در این مقاله از مجله دماپویا قصد داریم به بررسی چیلر و کاربرد انواع مدل های آن بپردازیم و به سوالاتی درباره آن پاسخ دهیم و مشخصات فنی آنها را مورد بررسی قرار دهیم. بطور کلی چیلر دستگاهی است که با استفاده از سیکل تبرید تراکمی و یا سیکل تبرید جذبی یا بخار گرما را از طریق جریان سیال (گاز مبرد) دفعه می کند و بعد از دفع گرما، خنک سازی آب یا هوا انجام می دهد. انواع مدل های این دستگاه عموما برای خنک کردن آب و تامین آب سرد مورد نیاز سیستم های تهویه مطبوع مانند داکت اسپلیت، هواساز و فن کویل ها و سیستم های تهویه صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.
ناگفته نماند که چیلر در واقع تولید سرما نکرده و کارکرد آن کاهش دما، بواسطه حذف گرما می باشد که در مواردی از گرمای گرفته شده از آب، در سیستم های گرمایشی و برای تامین گرما استفاده می شود. از این سیستم برودتی می توان در ساختمان هایی مانند برج ها و سازه های بلند استفاده کرد و عملکرد آن به اینصورت است که گاز مبرد در کندانسور با سه ترفند تبخیری دما و حرارتش را از دست داده و بعد از آن برای خنک کردن آب یا هوا درون یک مبدل حرارتی جریان می یابد.
کاربرد چیلر در واقع در سیستم های تهویه مطبوع و برودت صنعتی در کارخانجات است که از مزایای استفاده از آن می توان به ارتقای بازدهی این سیستم ها اشاره کرد که همچنین به صرفه جویی در مصرف انرژی کمک می کند. لازم به ذکر است گروه فنی مهندسی دماپویا در راهنمایی انتخاب و خرید چیلر و دیگر سیستم های برودتی و حرارتی تمامی مشاوره های لازم را در اختیار شما مشتریان گرامی می گذارد و با مراجعه به این صفحه می توانید نکات اساسی در زمینه قیمت و بررسی انواع مدل های آن را در اختیار داشته باشید.
می توان گفت بالاتر بطور اختصار به سوالاتی مانند چیلر چیست و چگونه کار می کند پاسخ دادیم و نحوه کارکرد آن را بررسی کردیم. در واقع چیلر در کاربری تهویه مطبوع در تامین آب سرد مورد نیاز فن کویل ها، هواساز و ایر کولر ها مورد استفاده قرار می گیرد و در کاربری های ساختمان های مسکونی، ایر کولر یا هواساز های خنک کننده سالن ها و ساختمان های تجاری به خنک سازی محیط کمک می کند و به دلیل قدرت بالای آن به نسبت دیگر سیستم های تهویه مانند کولر گازی های دیواری یا ایستاده، هوای مطبوع تری را بخصوص در سالن های سینما و مکان های فرهنگی، تفریحی و تجاری و همچنین مسکونی تامین می نماید. در موارد برودت صنعتی نیز این دستگاه برای تامین خنکی کارخانجات صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
بعد از اشاره به دسته بندی این سیستم در انواع کاربری، باید اشاره داشت که از لحاظ نوع سیکل و نحوه عملکرد چیلر به دو دسته تراکمی بخار و جذبی تقسیم بندی می شود. مدل های با عملکرد و ساختار تراکمی بخار خود به سه دسته هوا خنک، آب خنک و تبخیری تقسیم شده و همچنین از لحاظ نوع کمپرسور نیز در انواع مختلفی تولید شده و به بازار عرضه می گردند که نوع کمپرسور محصول به شرایط جغرافیایی منطقه مورد نظر بستگی دارد. چیلرهای جذبی نیز در دو نوع تک اثره و دو اثره تولید می شوند که در ادامه به نحوه کارکرد هر کدام پرداخته ایم.
کاربرد انواع چیلر
انوع چیلر از نظر کاربرد در دو دسته تهویه مطبوع و برودت صنعتی تقسیم بندی می شوند.
