چیلر چیست
چیلر ها از جمله مهم ترین تجهیزات سرمایشی و تولید برودت هستند که در ساختمان ها و کارخانه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. به عبارتی چیلر دستگاهی است که از طریق انجام فراینذ تقطیر و تبخیر در سیکل تبرید تراکمی یا جذبی گرما را از آب یا سیال واسط می گیرد و سبب سرد شدن آن می شود.
وظیفه کلی چیلر
به طور کلی چیلر ها تنها یک وظیفه ی کلی دارند و آن کاهش دمای آب است. برای این کار به آب مواد شیمیایی جهت کاهش نقطه انجماد آن افزوده می شود تا از یخ زدن آن جلوگیری شود. آب تولید شده را می توان در مصارف گوناگون از جمله سرمایش یک دستگاه صنعتی یا سرمایش هوا استفاده کرد.
عوامل موثر در انتخاب چیلر
- اقلیم و شرایط محیطی
- امکان و یا عدم امکان تامین گاز مورد نیاز چیلر
- دمای عملکردی چیلر
- امکان یا عدم امکان نصب برج خنک کننده
- بودجه اولیه خرید چیلر
- ظرفیت برودتی مورد نیاز
- در دسترس بودن آب برای خنک کردن کندانسور
- دسترسی یا عدم دسترسی به هوای آزاد
- نوع کاربری چیلر( سرمایش فرایندی، خنک کاری تجهیزات، تهویه مطبوع و…)
انواع کاربری چیلر ها
چیلر ها از نظر کاربری به 3 دسته کلی تقسیم می شوند که در ادامه به توضیحاتی در رابطه با نوع کاربری های مختلف پرداخته شده است:
کاربری چیلر در تهویه مطبوع
به طور کلی تهویه مطبوع به معنی فراهم کردن یک هوای مطلوب برای انجام فعالیت های انسانی و یا زندگی است. در واقع هدف از نصب یک سیستم تهویه مطبوع این است که دما و رطوبت محیط کنترل شود. چیلر تهویه مطبوه دستگاهی است که در آن آب در یک چرخه بسته خنک شده و مجددا آب به عنوان یک خنک کننده یا مبرد ثانویه گرمای محیط را جذب می کند.
چیلر های تهویه مطبوع همان طور که اشاره شد بیشتر برای خنک کردن و مطلوب کردن محیط در ساختمان های اداری، تجاری، مسکونی و…. مورد استفاده قرار می گیرند.
آب مصرف شده در چیلر های تهویه مطبوع نباید سختی زیادی داشته باشد و اگر آب منطقه سختی بالایی دارد بهتر است پیش از استفاده سختی گیری انجام شود. همچنین لازم است که چیلر های تهویه مطبوع هر ساله به طور کامل مورد بررسی قرار گیرند و کویل ها و لوله های دستگاه به صورت کامل تمیز شوند. برای تمیز کردن کویل ها و لوله ها از روش ها اسید شویی و رسوب زدایی استفاده می شود.
کاربری چیلر در سرمایش فرایندی
از آن جایی که صنایع مختلف از جمله صنایع شیمیایی، دارویی، غذایی و… در فرایند های شیمیایی و فیزیکی نیاز به جذب گرما و سرمایش دارند، چیلر های سرمایش فرایندی در ای نوع صنایع از اهمیت بالایی برخوردار هستند. این چیلر ها در دما های بسیار پایینی کار می کنند و یکی از ویژگی های مهم آن ها عملکردشان در دمای زیر صفر درجه است که سبب تفاوت این نوع چیلر ها از چیلر های تهویه مطبوع می شود. برای این که دمای تولید شده در چیلر های سرمایش فرایندی به زیر صفر برسد باید سیال واسط به صورت مخلوطی از آب و اتیلن گلیکول باشد.
