چیلر چیست و چه کاربردهایی دارد؟

چیلر چیست و چه کاربردهایی دارد؟

چیلر چیست و چه کاربردهایی دارد؟ یکی از دستگاه های مبرد تولید کننده سرما چیلر است که آن را با نام سردکن نیز میشناسند. امروزه در اکثر پروژه های مسکونی، اداری، فرهنگی، تفریحی- ورزشی، صنعتی و … از چیلر به عنوان سیستم تهویه مطبوع و خنک کننده دستگاه ها، تجهیزات و قالب های صنعتی استفاده می کنند. همچنین در برخی از صنایع شیمیایی و دارویی نیز از سرمای تولید شده توسط چیلر استفاده میشود.

ساختمان های مسکونی/ تجاری/ اداری

• برای خنک کردن ساختمان هایی که دارای بخش های مختلف و چندین اتاق یا پارتیشن هستند، از چیلر استفاده می شود؛ زیرا در نظر گرفتن کولر گازی برای هر بخش یا اتاق بسیار هزینه بر است و منطقی نیست.
• اما نصب چیلر در چنین ساختمان هایی این امکان را فراهم می کند که دمای هر اتاق را به صورت جداگانه تنظیم کرد.
• تنها کافی است هر اتاق را به یک فن کویل مجهز و همه آنها را به چیلر آب خنک متصل کنند.

مکان های وسیع و سوله ها

• خنک کردن محیط های وسیع و بدون پارتیشن مانند سوله ورزشی، تولیدی و یا سینما بهتر است توسط یک دستگاه هواساز که در خارج از محیط قرار میگیرد، استفاده کرد.
• دستگاه هواساز خنک کاری محیط را با دریافت سرمای آب سرد چیلر ساختمانی انجام می دهد.
• دستگاه هواساز علاوه بر خنک کردن محیط و تولید هوای سرد، قابلیت تولید رطوبت را نیز دارد.

کاربرد چیلر در استفاده از ایر کولر

• این نوع کولر شبیه به فن کویل است که با استفاده از چیلر هوا خنک، سرمای محیط را تامین می کند، اما این قابلیت را دارد که هوادهی را با فشارهای متفاوت انجام دهد.
• کاربرد ایر کولر بیشتر در مکان های بدون پارتیشن و وسیعی است که امکان کانال کشی آن وجود ندارد.

مزایای استفاده از چیلر

• چیلرها می‌ توانند به طور موثر گرما را از هوا جذب کرده و آن را به بیرون از ساختمان منتقل کنند.
• چیلرها به شما این امکان را می‌ دهند که دمای داخل ساختمان را به طور دقیق تنظیم کنید.
• این دستگاه ها می‌ توانند در انواع مختلف ساختمان‌ ها و کاربردهای صنعتی استفاده شوند.

معایب استفاده از چیلر

• چیلرها در مقایسه با سایر سیستم‌ های تهویه مطبوع هزینه اولیه بالایی دارند.
• چیلرها برای عملکرد صحیح به تعمیر و نگهداری منظم نیاز دارند.
• برخی از چیلرها از مبردهایی استفاده می‌ کنند که می‌ توانند برای محیط زیست مضر باشند.

آشنایی با اجزای تشکیل دهنده چیلر

در ادامه هریک از اجزا و بخش های مدل های مختلف چیلر ساختمانی و خانگی را به صورت جداگانه به همراه عملکرد آنها مورد بررسی قرار خواهیم داد.

اواپراتور

• در چیلرهای جذبی این بخش از چیلر نقش خنک کردن آب را بر عهده دارد.
• اواپراتور محیطی خلاء دارد که بخار درون آن جذب میشود. خلاء به دلیل وجود ماده ای به نام لیتیوم بروماید در قسمت ابزوربر است.
• وقتی آب توسط نازل های آب افشانده میشود، حرارت را از محیط میگیرد و به شکل بخار را یا گاز تبدیل میشود. به این ترتیب آب چیلر خنک میشود.
• در چیلرهای تراکمی، اواپراتور نوعی مبدل حرارتی از جنس پوسته و لوله آب خنک است. درون لوله های اواپراتور مبرد مایع جریان دارد و از اطراف آن مبرد گازی عبور می کند.
• با توجه به تمایل این مبرد به تبخیر کامل، گرمای آب را گرفته و به خوبی آن را خنک می کند. در این مرحله آب سرد به فن کویل ها می رسد و به این ترتیب هوا خنک میشود.
• مبرد تبخیر شده مجددا به کمپرسور برمیگردد و سیکل چیلر تراکمی تکرار میشود.

