چیلر چیست؟ چیلر یکی از مهمترین تجهیزات مورد استفاده در سیستمهای تهویه مطبوع و سرمایش صنعتی است که وظیفه اصلی آن گرفتن گرما از یک سیال و انتقال آن به محیط دیگر است. این دستگاه با استفاده از یک سیکل تبرید و مبدلهای حرارتی، آب یا سیال مورد نیاز سیستم را خنک کرده و آن را برای استفاده در تجهیزات سرمایشی آماده میکند.
چیلرها در پروژههای مختلف مسکونی، تجاری، اداری و صنعتی کاربرد دارند و بر اساس نوع سیکل کاری، به دو گروه اصلی چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم میشوند.
انتخاب بین این دو نوع چیلر به عوامل مختلفی مانند ظرفیت سرمایشی، شرایط آبوهوایی، نوع انرژی در دسترس، هزینه اولیه، مصرف انرژی، فضای نصب و هزینههای نگهداری بستگی دارد.
در این مقاله از فرم دما با عملکرد چیلر، انواع چیلر تراکمی و جذبی، اجزای اصلی آنها، مزایا و تفاوتهای این دو سیستم آشنا میشویم.
چیلر ماشینی است که برای زدودن گرما از یک مایع یا سیال طراحی شده است. این فرآیند با استفاده از یکی از سیکلهای تبرید و مبدلهای حرارتی انجام میشود.
به زبان ساده، تبرید فرآیندی است که طی آن گرما از یک محیط با دمای پایینتر گرفته شده و به محیطی با دمای بالاتر منتقل میشود. این اصل، پایه بسیاری از سیستمهای سرمایشی و تهویه مطبوع امروزی است.
در یک سیستم چیلر، سیال پس از خنک شدن میتواند برای تأمین سرمایش تجهیزات مختلف، مانند هواسازها و فنکویلها، مورد استفاده قرار گیرد.
چیلرها علاوه بر کاربرد در تهویه مطبوع ساختمانها، در صنایع مختلف نیز برای خنککاری تجهیزات و فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار میگیرند.
نحوه عملکرد چیلر به نوع آن بستگی دارد. در چیلر تراکمی، فرآیند سرمایش با استفاده از کمپرسور و سیکل تبرید تراکمی انجام میشود؛ در حالی که در چیلر جذبی، انرژی حرارتی و فرآیند جذب و دفع مبرد جایگزین کمپرسور مکانیکی میشود.
به طور کلی، چیلر گرمای سیال را دریافت کرده و از طریق یک فرآیند تبرید به محیط دیگری منتقل میکند. گرمای دفعشده نیز باید از طریق کندانسور یا تجهیزات مربوطه به محیط منتقل شود.
ایجاد سرما در گذشته با روشهای سادهای مانند استفاده از برف فشرده و نگهداری یخ انجام میشد. با پیشرفت علم و فناوری، اصول علمی تبرید توسعه پیدا کرد و در نهایت ماشینهای تبرید مکانیکی شکل گرفتند.
آزمایشهای مایکل فارادی در زمینه گازها و تغییر حالت مواد، از جمله مطالعات تأثیرگذار در توسعه فناوری تبرید محسوب میشود. در ادامه، سیکلهای مختلف تبرید از جمله سیکل تراکمی و جذبی توسعه پیدا کردند و امروزه چیلرها به یکی از تجهیزات اصلی صنعت تهویه مطبوع تبدیل شدهاند.
چیلرها را میتوان از جنبههای مختلف دستهبندی کرد، اما یکی از مهمترین تقسیمبندیها بر اساس سیکل کاری دستگاه است:
چیلرهای تراکمی نیز بر اساس نوع کمپرسور و نوع کندانسور به مدلهای مختلف تقسیم میشوند. چیلرهای جذبی نیز بر اساس نوع منبع حرارتی و ساختار سیکل، انواع متفاوتی دارند.
چیلر تراکمی یکی از پرکاربردترین انواع چیلر در سیستمهای تهویه مطبوع است. در این نوع چیلر، فرآیند سرمایش با استفاده از کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور انجام میشود.
