تعریف چیلر - تفاوت آن با کولرهای گازی واسپیلت

چیلر چیست؟

یکی از مهمترین تجهیزات مورد نیاز و ضروری  هر ساختمانی و به عبارتی قلب تپنده­ ی آن ساختمان یا واحد اداری وتجاری ، سیستم تهویه مطبوع آن است، این مهم در ساختمان های بزرگ با استفاده از چیلرکه می تواند از نوع چیلر هواخنک یا چیلر آب خنک باشد و بویلر یا دیگ بخار و دیگر تجهیزات همچون هواساز و فن کویل  انجام می پذیرد، چیلر ماشینی است که گرما را از یک مایع و از طریق یک چرخه بخار فشرده (Vapor Compression) و یا تبرید جذبی (Absorption Refrigeration) می­زداید که این مایع نهایتاً پس از عبور از یک مبدل حرارتی برای خنک کردن تجهیزات ، و یا یک جریان فرآیندی مانند هوا یا آب استفاده می­ شود . از طرفی گرمای تلف شده به عنوان یک محصول جانبی شناخته می­ شود که بایستی در محیط آزاد شده و یا برای یک فرآیند گرمایشی بازیابی و استفاده شود. موارد مورد توجه در طراحی و انتخاب چیلرها شامل عملکرد ، بازده ، تعمیر و نگهداری ، و اثرات زیست محیطی چرخه عمر محصول است. چیلرها معمولاً در دو نوع چیلر جذبی  و چیلر تراکمی ساخته می شوند ، همچنین دستگاه چیلر براساس نوع کندانسور بکار رفته درآن به سه نوع تقسیم می گردد : چیلرهواخنک ، چیلرآب خنک و چیلرتبخیری

کاربرد چیلر تراکمی :

کاربرد چیلر در مورد متعددی می باشد از جمله :

• دستگاه‌های سرد کننده خانگی
• تهویه مطبوع و تهویه صنعتی
• نگهداری مواد غذایی
• صنایع شیمیایی

بررسی نحوه عملکرد چیلر:

چیلرآب رابرای سرمایش هوای ساختمان یا مصارف صنعتی سرد می کند و سپس چیلراین آب سرد را با استفاده ازپمپ و سیستم لوله کشی به واحدهای توزیع کننده هوای سرد مانند فن کویل ها تعبیه شده درداخل ساختمان یا دستگاه هواساز ارسال می کند . لوله های انتقال آب سرد به خوبی عایق کاری می شوند . آب سرد حاصل ازدستگاه چیلرعلاوه براستفاده درساختمانها در مصارف صنعتی بمنظورسردکردن یک یا چند دستگاه و دیگر تجهیزات کارخانه مورد استفاده قرارمی گیرد . چیلرتراکمی براساس انرژی الکتریکی و چیلرجذبی براساس انرژی حرارتی باعث برودت و ایجادسرما می شوند.

تفاوت چیلر و کولر گازی :

کولر گازی یک وسیله سرمایشی برای محیط‌های کوچک مانند اتاق خواب، یک مطب و… که منهای مصرف برق بالا(به دلیل وجود کمپرسور)،توانایی بسیار خوبی در خنک کردن محیط‌های کوچک دارد . با بزرگ شدن ابعاد فضا(واحدهای مسکونی بزرگتر از حدودا ۱۴۰_۱۵۰ متر )، به مراتب بازدهی کولر گازی کاهش می یابد ؛ تا جایی که استفاده از آن دیگر تغییر چندانی در دمای محیط ایجاد نمی‎کند . بنابراین وجود یک سیستم سرمایشی قوی‌تر، به امری الزامی بدل شده و حضور یک سیستم سرمایشی مرکزی در یک ساختمان مسکونی بزرگ از مزایای مهم محسوب می‏شود. اینجاست چیلر وارد میدان شده و مسئولیت سنگین خنک کردن محیط را بردوش می‌گیرد .

