عملکرد چیلر آب خنک

چیلر تراکمی آب خنک، یا همان چیلر‌ آبی ، یکی از متداول ترین چیلر‌هایی است که، امروزه برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این دستگاه‌ها، می‌توان برای خنک کردن ساختمان‌های اداری و تجاری، سالن‌های سرپوشیده، مراکز صنعتی و …، بهره برد. تفاوت این دستگاه‌ها، با نوع دیگر چیلر‌های تراکمی، در چگونگی خنک سازی سیال مبرد است. در این دستگاه‌ها از یک برج خنک‌کننده یا COOLING TOWER, و جریان آب برای این کار استفاده می‌شود.

مادامی که در چیلر‌های هوا خنک از چندین فن و جریان هوا برای خنک سازی بهره برده می‌شود، اما سؤال اینجاست، چرا باید از چیلر‌های آبی استفاده کرد؟ موارد برتری چیلر‌های آب خنک چیست؟ و چرا این دستۀ خاص در بازار چیلرها از محبوبیت بیشتری برخوردارند؟ در این مقاله قصد داریم، به سراغ این دستگاه‌ها برویم، ساختمان آن‌‌ها را بررسی کنیم‌ و سپس به مزایا و معایب آن بپردازیم. به شکلی که در نهایت بتوانیم پاسخ سؤالات بالا را نیز پیدا کنیم.

آشنایی با چیلر‌های آب خنک

چیلرهای تراکمی، دستگاه‌های سرماسازی هستند، که در آن‌ها از یک سیکل تبریدی، و سیال مبرد استفاده می‌شود. سیال مبرد، دارای ظرفیت گرمایی بالایی است، و با طی کردن سیکل تبرید، به صورت پیاپی تغییر فاز می‌دهد. در چیلرها، با بهره‌گیری از علوم ترمودینامیک، و انتقال حرارت، از این عمل تغییر فاز، برای سرمایش و گرمایش محیط‌های متفاوت استفاده می‌کنند.

نقطۀ شروع در سیکل تبریدی چیلر‌های آبی ، بخش کمپرسور، است. سیال مبرد با عبور از کمپرسور، فشرده شده و دمای آن بالا می‌رود. این گاز متراکم شده، سپس به بخش کندانسور، فرستاده می‌شود. در نتیجه، عمل میعان بر روی سیال صورت گرفته، گاز متراکم به مایع متراکم تبدیل می‌شود. این سیال پس از عبور از کندانسور چیلر، از یک شیر انبساطی، گذر می‌کند. نتیجۀ این اتفاق، کاهش شدید فشار سیال، و تبخیر مجدد آن است؛ که همزمان با عمل تبخیر، سیال، وارد بخش اواپراتور، می‌گردد، و دمای آن بالا می‌رود. که در نتیجه مابقی سیال مایع موجود در خط لوله، نیز به گاز تبدیل شده، آمادۀ ورود مجدد به کمپرسور می‌شود. خروجی بخش اواپراتور در حقیقت نقطۀ ورود مجدد سیال به کمپرسور است. با تکرار پیاپی این سیکل تبریدی، عمل خنک سازی در چیلرها صورت می‌گیرد.

ساختار چیلر آب خنک

ساختار چیلر آب خنک مشابه با چیلر هوا خنک است و تنها تفاوت آن نوع و عملکرد کندانسور آن می باشد که از نوع آبی می باشد.در ادامه به بررسی و معرفی اجزا آن می پردازیم.