در سیکل تراکمی، مبرد ابتدا توسط کمپرسور متراکم شده و با افزایش فشار و دما وارد کندانسور میشود. در کندانسور، گرمای مبرد به محیط منتقل شده و مبرد از حالت گاز به مایع تبدیل میشود.
سپس مبرد مایع از شیر انبساط عبور کرده و فشار آن کاهش پیدا میکند. مبرد با ورود به اواپراتور در فشار پایین تبخیر شده و در این فرآیند گرمای سیال مورد نظر را جذب میکند.
در نهایت، بخار مبرد دوباره به کمپرسور بازمیگردد و سیکل تبرید تکرار میشود.
عملکرد چیلر تراکمی را میتوان به چهار مرحله اصلی تقسیم کرد:
کمپرسور بخار مبرد را از اواپراتور دریافت کرده و آن را متراکم میکند. در نتیجه، فشار و دمای مبرد افزایش پیدا میکند.
هدف اصلی کمپرسور این است که مبرد را به شرایطی برساند که امکان دفع حرارت آن در کندانسور فراهم شود.
کندانسور وظیفه انتقال گرمای مبرد به محیط را بر عهده دارد. مبرد داغ و پرفشار وارد کندانسور شده و با از دست دادن حرارت، از حالت گاز به مایع تبدیل میشود.
کندانسورها به طور کلی در سه گروه قرار میگیرند:
در کندانسور هواخنک، هوا وظیفه دفع حرارت را بر عهده دارد. در کندانسور آبخنک، آب برای انتقال حرارت استفاده میشود و در مدل تبخیری، از ترکیب آب و هوا برای افزایش فرآیند دفع حرارت استفاده میشود.
شیر انبساط میزان ورود مبرد به اواپراتور را کنترل میکند و با کاهش فشار مبرد، شرایط لازم برای تبخیر آن در دمای پایین را فراهم میکند.
اواپراتور یکی از مهمترین مبدلهای حرارتی در سیکل تبرید است. مبرد در این قسمت گرمای سیال مورد نظر را جذب کرده و تبخیر میشود.
اواپراتورها میتوانند در انواع مختلفی مانند پوسته و لوله، صفحهای و فیندار طراحی شوند.
این نوع اواپراتور معمولاً از لولههای مسی یا فولادی ساخته میشود و برای خنک کردن سیالات کاربرد زیادی دارد.
اواپراتورهای صفحهای از صفحات فلزی دارای مسیرهای عبور سیال تشکیل میشوند. این نوع مبدلها به دلیل طراحی فشرده و سطح انتقال حرارت مناسب در برخی کاربردها مورد استفاده قرار میگیرند.
در شرایطی که ضریب انتقال حرارت جابهجایی پایین باشد، میتوان با افزایش سطح تماس توسط فین یا پره، انتقال حرارت را افزایش داد.
در سیکل تبرید تراکمی، مسیرهای مختلفی برای انتقال مبرد وجود دارد.
این لوله بخار مبرد پرفشار و داغ را از خروجی کمپرسور به کندانسور منتقل میکند.
این مسیر مبرد مایع را از بخش ذخیره یا خروجی کندانسور به سمت شیر انبساط هدایت میکند.
لوله مکش، بخار کمفشار مبرد را از اواپراتور به ورودی کمپرسور منتقل میکند.
چیلرهای تراکمی را میتوان بر اساس نوع کندانسور و کمپرسور دستهبندی کرد.
از نظر نوع کندانسور، دو مدل رایج عبارتاند از:
از نظر نوع کمپرسور نیز مدلهایی مانند اسکرال، اسکرو و سانتریفیوژ در پروژههای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.
عایقکاری فن کویل و چیلر در اراک با اجرای اصولی، کاهش اتلاف انرژی و جلوگیری از تعریق لولهها. بررسی روش اجرا، هزینه و اشتباهات رایج توسط فرم دما.
➜ مطالعه مقاله کاملچیلر اسکرو از کمپرسورهای مارپیچی یا Screw Compressor استفاده میکند و یکی از گزینههای مناسب برای بسیاری از پروژههای تهویه مطبوع با ظرفیت متوسط و بالا محسوب میشود.
