چیلر آب خنک چیست؟ – ساختار و انواع چیلر آبی
چیلرهای آب خنک یکی از مهم‌ترین تجهیزات سرمایشی در صنایع مختلف محسوب می‌شوند که برای خنک کردن سیالات یا هوا به کار می‌روند. این سیستم‌ها، نقش حیاتی در کنترل دما در محیط‌های صنعتی، تجاری و حتی خانگی دارند. انتخاب مناسب نوع چیلر تراکمی آب خنک و شناخت ساختار آن، تأثیر بسزایی در کارایی و بهره‌وری سیستم‌های سرمایشی دارد. در این مقاله، به معرفی چیلر آب خنک، انواع آن و ساختار داخلی این دستگاه‌ها پرداخته‌ایم.
چیلر آب خنک چیست؟
چیلر آب خنک (Water Cooled Chiller) دستگاهی است که با استفاده از چرخه ترمودینامیکی (به‌طور عمده چرخه تراکم-تبخیر) حرارت را از یک محیط جذب کرده و به آب منتقل می‌کند. سپس، این آب سرد شده برای خنک کردن هوای داخل ساختمان یا برای کاربردهای صنعتی مانند خنک کردن تجهیزات و ماشین‌آلات استفاده می‌شود.
ساختار چیلر آب خنک
چیلرهای آب خنک از چند بخش اصلی تشکیل شده‌اند:
- کمپرسور: گاز مبرد را فشرده کرده و فشار آن را افزایش می‌دهد.
- کندانسور آب خنک: حرارت را از مبرد جذب کرده و به آب منتقل می‌کند.
- اواپراتور: در این قسمت، مبرد حرارت را از آب جذب کرده و آن را خنک می‌کند.
- شیر انبساط: فشار مبرد را کاهش داده و آن را برای ورود به اواپراتور آماده می‌کند.
انواع چیلرهای آب خنک
چیلرهای آب خنک به‌طور عمده بر اساس نوع کمپرسور به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند:
- چیلرهای رفت و برگشتی (Reciprocating): این نوع چیلرها از کمپرسورهای پیستونی استفاده می‌کنند. مزیت آن‌ها ظرفیت خنک‌کنندگی بالا و هزینه کمتر نسبت به برخی از انواع دیگر چیلرها است. از طرفی، مصرف انرژی و نویز بالاتری دارند.
- چیلرهای سانتریفیوژ (Centrifugal): در این چیلرها از کمپرسورهای سانتریفیوژی استفاده می‌شود که از گاز مبرد با سرعت بالا استفاده کرده و آن را از طریق نیروی گریز از مرکز فشرده می‌کنند. این نوع چیلرها برای تأسیسات بزرگ مناسب هستند و از کارایی بالایی برخوردارند.
- چیلرهای اسکرو (Screw): این نوع چیلرها از کمپرسورهای روتاری اسکرو استفاده می‌کنند که مصرف انرژی بهینه و نویز کمتری دارند. این چیلرها معمولاً در تأسیسات متوسط به کار می‌روند.
طرز کار چیلر تراکمی آب خنک
ویدیو و فیلم طرز کار چیلر تراکمی آب خنک . چیلر تراکمی آب خنک که به آن چیلر آب خنک یا چیلر آبی نیز گفته می شود با استفاده از انرژی الکتریکی و نوع جذبی آن با استفاده از انرژی گرمایی باعث ایجاد سرما و برودت می شود. در واقع انرژی ورودی به نوع تراکمی ، انرژی الکتریسیته بوده و انرژی ورودی به نوع جذبی ، انرژی گرمایی (برای مثال با سوخت مشعل) است.
چیلر آبی بر پایه سیکل تبرید تراکمی کار کرده و از قسمت های اصلی از جمله کمپرسور با موتور محرک الکتریکی (الکتروموتور) ، کندانسور ، اواپراتور ، شیر انبساط الکترونیکی (یا ترموستاتیکی) ، مبرد و لوله کشی آن و نیز تجهیزات برج خنک کننده و پمپ تشکیل می شود تا عمل سرد سازی آب را در مبدل حرارتی به نام اواپراتور انجام داده و آب سرد شده از طریق لوله کشی به دستگاه های خنک کننده هوای ساختمان مانند هواساز و فن کویل و یا کاربردهای صنعتی ارسال شود.
به همراه چیلر آبی باید از برج خنک کننده نیز جهت خنک کاری آب کندانسور استفاده شود. بنابرین هنگام خرید چیلر آبی دقت کنید که این دستگاه هم مصرف آب دارد (به علت تبخیر بخشی از آب در برج خنک کننده) و هم برق که سوال مهم دیگر این است که میزان آب و برق مصرفی آن چقدر است که در ادامه بدان خواهیم پرداخت.
مزایای چیلرهای آب خنک
- کارایی بالاتر: در مقایسه با چیلرهای هوا خنک، چیلرهای آب خنک کارایی بهتری دارند زیرا انتقال حرارت از آب بهتر از هوا انجام می‌شود.
