چیلر چیست؟ انواع چیلر صنعتی و تهویه مطبوع

در این گزارش بر اساس منابع معتبر مهندسی قصد داریم انواع چیلر را معرفی کنیم و ضمن شناخت ساختار و اجزای آن، تفاوت آن ها را شناسایی کنیم. چیلر از لحاظ عملکرد بر اساس اصول مهندسی مکانیک کار می کند اما سیستم های کنترلی آن زیر نظر مهندسان برق و الکترونیک طراحی و ساخته می شود. چیلر اساساً در دسته سیستم های سرمایشی و برودتی قرار می گیرد اما تحت شرایط خاصی توانایی تامین گرمایش را هم دارد که البته در اکثر اوقات از لحاظ اقتصادی و فنی توجیه پذیر نیست.

چیلر چیست؟

چیلر یکی از تجهیزات برودتی است که محصول خروجی آن آب سرد در محدوه دمایی 6 الی 7 درجه سانتی گراد است. در لغت به معنای سرد کن است و از طریق پمپ، می توان جریان آب سرد را به سایر تجهیزات تهویه ساختمان مانند فن کویل ها ارسال کرد و در نهایت هوای فضای مورد نظر را خنک نمود. بر اساس منابع معتبر و تخصصی حوزه تهویه مطبوع، چیلر دستگاهی است که حرارت را از محیطی می گیرد و به محیط دیگر منتقل می کند و به همین دلیل نوعی پمپ انرژی محسوب می شود.

انواع چیلر

دستگاه چیلر بر اساس پارامترهای مختلفی دسته بندی می شود اما رایج ترین عامل تمایز آن ها از یکدیگر، نوع سیکل کاری آن هاست. از این لحاظ چیلرها یا تراکمی هستند یا جذبی که در ادامه از لحاظ فنی تفاوت آن ها بررسی خواهیم کرد.در شکل زیردسته بندی دستگاه چیلر را مشاهده می کنید. یکی دیگر از عوامل مهم به منظور تمایز این سیستم، نوع کندانسور یا چگالنده بکار رفته در آن هاست که از این لحاظ دو نوع چیلر هوا خنک یا هوایی و چیلر آب خنک و آبی داریم. چیلر هوایی و چیلر آبی نوعی چیلر تراکمی محسوب می شوند که فقط نوع کندانسور بکار رفته در آن ها متفاوت است.

دو نوع کندانسور در چیلرها استفاده می شود. کندانسورهوا خنک و آب خنک. کندانسور خنک یا هوایی از طریق هوای محیط برای خنک سازی و تغییر فاز گاز مبرد داغ به حالت مایع استفاده می کند. این کندانسور می تواند در داخل چیلر قرار داشته باشد یا از راه دور در خارج از فریم دستگاه قرار گیرد ، اما در نهایت گرمای چیلر را به هوا منتقل می کند. در یک کندانسور آب خنک ، آب خروجی یک برج خنک کننده مبرد داغ موجود در کندانسور را خنک و تقطیر می کند.

چیلر تراکمی

واژه تراکم به دلیل کاربرد کمپرسور در سیکل چیلر تراکمی است. اجزای اصلی چیلر تراکمی 4 مورد است:

1. کمپرسور(Compressor)
2. کندانسور(Condenser)
3. شیر انبساط(Expansion valve)
4. اواپراتور(Evaporator)

کمپرسور را قلب چیلر تراکمی می نامند و حساس ترین و در عین حال گران قیمت ترین قسمت این دستگاه را شامل می شود. به همین دلیل اکثر تولید کنندگان چیلر تراکمی از برندهای معتبر خارجی کمپرسور در ساخت چیلر تراکمی استفاده می کنند و آن را تا سالیان تحت گارانتی قرار می دهند تا مشتریان در انتخاب چیلر آسوده خاطر باشند. کندانسور و اواپراتور موجود در سیکل هم هم نوعی مبدل گرمایی هستند.

یکی از مهم ترین مشخصه های تمایز چیلر تراکمی در صنعت تهویه مطبوع، نوع کمپرسور بکار رفته در چیلر است. مانند کمپرسور اسکرال، کمپرسور اسکرو، کمپرسور پیستونی، کمپرسور سانتریفیوژ

نحوه عملکرد چیلر تراکمی بدین صورت است که مبرد یا سرمازا در حالت گاز توسط کمپرسور متراکم می شود. در اثر این فشردگی، فشار و دمای ماده مبرد بالا رفته و پس از آن وارد کندانسور می شود. کندانسور از طریق تبادل حرارتی، گرمای مبرد گازی را از طریق جریان هوا(در کندانسور هوایی) و یا جریان آب(در کندانسور آبی) به محیط منتقل می کند. سپس مبرد به حالت مایع درآمده و پس از عبور از شیر انبساط دچار افت فشار و دما شده و در نهایت وارد لوله های اواپراتور می شود. حال در چنین شرایطی اگر بتوانیم جریان آب را از روی لوله های سرد شده اواپراتور عبور دهیم، موفق به تولید آب سرد شده ایم.