کاربری چیلر در صنعت
از چیلر های صنعتی به صورت گسترده در صنایع مختلفی از جمله صنایع چاپ، نساجی، لیزر برش، تزریق پلاستیک و… استفاده می شود. عمدتا چیلر های صنعتی در طول سال به صورت مداوم کار می کنند به عبارتی دائم الکار هستند به همین علت برای افزایش طول عمر چیلر های صنعتی باید حفاظت بیشتری نسبت به بقیه چیلر های استفاده شده در صنعت صورت گیرد. برای جلوگیری از یخ نزدن مبدل به دلیل کار دائمی و استفاده از چیلر های صنعتی در فصل های سرد از ضد یخ استفاده می کنند.
پارامتر های موثر در براورد هزینه چیلر
پارامتر ها و عوامل بسیار زیادی بر روی قیمت چیلر ها تاثیر دارند از جمله ای پارامتر ها می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- نوع کندانسور( آب خنک یا هوا خنک)
2- مدل کمپرسور( اسکرو، اسکرال، سانتیریفیوژ، پیستونی)
3- جنس متریال
4- ابعاد و اندازه چیلر
5- نوع کاربری( تهویه مطبوع، صنعتی، سرمایش فرایندی)
6- منطقه جغرافیایی
7- ظرفیت دستگاه
8- نوسانات ارزی
9- برند سازنده دستگاه
انواع چیلر
چیلر ها به دو دسته کلی جذبی و تراکمی تقسیم بندی می شوند. چیلر های تذاکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلر های جذبی با استفاده از انرژی حرارتی سبب ایجاد برودت و سرما می شوند. در ادامه به صورت کامل به چیلر های جذبی و تراکمی پرداخته شده است. چیلر با تولید آب خنک و انتقال آن به فن کویل ها و هواساز ها در ساختمان ها هوای خنک ایجاد می کنند. نکته قابل توجه این است که چیلر ها به تنهایی قادر به خنک کرده هوای یک ساختمان نیستند و برای ایجاد هوای مطبوع در یک محیط به دستگاه هایی نیاز است که بتوانند از آب خنک تولید شده توسط چیلر استفاده کنند و گرمای محیط را دریافت و به آب منتقل کنند.
چیلر جذبی
چیلر جذبی دستگاهی است که با انرژی الکتریکی یا گرمایی به خنک کردن فضا از طریق دریچه ها یا به طور مستقیم می پردازد. این چیلر ها گرمای تلف شده حاصل از سایر فرایند ها یا تجهیزات را برای انتقال فرایند هیدرولیکی جمع آوری می کنند. این فرایند سبب خنک شدن آب می شود و می توان برای نیاز های مختلف از آن استفاده کرد.
اجزای چیلر جذبی
چیلر جذبی از چند اجزای اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:
ژنراتور:ژنراتور با استفاده از حرارت باعث غلیظ شدن جاذب و رسیدن آن به غلظت اولیه می شود در نتیجه می تواند انرژی مورد نیاز برای چرخه جذبی را فراهم کند.
کندانسور: کندانسور بخار مبردی که از طریق ژنراتور تولید می شود را به مایع تبدیل می کند.
اوپراتور: اوپراتور به سرد کردن آب مورد نیازی که برای سرد سازی دستگاه ها و فرایند ها احتیاج است، می پردازد.
مبدل حرارتی: بین محلول غلیظی که از ژنراتور خارج می شود و محلول رقیقی که از جاذب خارج و وارد ژنراتور می شودحرارت تبادل می شود. مبدل های حرارتی عمل تبادل حرارت را انجام می دهند که سبب کاهش دمای محلول رقیق ورودی به جاذب و افزایش دمای محلول رقیق می شوند. نتیجه ی این فرایند افزایش بازدهی و راندمان چیلر است.
جاذب: ابزوربر یا جاذب وظیفه حفظ و نگهداری فشار اپراتور در حالت خلا را بر عهده دارد که این کار را از طریق جذب بخار مبرد تبخیر شده در اپراتور انجام می دهد.
