کندانسور به وسیله آب خنک می‌شود. این آب، گرمای مبرد را جذب کرده و سپس به برج خنک‌کننده هدایت می‌شود تا خنک شود و دوباره به مدار بازگردد. این نوع چیلرها به دلیل ضریب عملکرد (COP) بالا و مصرف برق کمتر، انتخاب مناسبی برای پروژه‌ها و ساختمان‌های بزرگ و مناطقی که محدودیت آب ندارند هستند.
ب) چیلرهای هوایی (هوا‌خنک)
در این چیلرها، مبرد داخل کندانسور به وسیله هوا خنک می‌شود. این فرایند به کمک فن‌هایی انجام می‌شود که هوا را از روی کویل‌های کندانسور عبور می‌دهند و باعث تقطیر مبرد می‌شوند. چیلرهای هوایی مصرف آب تقریباً صفر دارند و در انواع شرایط اقلیمی قابل استفاده هستند. این نوع چیلر برای مناطق کم‌آب یا جایی که مصرف آب باید به حداقل برسد ویا اینکه از کیفیت آب پایینی برخوردار هستند، مناسب است.
کمپرسور یکی از مهم‌ترین بخش‌های چیلر است که وظیفه ایجاد جریان مبرد و اختلاف فشار در سیستم را بر عهده دارد. چیلرهای تراکمی از نظر نوع کمپرسور به چهار دسته اصلی تقسیم می‌شوند :
الف) چیلر با کمپرسور رفت و برگشتی
کمپرسورهای رفت و برگشتی (سیلندر پیستونی) که در گذشته بیشتر استفاده می‌شدند، اما به دلیل تعداد قطعات متحرک زیاد، خرابی‌های مکرر و ضریب عملکرد پایین امروزه کمتر مورد توجه قرار می‌گیرند. این کمپرسورها در مناطق گرمسیر (حاره‌ای) و مرطوب به دلیل بالا بودن فشار کارکندانسور کاربرد دارند.
ب) چیلر با کمپرسور اسکرال
کمپرسورهای اسکرال (Scroll Compressors) عموماً در ظرفیت‌های 5 تا 100 تن تبرید تولید می‌شوند. این چیلرها دارای صدای پایین، لرزش کم و تنوع در سیستم‌های کنترل هستند و به همین دلیل برای نصب در پشت‌بام‌ها گزینه مناسبی محسوب می‌شوند.
ج) چیلر با کمپرسور اسکرو
کمپرسورهای اسکرو (Screw Compressors) معمولاً در ظرفیت‌های 40 تا 400 تن تبرید تولید می‌شوند و ضریب عملکرد بالاتری نسبت به کمپرسورهای اسکرال دارند. این کمپرسورها با صدای کمتر نسبت به کمپرسورهای سیلندر پیستونی و قابلیت کنترل دقیق ظرفیت، گزینه ایده‌آلی برای پروژه‌های بزرگ به شمار می‌آیند.
د) چیلر با کمپرسور سانتریفیوژ
کمپرسورهای سانتریفیوژ (Centrifugal Compressors) معمولاً در ظرفیت‌های بالاتر از 350 تن تبرید تولید می‌شوند و برای پروژه‌های بزرگ مناسب هستند. این کمپرسورها با استفاده از سیستم کنترل ظرفیت پیشرفته و ضریب عملکرد بالا، یکی از بهترین گزینه‌ها برای سرمایش پروژه‌های با مقیاس بزرگ به شمار می‌آیند.
در ادامه مقاله، با تکیه بر شناخت دقیق اجزا و انواع چیلرهای تراکمی، به سراغ رایج‌ترین اختلالات خواهیم رفت و برای هر یک، مجموعه‌ای از راهکارهای تخصصی و کاربردی ارائه خواهیم کرد تا فرآیند تعمیر و نگهداری این سیستم‌ها با دقت، سرعت و اثربخشی بیشتری انجام شود.
رایج‌ترین اختلالات در چیلرهای تراکمی
مورد اول: تولید صدای غیرعادی توسط کمپرسور
یکی از نشانه‌هایی که می‌تواند هشدار اولیه‌ای برای یک مشکل جدی باشد، صدای غیرطبیعی از ناحیه کمپرسور است. دلایل این اتفاق می‌تواند بسیار متنوع باشد، اما در زیر به سه مورد از شایع‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم :
1. افزایش بیش از حد میزان شارژ مبرد :
پر بودن بیش از اندازه مدار از گاز مبرد، می‌تواند باعث شود کمپرسور تحت فشار غیرعادی قرار گیرد و صدایی بلند از خود تولید کند.
2. خرابی در اویل پمپ :
نارسایی در پمپ روغن کمپرسور، جریان روانکاری را مختل کرده و اصطکاک داخلی را افزایش می‌دهد. این وضعیت باعث افزایش تنش مکانیکی و در نتیجه تولید صدا می‌شود.
