چیلر چگونه کار می کند ؟ جامع ترین نحوه کارکرد چیلر | همه چیز درباره چیلر

چیلر چگونه کار می کند ؟ در هوای گرم تابستان ، یکی از بهترین سیستم های تولید هوای خنک ، استفاده از فن کویل ها می باشد که آب سرد تولید شده توسط چیلر را به هوای خنک تبدیل می کند .پس می توان گفت چیلر ها دارای وظیفه تولید هوای خنک را دارد که البته با کمک برج خنک کننده . در این مقاله قصد داریم نحوه کارکرد چیلر را مورد بررسی قرار دهیم ولی در کنار این توضیح به جهت درک بهتر و شناخت بیشتر به بررسی چیلر و انواع آن خواهیم پرداخت پس تا پایان مقاله همراه ما باشید .

نحوه کارکرد چیلر هایواتر

بر اساس نحوه کارکرد چیلر و ساختار آن به دسته های مختلف تقسیم بندی می شود ولی نتیجه ی عملکرد تمامی چیلرها خنک شدن آب می باشد .به طور کلی چیلر با استفاده از تقطیر و تبخیر حرارت را از یک بخش به بخش دیگر منتقل می کند که نتیجه ی کار خنک شدن آب می باشد . چیلر یکی از دستگاه های بسیار مهم در سیستم تهویه مطبوع به شمار می رود . این دستگاه بزرگ و پیچیده وظیفه دارد تا با خنک کردن و فراهم اوردن دمای مناسب، آب مورد نیاز دستگاه های تهویه مطبوع را تأمین کند و این کار را با حذف گرما و فرستادن آب گرم به برج خنک کننده و دریافت آب سرد از این دستگاه انجام می دهد. و همچنین آبی که توسط این دستگاه خنک شده است دوباره به چرخه باز گشته و قابلیت استفاده دارد .

کاربرد چیلر

چیلرها در مصارف تهویه مطبوع و صنعتی دارای کارایی های بسیاری می باشد . که اصولا در ساختمان ها با برج خنک کننده ، اواپراتور و کندانسور و کمپرسور کار میکند .

کاربرد چیلر در تهویه مطبوع

سیستم تهویه مطبوع به صورت اختصاری HVAC می باشد که در بردارنده ی وخلاصه شده ی سه کلمه گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع است که هر کدام معانی جداگانه ای دارند . کلمه ی اول که معلوم می باشد یعنی گرمایش محیط ، کلمه ی بعدی به معنای خروج هوای ناپاک و ورود هوای تصفیه شده به محیط است و کلمه ی سوم به معنی دلنشین و دل پذیر بودن هوا هم از لحاظ دما و هم از لحاظ رطوبت می باشد . بر همین اساس نیز دستگاهی مانند چیلر نسبت به دستگاه هایی مانند کولر گازی و کولر آبی شرایط متعادل تری را ایجاد می کند به این دلیل که مانند کولر آبی رطوبت زیاد و مثل کولر گازی هوای خشک تولید نمی کند . به همین دلیل چیلر با تأمین آب سرد مورد نیاز دستگاه های موجود در سیستم تهویه مطبوع مثل ، هواساز ، فن کویل ، ایرکولر و … هوای مطبوع تری را ایجاد می کند .

کاربرد چیلر در صنعت

از چیلر در مصارف صنعتی برای خنک سازی قطعات و تجهیزات و همچنین به جهت حفظ دمای دستگاه ها مورد استفاده قرار می گیرد . بر همین اساس در صنایع مختلفی چون صنعت داروسازی ، صنعت ریخته گری ، قالب سازی و … کاربرد دارد .

مزایای چیلر

به طور کلی استفاده از چیلر مزایای بسیاری را برای مصرف کننده به ارمغان می آورد که شامل :

در حین کارکرد صدای کمی تولید می کند که این امر باعث شده تا به راحتی بتوان از آن در محیط های مختلف استفاده کرد .
دارای قابلیت لوله کشی و کانال کشی سازگار با نیاز مصرف کننده می باشد .
مصرف انرژی پایین و صرفه جویی در مصرف آن .
دارای قابلیت تأمین بازدهی بالا با صرف کمترین انرژی می باشد .
با استفاده از چیلر دما و فشار مورد نیاز یک فرایند صنعتی به طور ثابت تأمین می شود .
قابلیت کارکرد در ظرفیت های بالا را دارد .
دارای قابلیت کنترل هر کانال به صورت جداگانه .

