چرا بیشتر از چیلر استفاده می شود؟

چیلر (Chiller) به دستگاهی گفته می شود که از طریق یک سیکل ترمودینامیکی (سیکل تراکمی بخار یا جذبی)، گرما را از جریان سیال مشخصی (مبرد) دفع می­ کند. سپس این جریان بواسطه گردش درون یک مبدل حرارتی، جهت خنک کاری آب مورد استفاده قرار می گیرد.در واقع چیلر گرما را از محیطی گرفته و به محیط دیگری منتقل می کند. پس می توان چیلر را نوعی پمپ انرژی قلمداد کرد که محصول خروجی آن آب سرد است. از جریانِ آبِ خروجی چیلر برای خنک کاری و سیستم های سرمایشی منازل و واحدهای مسکونی استفاده می شود.

همچنین برای خنک کاری و سرمایش برخی از فرآیندهای تولید و بعضی از ماشین آلات خطوط تولید هم از دستگاه چیلر استفاده می شود که در ادامه به طور کامل اجزا، نحوه عملکرد و کاربرد همر کدام را بررسی می کنیم. برج خنک کننده صنعتی ساخته شده از اجزاء جانبی و اجزاء داخلی مونتاژ شده در محل است

چیلرها از مهمترین تجهیزات سرمایشی و تولید برودت در ساختمان ها و کارخانه های صنعتی به حساب می آیند. از آب سردِ تولیدی در چیلر می توان به کمک فن کویل ها و یا هواسازها، فضای داخلی هر ساختمانی را خنک کرد و یا از آن در ماشین آلات صنعتی و انواع فرایندهای تولید که به خنک کاری نیاز دارند، استفاده نمود.

کاربرد چیلر در تهویه مطبوع

چیلر یکی از مصادیقِ سیستم تهویه مطبوع آبی به شمار می رود. چنانکه آب سرد خروجی از چیلر با گردش درون مبدل­ های حرارتی هوایی (کویل) مانند فن کویل، کویل هواساز و اِیر کولر، جریان هوای خنک مورد نیاز جهت سرمایش فضاهای مسکونی، اداری، تجاری، صنعتی و … را فراهم می کند. این چنین، دمای آب ورودی به کویل با دریافت گرما از هوای فضای مورد نظر، افزایش پیدا کرده و برای سرد شدن تا دمای استاندارد تهویه (7 درجۀ سانتی گراد) مجدداً به چیلر باز می گردد.

 چیلر و فن کویل

رایج ترین استفاده از آب سرد چیلر در حوزۀ تهویه مطبوع، در کنار ترمینال یونیت هایی بنام فن کویل می باشد.فن کویل همان طور که از نامش پیداست، شامل فن دمنده و مبدل حرارتی (کویل) است که با فیلتر و یک مدار کنترلی ساده ترکیب می شود. به کمک فن کویل و با استفاده از آب گرمِ دیگ یا پکیج، این امکان فراهم می شود که بتوان گرمایش مورد نیاز پروژه را نیز تأمین نمود.

با توجه به استفاده از فن کویل برای هر فضای تفکیک شده ای، امکان کنترل مستقل دمای هر فضا ایجاد می شود. موضوعی که در کاربری هایی از جمله ساختمان های مسکونی، اداری و مجتمع های تجاری اهمیت بسیاری دارد.

چیلر و هواساز

غالباً در فضاهایی که مساحت یکپارچه ای دارند، مثل سالن های ورزشی، تالارهای پذیرایی، فروشگاه های زنجیره ای، نمایشگاه ها، سالن های همایش و … و در واقع در فضاهایی که نیازی به تفکیک دمایی نیست، از هواسازها استفاده می شود که از طریق یک کویل سرمایشی و با بکارگیریِ آب سرد چیلر، جریان هوای سردِ مورد نیاز را تولید می کنند. ضمن آنکه به کمک هواساز، امکان تأمین هوای تازه و ایجاد فشار مثبت نیز، فراهم می شود.