از مهمترین ویژگیهای چیلر اسکرو میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
چیلر اسکرال از کمپرسورهای Scroll استفاده میکند. ساختار این کمپرسور بر اساس دو قطعه حلزونی شکل است که یکی ثابت و دیگری متحرک است.
چیلرهای اسکرال به دلیل ساختار ساده، ابعاد مناسب و عملکرد قابل اعتماد، در بسیاری از پروژههای تهویه مطبوع مورد استفاده قرار میگیرند.
چیلر سانتریفیوژ یکی از انواع چیلرهای تراکمی است که از کمپرسور گریز از مرکز استفاده میکند و بیشتر برای ظرفیتهای سرمایشی بالا مورد استفاده قرار میگیرد.
کمپرسور سانتریفیوژ با استفاده از نیروی گریز از مرکز، انرژی لازم برای فشردهسازی و انتقال مبرد را فراهم میکند.
از مهمترین مزایای چیلرهای سانتریفیوژ میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
چیلر جذبی نوع دیگری از چیلر است که به جای استفاده از کمپرسور مکانیکی، از انرژی حرارتی و فرآیند جذب و دفع مبرد برای تولید سرما استفاده میکند.
در چیلرهای جذبی، انرژی مورد نیاز سیکل میتواند از منابعی مانند:
تأمین شود.
در بسیاری از چیلرهای جذبی، لیتیوم بروماید بهعنوان جاذب و آب بهعنوان مبرد مورد استفاده قرار میگیرد.
در این سیستم، بخار آب در بخش ابزربر توسط محلول لیتیوم بروماید جذب میشود. سپس محلول رقیقشده به ژنراتور منتقل شده و با دریافت حرارت، مبرد از محلول جدا میشود. مبرد در ادامه وارد کندانسور و سپس اواپراتور شده و چرخه تبرید ادامه پیدا میکند.
چیلر جذبی از بخشهای مختلفی تشکیل شده است که مهمترین آنها عبارتاند از:
در اواپراتور، مبرد تحت شرایط فشار پایین تبخیر میشود. فرآیند تبخیر باعث جذب حرارت از آب برگشتی سیستم شده و در نتیجه دمای آب کاهش پیدا میکند.
در ابزربر، بخار مبرد تولیدشده در اواپراتور توسط محلول جاذب، مانند لیتیوم بروماید، جذب میشود.
محلول رقیقشده وارد ژنراتور میشود. با اعمال حرارت، مبرد از محلول جدا شده و محلول جاذب مجدداً غلیظ میشود تا برای جذب بخار مبرد در چرخه بعدی آماده شود.
بخار مبرد تولیدشده در ژنراتور وارد کندانسور شده و با دفع حرارت به مایع تبدیل میشود. سپس این مبرد برای ادامه سیکل به سمت اواپراتور هدایت میشود.
چیلرهای جذبی را میتوان بر اساس تعداد اثر و نوع منبع حرارتی دستهبندی کرد.
چیلرهای تک اثره دارای یک مرحله اصلی تولید حرارت و جداسازی مبرد هستند و میتوانند بر اساس منبع حرارتی به مدلهایی مانند موارد زیر تقسیم شوند:
چیلر جذبی دو اثره دارای سیکل پیچیدهتر و استفاده بیشتر از انرژی حرارتی در فرآیند تولید سرما است.
این نوع چیلر میتواند با منابع حرارتی مختلفی مانند بخار یا شعله مستقیم طراحی شود.
در این مدل، آب گرم بهعنوان منبع انرژی حرارتی ژنراتور مورد استفاده قرار میگیرد.
در چیلر جذبی بخار، انرژی مورد نیاز ژنراتور از طریق بخار تأمین میشود.
در چیلر جذبی شعله مستقیم، منبع حرارتی بهصورت مستقیم در اختیار سیکل قرار میگیرد و دستگاه برای تأمین انرژی مورد نیاز از احتراق استفاده میکند.
