انواع چیلر تراکمی

چیلر تراکمی می‌تواند باتوجه به مواردی همچون کندانسور، ظرفیت سرمایشی، اواپراتور و کمپرسور دسته‌بندی شود؛ اما شایع‌ترین دسته‌بندی برای چیلرهای تراکمی انواع چیلر تراکمی هوا خنک و چیلر تراکمی آب‌خنک است که همان‌طور که از اسمشان معلوم است یکی وظیفه خنک‌سازی آب و دیگری وظیفه خنک‌سازی با هوا را دارد. امروزه چیلرهایی با امکانات جدید از جمله امکان کاهش مصرف برق و آب تولید شده است اما نمیتوان آن را در دسته­بندی جدا قرار دارد و می‌توان گفت جزو همان چیلر آب خنک یا هوا خنک است.

چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک از پرمصرف‌ترین چیلرهای موجود در بازار است. ساختار این چیلر این‌گونه است که با سردکردن و پایین آوردن دمای آب آن را به دستگاه‌های مصرف‌کننده انتقال می‌دهد. سیکل تراکمی – تبخیری اصول کار این چیلرها است. در این نوع چیلر مبرد بعد از گرفتن دمای آب با فشار زیاد به کندانسور انتقال می­یابد و گرمای موجود را از طریق کندانسور به فن­ها داده و از طریق هوا خارج می‌کند. البته این کار پس از تقطیر و کاهش دما انجام می‌شود.

دلیل اینکه این نوع چیلر را با نام هوا خنک می‌شناسند این است که نوع کندانسور آن‌ها از طریق انتقال حرارت با هوای آزاد باعث خنک‌سازی و تقطیر مبرد می‌شود. وگرنه هر دو چیلر تراکمی آب‌خنک و هوا خنک وظیفه خنک‌سازی آب را دارند. از چیلر هوا خنک بیشتر در مکان­هایی استفاده می‌شود که با کمبود آب مواجه هستند. این چیلر بیشتر در خنک‌سازی دستگاه و وسایل صنعتی مانند دستگاه برش سنگ کاربرد دارد.

چیلر آب‌خنک

اساس کار چیلر تراکمی آب‌خنک این است که گرمای آب را می‌گیرد و از این طریق باعث ایجاد سرمایش می‌شود. البته در این نوع چیلر نیز مبرد گرمای آب را می‌گیرد و با فشار بالا وارد کندانسور می‌شود. در این چیلر آب از طریق گردش در کندانسور تقطیر می‌شود و دمای آن تا حد زیادی کاهش پیدا می‌کند. آب‌خنک این نوع چیلر توسط تجهیزاتی به نام برج خنک‌کننده تأمین می‌شود و این عمل هنگام گردش آب در داخل کندانسور صورت می‌گیرد.

در هر چیلر آب‌خنک تجهیزاتی مانند سیستم پمپاژ و لوله‌کشی و برج خنک‌کننده وجود دارد تا از طریق آن­ها بتوان آب را در داخل کندانسور خنک کرد. از چیلر آب خنک بیشتر در مصارف تهویه هوای ساختمان استفاده می‌شود و با عملکرد خوبی که دارد بسته به‌اندازه می‌تواند بازدهی داشته باشد؛ برای مثال یک چیلر تراکمی آب خنک با سایز متوسط می‌تواند یک ساختمان مسکونی 8 واحدی را از لحاظ تهویه‌مطبوع پوشش بدهد.

اجزای اصلی چیلرهای تراکمی

چیلرهای تراکمی از ۴ جزء اصلی کندانسور، کمپرسور، اواپراتور و شیر انبساط که همان اکستنشن ولو است تشکلی شده است. برای درست‌کردن یک چیلر بر‌اساس سیکل تبرید تراکمی – تبخیری باید حتماً هر ۴ مورد ذکر شده از تجهیزات وجود داشته باشند؛ اما تجهیزات چیلرهای تراکمی به‌عنوان تجهیزات پیچیده تنها به این چهار بخش محدود نیستند؛ بلکه اجزای کوچک و بزرگی در ساختار یک چیلر تراکمی وجود دارد که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم.