کمپرسور چیلر آبی

کمپرسور در چیلرهای تراکمی، در حقیقت قلب دستگاه به شمار می‌رود. معمولاً در طراحی چیلرهای تراکمی، از کمپرسور‌های اسکرو، استفاده می‌شود. اگرچه می‌توان از کمپرسور‌های رفت و برگشتی، نیز در طراحی دستگاه استفاده کرد. دلیل انتخاب کمپرسور‌های اسکرو، سر و صدای کمتر این کمپرسور‌ها، و کنترل دقیق تر ظرفیت این کمپرسور است. در چیلر‌های تراکمی، معمولاً از دو یا چند سیکل موازی استفاده می‌شود؛ که هر سیکل به چند کمپرسور متصل می‌گردد. این عمل باعث می‌شود، تا در وهلۀ اول کار کنترل دستگاه ساده‌تر صورت بگیرد. به این معنا که اگر نیاز به کاهش ظرفیت سرمایشی چیلر باشد، می‌توان یکی از کمپرسورهای چیلر را از مدار خارج کرد، و مثلاً اگر از یک چیلر با چهار کمپرسور در کنار هم استفاده می‌شود، با خاموش کردن هر یک از آن‌ها،می‌توان حدود بیست و پنج درصد از ظرفیت تراکمی کمپرسور‌ها،را کاهش داد.

دلیل دوم استفاده از چند کمپرسور، و خط لوله‌های موازی این است، که اگر در هنگام کار یکی از کمپرسور‌ها، دچار خرابی شد، همچنان بتوانیم از چیلر استفاده کنیم. در این حالت کافی است، خط لولۀ مورد نظر را از مدار خارج کرده، به طور موقت و تا زمان تعمیر کمپرسور از چیلر با ظرفیت پایین تری استفاده کرد.

نقش اواپراتور در چیلر های تراکمی آب خنک

اواپراتور، به مانند یک مبدل حرارتی، در چیلرهای تراکمی عمل می‌کند. در حقیقت اواپراتور، همان بخشی است که،عمل خنک سازی محیط به کمک آن انجام می‌گیرد. اواپراتور‌ها، به صورت یک مبدل پوسته لوله، طراحی می‌شوند. سیال مبرد در داخل ،لوله در جریان است، و در اطراف لوله آب جریان می‌یابد. در‌نتیجه سیال مبرد، باعث کاهش دمای آب در اواپراتور شده، و خود به طور کامل تبخیر می‌شود. در‌حقیقت از این آب خنک شده است، که برای خنک سازی محیط و یا ،دستگاه‌های صنعتی، استفاده می‌شود. آب جاری در اواپراتور، پس از خروج به سمت دستگاه‌های  هواساز و فن‌کویل‌ها می‌رود، تا عمل سرمایش را انجام دهد. سیال مبرد، نیز پس از خروج از اواپراتور، دوباره به کمپرسور فرستاده می‌شود.

نقش کندانسور در طراحی چیلر‌های تراکمی آبی

طراحی کندانسور نیز، درست مانند یک مبدل حرارتی پوسته لوله، صورت می‌گیرد. سیال مبرد، در اینجا نیز داخل لوله در جریان است. سیالی که وارد کمپرسور میشود، دما و فشار بالایی دارد، که با ورود به کندانسور، دمای آن پایین آمده،و  آمادۀ ورود به شیر انبساط می‌شود.

همین‌طور که گفتیم، عمل خنک سازی چیلرهای تراکمی، را هم می‌توان با جریان هوا انجام داد، و هم با جریان آب. نقش آب در خنک سازی چیلر، درست در بخش کندانسور است که، مشخص می‌شود. اگر برای خنک سازی اولیۀ سیال مبرد، از جریان آب استفاده گردد، گفته می‌شود که، چیلر از نوع آب خنک است. آب مورد نیاز برای ورود به بخش کندانسور، به کمک برج خنک‌کننده، تأمین می‌شود.

