چیلر چیست و در چه مکان هایی کاربرد دارد؟

چیلر چیست؟

همه ما دوست داریم وقتی در فصل تابستان خانه خود را خنک نگه داریم، هیچ چیز بهتر از این نیست که وقتی به خانه می رسیم گرمای طاقت فرسای روز را پشت سر بگذاریم و در نهایت در فضایی خنک بتوانیم استراحت کنیم. چیلر و فن کویل این امکان را برای ما فراهم می کند تا دمای دلخواه و مورد نیاز خود را داشته باشیم. همچنین در صنایع مختلف و کارخانجات گرمای ناخواسته وجود دارد که اگر این گرما حذف نشود ادامه فرایند امکان پذیر نمی باشد. تنها سیستمی که می تواند این گرمای ناخواسته را حذف کند چیلر تراکمی می باشد.

چیلر دستگاهی است که توسط یک فرآیند در سیکل تبرید تراکمی گرما را از سیال که معمولا آب می باشد گرفته و باعث سرد شدن آن می شود. این آب سرد در تهویه مطبوع ساختمان ها و یا صنایع مختلف از جمله صنعت تزریق پلاستیک، داروسازی، کارخانه های مختلف و ... مورد استفاده قرار می گیرد.

اجزای تشکیل دهنده چیلر کدامند؟

چیلرهای تراکمی دارای چهار جزء اصلی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیرانبساط هستند؛ اما اجزای چیلرهای تراکمی به عنوان ماشین های پیچیده تنها به این چهار بخش محدود نمی شود؛ بلکه اجزای خرد و کلانی در ساختار یک چیلر تراکمی وجود دارد که باعث کار این سیستم می شود.

اجزای تشکیل دهنده چیلرهای تراکمی را می توان به دو بخش مکانیکی و الکتریکی تقسیم کرد. اجزای مکانیکی شامل کمپرسور، کندانسور، ریسیور (مخزن ذخیره مبرد)، اواپراتور، انواع مختلف کنترل کننده های جریان مبرد، و نیز لوله کشی های مناسب، شیرهای قطع، صافی ها، خشک کن ها، مبدل های گرمایی، فن، پمپ و غیره است. اجزای الکتریکی سیستم نیز عبارت اند از: موتور برقی کمپرسور، کنتاکتور، بی متال، خازن، رله، پرشر سوئیچ، موتور فن، ترموستات و plc و غیره.

• کمپرسور

در یک سیستم سرمایش تراکمی، کمپرسور دارای دو عملکرد مهم است. اول کاهش فشار و خارج کردن بخار مبرد از اواپراتور و دوم افزایش فشار در اثر تراکم و افزایش دمای بخار مبرد در سمت دهش بیش از دمای سیال واسط (آب یا هوا) که قرار است موجب تقطیر مبرد در کندانسور شود.

کمپرسور در کانون مرکزی یک سیستم تراکمی قرار می گیرد و به همان اندازه که عملکرد آن متناسب با کندانسور، موجب چگالش می شود، به همان مقدار در ارتباط با اواپراتور موجب مکش و کاهش فشار می گردد. بنابراین کمپرسور علی رغم نامی که دارد عملکردی دوسویه داشته و در هر دو سمت فشار ضعیف و قوی، نقش اساسی را بازی می کند.

کمپرسورها نیز مانند پمپ ها نیازمند عامل تحریک برای گردش هستند. از این رو در چیلرهای تراکمی عامل گردش به طور معمول موتور الکتریکی است.

کمپرسورها در انواع مختلف پیستونی، اسکرال و اسکرو در چیلرهای تراکمی استفاده می گردند.

• اواپراتور

بخش گرماگیر و یا به عبارت دیگر سردکننده سیستم تراکمی تبخیر کننده یا اواپراتور است که در برخی منابع به طور صریح کولر خوانده می شود.

اواپراتور چیلرهای تراکمی ممکن است از نوع خشک یا مرطوب باشد که گاهی اواپراتورانبساط مستقیم نیز نامیده می شود. اواپراتورها هم مانند کندانسورها ممکن است آبی یا هوایی باشند.

اواپراتورهای انبساط مستقیم ممکن است از نوع پوسته و لوله، برای خنک کردن آب و یا از نوع کوئلی برای خنک کردن هوا باشند. نوع کوئلی در واحدهای یکپارچه و یا به صورت کوئل در هواسازها کاربرد دارند.

 نوع دیگری از اواپراتورها که امروزه استفاده از آنها در چیلرهای تراکمی رایج شده است، اواپراتور صفحه ای است که مزایایی مانند بازده بالا و حجم کم را دارد.

اواپراتورهای انبساط مستقیم که آب را خنک می کنند ممکن است از نوع پوسته و لوله یا پوسته و کوئل باشند که نوع اول کاربرد بیشتری در چیلرهای تراکمی دارد. در این نوع اواپراتورها، مبرد از میان لوله ها و آب از پوسته عبور می کند. در داخل اواپراتورها از تیغه های منحرف کننده یا بافل ها استفاده می شود تا امکان تماس بیشتر آب با لوله های حاوی مبرد در تمام قسمت ها بوجود آید و انتقال حرارت بهتر صورت گیرد.

