چیلر آب خنک چیست
دستگاه چیلر آب خنک با کمک یک سیال خنک کننده موظف است که تبرید و تهویه ساختمان های مسکونی و اماکن صنعتی و تجاری را انجام دهد. با گردش مبرد در سیکل مدار تبرید و تبخیر آن در اپراتور دمای آب در چیلر آب خنک پایین می آید. آب خنک شده با کمک پمپ سیرکولاتور در مدار لوله کشی که شامل فن کویل ها و هواسازها است، گردش می کند و با خنک کردن هوای محیط گرما را به خود جذب کرده و مجددا بر می گردد. چیلرهای آبی در دو گروه چیلر جذبی و چیلر تراکمی دسته بندی می شوند. چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی به دلیل متفاوت بودن مبرد با یکدیگر فرق دارند. مبرد استفاده شده در چیلرهای تراکمی معمولا فریون و مبرد چیلرهای جذبی آب مقطر است.
در چیلرهای آبی تراکمی کمپرسورهای برودتی مانند کمپرسورهای اسکرو، سیلندر پیستونی، سانتریفیوژ و اسکرال با استفاده از انرژی الکتریکی مبرد را در مدار تبرید به حرکت در می آورد. اما در چیلرهای آبی جذبی از انرژی حرارتی، موتورخانه بخار و مشعل برای جابجایی مبرد استفاده می شود.
چرخه تبرید در چیلر آب خنک
در سیکل تبرید چیلر آب خنک، مبرد در چهار بخش اصلی به گردش در می آید. در این سیکل مبرد که مخلوط گاز و مایع است با فشار پایین به اپراتور وارد می شود. گرما به وسیله مبدل حرارتی چیلر یعنی اواپراتور به مبرد انتقال می یابد و مایع مبرد داخل اواپراتور را تبخیر می کند. مبرد با مکش به کمپرسور دما و فشار را افزایش می دهد. مبردی که دما و فشار آن بالا رفته از کمپرسور بیرون می آید و به سمت کندانسور می رود.
مبرد از طریق آب برج خنک کننده گرما را به محیط منتقل می کند و دوباره از حالت گاز به حالت مایع بر می گردد. تغییر حالت مبرد از گاز به مایع به دلیل انتقال گرمای آن به محیط اتفاق می افتد. دما و فشار مبرد به محض خارج شدن از اکسپشن ولو کاهش یافته و مجددا به سمت اواپراتور حرکت می کند.
آشنایی با اجزای مختلف چیلر آب خنک
چیلر آب خنک از کمپرسور، اواپراتور، کندانسور شیر انبساط ( اکسپنسن ولو) و برج خنک کننده تشکیل شده است. البته دستگاه‌های کنترلی دیگری نیز در این نوع چیلر با هدف محافظت از دستگاه و بهبود عملکرد آن به کار رفته است. دلیل نامگذاری چیلر آب خنک این است که نوع کندانسور در این نوع چیلر تراکمی با انواع دیگر فرق دارد.
کندانسور چیلر آب خنک از نول آبی می باشد و مبرد پس از داغ شدن از کمپرسور خارج می شود و با استفاده از تبادل گرما با آب در سیکل برج خنک کننده از گاز به مایع تبدیل شده و سرد می شود. دستگاه برج خنک کننده از چیلر آب خنک مجزاست اما به دلیل اینکه آب خنک مورد نیاز کندانسور را تامین می کند تا تقطیر و سرد شدن مبرد صورت بگیرد، تاثیر بسیار زیادی در عملکرد دارد. بنابراین سعی کنید که برج خنک کننده و دستگاه چیلر را از یک تولید کننده تهیه کنید و مطمئن شوید که ظرفیت برج خنک کننده متناسب باشد.
نقش قطعه کمپرسور
می توان نقش کمپرسور در چیلر تراکمی را به نقش قلب در بدن انسان تشبیه کرد. در ساخت سیستم معمولا کمپرسورهای اسکرو کاربرد زیادی دارند. البته از کمپرسورهای رفت و برگشتی هم می توان استفاده نمود. اما کمپرسورهای اسکرو دارای سروصدای بسیار کمتری هستند و می توان ظرفیت آن ها را به صورت دقیق تری کنترل کرد. سیکل های موازی چیلرهای تراکمی به چند کمپرسور اتصال می یابند.
این کار به منظور کاهش ظرفیت سرمایی چیلر انجام می شود. به عنوان مثال اگر یک چیلر دارای چهار کمپرسور باشد، با خاموش کردن یکی از کمپرسورها ظرفیت تراکمی چیلر به میزان 25 درصد کاهش می یابد. از دلایل دیگری که خطوط موازی را به چند کمپرسور وصل می کنند این است که چنانچه یکی از کمپرسورها با مشکل مواجه شد، چیلر به طور کامل از کار نیفتد و بتوان از چیلر با ظرفیتی پایین تر استفاده کرد تا کمپرسور خراب تعمیر شود. کمپرسور در راندمان، ضریب عملکرد، مصرف برق، میزان هوای سرد تولید شده و طول عمر دستگاه چیلر نقش بسزایی دارد.