کمپرسور

وظیفه متراکم‌کردن و همچنین افزایش فشار مبرد خروجی از اواپراتور به عهده کمپرسور است. این بخش به‌عنوان قلب چیلر شناخته می‌شود.

 کندانسور

وظیفه اصلی تقطیر و کاهش دمای مبرد خروجی از کمپرسور به طور کل روی این بخش قرار دارد.

اواپراتور

وظیفه آن ایجاد تبادل حرارتی بین مبرد و سیال آن است و نتیجه عملکرد کل دستگاه چیلر در آن مشخص می‌شود.

اکسپنشن ولو

وظیفه این بخش از چیلر انبساط و کاهش فشار مبرد خروجی از طریق کندانسور و فرستادن آن به اواپراتور است.

جدا از این موارد اجزای اصلی دیگری نیز در چیلر هستند. برای مثال چیلر یکی از اجزای اصلی و مهم در چیلر تراکمی است. مبرد در چیلر تراکمی وظیفه گرفتن گرمای آب را دارد. به‌این‌ترتیب که آب گرم با عبور یا گردش از مبرد گرمایش گرفته می‌شود و گرمای تقطیر شده به شکل بخار از چیلر خارج می‌شود. آب سرد شده نیز بعد از عبور از کندانسور به مصرف تجهیزات می‌رسد. دیگر عضو اصلی چیلرها که در هر ۲ نوع چیلر تراکمی و جذبی وجود دارد تابلو برق است. شاید به این دلیل که تابلو برق در خنک­سازی آب نقشی ندارد زیاد موردتوجه نباشد، اما کار اصلی تابلو برق حفظ ولتاژ ورودی و خروجی برق به چیلر در یک حد مناسب است. تابلو برق با کنترل میزان ولتاژ مانع از سوختن الکتروموتورها می‌شود. وقتی مقدار ولتاژ ورودی به چیلر در حد ثابتی باشد هم میزان خرابی اعضای مختلف دستگاه و هم میزان برق مصرفی نیز پایین می­آید. تمامی قطعات نام‌برده‌شده در هر ۲ نوع چیلر آب خنک و هوا خنک یکسان هستند و در هر دو مورد وجود دارند.

شیر انبساط در چیلرهای تراکمی

شیر انبساط، که به آن اکسپنشن ولو هم می‌گویند، یکی از اجزای کلیدی در چیلرهای تراکمی است که وظایف مهمی را در سیکل تبرید انجام می‌دهد.

نقش اصلی شیر انبساط در چیلرهای تراکمی عبارتند از:

1. کنترل مقدار مبرد ورودی به اواپراتور

• شیر انبساط با تنظیم جریان مبرد، میزان گرمای قابل جذب توسط اواپراتور را کنترل می‌کند.
• این کار به منظور حفظ دمای مطلوب در اواپراتور و تامین ظرفیت خنک کنندگی مورد نیاز انجام می‌شود.
• اگر مقدار مبرد ورودی به اواپراتور کم باشد، دمای آن افزایش می‌یابد و ظرفیت خنک کنندگی کاهش می‌یابد.
• در مقابل، اگر مبرد بیش از حد وارد اواپراتور شود، ممکن است یخ زدگی رخ دهد و به سیستم آسیب برسد.

2. حفظ اختلاف فشار بین کندانسور و اواپراتور

• در چیلرهای تراکمی، کمپرسور مبرد را با فشار بالا به سمت کندانسور هدایت می‌کند.
• در کندانسور، گرمای مبرد به محیط منتقل شده و به حالت مایع تبدیل می‌شود.
• مایع مبرد سپس از طریق شیر انبساط به اواپراتور جریان می‌یابد.
• شیر انبساط با کاهش فشار مایع، نقطه جوش آن را پایین می‌آورد.
• در اثر افت فشار و پایین آمدن نقطه جوش، مایع مبرد در اواپراتور تبخیر شده و گرمای محیط را جذب می‌کند.
• اختلاف فشار بین کندانسور و اواپراتور برای عملکرد صحیح سیکل تبرید ضروری است.
• شیر انبساط با کنترل جریان مبرد، این اختلاف فشار را حفظ می‌کند.

