چیلر یک تجهیزات تهویه مطبوع است که در سیستمهای تهویه مطبوع و تبرید به کار میرود. نحوه عملکرد چیلر به این شکل است که ابتدا هوا یا مایع تبرید (معمولاً آب) را خنک میکند تا دمای مطلوبی برای تهویه فضا فراهم آورد. این دمای خنک شده سپس به سیستم توزیع فضا یا فرآیندی که نیاز به تبرید دارد، ارسال میشود.
چیلرها دو نوع اصلی دارند: چیلرهای جذبی و چیلرهای فشار بالا. چیلرهای جذبی از جاذبهای حرارتی برای تبرید استفاده میکنند، در حالی که چیلرهای فشار بالا از فرآیند چرخه کمپرسیون گاز تبرید (معمولاً فریون) استفاده میکنند.
عملکرد چیلرها در تبرید و تهویه مطبوع مکانهایی مانند ساختمانها، بیمارستانها، کارخانهها و مکانهای دیگر بسیار مهم است زیرا اجازه میدهد دماها را به سطوح مطلوب تنظیم کرده و محیطها را راحتتر و مناسبتر برای استفاده کنندگان ایجاد کند.برای کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه با ما در دانفوس ایران همراه باشید.
نحوه عملکرد سیستم چیلر چگونه است؟
سیستم چیلر یکی از اصلیترین تجهیزات در سیستمهای تهویه مطبوع و تبرید است و نحوه عملکرد چیلر به شکل کلی به این صورت است:
- تبخیر: در ابتدا، گاز تبرید (معمولاً فریون) به واحد تبخیر چیلر وارد میشود. در اینجا، گاز تبرید جذب گرمای محیط از محیطی که نیاز به تبرید دارد، میکند. این جذب گرما باعث تبخیر گاز تبرید میشود.
- فشردن گاز: نحوه عملکرد چیلر: گاز تبرید بعد از تبخیر به کمپرسور (معمولاً کمپرسور اسکرو، سانتریفیوژ یا پیستونی) وارد میشود. کمپرسور گاز تبرید را فشرده میکند، که باعث افزایش دما و فشار گاز میشود.
- تحکیم گرما: گاز تبرید با دمای بالا و فشار بالایی که از کمپرسور خارج میشود، به واحد تحکیم میرود. در اینجا، گاز تبرید تحت فشار کمتر تحکیم میشود که باعث سرمایش گاز تبرید و تولید تبرید میشود.
- انتقال تبرید: تبرید تولید شده به واحد تبادل حرارت میرود. اینجا، تبرید از یک مبادلهگر حرارتی برای انتقال گرمای تولید شده به محیط خنک استفاده میکند و تبرید خنکتر به سیستم توزیع تبرید ارسال میشود.
- توزیع تبرید: تبرید خنکتر به سیستم توزیع تبرید ارسال میشود که ممکن است به عنوان یک مایع تبرید یا هوای خنک برای تهویه مطبوع یا فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
سیستم چیلر از این مراحل تکراری برای تولید تبرید به صورت مداوم استفاده میکند تا دماها را در محیط مطلوب تنظیم کند. این فرآیند باعث خنک کردن محیط یا تهویه مطبوع فضاهای مختلف، مانند ساختمانها، صنایع، یا فرآیندهای تولیدی میشود.
انواع چیلرها
چیلرها به انواع مختلفی تقسیم میشوند، اینجا نمونهای از انواع معمول چیلرها آمده است:
- چیلرهای فشار بالا (Centrifugal Chillers):
نحوه عملکرد چیلر های فشار بالا به این شکل است که از کمپرسورهای سانتریفیوژ برای فشردن گاز تبرید استفاده میکنند.
به طور عمده برای سیستمهای بزرگ تبریدی مورد استفاده قرار میگیرند، مثل ساختمانهای بزرگ و پیشرفته.
- چیلرهای اسکرو (Screw Chillers):
این نوع چیلر از کمپرسورهای اسکرو برای فشردن گاز تبرید استفاده میکند.
عمدتاً در سیستمهای متوسط تا بزرگ تبریدی مورد استفاده قرار میگیرند.
- نحوه عملکرد چیلر های پیستونی (Reciprocating Chillers):
این نوع چیلر از کمپرسورهای پیستونی یا اسلایدر برای فشردن گاز تبرید استفاده میکند.
معمولاً برای سیستمهای کوچک تبریدی یا برودتی استفاده میشوند.
- چیلرهای جذبی (Absorption Chillers):
این چیلرها از جاذبهای حرارتی برای تولید تبرید استفاده میکنند، به جای کمپرسور.
معمولاً در مکانهایی با دسترسی به انرژی گرمایی (مثل گاز طبیعی) استفاده میشوند.
