اگر برای شما هم سوال است که چیلر ساختمان چیست؟ باما در این مقاله همراه باشید. دستگاه های چیلر ساختمانی به عنوان اجزای حیاتی در سیستم های تهویه مطبوع ساختمان ها و مجتمع های مسکونی به کار می روند. بیشترین استفاده از آنها در تأمین آب سرد برای سیستم های تهویه مطبوع ساختمانی است، اما برخی از مدل ها به طور اختصاصی برای تأمین آب گرم برای گرمایش ساختمان نیز طراحی شده اند، که در این مقاله به بررسی آنها می پردازیم.چیلر ساختمان یکی از تجهیزات کلیدی در سیستمهای تهویه مطبوع (HVAC) است که وظیفه اصلی آن تولید آب سرد برای خنکسازی محیط داخلی ساختمانها است. این دستگاهها بهویژه در ساختمانهای بزرگ، مراکز تجاری، صنعتی و مسکونی کاربرد دارند و نقش مهمی در تأمین آسایش حرارتی و بهبود بهرهوری انرژی ایفا میکنند. در این مقاله، به توضیح مفصل درباره چیلرهای ساختمان، نحوه کارکرد، انواع، اجزا، و نکات مربوط به بهرهبرداری و نگهداری آنها پرداخته میشود.
نحوه کارکرد چیلر ساختمان
چیلر ساختمان برای تولید آب سرد از یک چرخه ترمودینامیکی استفاده میکند. این آب سرد تولیدشده به سیستمهای توزیع مانند فنکویلها و واحدهای هوارسان (AHU) منتقل میشود و از طریق آنها گرمای محیط داخلی جذب و خنکسازی انجام میشود.
فرآیند کلی کارکرد:
جذب گرما: آب گرم از ساختمان وارد اواپراتور چیلر میشود. در این قسمت، مبرد گرمای آب را جذب کرده و آن را خنک میکند.
فشردهسازی (در چیلرهای تراکمی): مبرد پس از جذب گرما به کمپرسور منتقل میشود تا فشار و دمای آن افزایش یابد.
دفع گرما: مبرد به کندانسور میرود و گرمای جذبشده را به محیط خارجی دفع میکند.
چرخش مجدد: مبرد پس از کاهش فشار و دما دوباره وارد اواپراتور میشود و چرخه تکرار میگردد.
در چیلرهای جذبی، فرآیند مشابهی با استفاده از ماده جاذب و منبع گرمایی انجام میشود، اما کمپرسور وجود ندارد.
چیلر ساختمان و انواع آن
چیلرها به عنوان دستگاه هایی شناخته می شوند که با استفاده از سیکل ترمودینامیکی، گرما را به کمک گردش جریان یک سیال مشخص از یک منبع با دمای پایین به محیطی با دمای بالا منتقل می کنند. به عبارت دیگر، چیلرها می توانند به عنوان پمپ های انرژی در نظر گرفته شوند.
چیلرها بر اساس ویژگی ها و عملکردشان به دسته های مختلفی تقسیم می شوند که در اینجا به برخی از آنها اشاره می شود. اما دسته بندی اصلی چیلرها بر اساس دو عامل کلیدی، یعنی نوع کندانسور و نوع کمپرسور است.
- چیلرهای تراکمی بخار
در مورد چیلرهای تراکمی بخار، عملکرد آنها بر اساس سیکل تبرید تراکمی بخار (کارنو) استوار است. این نوع چیلر از چهار مؤلفه اصلی تشکیل شده است که شامل کمپرسور (واحد تراکم)، کندانسور (واحد چگالش)، شیر انبساط (واحد اختناق) و اواپراتور (واحد تبخیر) می باشد. چیلر هوایی اسکرو چیست؟
- چیلرهای جذبی
اما در مورد چیلرهای جذبی، عملکرد آنها بر اساس سیکل تبرید جذبی صورت میگیرد. در این نوع چیلر، جذب کننده (واحد جاذب)، پمپ (واحد سیرکولاسیون) و ژنراتور (واحد گرم کننده) به جای کمپرسور به کار می روند. همچنین، علاوه بر مبرد (آب)، از سیال دیگری به نام جاذب (مانند لیتیوم بروماید) نیز استفاده می شود که با مبرد در جذب کننده ترکیب می شود و محلولی غلیظ تولید می کند.