پمپ های محلول و مبرد: پمپ ها برای انتقال محلول و مبرد از نوع بسته و هرمتیک هستند و یا از پکپ های سانتیریوگال که از ساییدگی و تخریب لوله ها و تجهیزات و سر و صدای زیاد جلوگیری می کنند، استفاده کی شود. در واقع پمپ ها در چیلر های جذبی تنها قسمتی هستند که از انرژی الکتریکی استفاده می کنند.
روش کار چیلر جذبی
چرخه تولید سرما در چیلر های جذبی به این صورت است که آب سرد کننده یا مبرد در اپراتور با تبخیر شدن حرارت را جذب می کند و سبب ایجاد سرمایش می شود. سپس آب بخار شده به وسیله لیتیوم بروماید موجود در جاذب جذب می شود و محلول رقیق لیتیوم برماید تولید می شود. محلول رقیق لیتیم بروماید به ژنراتور منتقل شده و در آن جا با استفاده از حرارت ژنراتور محلول به دو بخش تقسیم می شود. در ادامه بخار آب که بعد از میعان آماده دریافت حرارت مجدد در آپراتور است، به کندانسور منتقل می شود. لیتیم بروماید از ژنراتور به جاذب برگردانده می شود و این چرخه دوباره تکرار می شود. به طور کلی می توان گفت که در چیلر های جذبی حرارت در اپراتور گرفته و در کندانسور دفع می گردد.
مزایای چیلر جذبی
- توانایی عمل کننده به عنوان منبع تامین سرما
- تولید صدای کمتر نسبت به چیلر تراکمی
- مبرد یا خنک کننده در چیلر های جذبی آب مقطر است که به راحتی قابل دسترس می باشد و اثرات مخرب زیست محیطی ندارد
معایب چیلر جذبی
- راندمان و بازدهی کمتر نسبت به چیلر های تراکمی
- قیمت اولیه بیستر نسبت به چیلر تراکمی
- ابعاد و اندازه بزرگتر از چیلر تراکمی
- نیازمند برج خنک کننده است به همین دلیل در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند امکان استفاده از این چیلر ها وجود ندارد.
چیلر تراکمی
همان طور که اشاره شد چیلر های تراکمی با استفاده از کمپرسور و تبدیل نیروی الکتریسیته عمل می کنند. در واقع این نوع از چیلر ها از فرایند فشرده سازی و کمپرسور درون یک سیکل تبرید آب را خنک می کنند. به چیلر های تراکمی چیلر های برقی نیز گفته می شود زیرا برای تامین برق مورد نیاز خود به کمپرسور نیاز دارد.
اجزای چیلر تراکمی
چیلر های تراکمی از 4 بخش اصلی تشکیل شده اند. این 4 بخش عبارتند از:
کمپرسور: یکی از اصلی ترین اجزای چیلر تراکمی کندانسور است که دو وظیفه مهم را بر عده دارد: 1- کاهش فشار و خارج کردن فشار مبرد از اوپراتور. 2- افزایش فشار در اثر تراکم و افزایش بخار مبرد در مسیر برگشتی به دمای بیشتر از سیال واسط که وظیفه تقطیر مبرد را برعهده دارد. کمپرسور ها نیز همانند پمپ ها به یک عامل تحریک کننده برای گردش احتیاج دارند. به طور کلی کمپرسور مبرد گازی را فشرده کرده و سبب افزایش فشار و دمای آن می شود. گاز فشرده شده را توسط لوله به مبدل حرارتی آب خنک یا هوا خنک به نام کندانسور منتقل می کند.
کندانسور: کندانسور نوعی مبدل حرارتی محسوب می شود که وظیفه دارد تا گرمای مبرد را بعد از بازگشت مبرد از اوپراتور و عبور از کمپرسور با تقطیر به محیط برگرداند. پیش از این که بخار مبرد به کندانسور وارد شود لازم است در کمپرسور گرم و متراکم شود تا توانایی لازم برای برقراری انتقال گرما به یک واسط خنک تر مانند آب یا هوا را داشته باشد از چنین نشود میزان انرژی مصرفی در اپراتور ، برای تبدیل بخار مبرد به مایع توسط کندانسور مصرف شود.