نقش قطعه اواپراتور
نقش اواپراتور در چیلر تراکمی آب خنک این است که به عنوان مبدل حرارتی عمل می کند و واحد تبخیر دستگاه است. در واقع خنک سازی هوای محیط توسط اپراتور صورت می گیرد. طراحی اواپراتورها به شکل یک مبدل پوسته لوله است. در اطراف لوله آب جریان دارد و در داخل آن سیال مبرد در حرکت است. سیال مبرد با تبخیر خود، دمای آب اواپراتور را به میزان زیادی کاهش می دهد و آب خنک شده با هدایت به سمت فن کویل ها و دستگاه هواساز باعث کاهش دمای محیط می شود. سیال مبرد نیز بعد از تبخیر مجددا به سمت کمپرسور ارسال می شود. کمپرسور نیز تاثیر زیادی در راندمان و عملکرد چیلر دارد.
نقش قطعه کندانسور
کندانسور نیز دقیقا مانند یک مبدل حرارتی در پوسته لوله عمل می کند و واحد تقطیر به شمار می رود. داخل لوله سیال مبرد جریان دارد. دمای سیال مبرد با ورود به کندانسور پایین می آید. اما قبل از ورود به کندانسور در کمپرسور فشار و دمای سیال مبرد بسیار زیاد است. مبرد پس از کندانسور به داخل شیر انبساط وارد می شود. همانطور که قبلا نیز اشاره کردیم در چیلرهای تراکمی عمل خنک سازی را هم می توان با جریان آب و هم با جریان هوا انجام داد. در چیلر تراکمی آب خنک، عمل خنک سازی در بخش کندانسور انجام می گیرد. وقتی برای خنک کردن اولیه مبرد جریان آب مورد استفاده قرار بگیرد، اصطلاحا می گویند که نوع چیلر، چیلر آب خنک می باشد. تامین آب مورد نیاز چیلر تراکمی که به کندانسور وارد می شود، به عهده برج خنک کننده است.
نقش برج خنک کننده
برج خنک کننده به عنوان اجزای کمکی چیلر در سرمایش هوای محیط نقش دارد. همان گونه که اشاره کردیم سیال مبرد پس از عبور از مبدل پوسته لوله به دمای پایین می رسد. آب موجود در کندانسور آبی است که دمای آن در برج خنک کننده پایین آمده است. در واقع آبی که از کندانسور خارج شده به برج خنک کننده وارد می شود. در برج خنک کننده آب به حالت آبشاری جریان دارد. از قسمت پایینی برج نیز جریان هوا به سمت داخل پمپاژ می شود. با این اتفاق دمای آب در برج خنک کننده پایین می آید. آب خنک شده دوباره به سمت کندانسور می رود.
مزایا و معایب چیلر آب خنک
بعد از آشنایی با قسمت های مختلف و بررسی عملکرد آن ها، در این بخش قصد داریم مزایا و معایب این دستگاه خنک کننده هوا را ذکر کنیم. چیلر آب خنک برای خنک سازی هوا در ساختمان های اداری، تجاری و مسکونی کاربرد دارد. همچنین برای خنک کردن هوای کارگاه ها و دستگاه صنعتی هم مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل محبوبیت چیلر آب خنک بالا بودن ظرفیت سرمایش این دستگاه است. چیلر تراکمی آب خنک هوای خنک بیشتری نسبت به چیلرهای جذبی تولید می کند. البته برای راه اندازی این نوع چیلر باید آب زیادی در اختیار داشته باشید. تامین آب مورد نیاز این نوع چیلر در مناطق گرمسیری کار راحتی نیست.
یکی دیگر از معایب چیلرهای آب خنک این است که هزینه طراحی و راه اندازی چیلر آب خنک از چیلرهای هوا خنک خیلی بیشتر است. دلیل بیشتر بودن هزینه راه اندازی این نوع چیلر، تهیه برج خنک کننده است. البته با وجود هزینه های بیشتر، کارایی و ظرفیت سرمایشی بیشتری نیز دارند. یکی دیگر از مزیت های این دستگاه امکان نصب این دستگاه در تاسیسات یا موتور خانه و دسترسی راحت به آن است. در حالی که چیلر هوا خنک را حتما باید در فضای آزاد و روی پشت بام نصب کنید. قیمت چیلر آب خنک با توجه به نوع کندانسور، ظرفیت سرمایشی و راندمان بالا نسبت به چیلر هوا خنک حدود سی تا چهل درصد کمتر است.
به دلیل مشکل کم آبی امکان استفاده از این سیستم در مناطق آب و هوایی گرم و خشک وجود ندارد.
