چیلر | مهتاب گستر

چیلر چیست؟

چیلر دستگاهی است که برای خنک‌سازی مایعات و تأمین آب سرد در سیستم‌های تهویه مطبوع، صنعتی و برودتی استفاده می‌شود. این دستگاه با استفاده از سیکل تبرید، گرما را جذب و به محیط بیرون منتقل می‌کند. چیلر ها در دو نوع تراکمی و جذبی موجودند و در صنایع مختلف مانند ساختمان‌ها، کارخانه‌ها و بیمارستان‌ها کاربرد دارند.

سوخت چیلر

سوخت چیلر به منبع انرژی مورد نیاز آن برای عملکرد سیستم خنک‌کنندگی اشاره دارد. چیلرهای تراکمی معمولاً با برق کار می‌کنند، درحالی‌که چیلرهای جذبی از گاز طبیعی، گازوئیل یا انرژی خورشیدی برای تأمین حرارت موردنیاز فرآیند تبرید استفاده می‌کنند. انتخاب نوع سوخت به مصرف انرژی، هزینه‌ها و دسترسی به منابع بستگی دارد.

چیلر ساختمان

چیلر ساختمان دستگاهی است که برای تأمین آب سرد در سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی استفاده می‌شود. این آب سرد به فن‌کویل‌ها و هواسازها ارسال شده و باعث خنک‌سازی محیط می‌شود. چیلرها در دو نوع تراکمی (با برق) و جذبی (با گاز یا انرژی حرارتی) وجود دارند. انتخاب نوع چیلر به مصرف انرژی، ظرفیت خنک‌کنندگی و شرایط آب‌وهوایی بستگی دارد.

چیلر تراکمی

چیلر تراکمی نوعی چیلر است که با استفاده از کمپرسور و سیکل تبرید تراکمی گرما را از آب جذب کرده و آن را خنک می‌کند. این چیلر با برق کار می‌کند و در انواع پیستونی، اسکرو، اسکرال و سانتریفیوژ موجود است. چیلرهای تراکمی در ساختمان‌ها، صنایع و بیمارستان‌ها کاربرد دارند و به دلیل بازدهی بالا و کنترل بهتر دما پرکاربردتر از چیلرهای جذبی هستند.

دستگاه چیلر تراکمی با کمپرسور پیستونی

دستگاه چیلر تراکمی با کمپرسور پیستونی یکی از انواع چیلرهای تراکمی است که از کمپرسور رفت‌وبرگشتی برای فشرده‌سازی گاز مبرد استفاده می‌کند. این چیلرها برای ظرفیت‌های پایین تا متوسط مناسب بوده و در ساختمان‌ها، صنایع و سیستم‌های تهویه مطبوع کاربرد دارند. مزایای آن شامل قابلیت تعمیر آسان، راندمان مناسب در بارهای متغیر و عمر طولانی است، اما ممکن است صدای بیشتری نسبت به سایر مدل‌ها داشته باشد.

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو (Screw) یا اسکرو

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو (Screw) از مکانیزم چرخشی مارپیچی برای فشرده‌سازی گاز مبرد استفاده می‌کند. این چیلرها در ظرفیت‌های متوسط تا بالا عملکرد بهینه‌ای دارند و به دلیل صدای کمتر، راندمان بالا و عمر طولانی در ساختمان‌های بزرگ، هتل‌ها و صنایع کاربرد دارند. همچنین، دارای استارت نرم و کارکرد مداوم هستند که آن‌ها را برای مصارف پیوسته ایده‌آل می‌کند.

دستگاه چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرال (Scroll)

دستگاه چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرال (Scroll) از دو پیچ مارپیچی برای فشرده‌سازی گاز مبرد استفاده می‌کند. این کمپرسورها معمولاً در ظرفیت‌های پایین تا متوسط عملکرد بهتری دارند و به دلیل عملکرد آرام، راندمان بالا و فضای کمتر برای نصب، در ساختمان‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع کوچک مناسب هستند . مزایای این سیستم شامل صدای کم، مصرف انرژی پایین و عمر طولانی است که آن را برای کاربردهای مسکونی و تجاری ایده‌آل می‌کند.

چیلر تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ (Centrifugal)

چیلر تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ (Centrifugal) از نیروی گریز از مرکز برای فشرده‌سازی گاز مبرد استفاده می‌کند. این نوع کمپرسور معمولاً در ظرفیت‌های بالا کاربرد دارد و در ساختمان‌های بزرگ، کارخانه‌ها و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. مزایای این سیستم شامل راندمان بالا، صدای کم، و قابلیت کارکرد در بارهای متغیر است. چیلرهای سانتریفیوژ برای کاربردهای صنعتی و پروژه‌های بزرگ مناسب بوده و به دلیل پایداری بالا انتخاب خوبی هستند.

ساختار و قطعات دستگاه تراکمی

دستگاه چیلر تراکمی شامل چند قطعه اصلی است: کمپرسور، کندانسور، اواپراتور (تبخیرکننده)، شیر انبساط و مبرد. کمپرسور وظیفه فشرده‌سازی مبرد را بر عهده دارد، کندانسور گرمای مبرد را دفع می‌کند، اواپراتور گرما را از آب جذب می‌کند و شیر انبساط فشار مبرد را کاهش می‌دهد. این قطعات در کنار هم با استفاده از سیکل تبرید تراکمی باعث خنک‌سازی و تنظیم دمای محیط می‌شوند.

