چیلر آب خنک چیست؟
چیلر آب خنک از انواع چیلرهای تراکمی است که به‌عنوان مولد سرما در دستگاه‌های تهویه مطبوع تابستانی و خنک‌کاری تجهیزات صنعتی کاربرد دارد. این چیلر با تولید آب سرد، سرمای مورد نیاز هواسازها، تجهیزات صنعتی، فن کوئل‌ها، قالب‌های تزریق پلاستیک و راکتورهای صنایع غذایی و دارویی را فراهم می‌کند. از چیلر آب خنک می‌توان برای تولید سرمای مورد نیاز واحدهای مسکونی، تجاری، اداری، مجتمع‌های فرهنگی، تفریحی و ورزشی نیز استفاده کرد. سرمایش در چیلر آب خنک بر اساس سیکل تراکمی – تبخیری است و این تجهیزات با ظرفیت‌های متوسط و بزرگ طراحی و تولید می‌شوند. در این مطلب با روش عملکرد چیلر آب خنک و انواع آن آشنا می‌شویم. در صورتی که آشنایی و تخصصی در رابطه با چیلر ندارید، دست به تعمیر چیلر نزنید.
ساختار چیلر آب خنک چگونه است؟
چیلر آب خنک دارای چهار قسمت اصلی و چندین قطعه حفاظتی و کنترلی است. قطعات اصلی‌ای که در همه چیلرهای تراکمی یکسان هستند و در این نوع چیلرها نیز استفاده می‌شوند کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط (اکسپنشن ولو) هستند. نوع کندانسور دلیل اطلاق نام چیلر آب خنک به این نوع از چیلرهای تراکمی است. در این دسته از چیلرها، کندانسور از نوع آبی بوده و مبرد داغ خروجی از کمپرسور، با آب در گردش برج خنک‌کننده تبادل حرارت می‌کند و تقطیر و سرد می‌شود.
عملکرد چیلر آب خنک
عملکرد چیلر آب خنکتمامی قطعات چیلر آب خنک، در کنار هم یک سیکل یا چرخه را تشکیل می‌دهند که هدف نهایی آن‌ها سرد کردن آب است. به طوری که مبرد در اواپراتور، جذب‌کننده گرمای آب است و سپس در کندانسور، این گرما را به یک آب دیگر می‌دهد. آبی که گرم شده است به برج خنک کننده فرستاده می‌شود تا حرارت خود را در برج از دست بدهد و به کندانسور بازگردد. بنابراین چیلر آبی دارای ۲ مدار آب است که یکی همان مدار آب سرد است و دیگری مدار آب برج خنک‌کننده.
آب در اواپراتور چیلر سرد شده و با پمپ به سمت هواساز یا فن کوئل‌های داخل ساختمان یا هر نوع مصرف کننده دیگری پمپاژ می‌شود. این آب پس از به گردش درآمدن در واحد مصرف‌کننده، مجددا به چیلر آب خنک مورد نظر باز می‌گردد. در سمت دیگر چیلر از یک کندانسور استفاده شده که وظیفه آن، جذب گرمای بیش از حد مبرد توسط آب است. آبی که گرمای مبرد را در کندانسور جذب می‌کند، خودش هم باید خنک شود و به همین علت، به سمت برج خنک‌کننده جاری شده و پس از کاهش چند درجه‌ای دمای آن در برج، مجددا با پمپ به کندانسور چیلر تراکمی آب خنک برگردانده می‌شود تا چرخه کاری دستگاه دوباره انجام شود.
در عملکرد تمامی چیلرهای تراکمی، چهار فرایند ترمودینامیکی اتفاق می‌افتد:
- تراکم (Compression) توسط کمپرسور
- چگالش (Condensation) توسط کندانسور
- اختناق (Throttling) توسط شیر انبساط
- تبخیر (Evaporation) توسط اواپراتور
مزایا و معایب چیلرهای آب خنک
چیلرهای آب خنک معمولا در صنایع تجاری و مجتمع‌ها با بار برودتی بالا، مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته این چیلرها برای ساختمان‌ها و صنایع با بار برودتی متوسط نیز قابل استفاده هستند. این چیلرها مزایا و معایبی دارند که مزایای آن‌ها عبارتند از:
- عمر مفید: به‌طور معمول چیلرهای آب خنک عمر مفید طولانی دارند. ماندگاری بالا از مزایای این دسته از چیلرها نسبت به سایرین است که می‌تواند به دلیل قرارگیری آن‌ها در داخل ساختمان باشد
- بار برودتی: چیلرهای آب خنک در ابعاد مشابه، بار برودتی بیشتری را می‌توانند تامین کنند
- بازدهی بالاتر در بار برودتی بیشتر: به دلیل استفاده از ظرفیت نهان تبخیر آب برای خنک کردن در برج خنک‌کننده، فرایند خنک کاری در چیلرهای آبی بهینه‌تر است. از آنجایی که معمولا دمای حباب خیس هوا پایین تر از دمای هوا است، با تبخیر آب، هوای اطراف برج خنک کن کمی خنک شده و تبادل حرارت را راحت‌تر می‌کند