اما بهتر است به تفاوتهای چیلر و کولر گازی اشاره کنیم تا به هنگم خرید یک سیستم سرمایشی مثمر ثمر واقع شود :

1-ابعاد چیلر به مراتب بزرگ تر از کولر گازی است

2-چیلر برای فضاهای بسیار بزرگ مناسب است

3-میزان ظرفیت هوایی که چیلر می‎تواند خنک کند از کولر گازی بیشتر است

4-چیلر، به دلیل وجود هواساز، میتواند هوای ورودی را فیلتر و هوای پاک‎تری را وارد محیط کند

5-کولرگازی و چیلر هر دو با جریان الکتریکی کار می‏کنند، اما از انجا که چیلر فضای بزرگتری را پوشش می‎دهد استفاده از آن به صرفه تر است .

6- به لحاظ قیمت نیز چیلر ها به دلیل ابعاد بزرگتر و توان سرمایشی بالاتر گران تر هستند .اما بهتر است جهت آگاهی از قیمت چیلر وقیمت کولرگازی ها با شرکت مهتاب گستر تماس بگیرید تا در جریان قیمت به روز این محصولات باشید .

تاریخچه چیلر تراکمی

تاریخچه پیدایش چیلر تراکمی آبی :

چیلرهای تراکمی هوا خنک جزو اولیه گروه از چیلرهای تولید شده می باشند. اولین دسته از کمپرسورهای به کار گرفته شده در چیلرهای تراکمی آبی، کمپرسورهای سانتیفیوژ می باشد. قدرت و هنر ساخت کمپرسورها قبلا در سال ۱۹۱۷ جهت کمپرسورهای هوا موجود بوده است. در آن زمان ولیامز کریر پدر علم تهویه مطبوع متوجه به کار گیری و استفاده این پتانسیل در تهویه مطبوع نو پایه آن زمان  شد.

چیلرهای سانتریفیوژ اولیه :

در سال ۱۹۲۲ شرکت کریر از یک شرکت آلمانی یک کمپرسور هوا خریداری کرد و آن را جهت استفاده از مبرد R11 بهسازی و اصلاح گرید. و بعد از سالها تحقیق و توسعه اولین چیلر با کمپرسور برودتی سانتریفیوژ ساخته شد. این چیلر تا سال ۱۹۵۰ مورد استفاده قرار گرفت بعد از آن این چیلر بازنشسته شد. هم اکنون در موزه افتخارات ملی صنایع ایالات متحده امریکا به نمایش گداشته شده است. دومین چیلر تراکمی آبی نیز در سال ۱۹۲۳ طراحی و ساخته شد. در همان آغاز دهه بیست چیلر تراکمی آبی بسیار مقبول مورد پذیرش قرار گرفت که از دلایل آن می توان به اطمینان بالا، بازده مناسب و طراحی  و ساخت ساده اشاره نمود.

اولین چیلر سانتریفیوژ کریر

هزینه و کارایی یکی از مهمترین فاکتور های خرید چیلر تراکمی می باشد. چیلرهای تراکمی آبی با بالا بودن بازده حرارتی و هزینه کمتر نسبت به چیلر تراکمی آبی بسیار مورد مقبولیت قرار می گیرد. چیلرهای تراکمی آب خنک در مقایسه با چیلر های تراکمی هوا خنک دارای هزینه ثانویه به مراتب کمتری می باشد. از لحاظ مداربندی در چیلرهای تراکمی، مدار آبی یک چیلر تراکمی دارای سه مدار  می باشد. قدم اول مدار آبی که شامل آب در گردش  فن کویل ها و هواساز ها می باشد. این آب به وسیله پمپ آب در مدار چیلر و دستگاه های خنک کننده می چرخاند گرفتن گرمای ساختمان می گردد  سپس آب داخل چیلر گردد ودمای آن توسط اواپراتور چیلر تراکمی آبی گرفته می شود. در مدار سیکل مبرد تبخیر و گرمای خود را در کندانسور پس می دهد سپس به وسیله پمپ گردش آب و برج خنک کننده دفع می گردد. در چیلرهای هوا خنک نیز همانند چیلرهای آب خنک ابتدا گرمای ساختمان به وسیله  کندانسورهای هوایی گرما  ساختمان را به وسیله فن کویل ها و هواساز ها از محیط گرفته و چیلر توسط سیکل تبرید خود، گرما را به محیط دفع می کنند. در چیلرهای تراکمی هوا خنک، دفع گرما به وسیله فن های و کویل هایی روی انجام می گیرد و مدار سوم لوله کشی که شامل برج خنک کننده و پمپ و مدار لوله کشی می باشد حذف می گردد. که این خود باعث کاهش هزینه های نگهداری و اجرای پروژه می گردد. در چیلرهای آب خنک هزینه اجرای پروژه به واسطه تهیه برج خنک کننده و لوله کشی و پمپ های برج خنک کننده کمتر می شود. و همچنین هزینه تعمیر نگهداری نیز با توجه به نبود برج خنک کننده و دیگر اقلام بسیار کاهش می یابد. از جمله هزینه تعمیر نگهداری چیلر تراکمی آبی می توان به تعمیرات و سرویس پمپ برج خنک کننده و سرویس و تعویض پکینگ ها آب پخش کن و تسمه های برج خنک کننده اشاره کرد. این هزینه با هزینه های اسید شویی سالیانه و تمیز کردن لوله های کندانسور چیلر تراکمی هوا خنک اشاره کرد.

