چیلر چیست و کاربردهای آن کدام است؟

همانطور که در بالا به آن اشاره شد چیلرها انواع مختلفی دارند که می‌توانند نیازهای شما را برطرف کنند. اما قبل از آنکه به انواع چیلرها بپردازیم در ابتدا ببینیم که چیلر چیست و چطور به ما کمک می‌کند.

چیلر چیست؟

در واقع چیلر یک سیستم یا دستگاهی است که می تواند آب را با دماهای مختلف دریافت کند و بعد از انجام مراحلی آن را خنک کرده و از خود خارج کند. آب خارج شده از چیلر را هم برای سرمایش هوای محیط های مختلف به کار می‌گیرند و هم برای خنک سازی ماشین‌آلات در صنایع نظامی، کشاورزی، غذایی و... استفاده می‌کنند.

چیلرها چطور آب را خنک می‌کنند؟

قسمت اصلی و موتور چیلرها با کمپرسور کار می‌کند. کمپرسور چیلرها وظیفه ی فشرده سازی گاز یا مبرد داخل خود را دارند. مبرد داخل کمپرسور چیلر ها به سمت کندانسور هدایت می‌شود. کندانسور چیلر وسیله ای است که مبرد فشرده شده به آن وارد می‌شود و با استفاده از فن های موجود در آن مبرد گرمای خود را آزاد می‌کند و تولید سرما می‌کند. این خنکی و سرما از طریق لوله‌های مسی وارد محفظه ای می‌گردد که آب در آن وجود دارد. بعد از آن آب در تماس این لوله های قرار می‌گیرند و دمای آب را پایین می‌آورد. بعد از خنک سازی آب در چیلر آب خنک شده از آن خارج شده و به استفاده در می‌آید.

چیلرها چطور دسته بندی می‌شوند؟

چیلرها به 2 دسته اصلی چیلرهای تراکمی بخار و چیلرهای جذبی تقسیم می‌گردند.

در حوزه تهویه مطبوع و صنایع چیلرهای تراکمی بخار بیشتر مورد توجه هستند که این نوع چیلرها خود به 2 نوع بر اساس نوع کمپرسور و نوع کندانسور تقسیم بندی می‌شوند.

1) بر اساس نوع کمپرسور

کمپرسور چیلر، روتاری باشد یا نباشد: کمپرسورهای روتاری بیشترین مصرف در تهویه مطبوع را دارد و از 3 تا 30 کیلووات سرمایش ایجاد می‌کند.

کمپرسور چیلر، اسکرال باشد یا نباشد: کمپرسورهای اسکرال موجود در چیلر برای مصرف تهویه مطبوع بیشترین کاربرد را دارد و از 5 تا 10 کیلووات سرمایش ایجاد می‌کند.

کمپرسور چیلر، پیستونی باشد یا نباشد: استفاده از این نوع کمپرسورها برای تهویه مطبوع و صنایع استفاده می‌گردد و از 2 تا 210 کیلووات سرمایش ایجاد می‌کند.

کمپرسور چیلر، اسکرو باشد یا نباشد: زمانی که کمپرسور اسکرو در چیلر استفاده می‌گردد این چیلر برای تهویه مطبوع و صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرد و همچنین از 70 تا 700 کیلووات سرمایش ایجاد می‌کند.

کمپرسور چیلر، سانتریفیوژ باشد یا نباشد: چیلرهای سانتریفیوژ هم برای مصارف تهویه مطبوع و صنایع مورد استفاده است و از 300 تا 1800 کیلووات سرمایش تولید می‌کند.

2) بر اساس نوع کندانسور

انتخاب نوع کندانسور چیلرها بر اساس شرایط اقلیمی و جغرافیایی محل اجرای پروژه در نظر گرفته می‌شود و به 3 نوع چیلر هواخنک، چیلر آب‌خنک و چیلر تبخیری تقسیم بندی می‌گردند:

چیلر‌هوا‌خنک باشد یا نباشد: در چیلرهای هواخنک از دستگاهی به نام کندانسور استفاده می‌شود. کندانسورها لوله های مس را طوری در خود جای می‌دهند به طوری که فن های کندانسور بتواند با کمک فین های آلومینیومی یا مسی مبرد داخل لوله ها را خنک کند.