- پایین بودن مصرف برق: به علت خنک کاری با آب، نیاز به استفاده از تعداد زیاد فن‌های خنک‌کننده نیست و این مسئله، پایین بودن میزان مصرف انرژی این سیستم را نسبت به چیلر هوا خنک نشان می‌دهد
- سروصدا و لرزش کم: به علت نبود تعداد فن زیاد در مقایسه با چیلر هوا خنک، این چیلرها سروصدا و لرزش کمتری دارند
معایب چیلر آب خنک
چیلرهای آب خنک علاوه بر مزایایی که خرید و استفاده از آن‌ها را به‌صرفه می‌کند، معایبی نیز دارند. این معایب بیشتر به ظاهر و هزینه خود دستگاه برمی‌گردند و ارتباطی با عملکرد آن ندارند. معایب این چیلرها نیز عبارتند از:
- هزینه نگهداری بالا: از آنجایی که چیلرهای آب خنک، تعداد قطعات بیشتری دارند، نیاز به نگهداری بیشتری هم دارند. شرکت‌ها و مجتمع‌ها باید برای معاینه دوره‌ای، تصفیه آب برای حذف ناخالصی‌ها و تمیزکاری قطعات چیلرها، آماده پرداخت هزینه باشند. همچنین، هزینه نگهداری بیشتر به معنی مدت از کار افتادگی بیشتر نیز هست. این مساله، به دلیل نیاز به تعمیرات بیشتر آب خنک به دلیل داشتن اجزای بیشتر نسبت به چیلر هوا خنک است
- پیچیدگی نصب و تعداد قطعات زیاد: اجزای بیشتر در این نوع چیلرها، دردسرهای نصب این سیستم را نیز افزایش می‌دهد. این به معنی هزینه نیروی انسانی بیشتر برای نصب چیلرهای آب خنک نسبت به چیلرهای هوا خنک است
- نیاز به اتاق مجزای مکانیکی: ساختمان‌ها نیازمند داشتن یک اتاق مجزا برای نگهداری این چیلرها هستند. این توصیه برای اطمینان از عملکرد مناسب چیلر به همراه برج خنک‌کننده و دیگر اجزا است
- ایده‌آل نبودن برای مناطق کم آب: به دلیل استفاده مقدار قابل توجهی از آب، چیلرهای آب خنک برای استفاده در مناطقی که با مشکل کمبود آب مواجه هستند، بهینه نیست. به طوری که در بعضی از مناطق بسیار خشک، حتی تامین آب مورد نیاز چیلر نیز بسیار دشوار است. از طرف دیگر، شرکت‌ها و مجتمع‌ها باید انتظار بالا بودن هزینه‌های مصرف آب به ازای افزایش مصرف چیلر را داشته باشند
- کاهش راندمان در شرایط مرطوب: راندمان این چیلرها در محیط‌های مرطوب کاهش می‌یابد. این مساله، به دلیل افزایش دمای حباب خیس ناشی از افزایش رطوبت است، که معیاری برای عملکرد آب برای جذب گرمای مبرد به‌شمار می‌آید
انواع چیلرهای آب خنک
چیلرهای آب خنک دو نوع هستند: داری کمپرسور اسکرال و دارای کمپرسور اسکرو. چیلر آب خنک با کمپرسور اسکرال برای تامین بار سرمایشی ۱۰ الی ۱۲۰ تن تبرید، بیشترین کاربرد را دارد. با این حال، برای تولید بار سرمایشی بیش از ۱۲۰ تن تبرید، باید از تعداد بیشتری کمپرسور استفاده کرد که البته برای چیلرهای آب خنک صرفه اقتصادی مناسبی ندارد.
چیلر آب خنک با کمپرسور اسکرو، برای تامین بار سرمایشی ۱۰۰ تن تبرید به بالا، بسیار پرکاربرد است و بازدهی بیشتری نسبت به چیلر دارای کمپرسور اسکرال دارد. استفاده از این نوع چیلر برای تامین بار سرمایشی کمتر از ۵۰ تن تبرید، غیراقتصادی و گاهی غیرعملی است.
استفاده از چیلرهای آب خنک؛ راهی به‌صرفه برای ایجاد سرمایش
چیلرهای آب خنک یکی از بهترین تجهیزات برای ایجاد برودت و سرمایش در مجتمع‌های بزرگ و صنایع هستند. این چیلرها عمر بالایی دارند و بار برودتی مناسبی ایجاد می‌کنند. چیلرهای آب خنک نسبت به چیلرهای هوا خنک، مصرف برق کمتری دارند و هزینه خرید آن‌ها نیز پایین‌تر است. این چیلرها بازدهی بالایی دارند و همین موضوع امتیازی برای خرید آن‌ها به‌شمار می‌آید. در کل می‌توان گفت که استفاده از این چیلرها، با وجود هزینه خرید نسبتا بالا، باز هم راهی به‌صرفه برای ایجاد سرمایش در مکان‌هایی با مساحت بزرگ است.