چیلر برودت صنعتی
نمونه ای دیگر از این تجهیزات سرمایشی که به آن خواهیم پرداخت تا اطلاعات چیلر و کاربرد انواع آن را تکمیل نماییم، مدل صنعتی از این سیستم ها بوده که در واقع نوع صنعتی آن در صنایع و کارخانه ها به کار گرفته می شود. عمدتا در صنایع و کارخانه های مانند صنایع غذایی، صنایع شیمیایی، صنایع لبنی، صنایع پلاستیک، صنایع دارویی و همچنین در کارگاه های پلاستیک سازی، قالب سازی و ریخته گری قابل استفاده می باشد. با همین امکان میتواند از قابلیتی بهره مند شود که محصولات و ماشین آلات موجود در آن کارخانه را خنک کند و در نهایت مورد استفاده در این صنایع واقع می شود.
چیلر تهویه مطبوع
همانطور که اشاره کردیم در چیلر تهویه مطبوع، از آب سرد شده در مبدل حرارتی یا کویل هواساز استفاده می شود تا محیط سرد شده و یا رطوبت از هوا گرفته شود. پس از تبادل دما نیز این چرخه تکرار می شود و سیال (مبرد) مجدد به سیستم برمی گردد تا برای چرخش در سیکل بعدی آماده گردد. از این سیستم تهویه مطبوع می توان در واحد های متوسط تا بزرگ در ساختمان های تجاری، اداری و صنعتی استفاده کرد و نسبت به دیگر وسایل مانند کولر گازی، هوای مطبوع تری ایجاد می نمایند و قدرت بین 15 تا 2000 تن تبرید دارند که می توانند آب سرد بین 2 تا 7 درجه سلسیوس بسته به نیاز تولید نمایند.
وب‌سایت دماپویا این اطمینان را به مشتریان خود می دهد که انواع چیلر در برندهای معتبر نظیر تراست، آذر نسیم، هواساز، مهراصل و سرما آفرین را با بهترين قيمت و با ضمانت و گارانتی اصلی عرضه می نماید. امکان ارسال به سراسر کشور وجود دارد.
انواع چیلر از لحاظ ساختار
در این بخش قصد داریم بطور مفصل تر درباره انواع چیلر از لحاظ ساختار بپردازیم. انواع این دستگاه همانطور که بالاتر هم اشاره کردیم، در دو نوع تراکمی بخار و جذبی تولید می گردند که هر کدام ساختار متفاوتی دارند. مدل های تراکمی بخار از لحاظ نوع کمپرسور در انواع متنوعب تولید می شوند که با توجه به نوع موتور در کاربری های متنوعی و همچنین در انواع شرایط جغرافیایی مورد استفاده قرار می گیرند. بر اساس نوع کندانسور نیز خرید چیلر های تراکمی بخار در مدل های هوا خنک، آب خنک و تبخیری خریداری شده و کاربرد دارند. مدل های جذبی نیز در انواع فشار بخار پایین و فشار بخار بالا ساخته می شوند و کاربری های متنوعی نسبت به یکدیگر دارند.
این مدل ها از لحاظ ظرفیت نیز در ظرفیت های متنوعی تولید می گردند که باید بهنگام خرید، ظرفیت مورد نیاز را تعیین نمود. از مهم ترین اجزای آنها می توان به کمپرسور، اواپراتور، کندانسور، شیر انبساط، لرزه گیر و تابلو برق اشاره داشت. در سیستم چیلر تراکمی، ابتدا فشار گاز به وسیله کمپرسور افزایش خواهد داشت و سپس گاز تحت فشار وارد کندانسور می شود. در این فرایند گاز با از دست دادن حرارت خود به مایع تبدیل می گردد و فشار آن توسط شیری که موجب انبساط دما می شود، کاهش یافته و دمای آن نیز کاهش می یابد. سپس این گاز مبرد وارد هواساز می شود و حرارت آبی که در مجاورت با آن قرار دارد را کم می کند. به این ترتیب آب سرد شده توسط سیستم تولید می شود. سیستم های جذبی از لحاظ نوع کارکرد شبیه به مدل های تراکمی هستند و تنها تفاوت آنها این می باشد که در آنها به جای کمپرسور از ژنراتور استفاده شده است.
