بیلدینگ پلاس
بیلدینگ پلاس

معرفی انواع چیلر

در این مقاله به معرفی دستگاه چیلر می پردازیم و انواع مختلف این تجهیزات سرمایشی را از نظر سیکل و نحوه عملکرد مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار داده و کاربرد های مختلف چیلر را تشریح می نماییم.

خرید محصول از بیلدینگ پلاس

چیلر چیست

چیلر دستگاهی است که، توسط انواع سیکل تبرید اعم از سیکل جذبی و سیکل تراکمی، حرارت را از سیال حامل  جذب می نماید. سیال خنک شده در یک سیکل بسته جریان دارد و توسط مبدل های حرارتی مختلف، قادر است حرارت فضا های مورد نظر جهت خنک سازی را جذب نماید.

چیلرها از جمله تجهیزات مهم در سیستم سرمایش می ­باشند به طوری که می توان از آنها به عنوان قلب یک سیستم سرمایش نام برد. در واقع کلیه چیلرها نوعی پمپ گرمایی به ­حساب می­ آیند . این تجهیزات سرمایشی ، گرما را از فضای داخلی جذب و آن را از طریق برج خنک­ کننده یا کنداسور هوایی به فضای خارجی هدایت می­ کنند. حرارتی که از سیال جذب شده، به عنوان یک محصول جانبی ، یا باید به محیط خارج دفع شود یا برای مقاصد گرمایی استفاده شود. تفاوت عمده این سیستم سرمایش با کولر گازی در توان و ظرفیت بسیار بالای چیلر می­ باشد.

چیلر تراکمی سانتریفیوژ مغناطیسی

 

در طراحی و انتخاب دستگاه سرمایشی مورد نیاز باید به برخی عومل مهم و کلیدی از قبیل عملکرد، بازده، تعمیر و نگهداری و اثرات زیست محیطی و چرخه عمر محصول توجه لازم مبذول شود. کاربرد عمده این تجهیزات سرمایشی در اماکن مسکونی متوسط و بزرگ و یا موارد صنعتی می ­باشد. این تجهیزات سرمایشی عموما در موارد زیر به کار گرفته می شوند:

  • سیستم های سرد كننده خانگی
  • سیستم تهویه مطبوع خانگی و صنعتی
  • سیستم های نگهداری مواد غذایی
  • صنایع شیمیایی
افرادی در حال کار بر روی کنترل پنل چیلر

کاربرد چیلر در ساختمان و صنعت

کاربردهای مختلف چیلر

از انواع چیلر در سیستم های تهویه مطبوع ساختمان و موارد صنعتی استفاده می گردد. در ادامه به تشریح هر بخش پرداخته شده است.

کاربرد چیلر در سیستم تهویه مطبوع ساختمان

یکی از مهمترین الزامات هر ساختمان سیستم تهویه مطبوع آن می­ باشد. دستگاه  چیلر به ­عنوان زیر مجموعه سیستم تهویه مطبوع به­ حساب می آید. در سیستم تهویه مطبوع ساختمان ها  معمولاً آب سرد تولید شده در تجهیزات تامین کننده سرما به درون مبدل حرارتی یا کویل هواساز وارد شده، تا هوای جریانی بر روی کویل را خنک کند. هوای خنک شده به صورت مستقیم یا توسط کانال به فضای مورد نظر که نیاز به سرمایش دارد منتقل می شود. سپس آب سرد یا همان سیال حامل که طی فرآیند مذکور در کویل ها گرم شده است، مجدداً در سیستم گردش می­ یابد تا در داخل چیلر طی سیکل تبرید خنک شده و  مجددا  وارد چرخه گردد. در هواساز ها ، گرمای نهان و محسوس از هوا به آب در گردش منتقل می­ شود. بنابراین، بدین صورت هوا و رطوبت اتاق کنترل می­ شود. چیلرهای مورد استفاده در سیستم تهویه مطبوع در تناژ مختلف تبرید جهت تامین سرمایش بکار گرفته می شوند. دمای آب سرد خروجی این تجهیزات تامین کننده سرمایش متناسب به نیاز و کاربرد آن مابین ۱٫۵ تا ۷ درجه سلیسیوس متغیر می­ باشد.

کاربرد چیلر در صنعت

در کاربردهای صنعتی آب سرد و یا هر سیال سرد دیگر را می توان توسط چیلر تامین نمود. چیلرهای صنعتی اکثراً جهت خنک ­کاری تولیدات، ماشین ­آلات در رنج گسترده صنعتی به ­کار می­ رود. کاربرد عمده این تجهیزات سرمایشی در صنایع پلاستیک و تزریق و قالبگیری دمشی، فلزکاری و برش با روغن، ریخته ­گری، پردازش شیمیایی، ، تولید مواد غذایی و آشامیدنی، تولید سیمان، ماشین­کاری، تجهیزات جوشکاری، تجهیزات نیروگاهی، هوای فشرده، دستگاه­های لیزر، MRI  می ­باشد.