3. فرسودگی یاتاقان‌های داخلی :
آسیب به یاتاقان‌های ثابت یا متحرک داخل کمپرسور، موجب برخوردهای مکانیکی و ایجاد صدای ناهنجار در حین عملکرد می‌شود.
یادآوری مهم :
یکی از اصلی‌ترین دلایل خرابی زودهنگام کمپرسور، کمبود روغن در مدار است. این مشکل اغلب به‌دلیل حل شدن بیش از حد روغن در مبرد اتفاق می‌افتد که باعث کاهش سطح مؤثر روانکاری در اجزای داخلی کمپرسور می‌شود.
مورد دوم: روشن نشدن کمپرسور
۱. فقدان تغذیه برق یا قطع مدار الکتریکی
اولین گام در بررسی عدم عملکرد کمپرسور، اطمینان از وجود ولتاژ ورودی مناسب است. قطع فیوز، باز بودن کلید اصلی یا عدم اتصال صحیح سیم‌کشی ورودی می‌تواند مانع از راه‌اندازی شود. پیش از هر چیز، وضعیت تغذیه الکتریکی و سلامت مدار برق را چک کنید.
۲. نارسایی در عملکرد کنتاکتور
کنتاکتور نقش کلیدی در وصل مدار قدرت کمپرسور دارد. اگر تیغه‌های آن به‌دلیل سوختگی، کثیفی یا فرسایش به‌درستی بسته نشوند، جریان کافی به موتور نمی‌رسد. تست دستی عملکرد کنتاکتور می‌تواند عیب را آشکار کند.
۳. فعال شدن سیستم محافظ حرارتی داخلی
درون برخی کمپرسورها یک سنسور محافظ حرارتی تعبیه شده است که در صورت دمای بیش از حد، مدار را قطع می‌کند. اگر کمپرسور بیش‌ازحد داغ شده باشد، این حفاظت فعال شده و راه‌اندازی را متوقف می‌کند. اجازه دهید دستگاه خنک شود، سپس مجدداً تست کنید.
۴. آسیب‌دیدگی داخلی کمپرسور
در صورتی که هیچ‌کدام از سیستم‌های کنترلی ایراد نداشته باشند، احتمال آسیب فیزیکی یا الکتریکی در خود کمپرسور مطرح می‌شود. سوختن سیم‌پیچ، قفل شدن مکانیکی روتور یا شکست یاتاقان‌ها از جمله دلایل هستند که باید با تست‌های تخصصی بررسی شوند.
۵. قطع ارتباط به‌دلیل فعال شدن سوئیچ فشار بالا یا پایین
این سنسورها در پاسخ به شرایط غیرعادی مانند کمبود مبرد یا انسداد مدار، فرمان توقف صادر می‌کنند. خرابی خود سنسور نیز می‌تواند باعث عملکرد اشتباه شود. بررسی فشار سیستم و صحت عملکرد سوئیچ‌ها در این مرحله حیاتی است.
۶. اختلال در عملکرد سنسور فشار روغن
فشار نامناسب روغن می‌تواند کمپرسور را در معرض آسیب قرار دهد، به همین دلیل سوئیچ محافظ روغن در صورت بروز مشکل، جریان کمپرسور را قطع می‌کند. در صورت معیوب بودن سنسور نیز، این قطع‌شدن ممکن است به‌اشتباه رخ دهد.
۷. عدم تقاضای سرمایش از سوی سیستم کنترلی
در مواقعی که شرایط محیطی یا تنظیمات کنترلی سیستم نشان‌دهنده‌ی نیاز نداشتن به سرمایش باشد، فرمان روشن‌شدن کمپرسور صادر نمی‌شود. این موضوع معمولاً در شرایطی دیده می‌شود که ترموستات یا کنترلر مرکزی به‌درستی تنظیم نشده یا در حالت بای‌پس قرار دارد.
مورد سوم: چرا کمپرسور چیلر بدون توقف کار می‌کند؟
۱. ظرفیت نامناسب چیلر در مقایسه با نیاز واقعی ساختمان
یکی از دلایل اصلی روشن‌ماندن مداوم کمپرسور، انتخاب چیلر با ظرفیت کمتر از بار برودتی مورد انتظار است. در این حالت، دستگاه ناچار است بدون توقف عمل کند تا بتواند دمای دلخواه را تأمین کند. این خطا معمولاً در مرحله طراحی اولیه یا انتخاب نادرست تجهیزات رخ می‌دهد. بازبینی محاسبات بار سرمایشی ضروری است.