رنج ظرفیت چیلر تراکمی :

چیلرهای تراکمی هوا خنک در رنج کوچک مورد استفاده قرار می گیرد و ظرفیت ۵ تن تا ۵۰۰ تن تبرید ساخته و طراحی می گردد. در صورتی که چیلرهای تراکمی آب خنک در بازه رنج ظرفیتی ۲۰ تن تا ۳۰۰۰ تن تبرید مورد استفاده قرار می گیرند.

فرآیند عملیاتی چیلرها درتابستان :

در طول تابستان ، چیلر به محض گذشت بیش از 78 درجه سانتیگراد ، به طور خودکار به بهره برداری می رسد. هنگامی که دمای ذخیره سازی زیر 76 درجه سانتیگراد کاهش می یابد ، چیلر متوقف می شود. هنگامی که دمای ورودی تبخیر کننده زیر 10 درجه سانتیگراد کاهش می یابد ، چیلر متوقف می شود . به طور معمول چیلر باعث ذخیره آب سرد می شود و این به نوبه خود باعث خنک شدن فضای ساختمان می شود. در صورتی که دمای سردخانه برای خنک کردن ساختمان خیلی زیاد باشد ، چیلر می تواند مستقیماً به ساختمان متصل شود ، اما چیلر می تواند با گرما از محل ذخیره گرم کار کند. هنگامی که فضای گرم و سرد هر دو خسته شده است ، یک بخاری کمکی چیلر را اداره می کند. در این حالت چیلر به طور مستقیم به ترموکوژکتورها متصل می شود.

چیلر تراکمی وانواع چیلر

چیلر تراکمی :

چیلرها سیستمهای آبی هستند که بمنظور خنک سازی مواد وفضای صنعتی استفاده می شوند و بمنظور اجرای این فرآیند به تجهیزات صنعتی دیگر همچون برج خنک کننده نیازمند هستند اما قابل ذکر است که چیلر ها بر مبنای نوع انرژی مصرفی به دو دسته چیلر تراکمی وچیلر جذبی تقسیم می گردند .چیلرهای جذبیاز سوختهای فسیلی جهت آغاز فرایند وچیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی استفاده می کنند .چیلرهای جذبی به دلیل تولید آلودگی های زیست محیطی نیاز به تجدید داشتند به همین دلیل با پیشرفت دانش چیلر تراکمی ها بر روی کار آمدند .چیلرهای تراکمی بر مبنای مبرد مورد استفاده به سه دسته هواخنک ، آب خنک ، تبخیری تقسیم می شوند . اجزای اصلی هر سه چیلر تراکمی عبارتند از کمپرسور ، کندانسور ، شیر انبساطی ، اواپراتور .

بهترین چیلر مناسب برای کاربرد :

 

بدون شک چیلر تراکمی آب خنک به دلایل نصب سیستم آب سرد بازده سرمایشی  بسیار زیادی را دارا است و گزینه ها به همان اندازه زیاد است اما این بدان معنا نیست که چیلر هواخنک کاربردی ندارد یا عملکرد ضعیفتری داردچه بسا در مناطقی که با کمبود آب روبرو هستند این نوع چیلرها بسیار هم کارامد هستند. اما تنوع این چیلرها بسیار است که مادر ادامه به یک نوع از آن می پردازیم وتمام نکات فنی آن را قید خواهیم نمود شما می توانید با مراجعه به سایت مهتاب گستر اطلاعات کافی را به دست آورده و چیلر متناسب با پروژه خود را انتخاب کنید. 