نمونه ای از شفت کمپرسور چیلر تراکمی مغناطیسی

شفت کمپرسور چیلر سانتریفیوژ

معرفی انواع چیلر

چیلرها به دو گروه چیلر تراکمی و چیلر جذبی، برای سرد سازی سیال جهت تبادل حرارت با فضاهای کنترل شده، تقسیم بندی می شوند. هر دو نوع چیلر بر سه اصل اساسی و اولیه به شرح ذیل استوار می باشند.

  • در ابتدا، توجه به گرمای نهان تبخیر حایز اهمیت می باشد. هر سیالی با گرفتن حرارت تبخیر شده و در نتیجه به بخار تبدیل می شود، فرآیند تبدیل مایع به بخار به دلیل غلبه بر نیروهای جاذب مابین ذرات آب، گرماگیر بوده و نیازمند گرفتن حرارت می باشد. در حالت عکس، گاز در نتیجه سرد شدن متراکم شده و به مایع تبدیل می شود. بنابراین، فرآیند تبدیل بخار به مایع عکس حالت قبل می باشد. فرآیند میعان ، گرماده است و حرارت گرفته شده در فرآیند تبخیر و به فرم گرمای محسوس به محیط باز گردانده می شود. بنابر آنچه گفته شده است می توان نتیجه گرفت، اثر گرما در چنین دگرگونی هایی برگشت پذیر است.
  • دومین نکته مهم که در تمام چیلرها باید به آن توجه کرد، نقطه جوش سیال و اثرات فشار بر آن می باشد. هر گاه فشار بخار مایع با فشار بیرونی در درجه حرارتی خاص برابر گردد، آن درجه حرارت را می توان تحت عنوان نقطه جوش در نظر گرفت. رابطه بین فشار و نقطه جوش مستقیم است. به عبارت دیگر، با افزایش فشار نقطه جوش افزایش یافته و کاهش فشار سبب کاهش نقطه جوش می شود. در ادامه لازم به ذکر است، علاوه بر فشار، نیروهای بین مولکولی و نوع ایزومرهای هندسی نیز از عوانل تاثیرگذار بر نقطه جوش یک سیال می باشند.
  • گرما همواره از فضای گرمتر به فضای سردتر منتقل می شود.

همچنین می ­توان این تجهیزات سرمایشی را بر اساس چگونگی خنک شدن ماده مبرد نیز به دو گروه آب خنک و هوا خنک تقسیم­ بندی کرد. تفاوت عمده در چیلر تراکمی و چیلر جذبی در نحوه و چگونگی ایجاد برودت می ­باشد. چیلرتراکمی با انرژی الکتریکی کار می کند و عمده مصرف چیلرجذبی انرژی حرارتی تولید شده در بویلر  از سوخت های فسیلی می باشد.

چیلر تراکمی سفید با کندانسور هوایی

چیلر تراکمی با کندانسور هوایی

 چیلر تراکمی

اساس کار در چیلرهای تراکمی، ایجاد اختلاف فشار توسط کمپرسور در دو سمت سیال مبرد است. بنابراین، اختلاف فشار پدیدار شده، سبب به­ جوش آمدن مایع مبرد و تبخیر آن می­ شود. از طرفی تبخیر با گرفتن حرارت همراه بوده و این امر باعث سرد شدن محیط و یا سیال در گردش حامل سرما می ­گردد. گرمای جذب شده توسط ماده مبرد توسط جریان اجباری هوا یا آب از مبرد دفع می گردد بنابراین می ­توان چیلرتراکمی را بر اساس نحوه سرد کردن ماده مبرد به دو نوع چیلر هوا خنک (کنداسور هوایی) و چیلر آب خنک (کنداسور آبی) تقسیم کرد.

همچنین چیلرهای تراکمی را می توان از نظر نوع ع ملکرد کمپرسور به چهار گروه دسته بندی نمود:

چیلر تراکمی با کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی

در چیلر رفت و برگشتی، مبرد در کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی و توسط سیستم سیلندر پیستونی متراکم و داغ می­شود و سپس به­سمت کندانسور فرستاده می­ شود. این نوع کمپرسور، بیشتر در سیستم های تهویه مطبوع ارزان قیمت پر کاربرد می­ باشد.

