चिलर प्लांट्स की व्याख्या

चिलर प्लांट कैसे काम करता है?

वाष्प संपीड़न प्रशीतन चक्र (VCRC) सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रशीतन चक्र है। इसका उपयोग इमारतों, वाहनों, रेफ्रिजरेटर और फ्रीजर को ठंडा करने के लिए किया जाता है, साथ ही कई औद्योगिक प्रक्रियाओं के लिए शीतलन प्रदान करने के लिए भी किया जाता है। लेकिन यह कैसे काम करता है?

वाष्प-संपीड़न चक्र एक प्रक्रिया है जो रेफ्रिजरेंट का उपयोग करके ठंडा और गर्मी हटाने का काम करता है। रेफ्रिजरेंट चार मुख्य घटकों के माध्यम से संचालित होता है: एक कंप्रेसर, कंडेंसर, विस्तार वाल्व (मीटरिंग डिवाइस), और इवैपोरेटर।

Typical Refrigeration System

कंप्रेसर में, रेफ्रिजरेंट वाष्प को उच्च तापमान और दबाव पर संपीड़ित किया जाता है। उच्च दबाव रेफ्रिजरेंट वाष्प को फिर कंडेंसर में भेजा जाता है, जहां रेफ्रिजरेंट से बाहरी माध्यम में गर्मी स्थानांतरित होती है, जिससे रेफ्रिजरेंट का तापमान कम हो जाता है और यह उच्च दबाव तरल में बदल जाता है।

इसके बाद तरल रेफ्रिजरेंट एक विस्तार वाल्व के माध्यम से प्रवाहित होता है, जो इसके दबाव को कम करता है, जिससे यह आंशिक रूप से वाष्पित हो जाता है; इससे विस्तार वाल्व से तरल और वाष्प रेफ्रिजरेंट का मिश्रण निकलता है।

Vapour Compression Refrigeration Cycle (VCRC)

मिश्रण फिर एक इवैपोरेटर में प्रवाहित होता है और बाहरी माध्यम (आमतौर पर पानी) द्वारा गर्म किया जाता है। रेफ्रिजरेंट बाहरी माध्यम से गर्मी अवशोषित करता है, जिससे इसका तापमान बढ़ जाता है जब तक कि यह वाष्पित नहीं हो जाता और स्थिति बदलकर कम दबाव तरल से कम दबाव वाष्प में नहीं बदल जाता। रेफ्रिजरेंट द्वारा गर्मी का अवशोषण बाहरी माध्यम के तापमान को कम करता है, जिससे शीतलन प्रभाव होता है। एक बार बाहरी माध्यम ठंडा हो जाने के बाद, इसे एक अलग स्थान पर पंप किया जा सकता है और एक स्थान से गर्मी हटाने के लिए उपयोग किया जा सकता है।

इवैपोरेटर के बाद, कम दबाव रेफ्रिजरेंट वाष्प कंप्रेसर में लौटता है और चक्र दोहराता है।

चिलर के मुख्य भाग क्या हैं?

चिलर के मुख्य भाग नीचे सूचीबद्ध हैं।

ठंडा पानी सर्किट

प्रक्रिया या इमारत से गर्मी को अस्वीकार कर इवैपोरेटर में भेजा जाता है। इवैपोरेटर ठंडे पानी से गर्मी का उपयोग करके इवैपोरेटर में मौजूद तरल रेफ्रिजरेंट को उबालता है। जैसे ही रेफ्रिजरेंट वाष्पित होता है, ठंडा पानी ठंडा होता है (वाष्पीकरणीय शीतलन)।

इवैपोरेटर

इवैपोरेटर एक शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर है। तरल रेफ्रिजरेंट ट्यूबों को डुबोता है और इसे 'शेल साइड' द्रव कहा जाता है। ठंडा पानी ट्यूबों के माध्यम से प्रवाहित होता है और इसे 'ट्यूब साइड द्रव' कहा जाता है। कम दबाव तरल रेफ्रिजरेंट आने वाले ठंडे पानी द्वारा गर्म किया जाता है जब तक कि यह उबल नहीं जाता और कम दबाव गैस में नहीं बदल जाता। जैसे ही रेफ्रिजरेंट वाष्पित होता है, ठंडा पानी ठंडा होता है।