اجزای تشکیل دهنده چیلر

در تمامی چیلرها اجزایی مثل ، کندانسور ، شیر انبساط و اواپراتور به صورت مشترک موجود است ولی اجزای دیگر که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم در چیلرها با توجه به نوع دستگاه و نحوه ی عملکرد آن متفاوت بوده و دارای محدودیت می باشد .

کندانسور : در این قسمت حرارت مبرد توسط تبادل حرارتی با هوا یا آب دفع می شود .

کمپرسور : در این بخش از چیلر بر اثر یک سری فرایند مبرد فشرده شده و فشار آن افزایش میابد . دلیل این افزایش فشار به این خاطر است که دمای آن افزایش پیدا کند تا در دمای محیط بیرون راحت تر به مایع تبدیل شود .

پمپ : خروج محلول حاوی لیتیوم بروماید و بخار آب از اواپراتور و ورود آن به ژنراتور توسط این قطعه صورت می گیرد .

جذب کننده یا ماده ی جاذب : به ماده ای که در چیلر قابلیت جذب بخار آب یا رطوبت را دارد جذب کننده می گویند که در این جا لیتیوم بروماید که نوعی نمک است به عنوان ماده ی جاذب مورد استفاده قرار می گیرد .

ژنراتور : غلظت سازی محلول لیتیوم بروماید در این قسمت انجام می شود .

اواپراتور : در این بخش آب با مبرد بدون آن که تماس مستقیمی داشته باشد یا ترکیب شود ، تبادل حرارتی انجام می دهد و نتیجه ی کار کاهش دما و خنک شدن آب و تبخیر مبرد است . اسم دیگر اواپراتور نیز مبدل حرارتی میباشد که در انواع گوناگونی تولید میشود . قیمت مبدل حرارتی ها نسبت به کارایی زیادی که دارند بسیار مقرون به صرفه و اقتصادی است .

مبدل حرارتی دارای انواع گوناگونی میباشد که شامل پوسته لوله و صفحه ای است .برای آشنایی بیشتر با نوع مبدل حرارتی پوسته لوله ، روی لینک کلیک کنید .

شیر انبساط : وظیفه ی این قطعه کاهش فشار مبرد است برای این که دمای تبخیر مبرد کاهش یابد .

انواع چیلر

چیلرها کلاً در دو دسته ی کلی تقسیم بندی می شوند که در ادامه به بررسی هر کدام از این دو دسته می پردازیم ولی به طور کلی چیلرها در دو دسته ی چیلر و مینی چیلر تقسیم بندی می شوند که در این جا توضیح مختصری در مورد مینی چیلر می دهیم .

مینی چیلر

به طور کلی مینی چیلر همان چیلر ولی دارای ظرفیت محدود می باشد که در دسته ی چیلرهای تراکمی از نوع هوا خنک قرار دارد و نسبت به چیلر از راندمان و بازدهی کمتری برخوردار است .

چیلر تراکمی

چیلرهای تراکمی از چهار جزء اصلی کمپرسور ، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساطی تشکیل شده اند و منبع انرژی مورد نیاز آن ها انرژی الکتریکی می باشد .

نحوه عملکرد چیلر تراکمی

در نحوه عملکرد چیلر تراکمی ابتدا مبرد به صورت بخار داغ به کمپرسور وارد می شود در این قسمت مبرد متراکم شده و دما و فشار آن افزایش می یابد و سپس به شکل بخار داغ به کندانسور منتقل می گردد در این جا در اثر فشار ثابت حرارت آن دفع شده و به مایعی اشباع تبدیل می شود و ضمن خروج از کندانسور و رود به شیر انبساط دچار افت فشار شدیدی می گردد آن هم به صورتی که مقداری از آن تبخیر شده که این امر باعث ایجاد اختلاف دما میان مخلوط مایع و بخار مبرد و بخش حاوی آب یا هوا در اواپراتور می شود و نتیجه ی این امر تبخیر کامل مبرد را بر اثر جذب گرما را به دنبال دارد و در آخر مبرد تبخیر شده به بخش کمپرسور باز می گردد و این چرخه به این شکل به صورت مکرر تکرار می شود .

در آخر آب سردی که در چیلر تولید شده است به کمک هواساز در هوا پخش خواهد شد . به این شکل که آب به کمک پمپ به کویل های هواساز منتقل میشود در اینجا به کمک یک فن ، هوای تازه از طراف کویل ها پخش میشود . پس میتوان گفت چیلربدون هواساز کاربردی ندارد و عضوی جدا نشدنی از آن به حساب میاید . برای اطلاع از قیمت هواساز و همچنین دریافت اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید تا از مشاوره رایگان ما بهره مند شوید .