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو

یکی از نسل های جدید سیستم های سرمایش تراکمی چیلر اسکرو است. این تجهیزات سرمایشی تراکمی اسکرو  به ­دلیل استفاده از کمپرسورهای اسکرو یا مارپیچ به این نام شناخته می­ شود. یکی از خصوصیات مهم کمپرسور اسکرو نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی ، قابلیت کنترل ظرفیت و راندمان بالای آن می باشد. همچنین جریان راه اندازی پایین، تعداد قطعات کمتر نیز از ویژگی های کمپرسور اسکرو می باشد.

چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرال

همانطور که در بخش قبل اشاره شد، چیلر تراکمی اسکرال نیز  نسل جدید سیستم سرمایش در صنعت تهویه مطبوع می­ باشد در این نوع از تجهیزات سرمایشی تراکمی کمپرسور اسکرال جایگزین کمپرسور پیستونی رفت و برگشتی شده است.  به همین دلیل به نام چیلر اسکرال یا حلزونی شناخته می­ شود. کمپرسور اسکرال عموما از دو حلزون غیر هم محور تشکیل شده است (یکی ثابت و دیگری متحرک)

چیلر تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ

یکی دیگر از انواع چیلرهای تراکمی، چیلر سانتریفیوژ است. چیلر تراکمی سانتریفیوژ بواسطه سیکل تبرید خاصی که دارد و نحوه عملکرد کمپرسورها در مقایسه با سایر چیلرهای تراکمی ضریب عملکرد و راندمان بالایی دارد. نحوه عملکرد کمپرسور سانتریفیوژ بر اساس نیروی گریز از مرکز می باشد یکی از مهمترین مزایای این سیستم های تراکمی ، تامین بارهای سرمایشی زیاد با استفاده از یک دستگاه سرمایش است. از دیگر مزایای کمپرسور سانتریفیوژ سر و صدای بسیار کم، لرزش پائین، هزینه تعمیرات و نگهداری پائین به دلیل تکنولوژی بالا کنترل پذیری خطی می باشد.

چیلر جذبی خاکستری رنگ

چیلر جذبی تک اثره

چیلر جذبی

چیلر جذبی، شامل یک ژنراتور، جاذب، پمپ و مبدل جرارتی می­ باشد. در ژنراتور چیلر جذبی ماده مبرد آغشته به محلول لیتیوم برماید در معرض گرما قرار گرفته و در فشار بالا به جوش می آید. در این سیکل جذبی حرارت موجود در آب گردش سیستم تهویه مطبوع جذب ماده مبرد می ­گردد.

چیلرهای جذبی به دو دسته چیلرجذبی تک اثره و چیلرجذبی دو اثره تقسیم بندی می شوند.

انواع چیلر جذبی

یکی از انواع چیلرهای جذبی ، چیلر جذبی تک اثره است که خود به سه دسته تقسیم می­ شود. نحوه کارکرد هر سه مشابه بوده و در هر کدام حداقل از یک مولد حرارتی استفاده شده ­است.

  • چیلر جذبی تک اثره با تغذیه بخار که در آن مولد حرارتی از بخار داغ تغذیه می­کند.
  • چیلرجذبی تک اثره با تغذیه آب داغ (دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتی­گراد)
  • چیلرجذبی تک اثره با تغذیه آب گرم (دمای زیر ۱۰۰ درجه سانتی­گراد) که در آن مولد حرارتی از آب گرم تغذیه می­کند.

یکی دیگر از انواع سیستم های سرمایش جذبی ، چیلر جذبی دو اثره است که در مقایسه با نوع تک اثره دارای سیکل تبرید کاملتری می ­­باشد. سیستم دو اثره نیز خود به دو دسته تقسیم می­ شود.

  • چیلرجذبی دو اثره با تغذیه بخار
  • چیلر جذبی شعله مستقیم از نسل جدید تجهیزات سرمایشی جذبی می­ باشد. در یک چیلر شعله مستقیم مبدل حرارتی به ­طور مستقیم با شعله در تماس است. در این تجهیز سرمایشی شعله مستقیم با قرار دادن ژنراتور دما پایین در سیکل و با استفاده از سیستم تهویه مطبوع با اختلاف دمای بالا راندمان بالایی (COP=1.43) حاصل خواهد شد.

ضریب عملکرد چیلر جذبی و چیلر تراکمی

ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی از چیلرهای جذبی عموما بالاتر است. به طوری که ضریب عملکرد چیلرجذبی کمتر از یک و ضریب عملکرد چیلرتراکمی معمولا بالاتر از ۲ محاسبه می گردد. البته در انتخاب نوع چیلر باید به نوع حامل انرژی مصرفی و در دسترس بودن انرژی همچنین ارزش و قیمت آن نیز توجه نمود.

