چیلرها یکی از مهم‌ترین اجزا در تأسیسات ساختمانی و صنعتی هستند که برای تولید برودت یا به اصطلاح دیگر سرد کردن مورداستفاده قرار می‌گیرند. با استفاده از آن‌ها می‌توان در مصرف انرژی صرفه‌جویی کرده و راندمان وسایل و تجهیزات کارخانه‌ها را بالا برد. چیلرها انواع مختلفی داشته و نحوه کار هر کدام با دیگری متفاوت است و به فراخور هدفی که از آن‌ها انتظار داریم، باید از این دسته از تجهیزات استفاده کنیم. در این متن از طرز کار چیلر صحبت خواهیم کرد و چند دسته از آن را بیشتر مورد بررسی قرار خواهیم داد.
اهمیت و کاربرد چیلر
به دلیل تنوع در چیلرها و کاربرد آن‌ها، برای تعمیر این دسته از تجهیزات باید با یک متخصص تماس بگیرید. لازم به ذکر است که طرز کار چیلر پیچیده است و قطعات مهمی دارد که برای تهیه آن باید به مراکز معتبری مراجعه کنید تا از خرید خود مطمئن باشید. داشتن یک چیلر مطمئن که از برندی معتبر تهیه شده است به شما این اطمینان را می‌دهد که از دیگر تجهیزات کارخانه خود محافظت می‌کنید.
چیلر در واقع با مصرف پایین انرژی، بیشترین بازدهی را در اختیار شما قرار می‌دهد و تجهیزات صنعتی را که حرارت بالایی تولید می‌کنند خنک می‌کند. به همین دلیل، نبودن یک چیلر یا وجود یک چیلر با راندمان پایین، ممکن است سبب آسیب به دیگر تجهیزات شود؛ چراکه حرارت تولید شده از سیستم خارج نشده و امکان دارد باعث ضررهای جبران‌ناپذیری شود.
آب و دیگر مایعاتی که درون سیستم چیلرها وجود دارند، تبخیر شده و همواره در سیستم چیلر وجود دارند؛ به همین دلیل استفاده از چیلر سبب میشود که در مصرف آب نیز صرفه‌جویی کنیم؛ چراکه دستگاه‌ها نیازی ندارند که چند وقت یکبار آبگیری شوند.
این ویژگی خوبی دیگری به چیلرها می‌دهد. زمانی که آب از درون لوله‌ها تبخیر میشود، مقداری از املاحی که در آب وجود دارند رسوب می‌کنند که در گذر زمان سبب میشود لوله‌ها بگیرند و برای از بین بردن این رسوب‌ها باید هزینه‌های بیشتری را متحمل شد. اما وقتی تمام سیستم بسته باشد، املاحی نیز درون دستگاه وجود نخواهد داشت و دیگر این خطر برهم‌خوردن سیستم چیلر را تهدید نمی‌کند.
معرفی و انواع دسته‌بندی چیلر
برای آنکه با طرز کار چیلر آشنا شویم، در ابتدا باید با آن و کاربردش آشنا شویم. کاربرد اصلی چیلر، خنک کردن آب برای سرد کردن هواست. آب در ابتدا وارد چیلر شده و در نهایت توسط چیلر سرد میشود. این آب خروجی به ساختمان و محل‌هایی که هوا در آن خنک میشود وارد شده تا بتواند با تبادل گرمایی، هوای گرم را به هوای سرد تبدیل کند.
زمانی که دو ماده با دمای متفاوت در کنار هم قرار می‌گیرند، انرژی گرمایی از سمتی که انرژی بیشتری دارد (جسم گرم‌تر با دمای بالاتر) به سمت جسمی که انرژی کمتری دارد (جسم سردتر با دمای پایین‌تر) جریان پیدا می‌کند. این تبادل تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که دو جسم انرژی گرمایی برابری داشته باشند و این به این معنا نیست که دمای هر دو الزاماً برابر باشد، بلکه به ظرفیت گرمایی اجسام نیز بستگی دارد.