انواع چیلر تراکمی

چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کمپرسور و کندانسور به دسته های مختلف تقسیم بندی می شوند .

بر اساس نوع کمپرسور

همان طور که در قسمت های بالا عنوان شد یکی از بخش های مهم چیلر کمپرسور آن می باشد در واقع این بخش به عنوان قلب چیلر شناخته می شود که با توجه به شرایط اقلیمی منطقه ، کاربری پروژه ،نوع مبرد مورد استفاده و … از کمپرسور مناسب در چیلر استفاده می کنند .

کمپرسور روتاری : این نوع کمپرسور به صورت دورانی حرکات رفت و برگشتی انجام می دهد و دارای قطعاتی مثل میل لنگ ، پره ، پیستون و … می باشد . کمپرسورهای روتاری در مینی چیلرها و چیلرهایی که دارای ظرفیت کم می باشند مورد استفاده قرار می گیرد .

کمپرسور اسکرال : این مدل کمپرسور از دو مارپیچ که به شکل حلزون هستند تشکیل شده است . اغلب مواقع یکی از این دو ثابت و دیگری بدون اینکه گردش داشته باشد به صورت دایره وار دارای چرخش می باشد . عملکرد این نوع کمپرسور به این صورت است که گاز مبرد به درون مارپیچ ثابت کشیده شده و مارپیچ دوار با چرخش خود مبرد را در فضای بین خود و مارپیچ ثابت متراکم می کند و در نهایت مبرد متراکم شده از قسمت میانی مارپیچ ثابت به صورت تحت فشار خارج می شود . از این نوع کمپرسور در ظرفیت های پایین تا متوسط می توان استفاده کرد به طور مثال در اسپلیت ها و مینی چیلرها .

کمپرسور اسکرو : این نوع کمپرسور از دو مارپیچ دوار نر و ماده که به اصطلاح به آن اسکرو گفته می شود تشکیل شده است . نحوه ی عملکرد آن به این صورت است که با چرخش مارپیچ ها گاز مبرد وارد فضای بین دو مارپیچ شده و با چرخش این دو در آن جا حبس یا در واقع متراکم می گردد و پس از افزایش فشار از قسمت خروجی ، از کمپرسور خارج می شود . از آن جایی که این مدل کمپرسور به دما و فشار بالا حساس می باشد در مناطق مرطوب و گرم کارایی ندارد ولی به طور غالب در ظرفیت های بالا در تهویه مطبوع و برودت صنعتی کاربرد دارد .

کمپرسور پیستونی : قطعات تشکیل دهنده ی این نوع کمپرسور اجزایی چون پیستون ، سوپاپ ،شاتون و … می باشد و نحوه ی عملکرد آن به این صورت است که مبرد همزمان با باز شدن سوپاپ مکش و پایین رفتن پیستون از قسمت مانیفولد ورودی ، وارد سیلندر می شود و با بازگشت پیستون به قسمت بالای سیلندر مبرد تحت فشار قرار گرفته و متراکم می گردد و همزمان با باز شدن سوپاپ تخلیه از کمپرسور خارج می گردد . از این مدل کمپرسور در چیلرهایی که دارای ظرفیت در سطح متوسط هستند می توان استفاده کرد .

کمپرسور سانتریفیوژی : این مدل کمپرسور با افزایش انرژی جنبشی گاز مبرد سبب افزایش فشار آن می شود . زمانی که مبرد وارد کمپرسور می شود توسط نیروی گریز از مرکز دارای حرکتی دایره ای شده و سرعتش افزایش می یابد و سوی دیفیوزر پرتاپ می شود زمانی که مبرد از دیفیوزر عبور می کند به دلیل افزایش سطح مقطع جریان سرعت آن کاهش می یابد و ضمن این کاهش سرعت انرژی جنبشی به فشار تبدیل شده و مبرد متراکم می شود . کمپرسورهای سانتریفیوژی معمولاً در ظرفیت های خیلی بالا مورد استفاده قرار می گیرند .

بر اساس نوع کندانسور

فرایند خنک سازی مبرد در بخش کندانسور انجام می شود و بر اساس اینکه آیا توسط آب خنک شده یا هوا به دو دسته ی زیر تقسیم بندی می شود .

کندانسور آب خنک

زمانی که کندانسور از نوع آب خنک باشد به برج خنک کننده نیاز است . در واقع آب خنک مورد نیاز کندانسور برای خنک سازی مبرد از طریق برج خنک کننده تأمین می شود . مبدل حرارتی که در این نوع کندانسور استفاده می شود معمولاً از نوع پوسته لوله می باشد . نحوه ی عملکرد این نوع کندانسور به این صورت است که آب خنک شده در برج خنک کننده به قسمت لوله های مبدل حرارتی وارد شده و با مبردی که در پیرامون لوله ها در جریان می باشد تبادل حرارتی انجام می دهد و نتیجه ی این فرایند کاهش دما و چگالش یافتن مبرد بوده و از طرفی گرم شدن آب درون لوله ها می باشد .