- عمر طولانی‌تر: به دلیل خنک‌سازی مؤثرتر، چیلرهای آب خنک عمر طولانی‌تری دارند.
- کاهش نویز: به دلیل استفاده از آب برای خنک کردن، این چیلرها به‌طور معمول نویز کمتری دارند.
معایب چیلرهای آب خنک
- نیاز به برج خنک‌کننده: برای عملکرد صحیح، چیلرهای آب خنک به برج‌های خنک‌کننده نیاز دارند که خود باعث افزایش هزینه و فضای مورد نیاز می‌شود.
- نگهداری پیچیده‌تر: این سیستم‌ها به دلیل داشتن اجزای متعدد مانند برج خنک‌کننده، نیاز به نگهداری منظم و پیچیده‌تری دارند.
جدول مقایسه انواع چیلرهای آب خنک
|
نوع چیلر |
کمپرسور |
مزایا |
معایب |
|
رفت و برگشتی |
پیستونی |
هزینه کمتر، قدرت خنک‌کنندگی بالا |
نویز و مصرف انرژی بالا |
|
سانتریفیوژ |
سانتریفیوژی |
کارایی بالا، مناسب برای تأسیسات بزرگ |
هزینه اولیه بالا |
|
اسکرو |
روتاری اسکرو |
مصرف انرژی بهینه، نویز کمتر |
هزینه بالاتر از رفت و برگشتی |
|
جذبی |
بدون کمپرسور |
مصرف انرژی پایین |
هزینه نصب و نگهداری بالا |
نحوه انتخاب چیلر آب خنک مناسب
برای انتخاب مناسب‌ترین نوع چیلر، باید به عوامل مختلفی توجه کنید:
- ظرفیت مورد نیاز: تعیین ظرفیت بر اساس اندازه ساختمان یا تأسیسات و میزان نیاز به خنک‌سازی.
- هزینه اولیه و بهره‌برداری: هزینه خرید، نصب و بهره‌برداری باید به‌طور دقیق بررسی شود.
- شرایط محیطی: دمای محیط و منابع آب در دسترس می‌توانند تأثیر زیادی بر عملکرد چیلر داشته باشند.
مقایسه چیلر آب خنک و جذبی
چیلر یکی از رایج ترین سیستم های برودتی و تهویه مطبوع است که خصوصاً در سال های اخیر، استفاده از آن ها بمراتب افزایش پیدا کرده است. اولین و اصلی ترین تقسیم بندی انواع چیلر بر مبنای سیکل کاری آنهاست. چنانکه چیلرها یا تراکمی هستند یا جذبی. همانطور که در ابتدای این مقاله نیز توضیح داده شد، چیلر آب خنک نوعی چیلر تراکمی است که انتقال گرما در کندانسورِ آن بکمک آب خنکی انجام می گیرد که از برج خنک کننده دریافت شده است.
به همین علت، با توجه به اینکه هم چیلر آب خنک و هم چیلر جذبی به برج خنک کننده نیاز دارند، در بسیاری از مقالات و همایش ها به طور ویژه این دو نوع چیلر را با یکدیگر مقایسه می کنند. ما نیز در انتهای این مقاله سعی کرده ایم، نظیر به نظیر چیلر آب خنک و چیلر جذبی را از جهات مختلف و در قالب جدول ذیل با یکدیگر مقایسه کنیم.
پرسش و پاسخ‌های رایج
- آیا چیلرهای آب خنک برای محیط‌های کوچک مناسب هستند؟ خیر، چیلرهای آب خنک به دلیل نیاز به برج خنک‌کننده و فضای زیاد برای نصب، برای محیط‌های بزرگ و تأسیسات صنعتی مناسب‌تر هستند.
- تفاوت چیلر آب خنک و چیلر هوا خنک چیست؟ چیلرهای آب خنک از آب برای خنک کردن مبرد استفاده می‌کنند و نیاز به برج خنک‌کننده دارند، در حالی که چیلرهای هوا خنک با هوا این فرآیند را انجام می‌دهند و نیازی به برج ندارند.
- چگونه می‌توان هزینه‌های نگهداری چیلر آب خنک را کاهش داد؟ نگهداری منظم و استفاده از تجهیزات با کیفیت و بهینه می‌تواند عمر چیلر را افزایش داده و هزینه‌های نگهداری را کاهش دهد.
نتیجه‌گیری
چیلرهای آب خنک با توجه به کارایی بالا، طول عمر زیاد و کارایی بهتر نسبت به چیلرهای هوا خنک، گزینه‌ای مناسب برای تأسیسات بزرگ هستند. البته، هزینه‌های نگهداری و نصب اولیه آن‌ها نیز باید مد نظر قرار گیرد. با انتخاب صحیح و نگهداری منظم، این چیلرها می‌توانند به‌طور مؤثری نیازهای سرمایشی شما را برآورده کنند.