چیلر هوای سرد بسته بندی شده :

چیلر بسته بندی شده با هوا در فضای باز ، کلیه اجزای آن را که در خارج از آن قرار دارد ، در یک بسته بندی دارد: کندانسور ، اواپراتور ، کمپرسور و پمپ (گرچه پمپ ها می توانند ، و اغلب در داخل آن نصب می شوند(

فضا

یک چیلر بسته بندی شده معمولاً روی یک سقف یا روی زمین نصب می شود ، جایی که "املاک و مستغلات" به طور معمول در حق بیمه نیست. برای یک صاحب مشاغل ، این نوع چیلر داخلی بیشترقابل تولید  است تا درآمد بیشتری را برای مشاغل خود ایجاد کند.

تعمیر و نگهداری

چیلرهای بسته بندی شده در مقایسه با سایر گزینه های چیلر معمولاً دارای ساده ترین روش برای نگهداری هستند.

سر و صدا

این چیلرها به دلیل نصب در فضای بیرون  برای ساکنین آن کاربری مزاحمتی ایجاد نمی کنند . بیرون آوردن کمپرسورها و موتورهای فن کندانسور از فضای داخلی می تواند یک مزیت بزرگ باشد.

قیمت

چیلرهای بسته بندی شده معمولاً به لحاظ قیمت چیلر کمترین هزینه اولیه را در بردارند.

بهره وری اقتصادی :

از آنجا که چرخه آب سرد در حال حاضر در خارج از دستگاه قرار دارد ، این گزینه به صاحب کاربری  این امکان را می دهد تا یک سیستم  اقتصادی کنار برج اضافه کند. این گزینه کویل های آب سرد را به بخش خازن چیلر اضافه می کند و به چیلر اجازه می دهد تا هنگامی که دمای محیط شروع به پایین آمدن از محیط می کند ، دمای آب را در حالت خنک کننده رایگان قرار دهد. این می تواند یک گزینه مقرون به صرفه باشد ، اما به طور معمول در مدت سه تا پنج سال هزینه اولیه خود را جبران  می کند . اکثر تولید کنندگان برای این گزینه به یک محلول گلیکول نیاز دارند ، بنابراین هنگام طراحی سیستم خود دقت کنید تا از ظرفیت کافی خود اطمینان حاصل کنید.

بشکه تبخیر کننده چیلر در کنار چیلر قرار دارد و در داخل چیلر سیستم اسپلیت قرار دارد و گرما را بین حلقه آب و حلقه DX رد و بدل می کند.

انواع اواپراتور وکمپرسور در چیلر تراکمی صنعتی

اواپراتور چیلر تراکمی :
اوا پراتور پوسته و لوله : اواپراتور پوسته و لوله  چیلر تراکمی به طور معمول با مبردی که از طرف لوله جریان دارد و سیال فرآیند از طریق پوسته واحد تنظیم می شود. ساخت لوله می تواند از مس ، کوپرونیکل یا استیل باشد.  ساخت و ساز پوسته را می توان از چدن ، برنج ، کوپرونیکل یا استنلس استیل ساخت . این سبک از اواپراتور افت فشار کمتری نسبت به فناوری Brazed Plate دارد و در ساخت استاندارد تا 500 تن در دسترس است.

Avaporators Brazed Plate ، Inc یکی از اولین مواردی بود که در ایالات متحده از این طراحی خلاقانه اواپراتور چیلر تراکمی در انتقال گرما استفاده کرد. از مهمترین مزایای این فناوری بهره وری عالی است که حاصل می شود ، هزینه های پایین تر و ساخت فولاد ضد زنگ 316L یا مس است. این سبک از تناژ کسری تا 140 تن در دسترس است. 

انواع کمپرسور چیلر صنعتی :
کمپرسور در چیلرها جزو اصلی ترین قطعات محسوب میشه بعبارتی قلب تپنده چیلر محسوب می شود که عمل متراکم سازی توسط آن صورت می پذیرد.کمپرسورها 4دسته می باشند که در ادامه مقاله به بررسی 3نوع از کمپرسورها می پر دازیم .