چیلرهوا خنک به دلیل عدم نیاز به مصرف آب و با استفاده از فن های قوی، هوای محیط را از روی لوله های کندانسور عبور می دهد و فرآیند چگالش در سیکل برودتی تراکمی را انجام می دهد. مزیت مهم چیلر هوایی عدم نیاز به برج خنک کننده و همچنین نبود مصرف آب است. به همین دلیل چیلر هوا خنک در سال های اخیر به شدت با استقبال مشتریان و مهندسان مکانیک مواجه شده است. نگهداری و تعمیرات ساده این سیتم هم جزو نکات مثبت آن است. اما از طرفی صدای کمپرسورها و فن ها می تواند چالشی از چیلرهای تراکمی هوا خنک باشد که امروزه با روش های از جمله کابین صداگیر کمپرسور و همچنین پره های خاص فن ها، باعث کاهش الودگی صوتی آن شده اند.

چیلر آب خنک به دلیل اینکه استفاده از کندانسور آبی ظرفیت بالای گرمایی آب، قادر به تامین ظرفیت برودتی بیشتری است و به همین دلیل معمولا در دماهای کم تر از 4 درجه سانتی گراد از چیلر آبی استفاده می شود. یکی از کاربردهای اصلی و مهم چیلر آب خنک در سردختنه های زیر صفرس است. چیلر آب خنک مشابه چیلر جذبی به کولینگ تاور نیاز دارد.

چیلر جذبی

چیلر جذبی با استفاده از سیکل برودتی جذبی و بدون نیاز به مصرف برق قادر به تولید آب سرد است.گرچه این دستگاه مصرف برق پایین دارد اما برای راه اندازی آن به انرژی گرمایی نیاز است و معمولا مشعل هایی که مصرف سوخت فسیلی نظیر گاز یا گازوئیل دارند در آن استفاده می شود و از این لحاظ مصرف انرژی بالایی دارند. یکی دیگر از نقاط ضعف چیلرهای جذبی عمر مفید کوتاه به دلیل ماده خورنده لیتیوم بروماید است. همچنین راندمان سیستم جذبی پایین بوده و تعمیرات و نگهداری پیچیده ای دارند.چیلرهای جذبی فضای زیادی را اشغال می کنند و به همین دلیل در سرتاسر دنیا معمولا در پروزه هایی که خاص باشند و یا اتلاف گرمایی بالایی وچود داشته باشد از سیستم جذبی استفاده می کنند.

نتیجه گیری:

چیلر از اصولی تیرن سیستم های برودتی است که در تهویه مطبوع ساختمان و فرایندهای صنعتی استفاده می شود. در بازار چیلرها یا جذبی هستند و یا تراکمی. امروزه چیلر تراکمی هوا خنک بیشترین کاربرد را در میان چیلرها دارد. چیلر هوا خنک نیازی به مصرف آب ندارد و در شرایط اقلیمی متفاوت کارایی دارد. چیلر جذبی و تراکمی آب خنک باید مجهز به کولینگ تاور یا برج خنک کننده باشند و در شهرهای شرجی مثل شهرهای شمالی و جنوبی کشور کارایی لازم را را ندارند. چیلر تراکمی مصرف برق بالایی دارد و چیلر جذبی مصرف گاز یا گازوئیل دارد و یا ممکن است آن را به آب گرم موتورخانه متصل کنند. چیلر جذبی مشکلات فراورانی دارد اما هنوز هم در برخی از پروژه های بزرگ کارفرمایان از آن استفاده می کنند.

به منظور انتخاب صحیح چیلر و متناسب بودن آن با پروژه خود حتما سعی کنید از شرکت های مهندسی معتبر مشاوره دریافت کنید. سابقه شرکت را در تولید چیلر بررسی کنید و حتما مهنس مکانیک یا تاسیسات با سابقه را در انتخاب آن دخیل کنید چراکه ممکن است انتخاب اشتباه سبب زیان مالی به کارفرما شود.