چیلر خانگی چیست ؟ (قیمت و بررسی مزایا و معایب)

 چیلر خانگی چیست؟

در پاسخ به این سوال که چیلر خانگی چیست، به اختصار می توان گفت که چیلر خانگی در واقع یک چیلر کوچک آپارتمانی است که در فضای بیرونی ساختمان (مانند پاسیو، پشت بام یا تراس) نصب می شود و وظیفه آن تولید آب سرد و پمپاژ آن به داخل لوله ها (کویل) و دستگاه های توزیع هوای سرد و گرم مانند فن کویل های خانگی است.

همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید چیلر خانگی یا مینی چیلر (دستگاه چیلر سایز کوچک) با لوله آب به چند واحد فن کویل متصل شده و آب سرد شده با پمپ به کویل های داخل فن کویل ها منتقل می شود.

داخل هر فن کویل یک کویل مسی و یک فن وجود دارد که هوا را از کویل خنک شده دمیده و دمای هوا را کاهش می دهد.

کاربرد و استفاده از سیستم چیلر خانگی در چه حوزه ای توصیه می شود؟ 

در واقع چیلر خانگی مشابه چیلر هوا خنک طراحی می شود، البته با اندازه و ظرفیت کمتر.

چیلرهای خانگی عموماً در واحدهای بزرگتر از 150 متر (150 تا 300 متر مربع به عنوان مینی چیلر و 300 متر مربع به بالا به عنوان چیلر مرکزی) استفاده می شوند و مزیت آن نسبت به دستگاه داکت اسپلیت این است که دارای چند واحد فن کویل است.

در داکت اسپلیت یک کولر مرکزی در سقف کاذب تعبیه شده است که هوای سرد یا گرم را از طریق کانال ها به اتاق ها و راهروها می فرستد و عیب آن این است که سیستم تهویه تمام اتاق ها و راهروها به یک کانال متصل است. بنابراین اسپلیت همزمان روشن و خاموش می شود که باعث می شود دمای یکسانی در تمام اتاق ها به وجود آید.

پرکاربردترین رقیب دستگاه چیلر خانگی برای مساحت های 100 تا 150 متر مربع دستگاه داکت اسپلیت می باشد. در مناطق بزرگتر از 150 متر مربع، مینی چیلرها و چیلرهای مرکزی تقریباً بی رقیب هستند و بیشتر به عنوان سیستم تهویه ساختمان (در ارتباط با واحدهای فن کویل و پکیج های اسپا یا بویلر های موتورخانه) استفاده می شوند.

 در مناطق کمتر از 100 متر مربع استفاده از کولرهای گازی و آبی به همراه پکیج و رادیاتور یا بخاری برای تامین هوای سرد و گرم مورد نیاز توصیه می شود.

از معایب چیلرها و فن کویل های خانگی، می توان به قیمت بالاتر آنها نسبت به داکت اسپلیت اشاره کرد.

زمانی که تعداد واحدهای کوچک زیاد باشد بهترین گزینه اقتصادی (صرفه جویی در خرید دستگاه) خرید یک چیلر خانگی برای واحد هاست،  زمانی که نیازهای سرمایشی همه واحدها اضافه شود باید چیلر مرکزی برای همه واحد ها در نظر گرفته شود.

و باید در هر واحد تعدادی فن کویل نصب شود و همگی به چیلر مرکزی متصل شوند. با انجام این کار، قیمت کل یونیت به اضافه فن کویل ها نیز کمتر از داکت اسپلیت خواهد بود.

منظور از هوا خنک در چیلر خانگی چیست؟

چیلر خانگی یا مینی چیلر خانگی معمولاً با هوا خنک می شود. منظور از خنک کننده هوای آن این است که کندانسور آن (کندانسور مبدل حرارتی داخلی در مینی چیلر) با دمیدن هوا توسط فن خنک می شود.

اگر کندانسور با آب خنک شود، تجهیزات برج خنک کننده نیز مورد نیاز خواهد بود. نمونه هایی از مینی چیلرهای تولید شده در شرکت ما در شکل زیر نشان داده شده است، فن کندانسور در بالا قرار گرفته و کندانسور توسط هوای دمیده شده توسط فن خنک می شود، بنابراین نیازی به برج خنک کننده ندارد.