  • ضریب عملکرد چیلرهای جذبی تک اثره مابین ۰٫۶ الی ۰٫۸ می­باشد.
  • ضریب عملکرد چیلرهای جذبی دو اثره مابین ۱ می­باشد.
  • ضریب عملکرد چیلرهای تراکمی مابین ۲ الی ۶٫۱ می­باشد.

مقایسه دیگر پارامتر های چیلر تراکمی و چیلر جذبی

  • در سیستم های سرمایش با ظرفیت­ برابر، چیلرتراکمی در مقایسه با چیلرچذبی کم حجم ­تر می ­باشد. بنابراین فضای کمتری را اشغال می­ کند.
  • مصرف آب سیستم تراکمی هوا خنک نسبت به سیستم جذبی کمتر است.
  • جهت استفاده از  چیلرهای تراکمی در مناطق مختلف محدودیتی دیده نمی ­شود حتی در مناطق گرم و مرطوب. اما در چیلرجذبی  امکان استفاده بهینه (ظرفیت­های زیاد) در مناطق گرم و مرطوب وجود ندارد.
  • اثرات زیست محیطی تجهیزات تراکمی نسبت به تجهیزات جذبی کمتر می باشد.
  • ظرفیت برج های خنک کن در سیستم مجهز به سرمایش تراکمی به مراتب کمتر از سیستم جذبی می باشد.

دیگر پارامترهای مهم و محدود کننده جهت  انتخاب از چیلرها:

  • شرایط آب و هوایی محل نصب دستگاه
  • قیمت دستگاه انتخابی
  • قیمت انرژی مصرفی و در دسترس بودن آن
  • هزینه تعمیر و نگهداری
  • عمر مفید تجهیزات
  • ابعاد دستگاه سرد کننده
  • تجهیزات پیرامونی
  • هزینه نصب
نمونه ای از مینی چیلر سفید رنگ ایستاده

نمونه ای از مینی چیلر

مینی چیلر چست

مینی چیلرها دستگاه ­های کوچک و پرکاربردی برای فضاهایی که نیازمند به سرمایش و گرمایش مستقل می باشند، هستند. مکانیزم تغییر مدار سرمایی به گرمایی در مینی چیلرها توسط شیر چهار راهه معکوس کننده جریان گاز قابل انجام است. بنابراین با استفاده از مینی چیلرها مشکلات مرتبط به موتورخانه­ های مرکزی قابل حذف شدن می­ باشد. در اکثر مینی چیلرها کندانسورهای هواخنک استفاده شده است. می­ توان مینی چیلرها را به­ عنوان پمپ ­های حرارتی در نظر گرفت که تامین کننده آب گرم مورد نیاز در زمستان می ­باشند. البته در برخی مینی چیلرها، گرم شدن آب توسط مشعل صورت می­ پذیرد.

برخی از مزایای مینی چیلرها عبارتند از:

  • کاربرد در سیستم­های مستقل تهویه آپارتمانی
  • تنوع ظرفیت در تناژ برودتی
  • قابل نصب در تراس یا پشت بام
  • دارای کمپرسور اسکرال هرمتیک
  • دارای صدا، حجم و وزن کم
  • دارای ضریب عملکرد بالا
  • نصب و راه اندازی سریع و آسان
  • قابلیت اتصال به سیستم­های گرمایشی

در فیلم زیر یک مدل از چیلر با تکنولوژی نوین نمایش داده شده است:

برداشت و ترجمه از york

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است”

Review: 5 - "معرفی انواع چیلر" by , written on بهمن ۲۴, ۱۳۹۶

در این مقاله به معرفی دستگاه چیلر می پردازیم و انواع مختلف این […]

مقالات مرتبط

چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک ( چیلر هوایی )

در این نوشته به معرفی چیلر هوا خنک پرداخته شده است. در ادامه ، سیکل تبرید و کندانسور چیلر هوایی مورد بر ...

نمای کلی از چیلر تراکمی آب خنک

چیلر آب خنک ( چیلر آبی )

در این نوشته به معرفی چیلر آب خنک پرداخته شده است. در ادامه ، سیکل تبرید و کندانسور چیلر آبی مورد بررسی ...

انواع چیلر تراکمی

انواع چیلر تراکمی

پیش از این در مطلبی با عنوان چیلر و معرفی انواع آن ، عملکرد چیلر را معرفی نموده و توضیحاتی در مورد دو ن ...

ایده آل تهویهایده آل تهویه

دیدگاه ها

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

*
*



خرید محصول از بیلدینگ پلاس