انواع شیر انبساط

دو نوع اصلی شیر انبساط وجود دارد:

• شیر انبساط ترموستاتیکی (TEV): این نوع شیر انبساط از یک حباب پر از مبرد برای حس کردن دمای گاز خروجی از اواپراتور استفاده می‌کند.
• شیر انبساط الکترونیکی (EEV): این نوع شیر انبساط از سنسورهای الکترونیکی برای اندازه‌گیری دما، فشار و سایر پارامترها و تنظیم دقیق جریان مبرد استفاده می‌کند.

مزایای استفاده از شیر انبساط در چیلرهای تراکمی

• افزایش کارایی: شیر انبساط با تنظیم دقیق جریان مبرد، بهینه سازی عملکرد سیستم و افزایش کارایی آن کمک می‌کند.
• کاهش مصرف انرژی: با تنظیم صحیح جریان مبرد، مصرف انرژی چیلر به حداقل می‌رسد.
• افزایش طول عمر سیستم: شیر انبساط با محافظت از اواپراتور در برابر یخ زدگی و سایر آسیب‌ها، به افزایش طول عمر سیستم کمک می‌کند.
• ظرفیت خنک کنندگی پایدار: شیر انبساط با حفظ دمای مطلوب در اواپراتور، ظرفیت خنک کنندگی پایدار و مطلوبی را ارائه می‌دهد.

تابلو برق در چیلر تراکمی

تابلو برق در چیلرهای تراکمی، قلب تپنده این سیستم ها محسوب می‌شود و وظایف حیاتی را در جهت عملکرد صحیح و ایمن آنها بر عهده دارد. نقش اصلی تابلو برق در چیلرهای تراکمی عبارتند از:

1. تامین برق و توزیع آن به اجزای مختلف چیلر

• تابلو برق برق مورد نیاز اجزای مختلف چیلر مانند کمپرسور، فن ها، پمپ ها و سیستم کنترلی را از منبع تغذیه دریافت می‌کند.
• سپس این برق را با ولتاژ و جریان مناسب به هر کدام از این اجزا توزیع می‌کند.

2. حفاظت از اجزای چیلر در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه و سایر خطرات الکتریکی

• تابلو برق به تجهیزاتی مانند فیوز، کنتاکتور، رله و سایر وسایل حفاظتی مجهز است که از اجزای چیلر در برابر خطرات الکتریکی مانند اضافه بار، اتصال کوتاه، نوسانات جریان و ولتاژ محافظت می‌کنند.
• در صورت بروز هر گونه مشکل الکتریکی، این تجهیزات به طور خودکار جریان برق را قطع کرده و از آسیب رسیدن به چیلر جلوگیری می‌کنند.

3. کنترل و راه اندازی چیلر

• تابلو برق به سیستم کنترلی چیلر مجهز است که امکان کنترل و راه اندازی چیلر را از طریق کلیدها، نمایشگرها و سایر ادوات کنترلی فراهم می‌کند.
• اپراتور می تواند از طریق سیستم کنترلی، دمای مورد نظر، دور فن ها، وضعیت کارکرد چیلر و سایر پارامترها را تنظیم و کنترل نماید.

4. عیب یابی و نمایش هشدار

• تابلو برق به سیستم عیب یابی مجهز است که در صورت بروز هر گونه مشکل در عملکرد چیلر، اپراتور را از طریق آلارم و نمایش خطا آگاه می‌کند.
• این امر به اپراتور کمک می‌کند تا به سرعت مشکل را شناسایی و نسبت به رفع آن اقدام نماید.