چیلر‌آب‌خنک باشد یا نباشد: در چیلرهای آب خنک از مبدل شل اند تیوب یا همان پوسته و لوله استفاده می‌گردد.

چیلر‌تبخیری باشد یا نباشد: چیلرهای تبخیری چیلرهایی هستند که کویل‌های آن از روش سرمایش تبخیری عملیات خنک سازی را انجام می‌دهند به شکلی که مبرد داغ شده از کمپرسور خارج می‌شود و وارد لوله های کندانسور می‌شوند و آب به صورت اسپری بر روی لوله های مسی پاشیده می‌شود و عملیات خنک سازی را انجام می‌دهند.

 

نکات بسیار مهم برای خرید چیلر

چیلرها به دلیل قیمت نسبتا بالایی که دارند برای هر مجموعه، شرکت و یا سازمانی یکی از مهمترین خریدهایی است که باید انجام دهد. قیمت نسبتا بالای آن در مقایسه با سایر تجهیزات یک سازمان باعث می‌شود تا در زمان انتخاب حساسیت‌های زیادی از طرف مدیریت لحاظ شود ولی اگر این انتخاب و خرید در مورد چیلر صورت نگیرد می‌تواند هزینه‌ی هنگفتی را روی دست مجموعه‌ی شما بگذارد. پس بهتر است از الگوی زیر برای خرید چیلر خود کمک بگیرید.

دریافت مشاوره از کارشناس با تجربه

بهتر است از یک مهندس مشاور جهت انتخاب خود استفاده کنید. معمولا با یک جستجوی ساده می‌توانید به یک مهندس با تجربه که در زمینه تهویه مطبوع و تبرید دسترسی پیدا کنید.

بررسی دقیق نیاز

شما در ابتدا باید بدانید دقیقا چه مقدار آب خنک برای خنک سازی کار خود نیاز دارید و دقیقا چند کیلووات سرما نیاز دارید.

کارنامه‌ کاری مورد قبول شرکت چیلرساز

بهتر است از شرکت چیلرسازی که شما قصد دارید از آن چیلر خریداری کنید را بررسی کنید و از یک شرکت معتبر چیلر خود را خریداری کنید.

معرفی و بررسی قطعات چیلر

با توجه به اینکه قطعات مورد استفاده در چیلر بسیار زیاد است و سازندگان چیلر می‌توانند به سلیقه‌ی خودشان از برندهای گوناگون در آن استفاده کنند قیمت تمام شده چیلر می‌تواند متفاوت و در بسیاری از مواقع بسیار فاحش باشد.

اگر شما از این موضوع باخبر نباشید مي‌تواند تعجب شما را بسیار برانگیزد و شما را در انتخاب به اشتباه بیاندازد.

به طور مثال اگر از برند بیتزر برای کمپرسور استفاده شود به دلیل اینکه ساخت کشور آلمان است قیمت آن نسبت به برندهای چینی بسیار بالا‌تر است. و در نهایت در قیمت تمام شده ی چیلر شما تاثیر گذار است. برای سایر قطعات نیز به همین شکل خواهد بود.

معرفی اجمالی قطعات و دستگاههایی که در چیلر به کار می‌رود به شرح زیر است.

کمپرسور

همانطور که در بالا به آن اشاره شد کمپرسور مهمترین رکن یک سیستم و دستگاه تبرید است. قلب تپنده سیکل تبرید تراکمی کمپرسور آن است. کمپرسورها انواع مختلفی دارند که با توجه به نیاز مشتریان و کاربری چیلر و قدرت سرمایش چیلر انتخاب نوع کمپرسور صورت می‌گیرد. واحد سرمایش در علم تبرید کیلو وات است. چیلرها از 3 کیلو وات تا 1800 کیلو وات توانایی سرمایش دارند که در بعضی مواقع میتواند این سرمایش افزایش نیز یابد.

شما می‌توانید برای محاسبه نوع کمپرسور چیلر خود از نرم افزارهای انتخاب کمپرسورها استفاده کنید.

برای مطالعه‌ی بیشتر در مورد کمپرسورها اینجا کلیک کنید.