• کندانسور

گرمای گرفته شده مبرد در کندانسور که خود نوعی مبدل حرارتی محسوب می شود با تقطیر به محیط بازپس داده می شود. اما بخار مبرد پیش از ورود به کندانسور باید به اندازه کافی در اثر عملکرد کمپرسور متراکم و گرم شده باشد تا استعداد برقراری انتقال گرما به یک واسط خنک تر مانند آب یا هوا را پیدا کند. اگر نه همان مقدار انرژیی که در اواپراتور اخذ شده اینک باید توسط کندانسور مصرف گردد تا بخار مبرد به مایع تبدیل شود. بنابراین اگرچه مبرد در کندانسور از حالت گاز به مایع در می آید؛ اما تمامی عمل چگالش بر عهده کندانسور نیست، بلکه کمپرسور نیز نقش مهمی را در این بین بازی می کند. از همین رو کندانسور و کمپرسور به همراه هم واحد چگالش خوانده می شوند و در واحدهای دو تکه نیز این دو بخش در کنار یکدیگر قرار می گیرند.

کندانسورها بر مبنای سیال واسط خنک کننده بخار داغ مبرد و ساختار در سه گروه هوایی، آبی و تبخیری طبقه بندی می شوند.

• شیر انبساط

شیر انبساط از جمله وسایل اختناقی است که در چیلرهای تراکمی نقش پراهمیتی به عهده دارد. البته در سایر تجهیزات خنک کننده تراکمی به غیر از شیر انبساط از وسایلی مانند لوله موئین و شیرهای شناوری نیز استفاده می شود. نقش اصلی شیرانبساط کاهش فشار مبرد خروجی از کندانسور و حفظ فشار کم در اواپراتور است و در واقع مرز بین سمت پرفشار و کم فشار محسوب می شود. به همین دلیل شیر انبساط در ورودی اواپراتور نصب می شود. به جز این، شیر انبساط متناسب با ظرفیت و میزان بار سرمایشی مقدار جریان ورودی به اواپراتور را کنترل و تنظیم می کند.

شیرهای انبساط ممکن است مکانیکی و یا الکترونیکی باشند و هم چنین ممکن است شیر انبساط از نوع حرارتی و یا فشاری باشد.

شیرهای انبساط الکتریکی در دو نوع موتوری و سولنوئیدی مورد استفاده قرار می گیرند.

عملکرد چیلر

تبرید فرایند زدودن گرما از ماده یا فضاست. تجهیزات برودتی برای انجام فرایند تبرید از مبردها استفاده می کنند. مبرد ماده ای است که با جذب گرما از ماده یا فضایی که قرار است سرد شود و دفع این گرما در ماده یا فضای دیگر، فرایند تبرید را ممکن می سازد. مبرد مطلوب برای اینکه بتواند کاربرد موثری در سیستمهای برودتی داشته باشد، باید واجد خصوصیات شیمیایی، فیزیکی و ترمودینامیکی مشخصی باشد. علاوه بر این، ماده مبرد باید کاملا بی خطر باشد تا اگر احیانا به دلیل نشت از لوله ها و دستگاه ها و یا به دلایل دیگر به بیرون سرایت کرد، هیچ گونه خسارت جانی یا مالی وارد نکند.

چیلر بر اساس سیکل تراکمی بخار که به اختصار آن را سیستم تراکمی می نامند کار می کند. در چیلرهای تراکمی از انواع کمپرسورهای اسکرال، اسکرو و پیستونی (رفت و برگشتی) که وظیفه اصلی آن به حرکت درآوردن مبرد در چرخه سرمایش می باشد استفاده می شود. همچنین در چیلرهای تراکمی از کندانسورهای هوایی در چیلرهای تراکمی هواخنک و کندانسورهای آبی در چیلرهای تراکمی آب خنک استفاده می شود که کار اصلی آن خارج کردن گرما از سیستم می باشد. در ادامه اتفاقاتی که در مورد کارکرد چیلر و اتفاقاتی که برای مبرد می افتد را شرح خواهیم داد.

مسیر 1 به 2: مبرد در نقطه 1 به صورت بخار کم فشار است. بخار کم فشار مبرد پس از ورود به کمپرسور متراکم شده و فشار و دمای آن افزایش می یابد. نقطه 2 نمایشگر این حالت از مبرد است. همان گونه که بر روی نمودار نیز مشخص است، موقعیت خط مورب 2-1 نشان دهنده افزایش فشار و انتالپی است.