چیلر و اِیر کولر

اِیر کولر (Air cooler) ساختاری دقیقاً مشابه اواپراتورهای هوایی که در سردخانه ها استفاده می شوند، دارد. با این تفاوت که بجای مادۀ مبرد، آب سرد و یا گرم درون لوله های کویلِ آن جریان می یابد. از اِیر کولر که حجم و فشارِ هوادهی آن در مقایسه با فن کویل بمراتب بیشتر است، غالباً در سوله ها و سالن های تولید استفاده می شود.

عمدتاً در پروژه هایی که در آنها نیاز چندانی به هوای تازه وجود نداشته و از طرفی شرایط برای کانال کشی توزیع هوا فراهم نیست، بجای استفاده از هواساز (یا در کنار استفاده از هواساز)، اِیر کولر بکار گرفته می شود.

کاربرد چیلر در برودت صنعتی

آب سرد تولیدیِ چیلر، در بسیاری از فرایندهای صنعتی که نیاز به فرآیند سرمایش (Cooling process) دارند از جمله خنک­ کاری مکانیزم ها و ماشین آلات خطوط تولید، در گسترۀ وسیعی از صنایع مختلف استفاده می شود. نمونه ای از این صنایع عبارتند از: پلاستیک، تزریق و ریخته­گری، فلزکاری، جوشکاری، ماشین­ ابزار، پتروشیمی، داروسازی، بهداشت و درمان، تولید و نگهداری مواد غذایی، پرورش ماهی، کاغذ و سیمان، راهسازی و …

کاربرد چیلر در ساختمان‌ها

در هر شهر و منطقه‌ای تعداد زیادی ساختمان وجود دارد که از چندین اتاق یا پارتیشن ایجاد شده‌اند. ساختمان‌های بزرگ اداری یا هتل‌ها را تصور کنید که هر کدام از چندین اتاق مجزا تشکیل شده‌اند. واضح است که استفاده از کولر گازی برای تمام اتاق‌ها اصلاً کار منطقی نیست. این کار مصرف انرژی را به شدت بالا برده و هزینه‌های زیادی را به دنبال دارد.

در این شرایط استفاده از چیلر ساختمانی یا مینی چیلر بهترین راهکار است. در این روش برای هر اتاق یک فن کویل در نظر گرفته می‌شود و تمام آن‌ها به چیلر آب خنک متصل می‌شوند. هر کدام از این فن کویل‌ها را می‌توان به تنهایی تنظیم کرد. شما می‌توانید در هر اتاق که هستید، مطابق دمای مورد نظر خود، سرمای این وسیله را کاهش یا افزایش داده و همچنین آن را قطع کنید. این کار هیچ خللی در فرایند کار چیلر یا سایر فن کویل‌ها ایجاد نمی‌کند.

کاربرد چیلر در سوله‌ها و مکان‌های وسیع

در برخی از موارد با ساختمان‌هایی روبه‌رو می‌شویم که وسعت زیادی دارند؛ اما محیط آن‌ها به وسیله‌ اتاق و پارتیشن جدا نشده است. ساختمان‌هایی همچون سوله‌های ورزشی، تولیدی‌ها و همچنین سینما را تصور کنید. در این محیط استفاده از چندین فن کویل امکان‌پذیر نیست. بهترین راه این است که از یک دستگاه هواساز استفاده شود که بتواند عمل هوارسانی را به خوبی در سرتاسر این محیط انجام دهد.

این دستگاه در بیرون از ساختمان قرار می‌گیرد و سرمای خود را از آب سرد چیلر ساختمانی تأمین می‌کند. دستگاه هواساز در عین حال که هوا را سرد می‌کند، قابلیت این را دارد که رطوبت هوا را نیز رفع کند. در واقع چیلر هوا خنک در این مکان‌ها نقش کلیدی ایفا می‌کند. پکینگ در برج های خنک کننده بعنوان قلب تپنده این سیستم خنک کاری، وظیفه به حداکثر رساندن سطح تماس آب و هوا و بالا بردن راندمان دستگاه را بر عهده دارد.