کندانسور

اصلی ترین وظیفه ی دستگاه کندانسور چیلر تخلیه‌ی گرمای موجود در لوله‌های مسی است که مبرد آن را از کمپرسور دریافت کرده است.

کندانسور به وسیله‌ی فن‌هایی که دارد باد را به لوله های دارای مبرد داغ هدایت می‌کند و بعد از برخود باد، گاز را به مایع و مایع را به گاز تبدیل می‌کند. علاوه بر آن کندانسور عملکردهای زیر را نیز دارد:

• حفظ تعادل فشار گاز
• ثابت کننده سیستم تبرید
• افزایش راندمان سیستم سرمایشی چیلر
• کمک به بالا بردن عمر مفید کمپرسور
• کاهش دهنده حجم مبرد

برای مطالعه‌ی بیشتر در مورد کندانسور چیلر اینجا کلیک کنید

اواپراتور

مهمترین کارایی اواپراتور چیلر، جذب گرمای محیط پیرامون و یا جذب گرما از آب است که در نتیجه‌ی آن سرما به وجود می‌آید.

از فواید عملکرد اواپراتور در چیلر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• تولید آب سرد
• جلوگیری از تولید یخ
• کاهش دهنده افت فشار
• کاهش مصرف انرژی

برای مطالعه بیشتر در مورد اواپراتور چیلر اینجا کلیک کنید

شیرانبساط یا اکسپنشن‌ ولو

مبرد بعد از عبور از کندانسور وارد شیرانبساط یا اکسپنشن ولو می‌شود. بعد از آن فشار مبرد را کاهش می‌دهد تا بتواند بعد از ورود به اواپراتور تبدیل به گاز شود و گرما را جذب کند و در یک لحظه ایجاد سرما کند.

از دیگر کارهای شیر انبساط چیلر یا اکسپنشن ولو چیلر میتوان به این موارد اشاره کرد:

• پایین آوردن دمای سوپرهیت
• حفظ تعادل فشار چیلر

فیلتر درایر

کار اصلی فیلتر درایر چیلر جذب حداکثری ذرات و غبار به همراه رطوبت از مبرد در سیکل تبرید است. این جدا سازی و فیلتر کردن باعث افزایش بازدهی اکسپنشن و عمر مفید چیلر می‌شود.

همچنین فیلتر درایر از تولید اسید داخل چیلر نیز جلوگیری می‌کند.

 پمپ‌ها

در چیلر شاهد انواع پمپ هستیم. بعضی از این پمپ ها مسئولیت هدایت آب داغ به داخل چیلر هستند و برخی دیگر مسئولیت هدایت آب سرد به مکانی که هدفمان است که در آن نقطه خنک سازی انجام شود می باشد.

سیستم کنترل و کنترلر PLC

کنترلر ها معمولا الکترونیکی هستند و انواع گوناگونی دارند. زمانی که چیلر کار اصلی خود را انجام داد و دمای آب را به میزان مورد نظر پایین آورد حال نوبت به استفاده از دستگاهی به نام کنترلر یا شیر برقی است. شیر برقی یا کنترلر به چیلر فرمان می دهد که کار را متوقف کند و مصرف برق را قطع کند. در واقع کنترلر در چیلر باعث مدیریت مصرف برق در چیلر می شود.

PLC نام دیگر دستگاه کنترل چیلر است.

 

محفظه‌های مبدل‌حرارتی

متداول ترین مبدل حرارتی که در چیلر به کار می‌رود مبدل حرارتی شل اند تیوب یا همان مبدل پوسته و لوله است. مکانیزم این دستگاه به این شکل است که مبرد سردی که در لوله های مسی وجود دارد و در یک محفظه ای که آب موجود در چیلر است در تماس با هم قرار می‌گیرند و همین امر باعث خنک سازی آب می‌شود. به همین دلیل نام این دستگاه را مبدل یا تبدیل کننده گذاشته اند.

دلایل گوناگونی وجود دارد که مهندسان و طراحان چیلر همواره از مبدل پوسته و لوله استفاده می کنند. این دلایل عبارت اند از:

• انتقال حرارات حداکثری
• ساختار محکم و مقاوم
• قیمت تمام شده مناسب
• قابلیت تعمیر پذیری
• و مقاومت بالا در برابر خوردندگی

برج‌خنک‌کن

به طور کلی می‌توان گفت کار اصلی برج خنک کن چیلر دفع حرارت و خنک سازی چیلر است. این کار باعث بالا رفتن راندمان چیلر میگردد.