آیا مینی چیلر برای واحدهای زیر 100 متر توصیه می شود؟

شرکت ما برای واحدهای کمتر از 100 مترمربع دستگاه خنک کننده خانگی (با یونیت فن کویل) را توصیه نمی کند و برای واحدهای 100 تا 150 متر مربع می توان مینی چیلر را پیشنهاد داد، و آخرین نکته از مهندسان ما البته اگر تعداد واحدهای زیر 150 متر زیاد است، پیشنهاد ما این است که برای همه واحدها از یک چیلر مرکزی استفاده کنید (به جای استفاده از یک مینی چیلر برای هر واحد).

آیا ممکن است هر فن کویل متصل به چیلر خانگی را به صورت جداگانه بتوانیم خاموش و روشن کنیم؟

بله دقیقا و این یکی از بزرگترین مزیت های این سیستم است. اگر هر فردی بتواند فن کویل اتاق خود را روشن و خاموش کند (بدون تاثیر بر عملکرد فن کویل های دیگر)، سیستم خنک کننده فقط در اتاق هایی کار می کند که ساکنان نیاز به خنک کردن آن ها دارند، بنابراین آب خنک را به مقدار لازم تامین می کند. فضای مد نظر محدودتر شده و در نهایت مصرف برق چیلر برای تامین آب یا هوای سرد کاهش می یابد. (حتی با کنترل می توانید دمای اتاق ها را به دلخواه افزایش یا کاهش دهید)

تناژ چیلر مورد نیاز برای هر خانه (هر واحد) چگونه محاسبه می شود؟

محاسبه تناژ اسمی و واقعی چیلرها با در نظر گرفتن مساحت، ارتفاع سقف، شهر محل قرارگیری دستگاه و سایر پارامترهای خاص ساختمان انجام می شود.

 

عملکرد سیستم چیلرهای خانگی چگونه است؟

گفتیم که این دستگاه، یک مینی چیلر است و این چیلرهای کوچک عمدتاً چیلرهای تراکمی هوا خنک هستند.

برای درک این موضوع، بهتر است ابتدا به چرخه تبرید فشرده مجهز به کندانسور هوا نگاه کنید.

اگر بخواهیم به زبان ساده سوال را باز کنیم باید به مشتریان عزیز بگوییم که چیلر خانگی دستگاهی برای تولید آب سرد است که این جریان آب سرد را از طریق پمپ به فن کویل های نصب شده در داخل واحد می فرستد. (یعنی لوله های مسی) اگر در چنین شرایطی بتوانیم با استفاده از یک فن هوای داخل ساختمان را از روی آن عبور دهیم، می توانیم دمای محیط داخلی را کاهش دهیم.

به طور عمده چهار نوع فن کویل در ساختمان های مسکونی نصب می شود:

• فن کویل سقفی
  
• فن کویل سقفی کاستی
• فن کویل زمینی
• فن کویل دیواری

با توجه به تصویر بالا می بینید که خود چیلر خانگی در خارج از ساختمان و در فضاهایی مانند پشت بام، پاسیو، تراس یا بالکن نصب می شود.

چیلرهای خانگی از طریق لوله به ترمینال های داخل ساختمان و یا به واحدهای فن کویل متصل می شود. ماده موجود در چرخه سیستم خنک کننده خانه مبرد است که به عنوان ضد یخ نیز شناخته می شود.

در واقع همان متریالی است که در چرخه یخچال یا کولر خودرو استفاده می شود که مشخصا انواع مختلفی دارند و با صلاحدید طراح و سازنده سیستم برودتی انتخاب می شوند.

این ماده عموماً به عنوان "کولر گازی" شناخته می شود که در اصطلاح مهندسی اشتباه است.

زیرا این مبرد گازی نیست، و قابلیت انتقال مداوم از مایع به گاز و بالعکس را در داخل مدار تبرید دارد و این مشخصه عملکرد صحیح سیستم های تبرید یا مبرد را مشخص می کند.