مزایای استفاده از چیلر در ساختمان ها
استفاده از چیلر در ساختمان ها معمولاً به عنوان یکی از اجزای سیستم های تهویه مطبوع آبی صورت می گیرد. آب سردی که از چیلر خروجی می گیرد، با گردش درون مبدل های حرارتی هوایی مانند فن کویل و کویل سرمایشی هوا ساز، هوای خنک مورد نیاز جهت سرمایش اتاق ها و فضاهای مختلف ساختمان را فراهم می کند. در این فرآیند، دمای آب ورودی به کویل به دلیل جذب گرما از هوای محیط، افزایش می یابد و سپس مجدداً به چیلر برای سرد شدن تا دمای استاندارد تهویه (حدود ۷ درجه سانتیگراد) باز می گردد.
هوای سرد که از فن کویل و هوا ساز به کار می رود و با آب سرد چیلر تامین می شود، نسبت به سیستم های کولر آبی و کولر گازی (یا سیستمهای DX مانند داکت اسپلیت و VRF) هوای مطبوع تری ارائه می دهد. این مزیت از آنجا ناشی می شود که در مقایسه با کولر آبی، رطوبت کمتری دارد و از این رو قادر به جذب بهتر گرما در فضا است. به علاوه، مقایسه با کولر گازی، داکت اسپلیت و یا VRF، این سیستم هوای خشکی تولید نمیکند که خصوصاً در مناطقی با اقلیم خشک، بسیار مهم است. به همین دلیل، چیلر می تواند شرایط متعادل تری را فراهم آورد.
- ترکیب چیلر و فن کویل
یکی از کاربردهای متداول چیلرهای ساختمانی، استفاده آنها به همراه ترمینالهایی به نام فن کویل است. فن کویل شامل یک فن دمنده و یک مبدل حرارتی (کویل) است که با یک فیلتر و یک مدار کنترلی ساده ترکیب میشود. با استفاده از آب گرم از یک پکیج یا چیلر هیت پمپی، این ترکیب به سیستم اجازه می دهد تا بهطور همزمان گرمایش مورد نیاز پروژه را نیز فراهم کند. - ترکیب چیلر و هوا ساز
معمولاً در فضاهای بزرگ و یکپارچه مانند سالن های ورزشی، تالارهای پذیرایی، فروشگاه های زنجیره ای، نمایشگاه ها و سالن های همایش و … که نیازی به تفکیک دمایی ندارند، از هوا سازها استفاده می شود. این دستگاه ها با استفاده از یک کویل سرمایشی و آب سرد از چیلر، جریان هوای سرد مورد نیاز را تولید می کنند و همچنین امکان تأمین هوای تازه و ایجاد فشار مثبت را فراهم می کنند.
انتخاب چیلر بر اساس نوع کمپرسور
در چیلرهای تراکمی هوا خنک، کمپرسورهای اسکرو و اسکرال به عنوان دو گزینه رایج استفاده می شوند، به خصوص در شرایط اقلیمی مانند ایران. اما، در مورد چیلرهای ساختمانی، اغلب به دو دلیل اصلی از کمپرسورهای اسکرال استفاده می شود:
- سطح صدا: کمپرسورهای اسکرال کمترین میزان صدا را در مقایسه با کمپرسورهای اسکرو ایجاد میکنند، که در پروژههای ساختمانی اهمیت ویژهای دارد.
- حمل و نقل: سایز کوچک و وزن سبک کمپرسورهای اسکرال باعث می شود حمل و نقل آنها بسیار آسانتر از کمپرسورهای اسکرو باشد. این مسئله، به خصوص در پروژه های ساختمانی که با چالش های مربوط به جابجایی اقلام بزرگ روبهرو هستند، اهمیت دارد.
