چیلر چیست و چگونه کار می کند؟
مقالات استخریچیلر چیست ؟ آشنایی با نحوه عملکرد آن
در این مقاله به بررسی موضوع چیلر چیست و چگونه کار می کند خواهیم پرداخت. چیلر دستگاهی سرمایشی است که با استفاده از سیکل های ترمودینامیکی مانند سیکل تراکمی یا جذبی، گرما را از یک سیال جذب کرده و به محیط دیگر منتقل می کند. این فرآیند باعث خنک شدن آب درون مبدل حرارتی می شود. در واقع، چیلر نقش یک پمپ انرژی را دارد که با ساختار های متنوع، سرمایش پایدار و کنترل‌شده ای را برای نیاز های مختلف فراهم می کند.
کاربرد چیلر چیست ؟
چیلر یکی از مهم ترین تجهیزات سرمایشی در صنعت و ساختمان سازی است اما کاربرد چیلر چیست و چرا در پروژه های گوناگون اهمیت دارد؟ در پاسخ باید گفت که چیلر ها با تولید آب سرد، نقش کلیدی در تأمین هوای خنک برای فضا های مسکونی، اداری، تجاری و صنعتی دارند. این آب سرد از طریق فن کویل ها یا هواساز ها به گردش در می آید و باعث کاهش دمای محیط می شود. اما کاربرد چیلر فقط به تهویه مطبوع محدود نمی شود؛ در صنایع مختلف نیز برای خنک کاری ماشین آلات، قالب ها و فرایند های حساس فیزیکی و شیمیایی مانند تولید دارو، مواد غذایی، محصولات پتروشیمی، چاپ، نساجی و بسیاری دیگر به کار می رود. در چیلر های صنعتی، آب سرد حتی برای دما های زیر صفر نیز قابل استفاده است و با ترکیب ضد یخ، سرمایش دقیقی را فراهم می کند.
انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کمپرسور
انتخاب نوع کمپرسور در چیلر های تراکمی بستگی به ظرفیت برودتی، شرایط اقلیمی، نوع مبرد و نوع پروژه دارد. هر کمپرسور ویژگی های فنی خاص خود را دارد که بر کارایی و مصرف انرژی چیلر تأثیر مستقیم می گذارد. در ادامه انواع کمپرسور های مورد استفاده در چیلر های تراکمی را معرفی می کنیم:
- کمپرسور رفت و برگشتی (Reciprocating): مناسب برای ظرفیت های پایین، تعمیر پذیر ولی پرصدا و مصرف انرژی بالا.
- کمپرسور اسکرو (Screw): کارایی بالا، عملکرد مداوم، مناسب برای ظرفیت های متوسط و بزرگ.
- کمپرسور اسکرال (Scroll): بی صدا، کم استهلاک، مناسب برای ظرفیت های کوچک تا متوسط.
- کمپرسور سانتریفیوژ (Centrifugal): مناسب برای پروژه های بزرگ، راندمان بالا، نیازمند شرایط نگهداری خاص.
انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور
کندانسور نقش حیاتی در انتقال حرارت در سیکل تبرید دارد. بسته به موقعیت جغرافیایی، منابع آب، سطح انرژی و فضای در دسترس، نوع کندانسور انتخاب می شود.
چیلر تراکمی آب خنک (Water-Cooled Chiller)
در این نوع چیلر، کندانسور از نوع پوسته و لوله است که با استفاده از آب خنک می شود. آب خنک معمولاً توسط برج خنک کننده تأمین می شود. این سیستم مناسب مناطق گرم و پروژه هایی با نیاز سرمایشی بالا است. بازدهی بالا و عملکرد پایدار از ویژگی های اصلی این نوع چیلر است اما نیازمند تأسیسات جانبی همچون برج خنک کن و پمپ های گردش آب است.
چیلر تراکمی هوا خنک (Air-Cooled Chiller)
در چیلر های هوا خنک، از فن برای عبور جریان هوا از روی کندانسور (کویل فین دار) استفاده می شود. این چیلر ها مناسب مناطق با محدودیت منابع آبی یا فضای کوچک هستند. از مزایای اصلی آن می توان به عدم نیاز به برج خنک کننده و سهولت نصب اشاره کرد. با این حال، عملکرد آن ها در دما های بسیار بالا کاهش می یابد.
چیلر تراکمی تبخیری (Evaporative-Cooled Chiller)
در این مدل، ترکیبی از هوا و آب برای خنک کردن کندانسور به کار می رود. آب به صورت پاششی بر روی کویل های کندانسور ریخته می شود و فرآیند تبخیر باعث جذب گرما می گردد. این چیلر ها بین سیستم های آب خنک و هوا خنک قرار می گیرند و راندمان نسبتاً خوبی با مصرف آب کمتر نسبت به چیلر های آب خنک دارند.