مهمترین تفاوت چیلر جذبی و تراکمی در نحوه تأمین انرژی و فرآیند ایجاد سرمایش است.
در چیلر تراکمی، کمپرسور وظیفه متراکم کردن مبرد و ایجاد اختلاف فشار مورد نیاز سیکل را بر عهده دارد؛ اما در چیلر جذبی، فرآیند جذب و تولید حرارتی جایگزین کمپرسور مکانیکی میشود.
البته انتخاب میان این دو سیستم صرفاً با مقایسه یک پارامتر امکانپذیر نیست و باید شرایط کامل پروژه بررسی شود.
در شرایطی که انتخاب بین چیلر تراکمی و جذبی امکانپذیر باشد، چیلر تراکمی میتواند مزایایی داشته باشد که از جمله آنها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
با این حال، این موضوع به معنی برتری مطلق چیلر تراکمی نیست. در پروژههایی که حرارت اتلافی، بخار یا آب گرم در دسترس است، چیلر جذبی میتواند گزینه مناسبی باشد.
انتخاب چیلر جذبی میتواند در پروژههایی منطقی باشد که منبع حرارتی مناسب در اختیار دارند. برای مثال، اگر یک مجموعه دارای بخار یا حرارت تلفشده حاصل از فرآیند صنعتی باشد، میتوان از این انرژی برای راهاندازی سیکل جذبی استفاده کرد.
به همین دلیل، پیش از انتخاب چیلر باید علاوه بر قیمت دستگاه، مواردی مانند هزینه انرژی، تجهیزات جانبی، شرایط اقلیمی، هزینه نصب، تعمیر و نگهداری و عمر مفید سیستم نیز بررسی شود.
چیلر جذبی چیست؟ با نحوه عملکرد، اجزا، مزایا، کاربردها و تفاوت آن با چیلر تراکمی آشنا شوید و مناسبترین سیستم سرمایشی را برای پروژه خود انتخاب کنید.
➜ مطالعه مقاله کاملمینی چیلر نوعی چیلر با ابعاد و ظرفیت پایینتر است که برای پروژههایی طراحی میشود که به سیستم سرمایش مستقل نیاز دارند.
مینی چیلرها معمولاً از کندانسور هواخنک استفاده میکنند و در برخی مدلها قابلیت تأمین گرمایش نیز وجود دارد.
از مزایای مینی چیلر میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
انتخاب چیلر مناسب باید بر اساس محاسبات فنی پروژه انجام شود. مهمترین عوامل عبارتاند از:
ظرفیت چیلر باید بر اساس بار سرمایشی ساختمان یا فرآیند صنعتی محاسبه شود.
دمای محیط، رطوبت و شرایط آبوهوایی محل نصب میتواند روی انتخاب نوع چیلر تأثیرگذار باشد.
اگر برق در دسترس باشد، چیلر تراکمی میتواند گزینه مناسبی باشد. در پروژههایی که آب گرم، بخار یا حرارت اتلافی وجود دارد، امکان بررسی چیلر جذبی نیز وجود دارد.
ابعاد و وزن چیلر، تجهیزات جانبی و فضای مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری باید پیش از انتخاب بررسی شود.
هزینه انرژی، آب، نگهداری و تعمیرات باید در کنار قیمت اولیه دستگاه محاسبه شود.
انتخاب چیلر بدون بررسی تجهیزات جانبی مانند برج خنککننده، پمپها، سیستم کنترل و شبکه لولهکشی میتواند باعث انتخاب نادرست سیستم شود.
فرم دما در زمینه طراحی و تأمین تجهیزات تهویه مطبوع و سیستمهای سرمایشی فعالیت دارد و امکان ارائه چیلر متناسب با نیاز پروژه را فراهم میکند.
انتخاب چیلر باید بر اساس ظرفیت مورد نیاز، شرایط پروژه، نوع کاربری، شرایط اقلیمی و تجهیزات جانبی انجام شود. به همین دلیل، پیش از خرید چیلر بهتر است مشخصات فنی پروژه توسط کارشناسان بررسی شود.