کاربرد چیلر در استفاده از ایر کولر

ایر کولر وسیله‌ای شبیه به فن کویل است، با این تفاوت که فشار هوادهی در آن بسیار بیشتر است. از این ابزار در مکان‌هایی استفاده می‌شود که به دلیل وسعت بالایی که دارند، امکان کانال‌کشی‌های متعدد وجود نداشته باشد. در این شرایط به‌جای استفاده از هواساز و گاه در کنار هواساز از ایرکولر استفاده می‌شود. تأمین هوا و سرمای موجود در ایر کولر برعهده‌ چیلر هوا خنک است.

کاربرد چیلر در صنایع

در صنایع گوناگون استفاده از چیلر صنعتی بسیار مهم است. در بسیاری از موارد کارکرد دستگاه‌های مختلف بدون وجود سردکننده امکان‌پذیر نیست. گاه ممکن است در صنایع یک مخزن بزرگ وجود داشته باشد که دمای آن باید کاهش پیدا کند.

در برخی موارد ماشین‌آلات گوناگون برای کارایی خود به یک سیستم سردکننده نیاز دارد تا دچار مشکلات فنی نشوند. برای کاهش دما در صنایع، هزاران مثال گوناگون می‌توان زد؛ به‌طوری‌که کم‌تر صنعتی را مشاهده خواهید کرد که از انواع چیلر صنعتی یا مینی چیلر در آن استفاده نشود.

انواع چیلر

در تقسیم‌بندی انواع این دستگاه سرماساز، می‌توان آن را به دو نوع کلی تقسیم کرد؛ نوع اول تراکمی و نوع دوم جذبی نام دارد. هر کدام از این دو مورد خود دارای زیرمجموعه‌های مختلف و کارایی متفاوت هستند. به‌طور مثال چیلر تراکمی براساس نوع کمپرسور و نوع کندانسور خود به چندین دسته تقسیم می‌شود که هر کدام براساس نیاز و دمای محیطی مورد استفاده قرار می‌گیرند. پکینگ توربو اسپلش به دلیل طراحی خاص خود، دارای خاصیت ضد رسوب است.

همچنین چیلر جذبی نیز به دو مدل تک اثره و دو اثره تقسیم می‌شود که هر یک از این مدل‌ها خود دارای زیرمجموعه‌های مختلفی هستند. به‌طورکلی فاکتورهای مختلفی وجود دارد که سبب تفاوت در دو مدل ذکر شده می‌شوند. این فاکتورها عبارت‌اند از:

• ضریب عملکرد: این مسئله نشان‌دهنده‌ راندمان و میزان مصرف انرژی است. در چیلر تراکمی ضریب عملکرد تا 3.5 و در چیلر آب خنک تا 6 قابل دسترسی است. درحالی‌که در چیلر جذبی این عدد نهایتا به 1.4 می‌رسد.
• وزن دستگاه و ابعاد آن: وزن و ابعاد نوع جذبی معمولاً چیزی حدود دو برابر از مدل تراکمی است. همچنین برای نصب و استقرار چیلر مدل جذبی به زیرسازی بیشتر و شاسی‌های مقاوم‌تری نیاز است.
• هزینه‌ خرید و نگهداری: هزینه‌ خرید و نگهداری مدل جذبی چیزی حدود دود برابر بیشتر از مدل تراکمی است. این درحالی است که ظرفیت هر دو دستگاه یکسان باشد.
• مصرف آب و انرژی: ازآنجاکه مدل جذبی دارای سیستم جذب‌کننده است، میزان آب مورد نیاز برای دفع حرارت در آن بیشتر است. همچنین مصرف سوخت بالاتری دارد که در کنار افزایش هزینه‌ها، سبب آلودگی محیط زیست نیز می‌شود.
• میزان تولید صدا: در مدل جذبی صدای تولیدشده نسبت به مدل تراکمی پایین‌تر است. تنها در مدل شعله مستقیم به دلیل وجود قطعات مکانیکی میزان تولید صدا بیشتر است.
• شرایط اقلیمی: مدل جذبی برای کارایی نیاز به برج خنک‌کننده دارد؛ بنابراین استفاده از آن‌ در مناطق مرطوب امکان‌پذیر نیست. در این مکان‌ها حتما باید از مدل تراکمی استفاده شود.