کنترل ‌کننده‌ فشار در Compression Chiller

کنترل‌کننده فشار در چیلر تراکمی وظیفه نظارت و تنظیم فشار سیستم تبرید را بر عهده دارد. این دستگاه معمولاً شامل سوئیچ فشار بالا و پایین است که فشار مبرد را در دو طرف سیستم (کمپرسور و کندانسور) کنترل می‌کند. در صورت افزایش یا کاهش فشار از محدوده مجاز، این کنترل‌کننده‌ها به طور خودکار سیستم را خاموش یا تنظیم می‌کنند تا از آسیب به دستگاه جلوگیری شود و کارکرد بهینه حفظ گردد.

نکات فنی در سیکل تبرید چیلر تراکمی

در سیکل تبرید چیلر تراکمی، نکات فنی کلیدی شامل انتخاب مبرد مناسب برای کارکرد بهینه، کنترل دقیق فشار و دما در قسمت‌های مختلف سیستم، تنظیم شیر انبساط برای جریان درست مبرد و نگهداری منظم کمپرسور است. همچنین، جلوگیری از ورود رطوبت به سیستم و پاکسازی کندانسور و اواپراتور به منظور افزایش بازدهی و طول عمر دستگاه از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین، رصد و تنظیم صحیح جریان مبرد برای جلوگیری از آسیب به سیستم ضروری است.

نحوه شارژ گاز چیلر تراکمی

شارژ گاز چیلر تراکمی باید با دقت و طبق دستورالعمل سازنده انجام شود. ابتدا باید سیستم را خاموش کرده و فشار مبرد را از طریق فشارسنج بررسی کرد. سپس، با استفاده از گاز مبرد مناسب (که معمولاً R-22، R-410A یا دیگر انواع) و ابزارهای مناسب، مبرد را به سیستم اضافه می‌کنیم. در حین شارژ، باید مقدار و فشار مبرد را تحت نظر داشت تا از پر یا کم شدن گاز جلوگیری شود. همچنین، پس از شارژ، باید سیستم را روشن کرده و عملکرد آن را بررسی کرد.

دستگاه چیلر جذبی

دستگاه چیلر جذبی نوعی سیستم تبرید است که برخلاف چیلرهای تراکمی از انرژی حرارتی برای خنک‌سازی استفاده می‌کند. این چیلرها معمولاً از آب داغ، بخار یا گاز طبیعی به عنوان منبع انرژی استفاده کرده و از سیکل جذبی برای تبرید استفاده می‌کنند. در این سیستم، آب به عنوان مبرد عمل کرده و گرما را از آب سرد جذب می‌کند. چیلرهای جذبی در صنایع بزرگ، ساختمان‌های تجاری و نیروگاه‌ها کاربرد دارند و مزایای آن‌ها شامل عدم نیاز به برق زیاد و کارکرد با منابع انرژی مختلف است.

ساختار و اجزای چیلر جذبی و نحوه عملکرد آنها

چیلر جذبی از چند بخش اصلی تشکیل شده است: جذب‌کننده (Absorber)، تبخیرکننده (Evaporator)، مبخّر (Generator) و مضخ (Condenser). در این سیستم، آب سرد از طریق تبخیر در تبخیرکننده گرما را جذب می‌کند. سپس محلول آمونیاک وارد جذب‌کننده شده و توسط آب گرم یا بخار، گرما را جذب کرده و از سیستم خارج می‌کند. در مبخّر، انرژی حرارتی برای تبخیر مبرد و در نهایت خنک‌سازی هوا یا آب استفاده می‌شود. عملکرد چیلر جذبی عمدتاً بر اساس انتقال و جذب حرارت به وسیله محلول‌های شیمیایی انجام می‌شود.

اجزای اصلی برج خنک کننده

برج خنک ‌کننده از چند اجزای اصلی تشکیل شده است که عملکرد آن را بهینه می‌کنند. این اجزا شامل بدنه برج (که معمولاً از فایبرگلاس یا بتون ساخته می‌شود)، فن (برای ایجاد جریان هوا)، پمپ آب (برای انتقال آب گرم به داخل برج)، لوله‌های توزیع آب (که آب را در سطح برج پخش می‌کنند)، پدهای خنک‌کننده (که برای تماس بیشتر آب با هوا استفاده می‌شوند) و سیستم تخلیه (برای هدایت آب خنک‌شده به مخزن یا سیستم استفاده) هستند. این اجزا با همکاری یکدیگر باعث کاهش دمای آب می‌شوند.

طراحی هواساز

هواساز یکی از تجهیزات مهم در سیستم‌های تهویه مطبوع است که وظیفه تنظیم و توزیع هوای تازه در محیط‌های مختلف را بر عهده دارد. این دستگاه معمولاً در ساختمان‌های بزرگ، مانند ادارات، بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و مراکز تجاری استفاده می‌شود. هواساز ها می‌توانند به‌طور همزمان هوا را فیلتر کرده، دما و رطوبت آن را تنظیم کنند. این سیستم‌ها شامل بخش‌های مختلفی مانند فیلتر، کویل‌های سرمایشی و گرمایشی، فن و سیستم‌های کنترلی هستند که با همکاری یکدیگر کیفیت هوای داخل فضا را بهبود می‌بخشند. همچنین هواسازها قابلیت ادغام با سیستم‌های تهویه مرکزی و تهویه مطبوع را دارند.