۲. کندانسور آلوده یا پوشیده از رسوبات
کندانسور تمیز نقش حیاتی در دفع گرمای سیکل تبرید دارد. هنگامی که سطح آن پوشیده از گردوغبار، چربی یا رسوبات باشد، فرآیند تقطیر به‌خوبی انجام نمی‌شود و کمپرسور باید مدت بیشتری کار کند تا دمای هدف را به‌دست آورد. شست‌وشوی حرفه‌ای کندانسور در این شرایط توصیه می‌شود.
۳. یخ‌زدگی در ناحیه اواپراتور
زمانی که اواپراتور به‌علت عدم تعادل در فشار یا کمبود جریان هوا دچار یخ‌زدگی شود، انتقال گرما از محیط به مبرد مختل می‌شود. کمپرسور در چنین حالتی بی‌وقفه کار می‌کند، چون فرآیند سرمایش به‌درستی صورت نمی‌گیرد. بررسی سیستم هوا‌رسانی و تنظیم صحیح شیر انبساط راهگشا خواهد بود.
۴. فیلتر درایر مسدود شده یا اشباع‌شده
در صورتی که فیلتر درایر وظیفه خود را در جذب رطوبت و ناخالصی‌های سیستم به‌درستی انجام ندهد، جریان مبرد دچار اختلال می‌شود. این اتفاق منجر به کاهش بازدهی سیستم و افزایش زمان عملکرد کمپرسور می‌گردد. تعویض به‌موقع فیلتر یکی از اقدامات حیاتی در نگهداری پیشگیرانه است.
۵. دمای محیط نصب بالاتر از حد نرمال است
چیلری که در شرایط آب‌وهوایی بسیار گرم یا در فضای بسته بدون تهویه مناسب نصب شده باشد، با مشکل تخلیه گرمای کندانسور مواجه می‌شود. این مسئله به‌طور مستقیم باعث افزایش مدت کارکرد کمپرسور می‌شود. استفاده از سیستم تهویه مناسب برای فضای موتورخانه یا انتخاب محل نصب خنک‌تر پیشنهاد می‌شود.
۶. وجود هوا در مدار مبرد
هوا یا گازهای غیرقابل تقطیر در مدار مبرد، به‌عنوان یک مانع در برابر گردش صحیح سیال عمل کرده و باعث کاهش ظرفیت سرمایش می‌شوند. در نتیجه، کمپرسور بدون توقف کار می‌کند تا دمای سیستم را کاهش دهد. تخلیه هوا و وکیوم صحیح سیستم پیش از شارژ گاز، ضروری است.
۷. نقص عملکرد در شیر انبساط
شیر انبساط معیوب نمی‌تواند میزان مبرد ورودی به اواپراتور را متناسب با بار سرمایشی تنظیم کند. اگر این شیر باز بماند یا به‌درستی تنظیم نشده باشد، منجر به سرمایش ناکارآمد و در نهایت، افزایش زمان کاری کمپرسور می‌شود. بررسی، تنظیم مجدد یا تعویض این قطعه باید در دستور کار قرار گیرد.
نتیجه‌گیری
عیب‌یابی و رفع مشکلات چیلرهای تراکمی نه‌تنها یک فرآیند فنی است، بلکه نوعی رویکرد سیستمی به مدیریت انرژی و نگهداری هوشمندانه‌ی زیرساخت‌های سرمایشی به شمار می‌رود. همان‌طور که در طول مقاله مشاهده شد، هر اختلال در عملکرد چیلر، می‌تواند دلایل متعددی داشته باشد؛ از ساده‌ترین ایرادات مانند کثیف بودن کندانسور گرفته تا پیچیده‌ترین مشکلات نظیر خرابی کمپرسور یا اختلال در عملکرد سنسورهای فشار. این تنوع در منشأ مشکلات، مستلزم آن است که اپراتورها و تکنسین‌ها نه‌تنها به اصول پایه‌ای عملکرد چیلر آگاه باشند، بلکه به ابزارهای تحلیلی و روش‌های تست دقیق نیز تسلط داشته باشند.
نکته‌ی کلیدی در بهره‌برداری موفق از چیلرهای تراکمی، انجام بازدیدهای دوره‌ای، ثبت و تحلیل داده‌های عملکردی و اجرای برنامه‌های نگهداری پیشگیرانه (Preventive Maintenance) است. با چنین رویکردی می‌توان از بروز بسیاری از خرابی‌های پرهزینه جلوگیری کرد، راندمان سیستم را در سطح مطلوب حفظ نمود و در عین حال از سرمایه‌گذاری اولیه بر روی تجهیزات سرمایشی محافظت کرد. در نهایت، درک دقیق از رفتار چیلر و واکنش به‌موقع به نشانه‌های هشداردهنده، کلید موفقیت در مدیریت بلندمدت این دستگاه حیاتی در صنعت تهویه مطبوع است.