نحوه عملکرد چیلر های فشار بالا
چیلرهای فشار بالا عمدتاً برای خنک کردن سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار میگیرند. نحوه عملکرد این چیلرها به شرح زیر است:
- مایع خنککننده: در چیلرهای فشار بالا، مایع خنککننده معمولاً آمونیاک یا فرآین R-134a استفاده میشود. این مایع در فشار بالا و در دماهای پایین تبخیر میکند و انتقال حرارت از مکانی که نیاز به خنکایی دارد به خود جلب میکند.
- چرخه تبخیر: در این مرحله، مایع خنککننده در یک مبدل حرارتی تبخیر میشود. دمای پایینتر از محیط را جذب میکند و به شکل گاز تبخیر میکند.
- فشار افزایشی: گاز تبخیر شده توسط کمپرسور فشرده میشود. این کمپرسور باعث افزایش فشار و دما مایع خنککننده میشود.
- مبدل حرارتی تکمیلی: گاز گرم و فشرده به یک مبدل حرارتی دیگر منتقل میشود که حرارت آن به محیط خارجی (معمولاً هوا یا آب) منتقل میشود و گاز سردتر و مایع میشود.
- تبخیر مجدد: مایع خنککننده به مبدل حرارتی اولیه باز میگردد و فرآیند تبخیر مجدد شروع میشود.
این چرخه تکرار میشود تا دمای مورد نظر در سیستم تهویه مطبوع برقرار شود. چیلرهای فشار بالا برای خنک کردن بزرگترین سیستمهای تهویه مطبوع و صنعتی استفاده میشوند و دارای کارایی بالا و ظرفیت بزرگی هستند .
نحوه عملکرد چیلر های جذبی
چیلرهای جذبی یک نوع چیلر هستند که از جذب مایع تبخیری برای خنک کردن هوا یا مایعها استفاده میکنند. این نوع چیلرها عمدتاً برای برنامههای خنکایی صنعتی و تجاری مورد استفاده قرار میگیرند. نحوه عملکرد چیلرهای جذبی به شرح زیر است:
- جذب: در این مرحله، یک مایع تبخیری معمولاً آب و آمونیاک یا لیتیوم برازید (مخلوط جذب) در یک مبدل حرارتی تبخیر میشود. در اینجا، آمونیاک به عنوان ماده جاذب عمل میکند و آب به عنوان ماده تبخیری.
- تبخیر: آب تحت فشار پایین تبخیر میشود و به شکل بخار از مایع جدا میشود. این فرآیند حرارتی حرکتی باعث خنک شدن آب میشود.
- کمپرسور: بخار تشکیل شده از آب به یک کمپرسور میرود تا فشار و دمای آن افزایش یابد.
- مبدل حرارتی تکمیلی: از مراحل نحوه عملکرد چیلر های جذبی: گاز گرم و فشرده از کمپرسور به یک مبدل حرارتی تکمیلی منتقل میشود. اینجا، گرمای گاز به مایع جذب منتقل میشود و گاز خنک و مایع میشود.
- جدا سازی: گاز خنک و مایع به مبدل حرارتی تبخیر باز میگردند تا مایع تبخیری جذب آمونیاک شود و فرآیند تکرار شود.
- خنک کردن محیط: مایع تبخیری جذب به مبدل حرارتی تبخیر باز میگردد و حرارت جذب شده از محیط (معمولاً آب یا هوا) به مایع تبخیری منتقل میشود، که باعث خنک شدن محیط میشود.
- تکرار چرخه: این چرخه به صورت متوالی تکرار میشود تا دمای مورد نظر در سیستم تهویه مطبوع برقرار شود.
چیلرهای جذبی معمولاً برای سیستمهایی که به دلیل محدودیتهای الکتریکی یا محیطی نمیتوانند از چیلرهای کمپرسوری استفاده کنند، مناسب هستند. همچنین از نظر مصرف انرژی، ممکن است بهینهتر از برخی سیستمهای دیگر باشند.
سخن پایانی
در نهایت، چیلرها به عنوان دستگاههای حیاتی برای خنک کردن سیستمها و محیطهای مختلف عمل میکنند. نحوه عملکرد چیلر بر مبنای اصول تبخیر و تکثیر حرارت است که به ما این امکان را میدهد تا در طی چرخههای متوالی حرارت را از مکانهای گرمتر به مکانهای خنکتر منتقل کنیم.
از چیلرها در صنایع مختلف، سیستمهای تهویه مطبوع، و به صورت گسترده در زندگی روزمره استفاده میشود. با توجه به نوع چیلر و کاربرد آن، میتوانند موثر، کارآمد و اقتصادی باشند. انتخاب و بهرهبرداری مناسب از چیلرها از اهمیت بسیاری برخوردار است تا انرژی صرفهجویی و کارایی بیشتری در سیستمهای تهویه و خنکایش به دست آید.