ठंडा पानी अक्सर आरामदायक हीटिंग क्षेत्रों (इमारत के अंदर), एक औद्योगिक प्रक्रिया, या सर्वर रूम से लिया जाता है, लेकिन अनुप्रयोग कई हैं।

कंप्रेसर

कंप्रेसर वाष्पित रेफ्रिजरेंट गैस की घनत्व को बढ़ाता है। जैसे ही रेफ्रिजरेंट गैस की घनत्व बढ़ती है, वैसे ही इसका तापमान भी बढ़ता है। बड़े चिलर्स के लिए रेफ्रिजरेंट कंप्रेसर आमतौर पर सेंट्रीफ्यूगल कंप्रेसर, रेसिप्रोकेटिंग पिस्टन, या गियर डिज़ाइन के होते हैं; छोटे कंप्रेसर लूब या स्क्रॉल कंप्रेसर डिज़ाइन का उपयोग करते हैं।

मोटर

कंप्रेसर के लिए प्रमुख चालक एक इलेक्ट्रिक मोटर है। छोटे कंप्रेसर एकल चरण मोटरों द्वारा संचालित हो सकते हैं, लेकिन बड़े चिलर कंप्रेसर 3-फेज़ अल्टरनेटिंग करंट (AC) मोटरों द्वारा संचालित होते हैं।

कंडेंसर

कंप्रेसर से उच्च दबाव रेफ्रिजरेंट गैस को कंडेंसर में भेजा जाता है। कंडेंसर आमतौर पर शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर डिज़ाइन का होता है। रेफ्रिजरेंट गैस शेल साइड द्रव होता है जबकि ठंडा पानी (कंडेंसर पानी) ट्यूब साइड द्रव होता है।

उच्च दबाव रेफ्रिजरेंट गैस को ठंडा पानी सर्किट द्वारा ठंडा किया जाता है, जिससे गैस उच्च दबाव तरल में संघनित हो जाती है; तरल रेफ्रिजरेंट फिर विस्तार वाल्व, फिर इवैपोरेटर में भेजा जाता है।

विस्तार वाल्व

उच्च दबाव तरल रेफ्रिजरेंट को विस्तार वाल्व के माध्यम से इवैपोरेटर में भेजा जाता है। विस्तार वाल्व दबाव को कम करते हैं, तापमान को कम करते हैं, और तरल रेफ्रिजरेंट की मात्रा को बढ़ाते हैं। दबाव में कमी के कारण, उच्च दबाव तरल रेफ्रिजरेंट वाष्प अवस्था में इवैपोरेटर में प्रवेश करता है।

नियंत्रण बॉक्स

चिलर यूनिट को नियंत्रित करने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक्स (और आमतौर पर वायरिंग आरेख) नियंत्रण बॉक्स के भीतर रखे जाते हैं। तापमान, दबाव, प्रवाह, और स्तर सेंसर, नियंत्रण बॉक्स को जानकारी देते हैं। नियंत्रण बॉक्स नियंत्रित करता है कि कंप्रेसर मोटर कब चालू/बंद होती है, साथ ही यदि कोई परिचालन समस्या उत्पन्न होती है तो यूनिट को अलार्म या शटडाउन करने का कार्य करता है।

आधुनिक मोटरें वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव्स (VFD) का उपयोग करती हैं; आवृत्ति को बदलने से मोटर की गति बदलती है और इस प्रकार कंप्रेसर की भी। VFDs उपयोगी होते हैं क्योंकि कंप्रेसर को बार-बार चालू और बंद करने की आवश्यकता नहीं होती है, इस प्रकार इसकी उपयोगी कार्यशील जीवन को बढ़ाते हुए चिलर प्लांट की शीतलन क्षमता पर बेहतर नियंत्रण प्रदान करते हैं।

संबंधित ऑनलाइन इंजीनियरिंग पाठ्यक्रम

औद्योगिक चिलर प्लांट्स का परिचय

हीट एक्सचेंजर्स का परिचय

प्लेट हीट एक्सचेंजर के मूल तत्व

प्लेट हीट एक्सचेंजर्स कैसे काम करते हैं

अतिरिक्त संसाधन

https://en.wikipedia.org/wiki/Chiller

https://energy-models.com/chiller-plant-design

https://blog.senseware.co/2017/11/16/ultimate-guide-chiller-systems

https://www.hvacinvestigators.com/webinars/the-basics-of-chillers-how-they-work-where-theyre-used-and-common-problems