انتخاب چیلر مناسب بر اساس نوع کندانسور
استفاده از چیلرهای تراکمی آب خنک در مصارف ساختمانی در سال های اخیر به شدت کاهش یافته است. این کاهش به سه دلیل اصلی برمی گردد:
- مصرف آب
کندانسورهای آب خنک برای خنک کردن آب نیاز به برج خنک کننده دارند که مصرف آب آن از طریق تبخیر افزایش می یابد. همچنین، برای حفظ راندمان برج خنک کننده، نیاز به تخلیه و تجدید آب آن وجود دارد که می تواند مصرف آب را دو برابر کند. - هزینه سرویس و نگهداری
چیلرهای آب خنک به دلیل وجود برج خنک کننده و تجهیزات جانبی دارای هزینه های سرویس و نگهداری بالاتری نسبت به چیلرهای هوا خنک هستند. علاوه بر این، به دلیل آلودگی هوا و آب در شهرهای ایران، برج های خنک کننده به سرعت کثیف می شوند و قطعات آنها نیاز به تعویض دارند. - توجیه اقتصادی
برای پروژه های ساختمانی کوچک، استفاده از چیلرهای ساختمانی به دلیل هزینه های بالای لوله کشی، سیستم پمپاژ و هزینه های سرویس و نگهداری، اقتصادی نمی باشد.
انواع چیلر ساختمان
چیلرها براساس روش خنکسازی و نوع انرژی مورد استفاده به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:
- چیلرهای تراکمی
این چیلرها از برق برای فشردهسازی مبرد و تولید آب سرد استفاده میکنند. چیلرهای تراکمی به دو نوع تقسیم میشوند:
چیلرهای هواخنک: در این نوع، گرمای دفعشده از مبرد توسط هوا خنک میشود. این چیلرها نیازی به برج خنککننده ندارند و مناسب برای مناطق با کمبود آب یا محدودیتهای فضایی هستند.
چیلرهای آبخنک: در این نوع، گرما توسط آب در برج خنککننده دفع میشود. این چیلرها بازده بالاتری دارند اما نیازمند مصرف آب بیشتری هستند.
- چیلرهای جذبی
چیلرهای جذبی از منبع گرمایی مانند بخار، آب داغ یا شعله مستقیم برای تولید سرما استفاده میکنند. این چیلرها مناسب برای کاربردهایی هستند که گرمای اضافی یا بازیافتی در دسترس است.
اجزای اصلی چیلر ساختمان
- کمپرسور (در چیلرهای تراکمی)
کمپرسور قلب چیلر تراکمی است که مبرد را فشرده کرده و فشار آن را افزایش میدهد. انواع کمپرسورها شامل اسکرال، اسکرو، رفتوبرگشتی و سانتریفیوژ هستند.
- اواپراتور
این قسمت وظیفه جذب گرمای آب و کاهش دمای آن را بر عهده دارد. اواپراتور معمولاً شامل یک مبدل حرارتی است که انتقال حرارت بین آب و مبرد را تسهیل میکند.
- کندانسور
کندانسور وظیفه دفع گرما از مبرد را بر عهده دارد. در چیلرهای هواخنک، این گرما به هوا منتقل میشود و در چیلرهای آبخنک، به آب برج خنککننده منتقل میگردد.
- برج خنککننده (در چیلرهای آبخنک)
این دستگاه برای خنکسازی آب کندانسور استفاده میشود و گرمای اضافی را به هوای محیط دفع میکند.
- مبرد
مبرد مادهای است که وظیفه جذب و دفع گرما را در چرخه تبرید بر عهده دارد. مبردها میتوانند از نوع گازهای مصنوعی یا طبیعی باشند.
- پمپها و لولهکشیها
پمپها برای گردش آب سرد و آب کندانسور در سیستم استفاده میشوند. لولهکشیها نیز وظیفه انتقال آب و مبرد را بر عهده دارند.
- سیستم کنترل
سیستمهای کنترلی مدرن برای نظارت و تنظیم عملکرد چیلر استفاده میشوند. این سیستمها میتوانند به صورت خودکار مشکلات را شناسایی کرده و بهرهوری را بهینه کنند.
مزایای چیلر ساختمان
سرمایش مؤثر: چیلرها توانایی تأمین سرمایش پایدار برای فضاهای بزرگ را دارند.