چیلر تراکمی
چیلر تراکمی را می توان بر اساس نوع کندانسور آن به سه نوع هوا خنک، آب خنک و تبخیری تقسیم کرد و همچنین می توان به لحاظ نوع کمپرسور در سه دسته چیلر روتاری، اسکرال، پیستونی، سانتریفیوژی و اسکرو دسته بندی کرد که چیلرهای کمپرسورهای روتاری و اسکرال برای تهویه مطبوع و مدل های با کمپرسور پیستونی، سانتریفیوژی و اسکرو برای تامین هوای مطبوع و خنکی هر دو سیستم های تهویه مطبوع و برودتی صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند. در ابتدا لازم به ذکر است که در چیلر و کاربرد انواع آن از بازدهی بالایی برخوردار بوده و نسبت به دیگر سیستم های برودتی و حرارتی، آسیب کمتری به محیط زیست می رساند. اما، انتخاب نوع دستگاه و سیستم تا حد زیادی وابسته به کاربری، ابعاد ساختمان و موقعیت جغرافیایی آن دارد.
چیلر تراکمی آب خنک
چیلر تراکمی آب خنک سیستمی است که بر پایه تبرید تراکمی عمل می نماید و کارکرد آن به اینصورت است که گاز مبردی که بر اثر چرخش در سیکل تبرید داغ شده بواسطه کمپرسور مکش می شود و بعد از متراکم شدن برای از دست دادن دما و خنک شدن وارد کندانسور می گردد. در مدل آب خنک، خنک شدن کندانسور توسط آب خنکی که توسط برج خنک کننده تامین می شود، صورت می گیرد. سپس مایع مبرد خنک از شیر انبساط عبور کرده و وارد اپراتور می گردد و تا خنکی مورد نیاز و هوای مطبوع را تامین نماید.در رابطه با آشنایی چیلر و کاربرد انواع آن باید توجه داشت که چیلر ها در زمان نیاز به سرمایش زیاد، بازدهی بسیار قدرتمندی را خواهند داشت و به منظور حرارت زذایی و در نتیجه استفاده از تبخیر آب، نسبت به نوع هوایی مصرف انرژی مقرون به صرفه تری دارند. همچنین به دلیل ظرفیت حرارتی بیشتر آب نسبت به هوا، مدل آب خنک در کل دارای بازدهی بیشتری نسبت به نوع هوایی دارد.
از مزایای این مدل می توان به این نکته اشاره داشت که مدل آب خنک در داخل ساختمان قرار می گیرد و این بدین معناست که دیگر در معرض شرایط متغیر جوی قرار نخواهد داشت و در نتیجه معمولا عمر بیشتری نسبت به نوع هوا خنک دارد.
از معایب این مدل اما می توان به وابستگی چیلر آب خنک به برج خنک کننده و جریان دائمی آب اشاره کرد و همچنین این دستگاه در حین کارکرد دارای ارتعاش و نویز زیاد می باشد و هزینه نصب و نگهداری آن بالا است و نیز تعداد قطعات زیاد، نیاز به موتورخانه و تعداد بالای پمپ ها را نیز افزود که باید بسته به نوع کاربری و ابعاد ساختمان باید مورد توجه قرار گیرد.
چیلر تراکمی هوا خنک
کارکرد چیلر تراکمی هوا خنک به اینصورت است که با تبادل حرارت با هوا، باعث خنک شدن هوا می شود. به این ترتیب که هوای گرم محیط وارد دستگاه شده و از سطح لوله های کویل داخل دستگاه عبور می کند و خنک می گردد. لازم به توضیح است که گاز مبرد در لوله های کویل به گردش درآمده و با چرخش در سیکل تبرید، خنک شده و کویل را خنک می کند. هوا بواسطه فن ها از سطح این لوله ها عبور کرده و خنک می گردد.
این مدل همچنین در انواع چیلر تراکمی دو پارچه و یک پارچه تولید می گردند که در مدل های دو پارچه کندانسور و اپراتور در دو تکه جداگانه قرار می گیرند اما در مدل های یکپارچه تمامی قطعات در یک قالب قرار می گیرد. همچنین چیلر هوایی از قطعات و تجهیزات کمتری برخوردار بوده که علاوه بر سیستم ساده تر آن باعث افزایش استقبال از آن می شود. از دیگر مزایایی که این مدل تجهیزات تهویه مطبوع دارد، می توان به نگهداری ساده تر آن در مقایسه با نوع آب خنک، هزینه نصب پایین تر و اشغال فضای کمتر اشاره داشت.