کندانسور هوا خنک

در اطراف این نوع کندانسور فن هایی تعبیه شده اند که وظیفه دارند حرارت موجود در کندانسور را جذب کرده و آن را دفع کنند . در واقع مبردی که درون کندانسور است بر اثر تبادل حرارتی با هوای خنک در گردش در پیرامون کویل کندانسور ، خنک می شود .

مقایسه میان چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک

از نظر ابعاد و اندازه در صورتی که دو چیلر دارای ظرفیت یکسان باشند چیلر هوا خنک به دلیل نیاز به سطح تبادل بیشتر از ابعاد بزرگتری برخوردار می باشد هرچند که در چیلر هوا خنک برای بالا بردن نرخ تبادل حرارتی بین هوا و کندانسور از فن استفاده می شود و علاوه بر این ها اندازه ی کمپرسور و تابلو برق مورد استفاده در مدل هوا خنک بزرگتر از کمپرسور و تابلو برق مورد استفاده در نوع آب خنک می باشد و همه ی این موارد باعث می شود تا ابعاد چیلر هوا خنک از چیلر آب خنک بزرگتر شود .
همان طور که می دانید در چیلر هوا خنک به دلیل انجام تبادل حرارتی با هوا نیازی به آب نمی باشد ولی در چیلر آب خنک نیاز به آب به صورت صد در صدی وجود دارد .
از نظر قیمت چیلر هوا خنک به دلیل برخورداری از کمپرسور و تابلو برق بزرگ و همچنین برخورداری از قطعات و تجهیزات حفاظتی بیشتر گران تر از مدل آب خنک می باشد .
از نظر مناسب بودن برای دمای زیر صفر هر دو مدل ، هوا خنک و آب خنک مناسب هستند ولی برای دمای خیلی پایین تر مدل آب خنک به دلیل کندانس پایین تر مناسب تر است .
از آن جایی که در چیلر آب خنک از برج خنک کننده و سیستم لوله کشی و پمپاژ مخصوص استفاده می شود نسبت به مدل هوا خنک به نگهداری و صرف زمان و هزینه ی بیشتری نیاز دارد .
چیلر آب خنک به دلیل استفاده از برج خنک کننده دارای عملکردی تبخیری است به همین دلیل برای مناطق شرجی مناسب نمی باشد .
از نظر راندمان چیلر هوا خنک از راندمان کمتری نسبت به چیلر آب خنک برخوردار است .
و … .

چیلر جذبی

در چیلر جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع انرژی استفاده می شود در واقع این انرژی همان حرارتی است که به ژنراتور وارد شده است و به جای کمپرسور از مجموعه ای شامل پمپ ، ژنراتور و آبزوربر استفاده می شود .

نحوه کارکرد چیلر جذبی

در نحوه کارکرد چیلر جذبی ، ابتدا مبرد که معمولاً به شکل آب می باشد به صورت مایع به اواپراتور وارد می شود در این قسمت آب بر اثر تبادل حرارتی با هوای محیط تبخیر شده و به حالت گازی شکل تغییر فاز می دهد در این قسمت برای این که بخار از اواپراتور خارج شود به ماده ی جاذب نیاز می باشد و بهترین ماده ی جاذب برای جذب رطوبت نمک ها هستند و بهترین ماده ی نمکی در این جا لیتیوم بروماید است که با جذب بخار آب توسط لیتیوم برماید ماده ای رقیق حاصل می آید که ضمن خروج از اواپراتور ، توسط پمپ به ژنراتور منتقل می شود . در نحوه عملکرد چیلر جذبی ، ژنراتور ماده ی مبرد بر اثر جذب گرما به دو ماده ی بخار آب ولیتیوم بروماید تبدیل می گردد . اکنون به علت افزایش غلظت ، لیتیوم بروماید تمایل دارد به ابزوربربرگشته و بخار آب به کندانسور فرستاده می شود در این جا مبرد با ازدست دادن گرما به مایع تغییر فاز داده و به سمت شیر انبساطی و اواپراتور انتقال می یابد در اواپراتور مبرد بر اثر تبادل حرارتی و جذب گرما به بخار تغییر فاز داده و مجدداً با ماده ی جاذب ترکیب می شود و این سیکل به این شکل به صورت مکرر تکرار می گردد .