انعطافپذیری: قابلیت استفاده در انواع ساختمانها با نیازهای سرمایشی مختلف.
بهرهوری انرژی: سیستمهای مدرن میتوانند بهینهترین مصرف انرژی را ارائه دهند.
دوام و طول عمر بالا: با نگهداری مناسب، چیلرها میتوانند دهها سال بهخوبی عمل کنند.
کاهش اثرات زیستمحیطی: استفاده از مبردهای جدید و سیستمهای بازیافت انرژی باعث کاهش تأثیرات زیستمحیطی میشود.
نکات نگهداری و بهرهبرداری از چیلر ساختمان
- سرویس و نگهداری منظم
تمیزکاری اواپراتور و کندانسور برای جلوگیری از کاهش راندمان.
بررسی مبرد و جلوگیری از نشتی.
تعویض فیلترها و روغن کمپرسور در زمانهای مشخص.
- کنترل کیفیت آب
در چیلرهای آبخنک، کیفیت آب برج خنککننده باید تحت نظارت باشد تا از رسوبگذاری و خوردگی جلوگیری شود.
- بازرسی سیستمهای کنترلی
اطمینان از عملکرد صحیح سیستمهای کنترلی میتواند از خرابیهای ناگهانی جلوگیری کند.
- بازیافت انرژی
در سیستمهای پیشرفته، گرمای دفعشده میتواند برای کاربردهای دیگر مانند گرمایش آب یا تولید برق استفاده شود.
چیلر ساختمان و کاربردهای آن
چیلرهای ساختمان در طیف وسیعی از ساختمانها و صنایع مورد استفاده قرار میگیرند:
ساختمانهای تجاری: مانند مراکز خرید، هتلها و بیمارستانها.
صنایع: برای خنکسازی فرآیندهای صنعتی یا تجهیزات.
ساختمانهای مسکونی بزرگ: مانند برجهای مسکونی و مجتمعهای آپارتمانی.
مراکز داده: برای خنکسازی سرورها و تجهیزات الکترونیکی.
راهنمای انتخاب چیلر مناسب برای پروژه
انتخاب چیلر مناسب برای یک پروژه صنعتی، تجاری یا مسکونی نیازمند بررسی دقیق چندین عامل کلیدی است. چیلرها در سیستمهای تهویه مطبوع (HVAC) و فرآیندهای صنعتی نقش حیاتی دارند و عملکرد بهینه آنها تأثیر مستقیمی بر بهرهوری انرژی، هزینههای عملیاتی و طول عمر تجهیزات خواهد داشت. در ادامه، مهمترین فاکتورهایی که باید در انتخاب چیلر مناسب در نظر بگیرید را بررسی میکنیم.
- ۱. نوع چیلر (تراکمی یا جذبی)
چیلرها به دو دسته اصلی تقسیم میشوند:
چیلرهای تراکمی: این نوع چیلرها از انرژی الکتریکی برای فشردهسازی مبرد استفاده میکنند و به دلیل راندمان بالا و کنترل دقیق دما، پرکاربردترین نوع چیلر هستند.
چیلرهای جذبی: این چیلرها از انرژی حرارتی (مانند بخار یا آب گرم) برای ایجاد سرمایش استفاده میکنند و معمولاً در مکانهایی که انرژی گرمایی اضافی وجود دارد، بهصرفهتر هستند.
نکته: اگر پروژه شما دسترسی به برق ارزان دارد، چیلر تراکمی گزینه مناسبی است. اما اگر انرژی گرمایی (مثلاً از یک نیروگاه یا بویلر صنعتی) در دسترس باشد، چیلر جذبی میتواند مقرونبهصرفهتر باشد.
- ظرفیت سرمایشی مورد نیاز (برحسب تن تبرید یا کیلووات)
ظرفیت چیلر باید متناسب با بار برودتی موردنیاز پروژه انتخاب شود. انتخاب چیلر با ظرفیت خیلی زیاد یا خیلی کم میتواند باعث افزایش مصرف انرژی و کاهش عمر دستگاه شود. برای محاسبه ظرفیت چیلر باید عوامل زیر را در نظر گرفت:
مساحت ساختمان
نوع کاربری ساختمان (اداری، تجاری، بیمارستانی، صنعتی و غیره)
تعداد نفرات حاضر در محیط
میزان تجهیزات الکترونیکی تولیدکننده گرما
میزان عایقبندی ساختمان
نکته: معمولاً مهندسان تأسیسات از نرمافزارهای تخصصی مانند HAP، Carrier یا Trane Trace 700 برای محاسبه بار سرمایشی استفاده میکنند.