نقش برج خنک‌کننده در راه‌اندازی چیلر‌های تراکمی آب خنک

برجهای خنک‌کننده، در‌حقیقت یک عضو کمکی به شمار می‌روند، که در کنار چیلر به عمل سرمایش محیط کمک می‌کنند. همین‌طور که گفتیم: در بخش کندانسور، دمای سیال مبرد با عبور از یک مبدل پوسته لوله، کاهش می‌یابد. آبی که در بخش کندانسور جریان پیدا می‌کند، همان آبی است که به کمک برج خنک‌کننده، دمای آن پایین آورده می‌شود. در حقیقت آب خروجی از کندانسور، وارد برج خنک‌کننده می‌شود. طراحی برج خنک‌کننده، به این شکل است که، آب از بالا به صورت آبشاری جاری می‌شود. جریان هوا نیز از پایین به درون برج پمپ می‌گردد؛ که در نتیجۀ این عمل، دمای آب برج خنک‌کننده کاهش می‌یابد. این آب خنک شده در پایان آمادۀ ورود مجدد به بخش کندانسور می‌شود.

بررسی مزایا و معایب چیلر‌های آبی

حال که با ساختمان چیلر‌های آبی، و چگونگی عملکرد آن‌ها آشنا شدیم، می‌توانیم به سراغ بررسی مزایا و معایب، آن برویم. امروزه از چیلر‌های آبی، برای خنک سازی ساختمان‌های اداری، تجاری و حتی مسکونی نیز، استفاده می‌شود. به‌علاوه که می‌توان از آن‌ها، برای خنک سازی دستگاه‌های صنعتی، و محیط‌های کارگاهی نیز استفاده کرد. دلیل این استقبال گسترده از این دستگاه‌ها، ظرفیت سرمایش آن‌هاست. ظرفیت سرمایشی این چیلر‌ها، نسبت به چیلر‌های جذبی و هوا‌خنک، بیشتر است. این در صورتی است که، برای راه‌اندازی این چیلر‌ها، نیاز به آب فراوانی خواهد بود. که تأمین این آب در مکان‌های گرم‌سیری، کار مشکلی است.

مسئلۀ دیگر هزینه‌های جاری طراحی چیلر‌های تراکمی است. طبیعتاً راه‌اندازی چیلر‌های آب‌خنک، نسبت به چیلر‌های هوا‌خنک، هزینۀ بیشتری را در‌پی خواهد داشت. زیرا لازم است، در کنار این دستگاه‌ها، از یک برج خنک‌کننده نیز، استفاده کرد. اما اگر به دنبال چیلری با ظرفیت سرمایشی بالا هستید، استفاده از چیلر‌های آب‌خنک، مقرون به‌صرفه‌تر بوده، و کارایی بهتری دارد.

محل نصب چیلر‌های آب‌خنک و چیلر‌های هوا‌خنک.

نکتۀ بعدی به تفاوت مکان نصب چیلر‌های آب‌خنک و چیلر‌های هوا‌خنک، بر‌می‌گردد. چیلر‌های هوا‌خنک، را باید حتماً در جریان هوای آزاد،که معمولاً روی پشت‌بام خانه‌هاست، نصب کرد. که در درجۀ اول، روی زیبایی ساختمان اثر می‌گذارد. این در‌حالی است که چیلر‌های آبی را، می‌توان در بخش موتورخانه یا تأسیسات،نصب نمود. مکانی که هم دسترسی به آن ساده‌تر است، و هم از نظر زیبایی تأثیر مثبتی روی نمای بیرونی ساختمان دارد.

جمع بندی

در چیلر‌های تراکمی آب‌خنک، از یک سیکل تبریدی برای خنک‌سازی محیط اطراف استفاده می‌شود. در این چیلر‌ها برای خنک‌سازی، از چیلر ،جریان آب و یک برج خنک‌کننده، کمک گرفته می‌شود. زمانی که سیال مبرد وارد بخش کندانسور می‌شود، دما و فشار بالایی دارد. برای کاهش دمای این سیال، و آماده سازی آن برای ورود به اواپراتور، از یک مبدل پوسته لوله، و جریان آب استفاده میشود. آبی که در کندانسور گرمای سیال مبرد را جذب می‌کند، به برج خنک‌کننده فرستاده می‌شود، تا دمای آن پایین آمده، و مجدداً آمادۀ ورود به کندانسور شود. چیلر‌های آبی، از ظرفیت سرمایشی بالاتری برخوردارند، و به همین‌خاطر، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این‌حال امکان استفاده از آن‌ها در مناطق گرم و خشک، به دلیل مشکلات کم آبی وجود ندارد.