آب داغی که از کندانسور چیلر خارج می شود وارد برج خنک‌کن می‌شود. در این دستگاه آب طی فرایندی با هوا برخورد می کند و همین امر باعث پایین آمدن دمای آن می شود.

برج خنک کن علاوه بر کارایی که در بالا به آن اشاره شد در صرفه جویی مصرف آب نیز میتواند نقش داشته باشد. در زیر تصویر یک برج خنک کن مدرن را مشاهده می کنید.

فشار‌سنج ها

در ساخت چیلر از انواع فشارسنج استفاده می‌شود. کارایی فشارسنج ها در ساخت چیلر بسیار حیاتی است و می‌تواند کمک بسیار زیادی در تنظیم و مدیریت چیلر داشته باشد. در ادامه‌ی این نوشته به معرفی فشارسنج های به کار گرفته در چیلر می‌پردازیم.

فشارسنج فشار بالا (High-Pressure Gauge) :

این فشارسنج بعد از کمپرسور و کندانسور نصب می‌شود تا فشار بالای چیلر را محاسبه و نشان دهد. اگر فشار بیش از حد بالا رود میتواند موجب خرابی کمپرسور، خاموش شدن چیلر، آسیب دیدن به قطعات الکترونیکی و مکانیکی چیلر، دمای سیستم بالا می رود، احتمال ترکیدگی در لوله ها و کاهش بازدهی چیلر می شود.

حال باید ببینیم در چه مواقعی ممکن است فشار بالا برود؟ عوامل متعددی ممکن است باعث بالا رفتن فشار در چیلر گردد شامل:

• کندانسور به درستی کار نمی‌کند.
• مسیر مبرد در سیکل تبرید دچار گرفتگی و انسداد شده است.
• در زمان هایی که در کمپرسور مبرد را ببش از حد شارژ کنیم فشار دستگاه بالا می‌رود.
• مورد دیگری که می‌تواند در بالا رفتن فشار چیلر موثر باشد خرابی فشارسنج ها و تنطیم کننده های چیلر است.

فشارسنج فشار پایین (Low-Pressure Gauge):

از فشار سنج لوپرشر یا فشارسنج فشار پایین برای اندازه گیری بیش از حد فشار پایین در چیلر استفاده می‌شود.

این دستگاه در مسیر خط تبرید در مسیر خط مکش کمپرسور و اواپراتور نصب می‌شود و زمانی فشار را به ما نمایش می‌دهد که مبرد به صورت گازی و در پایین ترین حالت خود است و باید بدانیم که چه مواقعی فشار چیلر بیش از حد پایین می‌آید و این کاهش فشار چه آسیب هایی را به چیلر وارد می‌کند. در اینجا به چند نمونه از این آسیب ها اشاره می‌کنیم:

• نشتی در سیستم تبرید
• نشتی یا خرابی در سیستم اواپراتور
• کمبود جریان تبرید در چیلر

باید بدانید که در صورتی که فشار چیلر بیش از حد پایین بیاید چه آسیبهایی به چیلر وارد می‌کند.

• کاهش عملکرد کمپرسور و آسیب به قطعات کمپرسور
• یخ زدگی اوارپراتور
• نشت مبرد
• و در نهایت پایین آمدن بازدهی چیلر

فشارسنج آب (Water Pressure Gauge):

این فشارسنج در چیلرهای آب‌خنک برای نمایش فشار آب که در جریان خنک‌کاری است استفاده می‌گردد.

فشارسنج دیفرانسیلی (Differential Pressure Gauge):

فشار سنج دیفرانسیلی برای مشاهده ی اختلاف فشار در قسمت های مختلفی همچون فیلترها و مبدلها به کار گرفته می‌شود و استفاده از آن بسیار ضروری است.