انواع چیلر جذبی (Absorption Chillers)
چیلر های جذبی برخلاف چیلر های تراکمی، بدون کمپرسور و با استفاده از حرارت عمل می کنند. این نوع چیلر ها بیشتر در مکان هایی با دسترسی به منابع حرارتی مانند بخار یا آب داغ استفاده می شوند و به جای کمپرسور، از اجزایی چون جذب کننده، ژنراتور و پمپ استفاده می کنند. در این سیستم ها، آب به عنوان مبرد و لیتیوم بروماید به عنوان ماده جاذب استفاده می شود.
چیلر جذبی تک‌اثره (Single Effect)
این نوع چیلر تنها یک ژنراتور در ساختار خود دارد و با استفاده از منابع گرمایی دمای پایین کار می کند. مناسب برای پروژه هایی با مصرف انرژی محدود یا دسترسی به آب گرم یا بخار فشار پایین. منابع گرمایی قابل استفاده:
- آب گرم (دمای حدود ۹۵ درجه سانتی گراد)
- آب داغ (بیش از ۱۰۰ درجه سانتی گراد)
- بخار فشار پایین کمتر از ۱۵ psi
چیلر جذبی دواثره (Double Effect)
این مدل دارای دو ژنراتور با دما های بالا و پایین است و بازده بالاتری نسبت به نوع تک اثره دارد. فرآیند جذب و تبخیر در دو مرحله انجام می شود و توان سرمایشی بیشتری فراهم می کند. این نوع چیلر مناسب پروژه های بزرگ و صنعتی با دسترسی به منابع گرمایی قوی تر است. منابع گرمایی قابل استفاده:
- ۱۲۰ psi
- مشعل با شعله مستقیم (گاز یا گازوئیل)
بررسی کامل تفاوت های چیلر های تراکمی و جذبی
برای انتخاب مناسب میان چیلر تراکمی و جذبی، شناخت تفاوت های عملکردی، ساختاری و اقتصادی این دو گزینه ضروری است.
| ویژگی‌ها | چیلر جذبی | چیلر تراکمی |
|---|---|---|
| ضریب عملکرد (COP) | حداکثر COP برابر با ۱.۴ در مدل دو اثره | چیلر تراکمی هوایی تا COP=۳.۵ و چیلر تراکمی آبی تا COP=۶ |
| ابعاد و وزن دستگاه | نیاز به فضای بزرگ‌تر و شاسی مقاوم‌تر | فضای کمتری برای نصب نیاز دارد |
| هزینه سرمایه‌گذاری اولیه | هزینه اولیه بیشتر نسبت به چیلر تراکمی با توجه به تجهیزات جانبی | هزینه اولیه پایین‌تر نسبت به چیلر جذبی |
| هزینه سرویس و نگهداری | هزینه بالاتر به دلیل تجهیزات بیشتر و نیاز به دقت بالا برای جلوگیری از نشت و ورود هوا | هزینه کمتر به دلیل ساخت ساده‌تر و تکنولوژی گسترده‌تر |
| مصرف آب | نیاز به آب خنک‌کننده بیشتر برای دفع حرارت | نیاز به آب خنک‌کننده کمتر در مقایسه با چیلر جذبی |
| مصرف انرژی | استفاده از انرژی گرمایی (بخار یا آب داغ) و فاقد کمپرسور الکتریکی، مناسب برای نیروگاه‌ها و صنایع با انرژی گرمایی تلف‌شونده | مصرف بیشتر برق به دلیل عملکرد کمپرسور و مشکلات توان اوج مصرف |
| سطح صدای کاری دستگاه | صدای کمتر به دلیل عدم وجود قطعات مکانیکی متحرک زیاد | صدای بیشتر به دلیل عملکرد کمپرسور |
| شرایط اقلیمی | مناسب برای مناطق خشک و نیمه‌خشک | قابلیت استفاده در شرایط مرطوب و مناطقی با رطوبت بالا به واسطه راندمان به نسبت کمتر خشک‌کننده |
سخن پایانی
در این مقاله از فروشگاه رکمان به بررسی چیلر چیست و چگونه کار می کند ؟ پرداخته شد. چیلر ها به عنوان قلب تپنده سیستم های سرمایشی در صنایع و ساختمان سازی، نقش کلیدی در ایجاد محیطی خنک، ایمن و بهینه ایفا می کنند. از تهویه مطبوع گرفته تا خنک کاری خطوط تولید، چیلر ها با تنوع در طراحی و عملکرد، پاسخگوی نیاز های گوناگون هستند. انتخاب هوشمندانه نوع چیلر، متناسب با شرایط پروژه، مصرف انرژی و منابع موجود، گامی مؤثر در افزایش راندمان و کاهش هزینه ها خواهد بود.