نحوه عملکرد تابلو برق در چیلرهای تراکمی

• هنگامی که برق به چیلر متصل می‌شود، ابتدا از کلید اصلی عبور می‌کند.
• سپس برق وارد ترانسفورماتور می‌شود که ولتاژ آن را به سطح مورد نیاز برای اجزای مختلف چیلر کاهش می‌دهد.
• برق با ولتاژ مناسب از طریق کنتاکتورها به کمپرسور، فن ها، پمپ ها و سایر اجزا منتقل می‌شود.
• رله ها و سایر تجهیزات حفاظتی به طور مداوم جریان برق را رصد می‌کنند و در صورت بروز هر گونه مشکل، به طور خودکار جریان را قطع می‌کنند.
• سیستم کنترلی از طریق سنسورها و actuators اطلاعات مربوط به عملکرد چیلر را جمع آوری کرده و به اپراتور نمایش می‌دهد.
• اپراتور می تواند از طریق سیستم کنترلی، چیلر را راه اندازی و تنظیم نماید.

اجزای اصلی تابلو برق در چیلرهای تراکمی

• کلید اصلی
• ترانسفورماتور
• کنتاکتور
• رله ها
• فیوزها
• سیستم کنترلی
• سنسورها
• actuators
• نمایشگرها
• آلارم ها

در نهایت، تابلو برق با تامین برق، حفاظت، کنترل و عیب یابی، نقشی اساسی در عملکرد ایمن و کارآمد چیلرهای تراکمی ایفا می‌کند.

مصرف برق چیلر تراکمی

همان‌طور که گفتیم دو نوع چیلر تراکمی و جذبی وجود دارد. از لحاظ مصرف برق چیلر تراکمی معمولاً مصرف برق بیشتری نسبت به چیلر جذبی دارد. دلیل این مصرف بیشتر وجود کمپرسور در داخل چیلر تراکمی است. فرقی ندارد که کمپرسور شما در داخل چیلر تراکمی از چه نوعی باشد باز هم مصرف برق بیشتری نسبت به چیلر جذبی دارد. علاوه‌بر کمپرسور تجهیزات دیگری نظیر فن کندانسور وجود دارد که مقدار زیادی مصرف برق را در چیلرهای تراکمی بالا می‌برد. البته به کمک روش­هایی می‌توان این مصرف برق را در چیلرهای تراکمی کاهش داد که به‌عنوان نمونه می‌توان به کنترل ظرفیت برودتی چیلر، راه‌اندازی فن‌ها به کمک درایو اینورتر، نصب کمپرسور با ضریب عملکرد بالا و مدولار کردن کمپرسورها اشاره کرد. باید به این نکته توجه داشت که در کل چیلرها به دلیل تجهیزات زیادی که دارند دستگاه پر مصرفی از لحاظ مصرف هستند. البته امروزه چیلرهای تراکمی ساخته شده­اند که به کمک درایو اینورتر مصرف برق آن­ها تا حد زیادی کاهش‌یافته است.

باید در هنگام خرید چیلر به ضریب عملکرد آن نیز توجه کرد. ضریب عملکرد به این معنی است که یک چیلر تراکمی نسبت به میزان مصرف برق چقدر می‌تواند آب‌خنک تولید کند. برای مثال دستگاهی که ضریب عملکرد پایینی دارد با وجود مصرف زیاد برق و انرژی میزان کمی آب را می‌تواند در مدت مشخص خنک کند که از این لحظه این دستگاه­ها به‌هیچ‌عنوان به‌صرفه نیستند. پیشنهاد می‌شود چیلر برق بر روی کنتورهای برق تجاری تاحدامکان نصب نشود. کنتورهای برق خانگی میزان مصرف متفاوتی با تجاری دارند، باتوجه‌به پر مصرف بودن چیلر تراکمی ممکن است بر روی برق تجاری هزینه زیادی اعمال شود. علاوه‌بر مصرف برق کنترل میزان مصرف آب نیز در چیلرهای تراکمی مهم است که باید به آن دقت داشته باشید.