کانال‌هایی که هوا در آن‌ها خنک میشود دارای فن‌کوئل هستند و در ساختمان‌های هدف تعبیه شده‌اند. چیلرها در فصل تابستان با عبور آب سرد هوای گرم را خنک می‌کنند و در فصول سرد مانند زمستان، آب گرم را از لوله‌ها عبور داده و سبب گرم شدن هوای سردخانه می‌شوند. به فراخور نیاز صنعت از هر کدام از این دسته چیلرها استفاده میشود.
انواع چیلرها
چیلرها را بر اساس عوامل مختلفی می‌توان تقسیم‌بندی کرد. به طور مثال در زیر سه عدد از این موارد آورده شده‌اند:
- بر اساس چرخه تبرید
- نحوه سرد شدن ماده خنک‌کننده
- ظرفیت ولتاژ دستگاه چیلر
هرکدام از این چیلرها کاربردهای متفاوتی دارند و در صنعت به دلایل مختلفی استفاده می‌شوند. حتی در یک ساختمان مسکونی، با داشتن یک چیلر کوچک و ساده می‌توانید دمای هوای یک ساختمان را تنظیم کنید.
معرفی چیلر جذبی
این دسته از چیلرها دارای منبع تأمین انرژی از طریق حرارت و ژنراتور هستند. این چیلرها بر پایه سیکل تبرید جذبی عمل می‌کنند که این فرایند سرمایش شبیه به سیکل تراکمی بخار است. با این حال، تفاوت‌هایی در این نوع از چیلرها وجود دارند که به ساختار درونی آن مربوط است. چیلرهای جذبی دارای بخش جذب‌کننده، پمپ و ژنراتور هستند که به جای کمپرسور در دیگر انواع چیلرها استفاده میشود.
طرز کار چیلر جذبی
همچنین در این دسته از چیلرها از آب به عنوان مبرد استفاده میشود و سیال دیگر لیتیوم برماید است. این سیال دوم به عنوان جاذب مورداستفاده قرار می‌گیرد. قبلاً از آب به عنوان جاذب و از آمونیاک در بخش تبرید استفاده می‌شد. طرز کار چیلر جذبی بدین صورت است که ابتدا مبرد و سیال جاذب انرژی حرارتی خود را در بخش جذب‌کننده از دست می‌دهند؛ به همین دلیل به‌صورت مایع بوده و این محلول مایع که حاوی هر دو است، به بخش ژنراتور دستگاه منتقل میشود.
در ژنراتور دوباره جذب گرمایی رخ می‌دهد که در نتیجه این اتفاق، مایعی که به عنوان مبرد در دستگاه وجود دارد تبخیر میشود. این تبخیر سبب جدا شدن مایع از محلول مایع اولیه میشود. به دلیل تبخیر، مبرد از سیال جاذب جدا میشود و در یک مسیر جداگانه به سمت کندانسور می‌رود. در این بخش، بخار حاصل از تبخیر مبرد در مرحله قبل حرارت خود را از دست می‌دهد و به سمت شیر انبساط حرکت می‌کند.
در همین زمان، سیال جاذب که مایع باقی‌مانده بود، از همان ژنراتور به سمت جذب‌کننده دستگاه باز می‌گردد. با این تفاوت که در حال حاضر رقیق است و سیال مبرد کمی در آن وجود دارد. با عبور بخار مبرد از اواپراتور و انجام سیکل تراکمی بخار، به درون جذب‌کننده باز می‌گردد و در درون سیال جاذب جذب میشود. این سیکل دوباره از اینجا به جریان می‌افتد و انجام میشود.
معرفی چیلر تراکمی
دسته دیگری از چیلرها وجود دارند که به چیلر تراکمی معروف هستند. در حقیقت زمان دسته‌بندی چیلرها می‌توان آن‌ها را به دو گروه کلی چیلرهای تراکمی بخار و چیلرهای جذبی تقسیم کرد که هر کدام نیز زیردسته‌های مخصوص به خود را دارند. چیلرهای تراکمی بخار بر اساس نوع کمپرسور و کندانسور تقسیم‌بندی می‌شوند که دسته‌های هوا خنک، آب خنک و تبخیری در این دسته قرار می‌گیرند.
