چیلر چیست؟

چیلر (chiller) چیست؟ اگربه فکر تامین سیستم سرمایش  ساختمان  خود و یا یک فرآیند صنعتی هستید ، قطعا یکی از گزینه های مطرح  خواهد بود. اما برای یک انتخاب مناسب باید اول ساختار آن را بشناسید و با نحوه کار این دستگاه آشنا باشید. این باعث یک خرید آگاهانه و درست می شود.

چیلر دستگاهی است که بر اساس سیکل تبرید  می تواند جذبی یا تراکمی باشد و گرما را از یک مایع مشخص می گیرد. شاید در ابتدا کمی گنگ باشد ، اما اگر تا پایان این مقاله با ما همراه باشید ، آشنایی کاملی با چیلر خواهید داشت.

چیلر چه کاری انجام می دهد؟

کار چیلر تامین سرمایش برای تهویه مطبوع و برودت صنعتی از طریق گرفتن گرمای یک مایع است. این مایع پس از خنک شدن در لوله هایی برای تامین سرمایش به محل مورد نظر منتقل می شود.

بیشتر بخوانید : راهنمای جامع خرید چیلر

چیلرها از نظر کاربرد به دو نوع صنعتی و تهویه مطبوع تقسیم می شوند:

تهویه مطبوع

منظور مدل هایی است که برای سرمایش فضای ساختمان ها تولید می شوند. برای این کاربرد اغلب از چیلرتراکمی هواخنک (Air-cooled chiller) استفاده می شود. این نوع به صورت مرکزی و یا مینی چیلر بر روی پشت بام و یا تراس نصب خواهد شد.

در این حالت ، مایعی که باید خنک شود آب است. آب در چیلر خنک می شود و پس از آن در لوله هایی در ساختمان توزیع می شود.  آب سرد به دستگاه هایی به نام فن کویل برای خنک کردن ساختمان وارد می شود. نوع دیواری فن کویل بسیار شبیه یونیت داخلی کولر گازی است.

سیستم های گرمایشی

چیلر فقط می تواند سرمایش یک ساختمان را تامین کند و برای گرمایش باید از سیستم های گرمایشی استفاده کرد. اما یک نکته مهم وجود دارد. دقیقا می توانید از سیستمی که برای توزیع سرما در ساختمان استفاده می کنید (لوله های انتقال آب سرد و فن کویل ها) برای گرمایش در فصل های سرد نیز بهره ببرید. برای این کار دستگاه را از مدار خارج کرده و تامین کننده گرما (پکیج یا بویلر) را وارد مدار می کنند.

چیلر صنعتی

در فرایندهای صنعتی که نیاز به سرد کردن است ، از آن استفاده می شود. مثلا در گاوداری ها پس از جمع آوری شیر ، باید به سرعت آن را خنک کنند. چیلر صنعتی در صنایع بسیاری از جمله پلاستیک ، ریخته گری ، صنایع غذایی و دارویی و … ضروری است.

چیلرهای صنعتی توانایی کار در تمام سال را دارند ، این در حالی است که چیلرهای خانگی فقط در فصول گرم روشن هستند.

انواع  سیکل تبرید

چیلر برای گرفتن گرمای آب ، از یک ماده مبرد (Refrigerant) استفاده می کند. ماده مبرد داخل قطعات چیلر می چرخد. گرمای آب به این ماده منتقل می شود و پس از آن به محیط دفع می شود. از نظر جنس ماده مبرد و سیکل تبرید ،  به دو نوع جذبی و تراکمی تقسیم می شوند.

چیلر تراکمی (Compression chiller)

برای مصارف تهویه مطبوع ، محبوب ترین و رایج ترین نوع است. امروزه تقریبا تنها گزینه برای کاربردهای خانگی و ساختمانی است. برای ساختمان های مسکونی ، اداری ، بیمارستانی و فضاهایی شبیه به این ، بهترین انتخاب است.

همچنین بخوانید : شناخت کامل چیلر تراکمی

ماده مبرد در چیلر تراکمی ، گاز (مانند R134A) است. مهم ترین قطعات این دستگاه ، کمپرسور ، اواپراتور ، کندانسور و شیر انبساط هستند که در ادامه به آنها می پردازیم.

نحوه کار

گاز در داخل کمپرسور ، فشرده می شود. با بالا رفتن فشار مبرد ،  دمای آن نیز بالا می رود. این گاز در فشار بالا وارد کندانسور می شود. در کندانسور با دفع گرما ، تبدیل به مایع شده و آماده ارسال به اواپراتور می شود. در مسیر رفتن این مایع به اواپراتور ، شیر انبساط قرار دارد. با عبور ماده مبرد از شیر انبساط و کاهش فشار  ، بخشی از آن بخار می شود. به همین دلیل دمای بخش مایع ، بسیار کاهش می یابد و به اواپراتور می رود. حالا وقت آن رسیده که مبرد در اواپراتور ، گرمای آبی که قرار است به فن کویل ها برود را گرفته و دوباره تبدیل به گاز شود. و این چرخه همیشه ادامه دارد.