جاذب یا ابزروبر

• جاذب نقش کلیدی در ابقا و فشار و اواپراتور در حالت خلاء دارد.
• پس از جذب بخار توسط لیتیوم بروماید این گاز تشکیل میشود و با کمک پمپ به ژنراتور فرستاده میشود تا با گرفتن حرارت از بخار آب، مجددا به کار گرفته شود.

ژنراتور

• نقش ژنراتور تغلیظ محلول لیتیوم بروماید به شکل اولیه است. وقتی در ژنراتور لیتیوم بروماید از بخار آب جدا میشود، لیتیوم بروماید به جاذب منتقل میشود و بخار به سمت کندانسور می رود.
• پس از منتقل شدن بخار آب به کندانسور، تغییر فاز می دهد و مجددا به شکل مایع در می آید.
• سپس لیتیوم بروماید به ابزروبر برمیگردد با بتواند بخار آب را مجددا بگیرد.

کندانسور

• کندانسور محلی است که بخاری که از قسمت ژنراتور آزاد شده است، مجددا به شکل مایع تبدیل میشود.
• در کندانسور برج خنک کننده ای هم وجود دارد که نقش آن کاهش دمای جاذب و کندانسور است.
• لیتیوم بروماید که در جاذب بخار آب را جذب کرده در کندانسور، بخار آب یا گاز را به شکل مایع تبدیل می کند.
• به این ترتیب طی یک سیکل جذبی آب در اواپراتور سرد میشود. این آب سرد به سمت فن کویل ها هدایت شده و اینگونه سبب تولید هوای سرد میشود.
• کندانسورهای چیلر تراکمی از دو نوع آب خنک و هوا خنک هستند.
• آبی که از روی لوله های کندانسور عبور می کند با گرفتن گرمای مبرد، آن را از حالت گاز به مایع تبدیل می کند.
• آب پس از گرفتن گرمای مبرد، گرم میشود و باید خنک شود. بنابراین به برج خنک کننده منتقل میشود تا مجددا دمای آن پایین بیاید و به کندانسور برگردد.

کمپرسور

• این بخش از چیلر عمل فشرده سازی مبرد را انجام می دهد.
• زمانی که مبرد به شکل گاز وارد کمپرسور شود، پس از افزایش فشار و دمای آن از طریق لوله به مبدل حرارتی آب خنک یا برج خنک کننده منتقل میگردد.

برج خنک کننده

• همانطور که گفتیم، برخی از مبدل های حرارتی کندانسور از نوع هوا خنک هستند.
• در این نوع مبدل ها، فن هوا را روی لوله های حامل مبرد در کندانسور عبور می هد.
• به این ترتیب حرارت از مبرد گرفته میشود تا از حالت گاز به مایع تغییر می دهد.

شیر انبساط

• این قطعه از چیلر بعد از کندانسور قرار دارد و وظیفه آن گرفتن فشار از مبرد است. شیر انبساط پس از گرفتن فشار از مبرد آن را منبسط می کند تا از حالت مایع به گاز تبدیل شود.
• پس از عبور مبرد از شیر انبساط، 25 درصد آن از حالت مایع به گاز تبدیل میشود.
• سپس مخلوطی از مبرد مایع و مبرد گاز وارد اواپراتور (مبدل حرارتی دیگر) میشود.

انواع چیلر را بشناسید

چیلرها در انواع مختلفی ساخته شده اند که در ادامه با برخی از آنها آشنا میشویم. به طور کلی چیلرها بر اساس سیکل عملکردی به دو دسته تراکمی و جذبی تقسیم می شوند.

1. چیلر تراکمی

نوعی چیلر که تولید سرما را با استفاده از انرژی الکتریکی انجام می دهد، چیلر تراکمی نام دارد.  از این نوع چیلر برای حفظ دمای مورد نظر و خنک کردن مکان های گسترده در تابستان یا خنک کاری تجهیزات صنعتی و سرمایش های فرآیندی استفاده میشود.

• نحوه عملکرد چیلر تراکمی طبق سیکل تراکمی – تبخیری است.
• برخی از آنها از نوع هوا خنک و برخی دیگر آب خنک هستند و هر کدام از آنها مزایا و معایب خاص خود را دارند.
• در چیلر تراکمی آب درون اواپراتور خنک میشود و به فن کویل یا هواساز ارسال میشود. به این ترتیب خنک سازی محیط انجام میشود.