مزایای چیلر جذبی

به دلیل عدم استفاده از کمپرسور از میزان سرو صدای کمتری برخوردار است .
در هزینه های مربوط به خدمات برق صرفه جویی می کند .
سبب کاهش تولید گازهای گلخانه ای می شود .
و … .

انواع چیلر جذبی

چیلرهای جذبی بر اساس سه فاکتور مهم در سه دسته تقسیم بندی می شوند :

بر اساس منبع حرارتی

شعله مستقیم : در این نوع چیلر با استفاده از یک مشعل به صورت مستقل با سوزاندن گاز شهری یا گازوئیل انرژی مورد نیاز سیستم تأمین می شود .
شعله غیر مستقیم : در چیلر شعله غیر مستقیم با استفاده از حرارت یک کوره انرژی مورد نیاز سیستم تأمین می گردد .

بر اساس نوع مبرد و ماده جاذب

آب و لیتیوم بروماید : در این سیستم آب به عنوان سیال مبرد و لیتیوم بروماید به عنوان ماده ی جاذب دارای عملکرد می باشد .
آمونیاک و آب : در این نوع سیال مبرد آمونیاک بوده و سیال جاذب آب می باشد .

بر اساس مکانیزم طراحی

تک اثره : چیلرهای جذبی تک اثره دارای یک محفظه ی ژنراتور بوده و غلظت سازی محلول جاذب در یک مرحله انجام می شود .
دو اثره : چیلرهای جذبی دو اثره دارای دو محفظه ژنراتور بوده و غلظت سازی محلول جاذب در دو مرحله یکی در ژنراتوری دارای دمای بالا و دیگری در ژنراتوری دارای دمای پایین انجام می شود .

بررسی و مقایسه میان چیلر جذبی و چیلر تراکمی

از چیلرهای جذبی ترجیحاً می توان فقط در تهویه مطبوع استفاده کرد در حالی که از چیلر تراکمی نه تنها می توان در تهویه مطبوع استفاده کرد بلکه در مصارف صنعتی هم کارایی دارد .
چیلرهای تراکمی از میزان استهلاک مناسبی برخوردار هستند در حالی که در چیلرهای جذبی میزان استهلاک بالا می باشد .
چیلرهای تراکمی در تمامی اقلیم ها مورد استفاده قرار می گیرند اما از چیلرهای جذبی فقط در اقلیم های خشک به همراه رطوبت نسبی رو به پایین می توان استفاده کرد .
در چیلر تراکمی بر خلاف چیلر جذبی امکان کنترل ظرفیت سرمایشی وجود دارد .
در صورت استفاده از چیلر تراکمی ، قطعات یدکی در دسترس می باشد ولی در مورد چیلر جذبی این مورد صدق نمی کند و قطعات یدکی کم بوده و به راحتی قابل دسترسی نمی باشند .
از نظر ابعاد چیلرهای جذبی فقط در ابعاد بزرگ طراحی و تولید می شوند ولی چیلرهای تراکمی دارای تنوع زیادی هستند .
برج خنک کننده مورد استفاده در چیلر تراکمی میزان آب کمی استفاده می کند در حالی که در برج خنک کننده موجود در چیلر جذبی آب بیشتری مورد استفاده قرار می گیرد .
و … .

قیمت چیلر

قیمت یک دستگاه چیلر تحت تأثیر فاکتورهای مختلفی می باشد به طور مثال :

نوع کندانسوری که در دستگاه به کار برده شده است .
میزان ظرفیت چیلر
نوع کاربری چیلر
نوع کمپرسور موجود در دستگاه
برند و شرکت سازنده ی چیلر
و … .

خرید چیلر

به طور کلی در زمان خرید چیلربه یک سری از فاکتورهای مهم توجه داشته باشید :

تعیین ظرفیت مورد نیاز و خرید چیلری متناسب با نیاز
توجه و در نظر گرفتن اقلیم و شرایط آب وهوایی منطقه ی مورد نظر .
در نظر داشتن و توجه به مصرف برق چیلر .
توجه به ضریب عملکرد چیلر .
توجه به برند و شرکت سازنده .
توجه به کیفیت قطعات و تجهیزات تعبیه شده در چیلر .
گارانتی دستگاه .
خرید از فروشگاه های معتبر .

امیدوارم با خواندن مقاله ” چیلر چگونه کار میکند ” با نحوه عملکرد چیلر به طور کامل آشنا شده باشید . اگر سوال یا نظری در این باره دارید ، حتما با ما در میان بگذارید .

Rate this post