کمپرسور رفت وبرگشتی :

یک کمپرسور متقابل یک کمپرسور است که از پیستون های رانده شده توسط میل لنگ استفاده می کند . برای تحویل مقدار کمی مبرد با فشار بسیار بالا استفاده می شود. کمپرسورهای برگشت پذیر ممکن است دارای ولتاژ دوگانه باشند و از سه تا شصت اسب بخار متغیر باشند. کمپرسورهای برگشت پذیر معمولاً کمپرسورهای نیمه هرمتیکی هستند و این بدان معنی است که آنها قابل استفاده هستند. 

کمپرسور سانتریفیوژ:

کمپرسورهای گریز از مرکز دارای قطعات متحرک اندکی هستند که آنها را در صنعت مورد علاقه خود قرار می دهد. آنها همچنین بسیار کارآمد هستند وجریان مبرد بالاتری نسبت به یک کمپرسور متقابل اندازه مشابه دارند. کمپرسورهای گریز از مرکز مناسب تر با حجم بالاتر اما برنامه های کم فشار مانند مواردی هستند که از فن های تهویه ، واحدهای خنک کننده و حرکت هوا استفاده می کنند. کمپرسور گریز از مرکز با استفاده از نیروی گریز از مرکز اعمال شده برای جرم هوا برای رسیدن به فشرده سازی عمل می کند.  ظرفیت های معمولی از شصت تا چند صد تن است. اینها کمپرسورهای بلبرینگ مغناطیسی مهر و موم شده و 230 ولت یا 460 ولت هستند.

کمپرسور پیچ :

 کمپرسور پیچ تقریبا دقیق به نظر می رسد. در یک کمپرسور پیچ دو پیچ  وجود دارد که در محفظه ثابت در کنار هم قرار گرفته اند . با چرخش روتورها ، گاز با کاهش مستقیم جریان بین دو روتور فشرده می شود. این کمپرسورها همچنین کمپرسورهای نیمه مهر و موم شده و دارای ولتاژ دوگانه هستند و از 40000 اسب بخار قدرت دارند . همچنین کمپرسورهای اسکرو تک وجود دارد که به یک پیچ چرخشی تکیه می دهند که از دو چرخ ستاره عبور می کند تا فشرده سازی را تأمین کند.

تعمیر و نگهداری چیلر صنعتی :
چیلرهای صنعتی به گونه ای طراحی شده اند که به لحاظ راندمان اوج کارایی داشته باشند.  مراحل تعمیر و نگهداری به طور منظم به تضمین چیلر شما در سطح بهینه بهره وری کمک می کند . 

محل قرارگیری چیلرهای صنعتی  :
چیلرهای بزرگ صنعتی معمولاً در اتاقهای تجهیزات مکانیکی در داخل ساختمان نزدیک به فرآیند خنک کننده قرار دارند. بسته به اندازه چیلر و کمپرسور ممکن است برخی از چیلرهای صنعتی به طور مستقیم در کنار فرآیند قرار بگیرند. برخی از چیلر های صنعتی حتی ممکن است کاملاً در فضای بیرون قرار بگیرند. 

چیلر تراکمی

چیلر تراکمی ودانستنیهای درباره آن :

چیلرهای تراکمی  به منظور رفع نیاز متنوع به سرمایش در مقیاس بزرگ و صنعتی در صنایع مختلف از جمله لبنیات ، مواد شیمیایی و دارویی استفاده می شوند و در ابعاد مختلف  از لحاظ سطح و میزان سرمایش  در دسترس هستند.  برای فرآیندهای صنعتی در مقیاس کوچکتر ، چیلر تراکمی کوچک یک انتخاب ایده آل می باشد. در صنایعی که  فرآیند صنعتی نیاز به تامین سرمایش  زیر صفر درجه فارنهایت دارد به یک چیلر بسیار بزرگ با درجه سرمایشی بالا نیاز داریم .