هوا خنک نیز به دو دسته یکپارچه و دو پارچه تقسیم میشود. طرز کار چیلر تراکمی باتوجه‌به این که در کدام دسته قرار می‌گیرد با دیگر چیلرها متفاوت خواهد بود و بر نوع کاربرد آن تأثیر می‌گذارد. چیلر تراکمی بخار با استفاده از سیکل تبرید تراکمی بخار یا چرخه کارنو کار می‌کنند. این دسته از چیلرها دارای چهار عضو اصلی هستند که شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور می‌شوند.
طرز کار چیلر تراکمی
بخار مبرد در این دسته از چیلرها توسط کمپرسور دستگاه متراکم شده و حرارت خود را رفته‌رفته از دست می‌دهد تا اینکه کاملاً به مایع تبدیل شود. پس از این مرحله و با عبور از شیر انبساط، فشار به‌شدت افت می‌کند که این اتفاق سبب تبخیر شدن بخشی از مایع میشود. در حال حاضر ما ترکیبی از مایع و بخار داریم که باید اواپراتور دستگاه شود.
این مخلوط دمای پایین‌تری دارد و با جذب گرمای محیط، چه آب یا هوا، تماماً تبخیر شده و به شکل گازی میشود. این جذب گرمایی و تبدیل کامل به بخار سبب میشود که گرما از محیط جذب شود، پس به این عمل سرمایش گفته میشود. بخار حاصل از این فرایند نیز بخار مبرد است که درنهایت به درون کمپرسور بازمی‌گردد.
طرز کار چیلر تراکمی آب خنک
در این دسته از چیلرها، کندانسور در مسیر تبادل انرژی با آب خنک میشود. زمانی که مبرد گرم از درون کمپرسور خارج میشود، به درون پوسته بخش کندانسور وارد میشود که در این مکان در تماس با آب خنک قرار می‌گیرد. دمای این آب باید توسط برج خنک تنظیم شوند و به درون لوله‌های بخش مربوطه ارسال شود.
طرز کار چیلر هوا خنک
در این بخش می‌خواهیم به طرز کار چیلر هوا خنک بپردازیم. چیلر تراکمی هوا خنک یا Air cooled نیز به کمک تبادل انرژی با هوا خود را خنک می‌کند. زمانی که مبرد گرم به لوله‌های پوسته کمپرسور وارد میشود، به کمک هوای بیرون خنک میشود. این هوا توسط فن‌هایی که بر روی دستگاه هستند، به سمت لوله‌ها ارسال میشود.
این دسته از چیلرها خود نیز به دو زیردسته تقسیم می‌شوند. نوع یکپارچه یا packed این چیلرها تمامی قطعات چیلر در درون یک یونیت قرار می‌گیرد، درحالی‌که در نوع دیگر یعنی دو پارچه یا Split، کندانسور چیلر تماماً به یونیت دیگری منتقل میشود.
سخن پایانی معرفی و طرز کار چیلر
چیلرها تجهیزاتی هستند که در کارخانه‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرند. بااین‌حال، از مینی چیلرها نیز در ساختمان‌های مسکونی استفاده می شود. و با کمک آن تنظیم دمای محیط را انجام می‌دهند. چیلرها به‌طورکلی به دو دسته چیلرهای جذبی و تراکمی بخار تقسیم می‌شوند که هر کدام از این موارد شامل مثال‌های مخصوص به خود هستند.
نسبت به نوع کاربردی که از چیلرها انتظار داریم بایستی آن‌ها را برای خط تأسیساتی خود تهیه کنیم و برای این کار می‌توانیم از خدمات مشاوره شرکت‌هایی که در این حوزه فعالیت می‌کنند کمک بگیریم.
گاهی اوقات ممکن است قطعات چیلرها فرسوده شوند و قابلیت خود را از دست بدهند که بهتر است سریعاً از یک متخصص کمک بگیریم و از بهترین قطعات برای تعمیر آن‌ها استفاده کنیم؛ چراکه چیلرها جزئی بسیار مهم در کارخانه‌ها محسوب می شوند و ایمنی سایر وسایل را نیز تضمین می‌کنند. برای آنکه با چیلرها و قطعات آن‌ها آشنا باشیم بهتر است در ابتدا با طرز کار چیلر آشنا باشیم که در این متن سعی کردیم به تفاوت‌ها و نحوه کار این دستگاه‌ها اشاره کنیم.