- نوع کندانسور (آبی یا هوایی)
چیلرهای تراکمی از نظر نوع کندانسور به دو دسته تقسیم میشوند:
چیلر هواخنک (Air-Cooled): کندانسور این چیلرها توسط جریان هوا خنک میشود و نیازی به برج خنککننده ندارند.
چیلر آبخنک (Water-Cooled): این چیلرها برای خنک شدن به یک برج خنککننده و آب در گردش نیاز دارند.
مقایسه:
ویژگی |
چیلر هواخنک |
چیلر آبخنک |
راندمان |
کمتر |
بیشتر |
هزینه اولیه |
کمتر |
بیشتر |
نیاز به برج خنککننده |
ندارد |
دارد |
مصرف آب |
ندارد |
بالا |
مناسب برای مناطق کمآب یا کوچک با آب کافی و فضا برای برج خنککننده
نکته: اگر در منطقهای با کمبود آب هستید، چیلر هواخنک گزینه بهتری است. اما اگر راندمان بالاتر مدنظر باشد، چیلر آبخنک انتخاب بهتری خواهد بود.
- نوع کمپرسور (اسکرال، اسکرو، رفت و برگشتی یا سانتریفیوژ)
کمپرسور نقش اصلی را در عملکرد چیلرهای تراکمی دارد. انتخاب نوع کمپرسور تأثیر زیادی بر راندمان و هزینههای عملیاتی دارد.
کمپرسور اسکرال (Scroll): مناسب برای چیلرهای با ظرفیت پایین و متوسط، راندمان بالا و هزینه نگهداری کم.
کمپرسور اسکرو (Screw): مناسب برای ظرفیتهای متوسط و بزرگ، دارای عملکرد پیوسته و راندمان بالا.
کمپرسور رفت و برگشتی (Reciprocating): قدیمیتر و دارای قطعات متحرک زیاد، مناسب برای ظرفیتهای پایین.
کمپرسور سانتریفیوژ (Centrifugal): مناسب برای چیلرهای بزرگ با ظرفیتهای بالا، کمصدا و با راندمان انرژی بالا.
نکته: برای پروژههای کوچک تا متوسط (زیر ۵۰۰ تن تبرید)، چیلرهای اسکرال یا اسکرو مناسبتر هستند. اما برای ظرفیتهای بالا (بیش از ۵۰۰ تن تبرید)، چیلرهای سانتریفیوژ بهترین گزینهاند.
- راندمان انرژی و شاخص COP
راندمان چیلر مستقیماً بر هزینههای انرژی تأثیر دارد. یکی از مهمترین شاخصهای سنجش کارایی چیلر، ضریب عملکرد (COP) است. هرچه COP بالاتر باشد، چیلر مصرف انرژی کمتری دارد.
همچنین استانداردهای بینالمللی مانند EER، IPLV و NPLV برای مقایسه مصرف انرژی چیلرها استفاده میشوند. چیلرهای اینورتر دار و دارای کنترل هوشمند معمولاً راندمان بالاتری دارند.
- شرایط آب و هوایی پروژه
موقعیت جغرافیایی و اقلیم منطقه تأثیر زیادی در انتخاب چیلر دارد.
در مناطق گرم و خشک، چیلرهای هواخنک گزینه مناسبتری هستند.
در مناطق با رطوبت بالا، چیلرهای آبخنک به دلیل کاهش تأثیر رطوبت بر عملکرد کندانسور، عملکرد بهتری دارند.
در مناطق با تغییرات دمایی زیاد، استفاده از چیلرهای مجهز به اینورتر توصیه میشود.