شیر انبساط: از مهم ترین اجرای چیلر تراکمی که نقش پر اهمیتی دارد می توان به شیر انبساط اشاره کرد.. شیر انبساط وظیفه ی کاهش فشار مبرد خروجی از کندانسور و حفظ فشار کم در اپراتور را بر عهده دارد. به عبارتی شیر انبساط مرز میانی منطقه پر فشار و منطقه کم فشار محسوب می شود.
اپراتور: از دیگر اجزا چیلر های تراکمی می توان به لپراتور اشاره کرد. این جز یکی از شاخص ترین و مهم ترین اجزای چیلر های تراکمی است. اپراتور وظیف سرد کردن آب برای ایجاد سرمایش و برودت را بر عهده دارند.
روش کار چیلر تراکمی
در چیلر های تراکمی گاز توسط کمپرسور فشرده و متراکم می شود و بعد از افزایش فشار و دما به درون کندانسور منتقل می شود و توسط آب یا هوای موجود در محیط گرمای خود را از دست می دهد و خنک می شود و تبدیل به مایع می گردد. مایع تولید شده از شیر انبساط یا لوله مویین وارد اپراتور که در فشار کمتری قرار دارد، می شود. کاهش فشار در قسمت نهایی سبب تبخیر مایع شده و در نتیجه مایع سرد کننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط اپراتور باعث بروز برودت در موادی که با قسمت اپراتور در ارتباط هستند، می شود. در نهایت گاز ایجاد شده از تبخیر به کمپرسور منتقل شده و این چرخه تکرار می شود.
مزایای چیلر تراکمی
- ضریب عملکردی بالا
- قیمت مناسب
- قابلیت استفاده در شرایط آب و هوایی متفاوت
- اشغال مساحت کم
- نصب آسوده و کم هزینه
- کنترل دقیق سیستم سرمایشی و دمای آن با استفاده از کنترل های هوشمند
- نگهداری آسان و کم هزینه
معایب چیلر تراکمی
- صدای کارکرد بالا دارند.
- نیاز به انرژی الکتریکی پیوسته
- مناسب تهویه نیستند و فقط هوا را خنک می کنند بدون این که بر گردش هوا اثری داشته باشند.
- قاب های استاندارد برای موارد خاص مناسب نیستند و غالبا طراحی خاصی نیاز دارند.
مقایسه چیلر های جذبی و تراکمی
- چیلر های جذبی در مقایسه با چیلر های تراکمی که در همه اقلیم ها می توانند مورد استفاده قرار بگیرند، فقط در اقلیم های خشک با درصد رطوبت پایین کارایی دارند.
- چیلر های جذبی نسبت به یلر های تراکمی هزینه خرید نسبتا بالایی دارند.
- هزینه تعمیر و نگهداری چیلر های جذبی بالا است در صورتی که هزینه تعمیر و نگهداری چیلر های تراکمی مناسب و معقول است.
- چیلر های جذبی بر عکس چیلر های تراکمی که در همه ی ظرفیت های برودتی و سرمایشی استفاده می شوند، فقط در ظرفیت های برودتی و سرمایش متوسط و بالا قابل استفاده هستند.
- چیلر های جذبی به دلیل هزینه خرید و تعمیر و نگهداری بالایی که دارند خواهان کمتری دارند در نتیجه تعداد قطعات یدکی و تعمیرکاران حرفه ای که بتوانند این سیستم ها را سرویس کنند کم است.
- چیلر های تراکمی جهت کاربری تهویه مطبوع و صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند در صورتی که چیلر های جذبی ترجیحا فقط کاربری تهویه مطبوع دارند.