مقایسه چیلر جذبی و چیلر تراکمی:

اولین و اصلی ترین تقسیم بندی انواع چیلر بر مبنای سیکل کاری آنها می باشد که بر این اساس چیلرها یا تراکمی هستند یا جذبی. در اینجا مقایسه‌ای کلی از چیلر جذبی و چیلر تراکمی ارائه می‌شود:

نحوه عملکرد

• چیلر جذبی: در این نوع چیلر، از فرایند جذب و تبخیر برای خنک کردن آب یا هوا استفاده می‌شود. یک مبرد (معمولاً لیتیوم بروماید) توسط یک ژنراتور با استفاده از گرما (معمولاً از آب گرم، بخار یا شعله مستقیم) به بخار تبدیل می‌شود. بخار مبرد در جذب کننده توسط ماده جاذب (معمولاً آب) جذب می‌شود و گرمای زیادی آزاد می‌شود. این گرما توسط آب خنک کننده دفع می‌شود. مبرد مایع سپس به اواپراتور پمپ می‌شود و در آنجا تحت فشار کم تبخیر می‌شود و گرمای محیط را جذب می‌کند. بخار مبرد از اواپراتور به ژنراتور برمی‌گردد و سیکل تکرار می‌شود.
• چیلر تراکمی: در این نوع چیلر، از یک کمپرسور برای فشرده سازی مبرد استفاده می‌شود. مبرد فشرده شده به کندانسور منتقل می‌شود و در آنجا گرمای خود را به محیط اطراف (معمولاً هوا یا آب) منتقل می‌کند. مبرد مایع سپس به اواپراتور منتقل می‌شود و در آنجا تحت فشار کم تبخیر می‌شود و گرمای محیط را جذب می‌کند. بخار مبرد از اواپراتور به کمپرسور برمی‌گردد و سیکل تکرار می‌شود.

مزایای چیلر جذبی

• مصرف انرژی کمتر: چیلرهای جذبی به طور کلی از چیلرهای تراکمی در زمانی که از منابع انرژی گرم مانند آب گرم یا بخار استفاده می‌کنند، مصرف انرژی کمتری دارند.
• صدای کم: چیلرهای جذبی به طور کلی از چیلرهای تراکمی کم صداتر هستند.
• سازگاری با محیط زیست: چیلرهای جذبی از مبردهای دوستدار محیط زیست مانند لیتیوم بروماید استفاده می‌کنند.
• قابلیت استفاده از منابع انرژی مختلف: چیلرهای جذبی می‌توانند از منابع انرژی مختلف مانند آب گرم، بخار یا شعله مستقیم استفاده کنند.

معایب چیلر جذبی

• هزینه اولیه بیشتر: چیلرهای جذبی به طور کلی از چیلرهای تراکمی گران‌تر هستند.
• فضای اشغال شده بیشتر: چیلرهای جذبی به طور کلی از چیلرهای تراکمی فضای بیشتری اشغال می‌کنند.
• نیاز به برج خنک کننده: چیلرهای جذبی برای دفع گرما به برج خنک کننده نیاز دارند.
• ظرفیت خنک کنندگی کمتر: چیلرهای جذبی به طور کلی ظرفیت خنک کنندگی کمتری نسبت به چیلرهای تراکمی با ابعاد مشابه دارند.

مزایای چیلر تراکمی

• هزینه اولیه کمتر: چیلرهای تراکمی به طور کلی از چیلرهای جذبی ارزان‌تر هستند.
• فضای اشغال شده کمتر: چیلرهای تراکمی به طور کلی از چیلرهای جذبی فضای کمتری اشغال می‌کنند.
• ظرفیت خنک کنندگی بیشتر: چیلرهای تراکمی به طور کلی ظرفیت خنک کنندگی بیشتری نسبت به چیلرهای جذبی با ابعاد مشابه دارند.
• مناسب برای آب و هوای گرم: چیلرهای تراکمی در آب و هوای گرم کارآمدتر از چیلرهای جذبی هستند.