2. چیلر جذبی

چیلرهای جذبی نوع دیگری هستند که به دلیل داشتن منبع حرارتی، اغلب در محیط های تجاری، اداری و تفریحی – فرهنگی که پایین آورن هزینه های برق در آن مکان ها اهمیت دارد، مورد استفاده قرار میگیرند.

• البته همه انرژی چیلر جذبی توسط سوخت تامین نمیشود و بخشی از آن نیز توسط انرژی برق تامین میشود تا تولید هوای سرد امکان پذیر باشد.
• به دلیل مصرف بالای سوخت و مصرف کم برق توسط چیلرهای جذبی، شهرهای با رطوبت بالا محل های مناسبی برای استفاده از این دستگاه نیستند.
• چیلرهای جذبی سرماسازی را با استفاده از انرژی گرمایی انجام می دهند. در این نوع چیلر از یک منبع گرمایشی با سوخت گاز طبیعی یا گازوئیل استفاده می کنند.
• در چیلرهای جذبی پس از خنک کردن آب، آن را به سمت فن کویل ها یا هواساز هدایت می کنند تا محیط و فضای مورد نظر به خوبی خنک شود.

چیلرهای جذبی بسیار متنوع هستند و بر اساس فاکتورها و شاخصه های متفاوت دسته بندی میشوند:

1. چیلرهای جذبی از نظر نوع ماده جاذب

• سیکل لیتیوم بروماید – آب
• سیکل آمونیاک – آب

2. چیلرهای جذبی از نظر نوع ماده مبرد و جاذب

• چیلرهای جذبی لیتیم بروماید
• چیلر های جذبی آمونیاک

3. چیلرهای جذبی از نظر منبع حرارتی ژنراتور

• چیلرهای جذبی آب داغ
• چیلرهای جذبی شعله مستقیم
• چیلر های جذبی با آب گرم
• چیلرهای جذبی بخار

4. چیلرهای جذبی بر اساس چرخه تغلیظ محلول جاذب

• چیلرهای جذبی یک مرحله ای آمونیاکی
• چیلر های جذبی چند مرحله ای آمونیاکی
• چیلر های جذبی تک اثره لیتیوم بروماید
• چیلرهای جذبی دو اثره لیتیوم بروماید

نحوه کار چیلر به زبان ساده

تصور کنید چیلر مانند یک یخچال بزرگ برای کل ساختمان شما عمل می‌ کند. به جای خنک کردن فضای داخلی خود یخچال، چیلر آب را خنک می‌ کند و سپس از این آب سرد برای خنک کردن هوای کل ساختمان استفاده می‌شود. اگر بخواهیم به سادگی نحوه کار چیلر را شرح دهیم، باید بگوییم که این دستگاه برای تولید سرمایش محیط از آب خنک استفاده می کند.

1. جذب گرما

• درون چیلر مبردی در حال گردش است.
• این مبرد از طریق لوله‌ هایی به نام اواپراتور در معرض هوای گرم داخل ساختمان قرار می‌ گیرد.
• گرمای هوا باعث می‌ شود که مبرد تبخیر شده و به گاز تبدیل شود.
• در مرحله تبخیر، مبرد گرمای زیادی از هوا جذب می‌کند و آن را خنک می‌ کند.

2. رفع گرما

• گاز مبرد گرم شده از اواپراتور به سمت کندانسور حرکت می‌ کند.
• در کندانسور فن‌ هایی وجود دارند که هوای خنک محیط را از روی لوله‌ های کندانسور عبور می‌ دهند.
• هوای خنک، گرمای مبرد را جذب می‌ کند و باعث می‌ شود که مبرد دوباره به مایع تبدیل شود.
• گرمای جذب شده توسط هوا به بیرون از ساختمان منتقل می‌ شود.

3. پمپاژ آب سرد

• آب سردی که در اثر خنک شدن مایع مبرد در کندانسور تولید می‌ شود، توسط پمپ به واحدهای توزیع کننده هوا مانند فن کویل‌ ها یا هواسازها فرستاده می‌ شود.
• در فن کویل‌ ها، هوای گرم اتاق از روی کویل‌ های حاوی آب سرد عبور می‌ کند و خنک می‌ شود.
• هوای خنک شده سپس به داخل اتاق فرستاده می‌ شود و دمای کل ساختمان را پایین می‌ آورد.

4. تکرار چرخه

• مایع مبرد خنک شده از واحدهای توزیع کننده هوا به اواپراتور باز می‌گردد و چرخه دوباره از ابتدا شروع می‌ شود.