کمپرسور وظیفه متراکم کردن مبرد را دارد و به همین دلیل مبرد باید به صورت گاز در ورودی کمپرسور باشد. این دستگاه با فشرده سازی مبرد به گاز باعث افزایش فشار و در نتیجه افزایش دمای مبرد می شود.

 افزایش دمای ایجاد شده در مبرد باید به محیط منتقل شود تا مبرد از حالت گاز به مایع تبدیل شود که به آن تراکم یا تقطیر می گویند و این کار توسط کندانسور انجام می شود. به همین دلیل، کندانسور را در زبان فارسی به چگالنده هم می‌شناسند.

کمپرسور های مینی چیلر

امروزه در اکثر چیلرهای خانگی از کمپرسورهای اسکرال یا روتاری استفاده می شود زیرا این کمپرسورها برای ظرفیت های تبرید کم مناسب هستند. همچنین از آنجایی که در اکثر چیلرهای خانگی تنها از یک کمپرسور استفاده می شود، وجود اینورتر در مدار کنترل آن باعث کاهش تعداد سیکل های روشن و خاموش و در نتیجه افزایش عمر آن می شود.

اگر کندانسور، این فرآیند انتقال حرارت را تنها با استفاده از جریان هوای محیط و فن انجام دهد به آن کندانسور هوایی می گویند که در چیلرهای تراکمی هوا خنک استفاده می شود، که اکثر مینی چیلرهای خانگی نیز از این سیستم استفاده می کنند.

اما در برخی از چیلرها توسط جریان آب و از طریق کندانسور آبی انجام می شود که به آن چیلر آب خنک می گویند.

پس از انتقال حرارت از مبرد به محیط از طریق کندانسور و تبدیل آن از گاز به مایع، مبرد به سمت شیر ​​انبساط حرکت کرده و با عبور از آن در اثر افت فشار ناگهانی سرد شده و دما در آن کاهش می یابد. مبرد در حالت دو فازی (ترکیب گاز و مایع) به سمت اواپراتور جریان می یابد.

لوله های اواپراتور به دلیل ورود مبرد با دمای پایین خنک می شوند و اگر بتوانیم جریان آب را در دمای معمولی عبور دهیم، موفق به تولید آب سرد با محدوده دمایی 6 یا 7 درجه سانتی گراد شده ایم.

این چرخه وظیفه یک مینی چیلر خانگی است و در اینجا لازم به یادآوری است که دقیقاً همان فازها در مدار چیلرهای بزرگ مرکزی و صنعتی رخ می دهد.

در اکثر پروژه ها به خصوص ساختمان های مسکونی دو عامل در انتخاب نوع فن کویل سیستم های تهویه مطبوع حائز اهمیت است: عامل اول قیمت دستگاه و دومین عامل میزان فضای موجود برای نصب است.

فن کویل سقفی توکار از نظر قیمت ارزان تر است و از نظر اشغال فضای داخلی به دلیل نصب در سقف کاذب کمترین فضای داخل ساختمان را اشغال می کند و به همین دلیل در بازار تهویه بسیار مورد توجه توسط مشتریان و متعاقباً توسط فروشندگان و سازندگان تامین کنندگان تجهیزات تهویه مطبوع قرار می گیرد.

به طور کلی باید بدانیم که این چیلرهای خانگی دارای 4 جزء مهم و اصلی هستند که در تمامی سیکل های تبرید چیلرهای تراکمی مورد استفاده قرار می گیرند:

• کمپرسور
• کندانسور
• اپراتور
• شیر انبساط

 نکته مهم در مورد مینی چیلر خانگی این است که پمپ و مخزن چیلر در داخل بدنه آن قرار دارد، بنابراین اگر لوله های آب از قبل نصب شده باشند، مونتاژ چیلر خانگی چندان دشوار نیست.

