چیلر چیست؟

چیلر دستگاهی است که طی فرایندی مشخص آب را خنک می‌کند. این ساده‌ترین تعریف چیلر است. این دستگاهها معمولا به دو صورت مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک نوع از چیلرها که صنعتی هستند و عموما دائم کار نیز تلقی می‌شوند، مستقیما آب سرد را برای خنک‌سازی دستگاه‌های صنعتی دیگر ارسال می‌کنند. برای مثال در صنعت تزریق پلاستیک برای خنک‌سازی دستگاه‌ها از چیلر صنعتی استفاده می‌شود. نوع دوم ، آب را به فن‌کویل و هواساز ارسال می‌کنند، تا این دستگاه‌ها از این آب سرد، هوای خنک تولید کنند. این هوای خنک برای تهویه هوای محیطهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.

در ادامه به توضیح کاملتر این دستگاه می‌پردازیم.

آیا چیلر به تنهایی هوا را خنک می‌کند؟

در مبحث تهویه مطبوع، چیلر یکی از دستگاه‌های مهم به شمار می‌آید. البته باید به این نکته توجه داشت که چیلر، صرفا آب را خنک می‌کند و توانایی خنک کردن هوا را ندارد. پس نیاز است که این آبِ خنک، به دستگاه‌هایی نظیر فن کویل و هواسازها ارسال شود تا بتوان از ظرفیت برودتی آب برای ایجاد هوای خنک استفاده کرد. در واقع اگر بخواهیم این دستگاه را به عنوان یک سیستم تهویه مطبوع در نظر بگیریم، حتما باید همراه با فن کویل یا هواساز همراه باشد تا بتوان نام سیستم بر روی آن گذاشت.

سیستم تهویه مطبوع چیلر- فن کویل چگونه کار می‌کند؟

در یک سیستم تهویه مطبوع ، چیلر آب را خنک می‌کند و از طریق پمپ به فن کویل ‌ها ارسال می‌کند. تعداد فن‌کویل‌ها همیشه بسیار بیشتر از چیلرهاست، اما مجموع ظرفیت برودتی و میزان آب دریافتی از هر فن کویل، باید با ظرفیت آب خروجی چیلر تقریبا برابر باشد. آبِ خنک وارد مبدل فن کویل می‌شود، فن دمنده درون فن کویل، هوا را از روی مبدلی که آب سرد در آن است، عبور داده و درنتیجه هوای خنک تولید می‌شود. حال آبی که درون کویل فن کویل بوده به دلیل گرفتن گرمای هوا، گرم شده و باید مجددا به چیلر برگشته تا خنک شود. این سیکل بارها و بارها تکرار می‌شود تا دمای محیط به دمای تنظیم شده ترموستات برسد.

اصل مطلب : آب چگونه خنک می‌شود؟

لازم به توضیح است در این بخش ما به بررسی چیلر تراکمی می‌پردازیم و روند خنک‌سازی آب در این دستگاه را توضیح می‌دهیم. در چیلرهای تراکمی، آب از طریق سیکل تبرید سرمایشی خنک می‌شود که در ادامه روند کار را شرح می‌دهیم.

هر سیکل تبرید شامل چهار قطعه اصلی به نام‌های کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور است. این چهار قطعه از طریق لوله‌های مسی به یکدیگر مرتبط هستند. درون این لوله ها مبرد جریان دارد.

در ابتدا مبرد که به شکل گاز است، وارد کمپرسور می‌شود، کمپرسور مبرد را فشرده کرده و دما و فشار آن را بالا می‌برد.

سپس مبرد وارد کندانسور می‌شود. کندانسور وظیفه خنک کردن مبرد و تغییر حالت آن از گاز به مایع را بر عهده دارد.

پس از آن مبرد وارد شیر انبساط می‌شود و با کاهش شدید فشار مواجه می‌شود و وارد اواپراتور می گردد. در این حالت مبرد که به حالت مایع فشار پایین است آماده دریافت گرما و تبخیر شدن است. ( این حالت به دلیل خواص مبردهاست که دمای تبخیر پایینی دارند). در اینجا آب در مجاورت مبرد قرار داده می‌شود. نتیجه جالب است، آب گرمای خود را به مبرد داده و خنک می‌شود، مبرد نیز با گرماگیری از آب تبخیر شده و به حالت گاز در می‌آید.

در ادامه مبرد برای سیکل مجدد به سمت کمپرسور هدایت می‌شود. آبِ خنک شده نیز از چیلر خارج و به سمت فن کویل و هواسازها ارسال می‌شود. این یک سیکل تبرید کامل است که دائما در حال چرخش است.

به بیان ساده، درون چیلر تراکمی، به وسیله ماده‌ای واسطه به نام مبرد، گرمای آب گرفته می‌شود. حال گرمایی که به مبرد داده شده، از طریق کندانسور دفع می‌شود و در واقع گرما از آب به محیط بیرون از طریق مبرد فرستاده می‌شود.

البته باید توجه داشت که سیکل تبرید قطعا دارای تجهیزات بیشتری است که ما در اینجا برای ساده‌سازی تعریف، از وظایفشان چشم پوشی کردیم .

انواع چیلر :

در یک حالت کلی می‌توان چیلرها را به دو دسته زیر تقسیم کرد:

1. تراکمی : این چیلرها کمپرسور دارند و به وسیله انرژی الکتریکی آب را خنک می‌کنند.
2. جذبی : این چیلرها ژنراتور و ابزوربر دارند و به وسیله سوخت گاز طبیعی کار می‌کنند.