از مزایای اصلی فشارسنج دیفرانسیلی در چیلرها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:

• تشخیص سریع انسداد و یا نشت در سیستم چیلر
• بالا بردن راندمان کلی چیلر
• صرفه جویی مصرف انرژی چیلر

ترموستات چیلر

ترموستات ها در دستگاههای چیلر جهت تنظیم دمای مورد نیاز به کار گرفته می‌شوند. استفاده از این دستگاه الکترونیکی مهم در چیلر باعث بهبود شرایط چیلر می‌گردد. این شرایط شامل موارد زیر می‌باشد:

• کنترل دقیق دمای چیلر
• صرفه جویی در مصرف انرژی
• افزایش عمر مفید چیلر و قطعات چیلر
• جلوگیری از نوسانات برقی و عملکردی چیلر
• و در نهایت باعث امنیت سیستم چیلر می‌گردد.
  

  ترموستات چیلر

خطوط مبرد چیلر

خطوط مبرد در چیلرها و نحوه‌ی اجرای آنها در عملکرد و کیفیت کار نهایی چیلر بسیار موثر است. خطوط مبرد چیلر به صورت لوله‌هایی است که مسیر مبرد را در دستگاه‌ها مشخص می‌کند و آنها را به هم متصل و سیکل تبرید تراکمی را شکل می‌دهد. 3 خط اصلی در چیلر وجود دارد شامل:

1. خط مایع (Liquid Line): این خط زمانی که مبرد به صورت مایع می‌باشد از دستگاه کندانسور به اکسپنشن انتقال می‌دهد سپس آن را وارد دستگاه اواپراتور می‌کند.
2. خط مکش (Suction Line): این خط زمانی که مبرد به صورت گاز است و فشار آن به حداقل رسیده را به کمپرسور چیلر انتقال می‌دهد. در بسیاری مواقع لوله ای که مربوط به خط مکش می‌شود را عایق بندی می‌کنند تا از افت دمایی جلوگیری کند و بازدهی چیلر را افزایش دهد.
3. خط تخلیه (Discharge Line): خط تخلیه چیلر وظیفه هدایت مبرد را که به صورت گاز بسیار داغ است را از کمپرسور چیلر به کندانسور چیلر انجام می‌دهد. در این مسیر تغییر حالت مبرد را از گاز به مایع شاهد هستیم.

مشکلاتی که معمولا برای خطوط مبرد چیلر رخ می‌دهد شامل نشتی و گرفتگی است.

 

سوپاپ‌ اطمینان چیلر

سوپاپ‌های اطمینان چیلر جزو قطعات خاص و مهم چیلر به شمار می‌روند. قطعاتی که اگر نباشند می‌توانند آسیب های جدی را به چیلر وارد کنند. این سوپاپ‌ها به 2 دسته‌ی کلی تقسیم می‌گردند:

1. سوپاپ اطمینان (Safety Valve): در زمان‌هایی که فشار سیستم چیلر بیش از حد بالا باشد به صورت خودکار وارد عمل می‌شود و قسمتی از مبرد را از سیستم خارج می‌کند تا از بروز منفجر شدن چیلر جلوگیری کند. جایگاه نصب این سوپاپ‌ها در موقعیت هایی است که ممکن است فشار چیلر بالا برود. نقاطی مانند قسمت خروجی و دهش کمپرسور است.
2. سوپاپ تخلیه (Relief Valve): وظیفه اصلی این سوپاپ تخلیه ی فشار مازاد مبرد از سیستم چیلر می‌باشد.

روغن گیر یا اویل سپراتور چیلر

اویل سپراتور (Oil Separator) یکی از جذاب ترین دستگاههای موجود در چیلر است که بعضی از تولید کنندگان چیلر از آن استفاده نمی‌کنند تا بتوانند قیمت تمام شده چیلر را کاهش دهند. باید بدانید وجود دستگاهی به نام اویل‌سپراتور بسیار مهم است و در کیفیت و کارایی چیلر تاثیرگذاری بالایی دارد. وظیفه ی اصلی اویل‌سپراتور (Oil Separator) جداسازی روغن از مبرد است و معمولا این دستگاه برای چیلرهایی است که از کمپرسورهای پستونی و یا کمپرسورهای اسکرو استفاده می‌کنند.

از دیگر فواید استفاده از اویل‌سپراتور در چیلر می‌توان به کاهش نیاز به روغن کمپرسور و افزایش کارایی سیستم چیلر اشاره کرد.