چیلر آب خنک

چیلر آبی یا چیلر آب‌خنک چیست؟

چیلر های تراکمی آب خنک، یا همان چیلر‌های آبی ، یکی از متداول ترین چیلر‌هایی است که، امروزه برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. از این دستگاه‌ها، می‌توان برای خنک کردن ساختمان‌های اداری و تجاری، سالن‌های سرپوشیده، مراکز صنعتی و …، بهره برد. تفاوت این دستگاه‌ها، با نوع دیگر چیلر‌های تراکمی، در چگونگی خنک سازی سیال مبرد است. در این دستگاه‌ها از یک برج خنک‌کننده یا COOLING TOWER, و جریان آب برای این کار استفاده می‌شود.

مادامی که در چیلر‌های هوا خنک از چندین فن و جریان هوا برای خنک سازی بهره برده می‌شود، اما سؤال اینجاست، چرا باید از چیلر‌های آبی استفاده کرد؟ موارد برتری چیلر‌های آب خنک چیست؟ و چرا این دستۀ خاص در بازار چیلرها از محبوبیت بیشتری برخوردارند؟ در این مقاله قصد داریم، به سراغ این دستگاه‌ها برویم، ساختمان آن‌‌ها را بررسی کنیم‌ و سپس به مزایا و معایب آن بپردازیم. به شکلی که در نهایت بتوانیم پاسخ سؤالات بالا را نیز پیدا کنیم.

آشنایی با چیلر‌های آب خنک

چیلرهای تراکمی، دستگاه‌های سرماسازی هستند، که در آن‌ها از یک سیکل تبریدی، و سیال مبرد استفاده می‌شود. سیال مبرد، دارای ظرفیت گرمایی بالایی است، و با طی کردن سیکل تبرید، به صورت پیاپی تغییر فاز می‌دهد. در چیلرها، با بهره‌گیری از علوم ترمودینامیک، و انتقال حرارت، از این عمل تغییر فاز، برای سرمایش و گرمایش محیط‌های متفاوت استفاده می‌کنند.

نقطۀ شروع در سیکل تبریدی چیلر‌های آبی ، بخش کمپرسور، است. سیال مبرد با عبور از کمپرسور، فشرده شده و دمای آن بالا می‌رود. این گاز متراکم شده، سپس به بخش کندانسور، فرستاده می‌شود. در نتیجه، عمل میعان بر روی سیال صورت گرفته، گاز متراکم به مایع متراکم تبدیل می‌شود. این سیال پس از عبور از کندانسور چیلر، از یک شیر انبساطی، گذر می‌کند. نتیجۀ این اتفاق، کاهش شدید فشار سیال، و تبخیر مجدد آن است؛ که همزمان با عمل تبخیر، سیال، وارد بخش اواپراتور، می‌گردد، و دمای آن بالا می‌رود. که در نتیجه مابقی سیال مایع موجود در خط لوله، نیز به گاز تبدیل شده، آمادۀ ورود مجدد به کمپرسور می‌شود. خروجی بخش اواپراتور در حقیقت نقطۀ ورود مجدد سیال به کمپرسور است. با تکرار پیاپی این سیکل تبریدی، عمل خنک سازی در چیلرها صورت می‌گیرد.

آشنایی با اجزای اصلی چیلر‌های آب خنک

اجزای تشکیل دهندۀ اصلی یک چیلر تراکمی آب خنک، به شرح زیر است:

البته در کنار این موارد، دستگاه‌های کنترلی و کمک کنندۀ دیگری نیز در چیلر‌های تراکمی به کار برده می‌شوند، که به بهبود عملکرد فرایند و محافظت از دستگاه‌های اصلی، کمک می‌کنند.