مسیر 2 به 3: مبرد در نقطه 2 به صورت بخار پرفشار با دمای زیاد وارد کندانسور می شود. در واقع نقطه 2 نشانگر وضعیت مبرد قبل از کندانسور و نقطه 3 نشانگر وضعیت مبرد بعد از کندانسور است. در کندانسور گرمای نهان مبرد از آن گرفته می شود و مبرد به صورت مایع خارج می شود. هوا یا آب می توانند واسطه های مناسبی برای اخذ گرمای مبرد در کندانسور باشند. خط افقی 3-2 بر روی نمودار، کاهش انتالپی مبرد را که نشانه از دست دادن گرمای نهان است را نمایش می دهد. در این مسیر کاهش فشاری مشاهده نمی شود. بنابراین مبرد قبل از کندانسور به صورت بخار پرفشار و بعد از آن به صورت مایع پرفشار است.

مسیر 3 به 4: در این مسیر وسیله انبساطی که می تواند از نوع لوله مویین یا شیر انبساطی باشد، قرار دارد. همان گونه که اشاره شد در نقطه 3، مبرد به صورت مایع پرفشار است. بنابراین برای تبخیر هر چه بهتر در اواپراتور باید به گونه ای از فشار آن کاسته شود. به همین منظور در مسیر مبرد مایع پرفشار از وسیله منبسط کننده استفاده می شود. مبرد پس از گذر از وسیله انبساطی هم چنان به صورت مایع است اما از فشار آن کاسته شده است. خط عمودی 4-3 روی نمودار نشانگر کاهش فشار بدون تغییر آنتالپی است.

مسیر 4 به 1: در این مسیر بار دیگر با تغییر فاز یا حالت مبرد روبه رو خواهیم شد؛ اما در جهت عکس مسیر 2 به 3 که مسیر کندانسور بود. در این مسیر مایع مبرد کم فشار پس از گذر از اواپراتور با اخذ گرما از محیط اطراف که می تواند حاوی سیالاتی هم چون آب یا هوا باشد، تبدیل به بخار می شود. خط افقی 1-4 نشانگر افزایش انتالپی و ثابت بودن فشار در این مرحله است.

دسته بندی چیلر بر اساس نوع کندانسور

• چیلر تراکمی آب خنک

چیلرهای تراکمی آب خنک دارای کندانسور آبی می باشند و برای خنک کردن نیاز به برج خنک کننده دارند. به دلیل استفاده از سیستم برج خنک کننده و استفاده از آب در مناطق مرطوب و شرجی کارایی لازم را ندارند و انتخاب مناسبی نمی باشد. البته که در پروژه های بزرگ چیلر آب خنک بدلیل راندمان بالاتر نسبت به چیلر هواخنک گزینه مناسب تری می باشد.

• چیلر تراکمی هواخنک

چیلرهای تراکمی هواخنک دارای کندانسور هوایی می باشد که توسط فن آکسیال نصب شده بر روی چیلر عملیات خنک کردن صورت می پذیرد. چیلرهای هواخنک در محیط باز بر روی پشت بام و یا خرپشته نصب می شوند.

چیلرهای تراکمی هواخنک نیازی به برج خنک کننده ندارند و در مناطق مرطوب انتخاب مناسبی می باشند.

کاربرد چیلر

چیلرها با استفاده از فن کویل و هواساز در تهویه مطبوع ساختمان های مسکونی، اداری، تجاری، سوله ها و ... مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین به دلیل ایجاد گرما و لزوم پایین آوردن گرمای حاصله در صنایع مختلف از جمله صنعت داروسازی و تزریق پلاستیک و  ... مورد استفاده قرار می گیرند.

• ساختمان های مسکونی و آپارتمان ها
• ساختمان های اداری
• ساختمان های تجاری
• صنایع داروسازی
• صنعت تزریق پلاستیک
• دستگاه های اکسترودر
• در صنعت لبنیات و نوشیدنی ها
• در صنعت تولید رنگ
• سالن های نگهداری بذر
• و بسیاری موارد دیگر کاربرد دارد

چیلرهای ساخته شده در گروه صنعتی تهویه کارمانیا دنا به صورت دو مدار کاملا مجزا ساخته می شوند. منظور از دو مدار مجزا این است که از دو یا چند کمپرسور به صورت زوج استفاده می شود و هر کمپرسور در یک مدار مستقل کار می کند و در صورت خرابی یکی از مدارها تا تعمیر آن مدار از مدار دیگر می توانیم استفاده کنیم.

خرید چیلر تراکمی

در هنگام خرید چیلر تراکمی بسیاری از پارامترها تاثیر گذار هستند؛ از جمله ظرفیت چیلر، آب خنک یا هواخنک بودن، قطعات بکار رفته در آن. برای انتخاب و خرید چیلر و همچنین سایر دستگاه های تهویه مطبوع از جمله روفتاپ پکیج، هواساز و ایرواشر و مشاوره در باره قیمت چیلر تراکمی می توانید با مشاوران ما در گروه صنعتی تهویه کارمانیا دنا تماس حاصل فرمایید. گروه ما علاوه بر فروش چیلر و سایر سیستم های تهویه مطبوع اقدام به مشاوره در زمینه انتخاب سیستم تهویه مطبوع مناسب و همچنین ظرفیت سنجی می نماید و تا زمان استارت پروژه در کنار شما می ماند.