چیلر هوایی به سادگی روی سقف بیرون از ساختمان قابل نصب است و گفتنی است که نیازی هم به موتورخانه ندارد. البته باید توجه شود که همین امر موجب ایجاد نویز زیاد توسط فن و کمپرسور چیلر خواهد شد که این نکته را می توان به عنوان معایب این مدل به شمار آورد.
از سوی دیگر چیلر و کاربرد انواع آن به این نحو بوده که مدل هوایی آن به دلیل قرار گرفتن در معرض شرایط جوی نظیر باد و باران، تابش مستقیم آفتاب، برف و رطوبت، معمولا عمر کمتری نسبت به نوع آب خنک دارد و سریع تر دچار استهلاک خواهد شد. با توجه به نوع کمپرسور می توان می توان این سیستم را به انواع چیلر تراکمی هوا خنک رفت و برگشتی سانتریفیوژی، اسکرال و اسکرو تقسیم کرد.
چیلر جذبی
مدل دیگر که در تکمیل بحث انواع چیلر و کاربرد آن مورد توجه و بررسی قرار می گیرد نمونه ی جذبی این سیستم می باشد که مورد استفاده صنایع گوناگونی قرار می گیرد و از قابلیت های متعددی برخوردار است. در واقع انواع چیلر جذبی به گونه ای طراحی شده اند که از منبع گرمایشی برای تامین انرژی سرمایشی بهره می گیرند. در این سیستم که بر پایه چرخه تبرید جذبی عمل می کند، چهار بخش اصلی تعبیه شده اند که عبارت اند از ژنراتور، کندانسور، جاذب و اواپراتور یا همان هواساز و. همچنین دارای تجهیزات دیگری مانند دو گاز مبرد و جذب کننده می باشد. برای ایجاد چرخه تبرید جذبی در این نوع چیلر، در داخل ژنراتور و کندانسور فشار بالا و در داخل اواپراتور و جاذب، فشار پایین ایجاد می شود.
اساس کار چیلر جذبی شباهت زیادی به مدل های تراکمی دارد و تنها تفاوت این دو سیستم در روش افزایش فشار گاز خروجی از اواپراتور و انتقال به کندانسور می باشد. در واقع در مدل جذبی، بخار آب پس از گذر از اوپراتور توسط مایعی مانند لیتیوم بروماید جذب شده و محلول به وسیله یک پمپ به مولد حرارتی منتقل می شود و سپس در مرحله بعدی محلول مایع جذب کننده تبدیل به آبگرم می شود تا در نهایت بخار را به کندانسور وارد نماید و سایر مراحل نیز از این پس، همانند چیلر تراکمی خواهد بود. به طور کلی در زمینه چیلر و کاربرد انواع آن از قبیل مدل جذبی می توان توجه داشت که می توان به عنوان مولد حرارتی نیز از آن استفاده نمود که بازدهی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. علاوه بر این ها، در نوع جذبی از سیستم تهویه مطبوع چیلر، حرارت اتلاف شده در منابع از شاخص ترین اجزای چیلر جذبی است. همچنین می توان به مایع جذب کننده، کندانسور، مولد بخار، شیر انبساط، مولد بخار، تابلو برق و لرزه گیر نیز به عنوان اجزای تشکیل دهنده آن اشاره کرد.
ویژگی های چیلر جذبی
از ویژگی های منحصربفرد چیلر جذبی می توان به این نکته اشاره کرد که در این مدل از حرارت و محلول لیتیوم بروماید برای ایجاد آب خنک استفاده می شود. در نتیجه یکی از عمده ترین ویژگی های مثبت در رابطه با چیلر و کاربرد انواع آن این است که این سیستم از گاز های مخربی که به محیط زیست آسیب می رسانند استفاده نمی کند و به جای آن از جایگزین آب به عنوان مبرد و لیتیوم بروماید با عنوان ماده جاذب بهره می گیرد که سازگاری به مراتب بهتری با محیط زیست دارند. از سوی دیگر ایجاد خلاء در اواپراتور یا محفظه جاذب به دلیل استفاده از محلول لیتیوم بروماید، موجب جوش آمدن آب مبرد در دمای 2 تا 16 درجه سانتیگراد شده و چیلر جذبی را از نظر صرفه جویی در مصرف انرژی نسبت به مدل های دیگر متمایز می کند. امکان استفاده از منابع مختلف گرمایی نیز یکی دیگر از ویژگی های مثبت این محصولات می باشد که کاربری آن ها را گسترش می دهد.