انواع چیلرهای تراکمی کوچک :

در پایین چند چیلر تراکمی کوچک را برایتان نام می بریم :

1-چیلر تراکمی با ظرفیت بسیار پایین یا همان مینی چیلرها : این  نوع چیلر ها در صنعت سبک وکوچکتر که می خواهند مقادیری کمی ازسرمایش را تجربه کنند مناسب است.  چیلر های کوچک قابل حمل  به راحتی هستند و قادر است به طور مداوم سرمایشی  بین 45 - 85 فارنهایت را تولید کند.

2-   یخچال فریزر ها  : چیلر Freeze بسیار قدرتمند و قابل اعتماد است . این ظرفیت را دارد که به طور مداوم درجه سرمایش بین 40 تا 75 فارنهایت را در 1.5 تا 2 تن و بین 40 تا 65 فارنهایت در 5 تا 10 تن تولید کند.  قدرت  موتور این چیلر یک اسب بخار است که به یک واحد چگالش بادوام و اسب بخار فراوان مجهز شده است.  مبردهای مورد استفاده در این چیلر R134A و R404A هستند  ویادر حالت دوم ترکیبی از HFC است که معمولاً به عنوان جایگزینی برای CFC 502 استفاده می شود. بسته به مدل آن میزان  ولتاژ مصرفی  آن از 208 تا 480 ولت متغیر است.

3-چیلرهای فریز بزرگ : این چیلر در مقیاس صنعتی کار می کند و توانایی تولید مداوم دمای سرد بین 112 - 70 فارنهایت را دارد.  تمام قسمتهای داخلی آن کاملاً عایق بندی شده اند تا اطمینان حاصل شود که هیچ دما در داخل از بین نمی رود.  چیلرتراکمی های  Deep Freeze تجهیزات و مواد مهم را حتی در گرمترین شرایط سرد نگه می دارند.  مبردهای مورد استفاده در این چیلر R404A و R508B هستند. اینها مخلوطی از HFC هستند و گزینه های متداول CFC 502 و R503 / R13 هستند . بسته به مدل ؛ ولتاژ آنها از 208 - 480 ولت متغیر است.

چیلر تراکمی :

چیلر تراکمی بسته به نحوه جابجایی مبرد در سیستم خود به دو نوع اصلی هواخنک وآب خنک تقسیم شوند تامین سرمایش در این چیلر ها از طریق جذب بخار است که از فشرده سازی گرما و بخار استفاده می کند و از مکانیزم موتور الکتریکی استفاده می کند کمپرسور ازاصلی ترین قطعه هر چیلر تراکمی است عمل فشرده سازی بخار دریافتی از اواپراتور را انجام می دهد. در هر دو چیلر هوا خنک  و چیلرآب خنک ، مایعات وجود دارد. چیلر تراکمی  هوا خنک  با استفاده از هوا برای رهایی از گرما کار می کند و تجهیزات یا موادی که نیازمند خنک سازی هستند را خنک می کنند و لوله های خازن را خنک می کنند.  این چیلرها نسبت به چیلر آب خنک بسیار کم انرژی استفاده می کنند. این چیلرها در هنگام خنک شدن استاتیک ایده آل هستند. نصب آنها بسیار آسان است و حتی می توان در قسمت بیرونی ساختمان نصب کرد و موجب صرفه جویی در فضای داخل می شود . با این حال ، آنها به احتمال زیاد نسبت به چیلرهای آبی مسایل مربوط به چرخش و انسداد را تجربه می کنند. چیلرهای آب خنک فرآیند خنک سازی  را با از بین بردن گرما از طریق پمپاژ آب یا مایعات دیگر از طریق کندانسور و پراکندگی آن از طریق یک برج خنک کننده انجام می دهند. این چیلرها نسبت به چیلر هواخنک کارایی بیشتری دارند. به لطف ظرفیت گرمای زیاد آب ، فرایند استفاده از تبخیر آب برای از بین بردن گرما بسیار به صرفه تر از دمیدن هوای خنک در یک سطح گرم است . به طور سنتی ، این چیلرها بیشتر از چیلرهای هوا دوام می آورند.

با وجود تفاوت های بیان شده ، هر دو نوع چیلر از اجزای یکسانی تشکیل شده است که شامل شیر انبساط ، اواپراتور ، کمپرسور و کندانسور می باشد.  مکانیک دو نوع چیلر نیز بسیار مشابه است.