برای آشنایی با محصولات و دریافت اطلاعات بیشتر میتوانید به صفحه چیلر تراکمی فرم دما مراجعه کنید.
چیلرهای تراکمی و جذبی هر دو برای ایجاد سرمایش در ساختمانها و فرآیندهای صنعتی استفاده میشوند، اما روش عملکرد و منبع انرژی آنها متفاوت است.
چیلر تراکمی با استفاده از کمپرسور و سیکل تبرید تراکمی کار میکند و به دلیل تنوع بالا، کاربرد گستردهای در پروژههای مختلف دارد. در مقابل، چیلر جذبی با استفاده از انرژی حرارتی، ابزربر و ژنراتور کار میکند و میتواند در پروژههایی که منبع حرارتی مناسبی در اختیار دارند، گزینه قابل بررسی باشد.
بنابراین نمیتوان بدون بررسی شرایط پروژه گفت کدام نوع چیلر همیشه بهتر است. شرایط آبوهوایی، ظرفیت سرمایشی، نوع انرژی، هزینه اولیه، هزینه بهرهبرداری، فضای نصب و تجهیزات جانبی همگی در انتخاب چیلر مناسب تأثیرگذار هستند.
اگر قصد خرید چیلر یا دریافت مشاوره برای انتخاب چیلر تراکمی یا جذبی را دارید، کارشناسان فرم دما میتوانند متناسب با مشخصات پروژه، گزینه مناسب را بررسی کنند.
چیلر دستگاهی است که با استفاده از یک سیکل تبرید، گرما را از یک سیال مانند آب دریافت کرده و آن را خنک میکند. آب سرد تولیدشده میتواند در سیستمهای تهویه مطبوع یا فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار گیرد.
چیلر تراکمی برای ایجاد سیکل تبرید از کمپرسور استفاده میکند، در حالی که چیلر جذبی با استفاده از جاذب، ژنراتور و انرژی حرارتی فرآیند سرمایش را انجام میدهد.
چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کمپرسور میتوانند شامل مدلهای اسکرال، اسکرو و سانتریفیوژ باشند و از نظر کندانسور نیز به مدلهای هواخنک، آبخنک و تبخیری تقسیم میشوند.
چیلر جذبی میتواند با منابع حرارتی مانند آب گرم، بخار یا شعله مستقیم کار کند. انتخاب نوع منبع انرژی به طراحی و مشخصات چیلر بستگی دارد.
چیلر اسکرو نوعی چیلر تراکمی است که از کمپرسور مارپیچی استفاده میکند و به دلیل قابلیت کنترل ظرفیت، عملکرد مناسب و ساختار کمپرسور، در بسیاری از پروژههای تهویه مطبوع کاربرد دارد.
چیلرهای سانتریفیوژ معمولاً برای پروژههایی با ظرفیت سرمایشی بالا مورد استفاده قرار میگیرند و در شرایط کاری مناسب میتوانند راندمان بالایی ارائه دهند.
مینی چیلر یک سیستم سرمایشی با ظرفیت پایینتر است که برای فضاهایی طراحی میشود که به سرمایش مستقل نیاز دارند. این دستگاهها معمولاً ابعاد مناسبی دارند و بسیاری از مدلها به کندانسور هواخنک مجهز هستند.
مصرف برق بخش کمپرسور در چیلر جذبی وجود ندارد، اما این موضوع به معنی مصرف انرژی کمتر در همه شرایط نیست. برای مقایسه صحیح باید مصرف برق، مصرف سوخت یا حرارت، آب، تجهیزات جانبی و شرایط بهرهبرداری بهصورت کامل بررسی شود.
ظرفیت سرمایشی مورد نیاز، نوع کاربری، شرایط اقلیمی، دمای آب رفت و برگشت، منبع انرژی، فضای نصب و تجهیزات جانبی از مهمترین اطلاعات مورد نیاز برای انتخاب چیلر هستند.
برای انتخاب و خرید چیلر میتوانید مشخصات پروژه خود را در اختیار کارشناسان فرم دما قرار دهید تا ظرفیت و نوع مناسب چیلر بر اساس نیاز پروژه بررسی شود.