معایب چیلر تراکمی

• مصرف انرژی بیشتر: چیلرهای تراکمی به طور کلی از چیلرهای جذبی در زمانی که از برق استفاده می‌کنند، مصرف انرژی بیشتری دارند.
• صدای بیشتر: چیلرهای تراکمی به طور کلی از چیلرهای جذبی پرصداتر هستند.
• استفاده از مبردهای مضر برای محیط زیست: چیلرهای تراکمی از مبردهایی که ممکن است برای محیط زیست مضر باشند استفاده می‌کنند.

مقایسه چیلر تراکمی هوا خنک و آب‌خنک

همان‌طور که گفتیم در چیلرهای آب‌خنک از آب سردِ موجود در برج خنک‌کننده برای ازبین‌بردن گرمای بخار مبرد در داخل کندانسور استفاده می‌شود و ازآنجایی‌که مکانیزم خنک‌کردن آب در برج خنک‌کننده مبتنی بر سرمایش تبخیری است، مقدار به‌نسبت زیادی از آب در حال گردش به‌صورت مداوم در حال تبخیرشدن است. علاوه‌بر این برای حفظ راندمان برودتی برج باید با نرخ و مقدار مشخصی، آب داخل برج تخلیه شده و با آب تمیز جایگزین شود که درصورتی‌که آب تخلیه شده جای دیگری قابل‌استفاده نباشد، یعنی مصرف آب برج ۲ برابر می‌گردد. همه این مصارف آب یک طرف و اینکه چیلرهای هوا خنک هیچ مصرف آبی ندارند هم یک طرف. یعنی از لحاظ مصرف آب اگر مصرف چیلرهای آب‌خنک را صددرصد در‌نظر بگیریم مصرف چیلر هوا خنک صفر است.

البته باید این موضوع را مدنظر داشته باشید که چون در چیلر هوا خنک تجهیزات بیشتری کار می‌کنند و در هنگام خنک‌سازی فشار زیادی نسبت به چیلر آب‌خنک روی آنها است پس در نتیجه مصرف برق چیلر هوا خنک نسبت به چیلر آب‌خنک بیشتر است و در مواردی ممکن است این اختلاف مصرف برق حتی به ۲ برابر نیز برسد. تمامی مقایسه­ های این دو نوع چیلر در شرایط یکسان و با یک‌میزان تولید آب سرد انجام شده است.

جمع بندی

چیلرهای تراکمی وسیله­ای برای خنک‌سازی آب هستند. آب‌خنک شده به‌وسیله این دستگاه‌ها برای مصارف صنعتی در تولیدی و کارخانه‌ها استفاده می‌شود. این آب برای خنک‌سازی تجهیزات برش و تولید و همچنین تهویه‌مطبوع ساختمان نیز کاربرد دارد. چیلر تراکمی در ۲ نوع آب خنک و هوا خنک ارائه می‌شود. تفاوت اصلی این دو نوع چیلر نوع خنک­سازی آب است. در چیلر هوا خنک آب با فشار زیاد وارد کندانسور می‌شود و با عبور از مبرد خنک می‌شود، اما در چیلر آب خنک آب گرم در داخل کندانسور گردش می‌کند و مبرد گرمای آب را می‌گیرد تا آب خنک شود. در کل چیلرهای تراکمی مصرف برق بیشتری نسبت به چیلرهای جذبی دارند. این حجم بیشتر مصرف برق به دلیل وجود کندانسور و کمپرسور است که برق زیاد برای گردش لازم دارد. لازم به ذکر است که چیلر هوا خنک به‌تقریب هیچ مصرف آب اضافی ندارد؛ این در حالی است که چیلر آب خنک می‌تواند تا ۲ برابر آب که خنک می‌کند مصرف آب داشته باشد. برای انتخاب چیلر مناسب با کارشناسان و متخصصین شرکت تهویه دماوند تماس بگیرید.