قطعات چیلر تراکمی

کمپرسور (Compressor)

کمپرسور چیلر را بر اساس نوع پروژه ، شرایط اقلیمی و … انتخاب می کنند.

نوع کمپرسور	روتاری (Rotary)	اسکرال (Scroll)	پیستونی (Reciprocating)	اسکرو (Screw)	سانتریفیوژ (centrifuge)
ظرفیت	3-30KW	5-100KW	2-210KW	70-1070KW	300-1800KW
کاربری	تهویه مطبوع	تهویه مطبوع	تهویه مطبوع و صنعتی	تهویه مطبوع و صنعتی	تهویه مطبوع و صنعتی

اواپراتور (Evaporateur)

 از دو نوع مبدل حرارتی به عنوان اواپراتور چیلر استفاده می کنند.

• اواپراتور پوسته و لوله (Shell and tube evaporator)
• اواپراتور صفحه ای یا پلیتی (plate evaporator)

کندانسور (condenser)

چیلر تراکمی از نظر کندانسور به دو نوع تقسیم می شود که شناخت تفاوت آن بسیار مهم است.

چیلر تراکمی هواخنک

کندانسور هوا خنک ، گرما را از طریق تبادل انرژی با هوای محیط ، دفع می کند. چیلر تراکمی هواخنک دارای فن های مکنده یا دمنده در بالا یا پشت دستگاه هستند. کندانسور می تواند مجتمع و یکپارچه با قطعات دیگر دستگاه و یا به صورت جداگانه باشد.

چیلر تراکمی آب خنک (Water-Cooled Chillers)

همان طور که از نامش پیداست از آب برای خنک کردن کندانسور استفاده می کند. این نوع ، دارای برج خنک کننده یا کولینگ تاور است. کندانسور چیلر آب خنک از نوع پوسته و لوله است که آب در کندانسور ، گرمای مبرد را جذب می کند و برای دفع آن به برج خنک کننده می رود.

انواع برج خنک کننده (cooling tower)

کولینگ تاورها از دو نظر تقسیم بندی می شوند. یکی نوع مدار و دیگری شکل ظاهری:

• برج خنک کن مکعبی که بدنه آن از جنس فلز است و در ظرفیت کم تولید می شوند.
• ذوزنقه ای شکل با بدنه چوبی و فن با قطر زیاد. این برج ها معمولا در ظرفیت بالا تولید می شوند.
• برج خنک کننده فایبرگلاس ، جریان آب و هوا در جهت خلاف هم هستند و به این شکل آب خنک می شود.

در سیستم های تهویه مطبوع بیشتر از برج خنک کننده مدار بازاستفاده می شود. از انجایی که مصرف آب برج مدار بسته است ، برای مناطق خشک و کم آب گزینه بهتری است.

چیلر تراکمی تبخیری

در کندانسورهای تبخیری ، مبرد داغ وارد لوله های نازلی (کویل) در کندانسور می شود و برای خنک کردن آن ، آب از نازل هایی بر روی لوله ها پاشیده می شود. آب گرمای مبرد را گرفته و بخار می شود.

قطعات دیگر

1. الکتروموتور
2. لوله رانش کمپرسور
3. شیر سرویس کندانسور
4. شیر تغذیه ماده مبرد
5. سایت گلاس (شیشه رویت – sight glass)
6. تابلو برق
7. فیلتر درایر

چیلر جذبی (Absorption chiller)

در چیلر جذبی از گرمای حاصل از سوخت های فسیلی  برای سرمایش استفاده می شود(جالب نیست؟!).

همچنین بخوانید : شناخت کامل چیلر جذبی

مانند چیلر تراکمی که برای خنک کردن آب ، انرژی گرمایی آن را با تبخیر مبرد می گیرند ، در چیلر جذبی هم این کار را انجام می دهند. با این تفاوت که به جای گاز فریون از آب استفاده می شود.

در چیلر جذبی ، مجموعه ژنراتور و جاذب که امروزه لیتویم بروماید است ، وظیفه کمپرسور را انجام می دهند. لیتیوم بروماید تمایل زیادی به جذب بخار آب دارد و با این کار باعث پایین آمدن دمای آن می شود. این محلول رقیق شده به ژنراتور می رود و با حرارت ، دوباره غلیظ می شود. بخار آب در کندانسور به مایع تبدیل می شود. فشار در کندانسور معمولا 10 برابر اواپراتور و محفظه جاذب است.

 انواع چیلر جذبی

1. چیلر جذبی تک اثره

• تک اثره با بخار
• تک اثره با آب داغ (دمای بالای 100 درجه سانتی گراد)
• تک اثره با آب گرم (حدود 95 درجه سانتی گراد)

چیلرهای جذبی تک اثره دارای یک مولد حرارتی هستند.

2. چیلر جذبی دو اثره

• دو اثره با بخار
• دو اثره با شعله مستقیم

چیلرهای دو اثره جدیدتر بوده و با دو ژنراتور ، سیکل تبرید کامل تری دارند.