در مورد دستگاههای جذبی این نکته حائز اهمیت است که به دلیل مشکلاتی از جمله بازدهی پایین، سرویس و نگهداری سخت و نیاز به نیروی ثابت خدماتی، این دستگاه‌ها به جز در موارد خاص کم کم از بازار حذف شده‌اند.

اما چیلرهای تراکمی که امروزه در بسیاری از پروژه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند، دسته‌بندی‌های متفاوتی دارند که به آن‌ها اشاره می‌کنیم.

الف) دسته بندی چیلرهای تراکمی از نظر نوع کمپرسور:

1. کمپرسورهای رفت و برگشتی: بیشتر در چیلرهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به دلیل سر و صدا و بازده پایین از جمله کمپرسورهای کم مصرف و قدیمی محسوب می‌شوند.
2. کمپرسورهای اسکرو : چیلرهای اسکرو دارای راندمان بالایی هستند و جزو دستگاه‌های محبوب در تهویه مطبوع به شمار می‌روند. رنج بالای ظرفیت‌های تولیدی و امکان استفاده از کمپرسورهای خطی بازار بزرگی برای این دستگاهها به وجود آورده است.
3. کمپرسورهای اسکرال : چیلرهای مجهز به کمپرسورهای اسکرال به دلیل ظرفیت‌های کوچک این قطعات، از ظرفیت‌های پایین نظیر مینی چیلرها، تا دستگاه‌های حدود 250 تن تبرید به صورت یکپارچه تولید می‌شوند. استفاده از چندین کمپرسور در یک دستگاه یکی از مزایای این دستگاه‌هاست. کمپرسورهای اسکرال قابل تعمیر نیستند و در صورتی خرابی باید تعویض گردند.
4. کمپرسورهای سانتریفیوژ : این کمپرسورهای معمولا در چیلرهای با ظرفیت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. راندمان بسیار بالا، قیمت گران، نگهداری تخصصی و طول عمر بالا از جمله ویژگی‌های این دستگاه‌هاست.

ب) دسته بندی چیلرهای تراکمی از نظر نوع کندانسور :

در بخش نحوه عملکرد گفتیم که کندانسور وظیفه خنک کردن مبرد را بر عهده دارد. حال این خنک کردن می‌تواند از طریق آب یا هوا باشد.

1. کندانسور هواخنک : چیلرهای با کندانسور هوایی از طریق فن و صفحه های کندانسور مستقیما مبرد را خنک می‌کنند. این دستگاه‌ها باید در فضای بیرون نصب شوند.
2. کندانسور آبی : چیلرهای با کندانسور آبی از طریق آب مبرد را خنک می‌کنند. بر خلاف اواپراتور که مبرد، آب را خنک می‌کند، در کندانسور، آب، مبرد را خنک می‌کند. باید توجه داشت که این دو جریان آب از یکدیگر مجزا هستند. آبی که در کندانسور گرمای مبرد را گرفته برای خنک شدن به سمت برج خنک‌کننده ارسال می‌شود. پس یکی از تفاوت‌های چیلرهای هواخنک و آب خنک، نیاز داشتن دستگاه آب‌خنک به برج‌خنک‌کننده است و محل نصبشان معمولا در موتورخانه قرار دارد.

یک چیلر برای سرمایش چه مقدار فضا کافی است؟

پاسخ به این سوال مربوط به ظرفیت هر چیلر است. هر چقدر ظرفیت یک دستگاه بیشتر باشد، مقدار سرمایی که تولید می‌کند بیشتر است. ظرفیت چیلرها بر اساس واحد تن تبرید نام برده می‌شوند. برای مثال یک مینی چیلر 3 تن تبرید، معادل یک کولرگازی یا داکت اسپلیت 36،000 سرمایش دارد. چیلرها از ظرفیت‌های 2 تن تبرید تا حتی 2000 تن تبرید به صورت یکپارچه، البته با کمپرسورهای متفاوت ساخته می‌شوند.

ظرفیت سنجی یک پروژه امری فنی است که باید توسط مهندسین مشاور محاسبه گردد. اما به صورت سرانگشتی می‌توان برای هوای معتدل با شرایط عادی به ازای هر 25 تا 30 متر مربع یک تن‌تبرید در واحدهای مسکونی در نظر گرفت.

مزایای چیلر چیست؟

• در ابعاد کوچک امکان ایجاد آب خنک برای سرمایش ساختمان های بزرگ را دارند.
• مصرف برق پایینی دارند و در هزینه های مصرفی بسیار باصرفه هستند.
• امکان مدولار کردن چند دستگاه و دستیابی به ظرفیت بالاتر وجود دارد.
• چیلرهای تراکمی نگه داری آسانی دارند.
• در چیلرهای تراکمی اسکرو امکان تعمیر کمپرسور و در نوع اسکرال تعویض کمپرسور به راحتی قابل انجام است.
• چیلرهای هواخنک تقریبا هیچگونه مصرف آبی ندارند و از این نظر بسیار مورد توجه می‌باشند.

جمع بندی :

چیلرها به دلیل تنوع در نوع ساخت و ضرایب بازدهی متفاوت دارای انواع بسیاری هستند. نکته ای که مهم است انتخاب صحیح بر اساس آگاهی است. در این مقاله سعی شد اطلاعات کلی به صورت مختصر و در حدی که بینش کلی نسبت به موضوع فراهم گردد، ارائه شود.

همواره می‌توانید از مقالات وبسایت همگاه تجارت هواسنج در جهت ارتقای سطح دانش تهویه مطبوع خود بهره ببرید.