- چیلر های جذبی برای خنک کردن کندانسور به آب احتیاج دارند اما الزامی برای وجود آب جهت خنک کردن کندانسور در چیلر های تراکمی وجود ندارد.
- دمای عملکردی چیلر های تراکمی بالای صفر و زیر صفر است در صورتی که دمای عملکردی چیلر های جذبی محدود به بالای صفر است.
- چیلر های جذبی ابعاد بزرگی دارند در نتیجه مساحت بیشتری را اشغال می کنند و هزینه حمل و نقل بسیاری نیز دارند اما چیلر های تراکمی را در ابعاد مختلف می توان یافت.
- چیلر های تراکمی برای عملکرد خود احتیاجی به سوخت گاز طبیعی ندارند در صورتی که چیلر های جذبی مصرف گاز بسیار بالایی دارند.
- چیلر های جذبی در مقابل چیلر های تراکمی میزان برق کمتری مصرف می کنند.
- در چیلر های جذبی برج خنک کننده یا اپراتور مقدار آب زیادی مصرف می کند اما بر عکس آن ها در چیلر های تراکمی برج خنک کننده به آب زیادی احتیاج ندارد.
- در چیلر های تراکمی می توان میزان ظرفیت سرمایش و برودتی را کنترل کرد در حالی که امکان این کار در چیلر های جذبی وجود ندارد.
- استهلاک مناسب از دیگر برتری های چیلر های تراکمی نسبت به چیلر های جذبی است زیرا چیلر های جذبی استهلاک بالایی دارند که سبب می شود تا چیلر های جذبی در مدت زمان های کم احتیاج به تعمیر پیدا کنند.
- ضریب عملکرد چیلر نشان دهنده بازدهی انرژی مصرفی آن است. نسبت میزان گرمای دریافتی در اپراتور به مجموع انرژی مصرفی در مصرف کننده ها( کمپرسور، کندانسور، برج خنک کننده، پمپ و اپراتور) به عنوان نسبت راندمان انرژی یا ضریب عملکرد شناخته می شود. ضریب عملکرد چیلر های تراکمی در شرایط یکسان نسبت به چیلر های جذبی بالا تر است.
نکاتی که پیش از خرید چیلر باید رعایت کرد
همان طور که اشاره شدچیلر ها به عنوان یک سیستم خنک کننده در مصارف سرمایش صنعتی و چه در مصارف تهویه مطبوع نقش مهم و اساسی را ایفا می کنند. به همین دلیل سرمایه اولیه قابل توجهی را باید به آن ها اختصاص داد. برای همین کارفرما به دنبال این است که چیلری را انتخاب کند که بتواند سال های متمادی بدون هیچ استرس و نگرانی از سیستم خود نهایت استفاده را ببرد. از آن جایی که عملکرد چیلر به عنوان سیستم سرمایشی و برودتی و همچنین تهویه مطبوع تاثیر بسیار مستقیمی در اسایش افراد ساکن در ساختمان دارد انتخاب چیلر با کیفیت و توجه به کارکرد آن باید جزو اولویت ها قرار گیرد.
در این بخش از مقاله تلاش کرده ایم تا به مهم ترین نکاتی که در خرید یک چیلر مناسب باید رعایت شود اشاره کنیم.
- حداکثر جریان آب سرد مورد نیاز باید براورد شود.
- کمترین درجه حرارت مورد نیاز در محیط یا فرایند باید در نظر گرفته شود.
- ثابت بودن یا متغیر بودن جریان آب سرد باید مشخص شود.
- حداکثر فشار آب مورد نیاز باید تعیین شود.
- مهم ترین و شاخص ترین قطعات باید از برند ها و تولید کنددگتن معتبر جهانی تهیه شود. از جمله این قطعات می توان به کندانسور، اپراتور، کمپرسور، پمپ و دیگر تجهیزات الکترونیک اشاره کرد.