کاربرد چیلر جذبی و انواع آن
ساختار و کاربرد چیلر جذبی به نوع عملکرد آن بستگی دارد که بالاتر به آن اشاره کردیم. در مدل جذبی سیال در ژنراتور گرما را جذب کرده و تبخیر می شود. بخار به سمت کندانسور هدایت شده تا این حرارت دفع گردد و تبدیل به مایع مبرد خنک گردد. این مایع مبرد خنک توسط شیر انبساط به اپراتور رفته و باعث خنک شدن هوا می گردد. سپس بعد از جذب گرمای محیط مایع مبرد تبدیل به گاز شده و دوباره به بخار تبدیل می شود و در این مرحله بخار در سیال جاذب حل شده و مایع می شود و این مایع توسط پمپ پمپاژ شده و پمپاژ سیال را به ژنراتور می فرستد.
در رابطه با چیلر و کاربرد انواع آن، باید توجه داشت که چیلر های جذبی در شرایطی پیشنهاد می شوند که تنها وجود مقدار حرارت تلف شده بالا باشد و یا در صورت انرژی مصرفی آن مقرون به صرفه باشد. به همین دلیل از این سیستم عمدتا در مکان هایی مانند بیمارستان ها، ساختمان ها و صنایع بهره گرفته می شود و به عنوان تجهیزات تهویه مطبوع به کار می رود. شایان ذکر است که در صورت وجود سیستم تولید همزمان گرما و برق، می توان از این سیستم ها با هدف بهره گیری از حرارت اتلاف شده به منظور احتراق و تولید برق استفاده کرد.
سیستم جذبی از سه نوع اصلی برخوردار است که عبارتند از نوع تک اثره، دو اثره و جذبی شعله مستقیم که در ادامه به بیان هر یک از آنها نیز خواهیم پرداخت.
چیلر جذبی دو اثره
چیلر جذبی دو اثره در واقع نسل پیشرفته تر مدل جذبی تک اثره می باشد که این مدل قابلیت آن را دارد تا با میزان نصف جریان بخار مصرفی، مقدار هوای مطبوع به اندازه مدل جذبی تک اثره را فراهم کند. در نتیجه با کاهش مصرف بخار و سوخت، ضریب عملکرد و بازده بالاتری را اجرا خواهد کرد. در رابطه با انواع چیلر جذبی می توان آنان را تک اثره یا سیستم دو مرحله ای نیز نامیده می شوند که دارای دو ژنراتور اولیه و ثانویه بوده و نقصان های نسل قبل خود را تا حدی جبران می کند.
چیلر جذبی تک اثره
اولین مدل از چیلر از نوع جذبی آن، چیلر جذبی تک اثره می باشد که نحوه عملکرد و بازدهی کمتری نسبت به سایر انواع آن دارد. این سیستم ها نیازمند جریان بخار بوده و فشار بخار استاندارد در آن ها یک اتمسفر می باشد. البته باید توجه داشت امروزه کاربرد این مدل ها در صنایع نیز بسیار محدود گشته و تنها مزیت آن ها قیمت اولیه پایین می باشد که استفاده از آن ها با توجه به بازدهی پایین، هزینه های بعدی را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد.
چیلر جذبی شعله مستقیم
علاوه بر تمامی مدل ها و کاربردهایی که از چیلر و کاربرد انواع آن گفته شدف باید اضافه کرد که سیستم های جذبی بر خلاف دو مدل گفته شده، بدون نیاز به جریان بخار عمل می کنند و حرارت مورد نیاز برای عملکرد ژنراتور را مستقیما از شعله ایجاد شده توسط منبع مشعل تامین می سازنذ. در نتیجه هزینه های اضافی مربوط به بویلر بخار حذف شده و این امر موجب صرفه جویی خواهد شد.
همچنین این مدل فضای کمتری را اشغال کرده و از نظر سوخت مورد نیاز نیز از محدودیت های کمتری برخوردار است. گازوئیل، مازوت و گاز شهری از جمله سوخت های رایجی هستند که در مدل جذبی شعله مستقیم به کار می روند و به همین دلیل این سیستم دو مرحله ای به چیلر گازی نیز شناخته می شود.