- قابلیت کنترل و سیستم هوشمند
چیلرهای مدرن دارای سیستمهای کنترل دیجیتال و هوشمند هستند که باعث افزایش راندمان و بهینهسازی مصرف انرژی میشوند. ویژگیهایی مانند:
کنترل از راه دور
تنظیم خودکار بار برودتی
یکپارچهسازی با سیستمهای مدیریت ساختمان (BMS)
سنسورهای پیشرفته برای تشخیص مشکلات
- هزینه اولیه و هزینه نگهداری
هزینه خرید و نصب چیلر: چیلرهای آبخنک به دلیل نیاز به برج خنککننده هزینه اولیه بیشتری دارند.
هزینههای عملیاتی: چیلرهای راندمان بالا با مصرف انرژی کمتر، هزینههای بلندمدت کمتری دارند.
هزینه تعمیر و نگهداری: چیلرهای سادهتر و کوچکتر معمولاً هزینههای نگهداری پایینتری دارند.
- گارانتی و خدمات پس از فروش
انتخاب محصولی که دارای گارانتی معتبر و خدمات پس از فروش مناسب باشد، در عملکرد طولانیمدت چیلر تأثیر زیادی خواهد داشت.
باید بدانید:
برای انتخاب چیلر مناسب باید عوامل مختلفی از جمله نوع چیلر، ظرفیت موردنیاز، نوع کندانسور، نوع کمپرسور، راندمان انرژی، شرایط آب و هوایی، قابلیت کنترل هوشمند، هزینههای اولیه و نگهداری را در نظر بگیرید. مشاوره با مهندسان تأسیسات و استفاده از نرمافزارهای محاسباتی میتواند به انتخاب بهینه کمک کند.
نتیجهگیری
چیلر ساختمان بهعنوان یکی از مهمترین اجزای سیستمهای تهویه مطبوع نقش اساسی در تأمین آسایش حرارتی و بهرهوری انرژی ایفا میکند. انتخاب نوع مناسب چیلر، نگهداری منظم و استفاده از فناوریهای مدرن میتواند به بهبود عملکرد و کاهش هزینههای انرژی کمک کند. این دستگاهها با قابلیت انطباق بالا، در طیف گستردهای از کاربردها مورد استفاده قرار میگیرند و بهینهترین راهحل برای سرمایش فضاهای بزرگ هستند.
کسب اطلاعات بیشتر درباره :انواع هواساز خانگی–فیلتر شنی تصفیه آب–قیمت چیلر در تهران–مبدل صفحه ای استیل–بوستر پمپ آپارتمانی
سخن پایانی
استفاده از چیلرهای ساختمانی، با توجه به عملکرد برجستهشان در سیستمهای تهویه مطبوع، به عنوان یکی از اجزای حیاتی ساختمانها مورد توجه قرار میگیرد. با توجه به انواع مختلف چیلرها و مزایای هر کدام، انتخاب مناسب ترین نوع چیلر برای هر پروژه، امری حیاتی و اقتصادی است.
سوالات متداول چیلر ساختمان چیست؟
- آیا استفاده از چیلرهای آب خنک در پروژه های ساختمانی کوچک اقتصادی است؟
استفاده از چیلرهای آب خنک در پروژه های ساختمانی کوچک به دلیل هزینه های بالای لوله کشی، سیستم پمپاژ و هزینه های سرویس و نگهداری، اغلب اقتصادی نمی باشد. - چگونه می توان تأثیر نوع کمپرسور بر عملکرد و کارایی چیلرها را بررسی کرد؟
برای بررسی تأثیر نوع کمپرسور بر عملکرد و کارایی چیلرها، می توانیم عملکرد هر نوع کمپرسور را در شرایط مختلف مورد آزمایش قرار داده و نتایج را مقایسه کنیم. - چه تکنولوژی های جدیدی برای بهبود کارایی و کاهش مصرف انرژی چیلرها در دسترس است؟
برای بهبود کارایی و کاهش مصرف انرژی چیلرها، تکنولوژی هایی مانند کنترل های هوشمند، استفاده از مواد جدید و بهینه سازی سیستم های خنک کننده مانند تبادل حرارت مبدل ها مورد استفاده قرار می گیرند.
بدون دیدگاه