- جنس پنل ها، فریم ها، مخزن ذخیره، پمپ و لوله از فولاد ضد زنگ ساخته شده باشد.
- علاوه بر توجه به قیمت تمام شده دستگاه در هنگام خرید باید به هزینه ای که در طول زمان برای مصرف انرژی نیاز است، هم توجه شود. هر چه سنجش راندمان بیشتر باشد از نظر راندمان بهینه تر است و به میزان انرژی کمتری نیاز دارد.
- جانمایی قطعات اصلی باید به صورتی باشد که برای سرویس و تعویض آن های دسترسی راحتی وجود داشته باشد.
- در مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند توصیه می شود که از چیلر های هوا خنک استفاده شود.
- در صورتی که مشکل تامین برق فشار قوی یا خرید تجهیزات گران قیمت وجود دارد بهترین گزینه چیلر های گازی هستند که به برق فشار قوی نیازی ندارند و مصرف برق آن ها بسیار کمتر است.
نکاتی که در هنگام نصب و راه اندازی چیلر باید به آن ها توجه شود
مهم ترین نکته ای که در نصب و راه اندازی چیلر باید به آن توجه شود مشخص کردن محل نصب آن است. دسترسی به تمامی دستگاه ها، امکان کنترل صحیح در بخش های مختلف، داشتن توانایی نظارت بر عملکرد تمام بخش های چیلر، محافظت از اجزای مهم چیلر از جمله مواردی است که در هنگام نصب باید مورد توجه قرار بگیرند. راه اندازی و نصب چیلر باید به صورت مرحله به مرحله انجام شود تا بتوان از عملکرد صحیح هر بخش مطمئن شد.
نصب چیلر ها با راه اندازی پمپ های خنک کننده و کندانسور شروع می شود و پس از آن اوپراتور راه اندازی می شود. کمپرسور آخرین جز و می توان گفت مهم ترین جز چیلر است که باید ابتدا کنترل و سپس روشن شود. از نکاتی که پیش از راه اندازی کمپرسور باید به آن توجه شود میزان روغن مورد استفاده در کمپرسور و اطمینان از سلامت آن است.
برند های مشهور جهانی چیلر
چیلر دانفوس: چیلر های دانفوس از جمله چیلر های با کیفیت شناخته شده در جهان است. کارخانه دانفوس در دانمارک واقع شده است و دارای بیش از 130 شرکت در کشور های مختلف است. از جمله محصولات پر طرفدار این شرکت می توان به چیلر های جذبی، تراکمی و مینی چیلر ها اشاره کرد.
چیلر گرین: از بهترین برند های چیلر می توان به سیستم های تهویه مطبوع گرین اشاره کرد.
چیلر میدیا: چیلر های میدیا از توان سرمایشی و برودتی بالایی برخوردارند به همین دلیل نیاز های سرمایشی محیط و سازه های مختلف را می تواند به خوبی براورده سازد.
چیلر ال جی: از برترین برند های چیلر که بر اساس جدید ترین تکنولوژی ها و متد های برودتی طراحی و به تولید می رسند می توان به چلر ال جی اشاره کرد. نوع گاز خنک کننده ای که در این چیلر ها استفاده می شود کاملا با محیط زیست سازگار بوده و هیچ گونه خطری برای لایه ازون ندارند.
کلام آخر
در این محتوا به معرفی دستگاه چیلر و وظیفه و انواع آن پرداختیم. همچنین با مقایسه ی جامع و کلی چیلر های جذبی و تراکمی تلاش کردیم تا شما را برای انتخاب بهترین نوع چیلر ها راهنمایی کنیم. همان طور که در متن نیز اشاره شد چیلر های تراکمی نسبت به چیلر های جذبی از مزایا و ویژگی های مثبت بیشتری برخوردار هستند. در واقع سعی کردیم تمامی اطلاعاتی که پیش از خرید چیلر بهتر از آن ها اطلاع داشته باشید را در این مقاله جمع آوری کنیم.