 

گرمایش چیلر خانگی چطور است؟

یکی از رایج ترین سوالاتی که مردم هنگام خرید چیلرهای خانگی می پرسند این است که آیا این سیستم قادر به تولید گرما است یا خیر؟

پاسخ این سوال مثبت است اما واقعیت این است که چنین چیزی توجیه فنی و اقتصادی ندارد. اگر مهندسین مکانیک چیلر خانگی را به صورت پمپ حرارتی طراحی و تولید کنند، چیلر قابلیت گرمایش را دارد، اما از نظر میزان مصرف برق و همچنین استهلاک بالای دستگاه، تقریباً همه سازندگان از این رویه اجتناب می کنند.

در شکل زیر مشاهده می کنید که سیستم به صورت پمپ حرارتی طراحی شده و دو منبع آب گرم و آب سرد به صورت مجزا در نظر گرفته شده است. آب گرم تولید شده را می توان مستقیماً به فن کویل ها فرستاد یا سیستم گرمایش از کف را به طور جداگانه مشابه شکل زیر در نظر گرفت. لازم به ذکر است که کمپرسور سیستم باید در فصل سرد سال برای تولید آب گرم روشن باشد، بنابراین مصرف برق در زمستان و تابستان بالا خواهد بود.

همچنین باید توجه داشت که گرمای پمپ های حرارتی در مقایسه با موتورخانه یا پکیج چندان جذاب نیست و بهتر است در شهرهایی که زمستان های سختی ندارند مانند مناطق جنوب ایران از چنین سیستم گرمایشی استفاده شود.

برای مناطق مرکزی و شمالی کشور بهتر است سیستم سرمایشی و گرمایشی را جداگانه در نظر بگیرید و حتما با کارشناس یا شرکت متخصص در زمینه تهویه مشورت کنید.

روش تنظیم دمای چیلر خانگی

اصولاً در تمامی چیلرهای مورد استفاده برای کاربردهای تهویه مطبوع از جمله چیلرهای خانگی دمای آب ورودی و خروجی از چیلر بر اساس استاندارد AHRI تعریف می شود.

برای مثال دمای آب ورودی به چیلر (آب برگشتی از ساختمان) 12 درجه سانتیگراد و دمای آب خروجی از چیلر (آب ارسالی به ساختمان) 7 درجه سانتیگراد است.

به همین دلیل در دیتا شیت کاتالوگ کلیه سازندگان فن کویل دمای آب ورودی فن کویل 7 درجه سانتیگراد و دمای آب خروجی فن کویل 12 درجه سانتیگراد به عنوان مبنای طراحی و اعلام ظرفیت می باشد.

در واقع باید توجه داشت که تنظیم دمای داخل ساختمان با تغییر دمای آبی که از چیلر خارج می شود اتفاق نمی افتد. بلکه با نصب ترموستات و اتصال آن به فن کویل، دمای اتاق در محدوده مورد نظر ساکنین تثبیت می شود.

 بنابراین وقتی دمای اتاق از دمای تنظیم شده بالاتر می رود، فن کویل روشن می شود و تا زمانی که دمای اتاق به دمای تنظیم شده برسد روشن می ماند. هنگامی که دمای اتاق از دمای تنظیم شده پایین می آید، فن کویل خاموش می شود. سپس دمای اتاق با کنترل عملکرد فن کویل (خاموش و روشن کردن فن کویل) تنظیم می شود. در فن کویل هایی که از فن های اینورتر استفاده می کنند، فن کویل با تغییر سرعت فن کنترل می شود.

امکان تنظیم نقطه دمای تنظیم شده برای روشن و خاموش کردن واحد فن کویل وجود دارد. به عبارت دیگر، پس از تنظیم دمای اتاق مورد نظر (مثلاً 24 درجه سانتیگراد)، می توانیم ترموستات را طوری برنامه ریزی کنیم که فن کویل تا یک درجه زیر دمای تنظیم شده (23 درجه سانتیگراد) روشن بماند و پس از خاموش کردن آن تا زمانی که دمای اتاق از دمای تنظیم شده بیشتر از یک درجه (25 درجه سانتیگراد) نباشد، فن کویل را روشن نکند.

در نظر داشته باشید که استفاده از دمای آب کمتر از 7 درجه سانتیگراد در فن کویل ها (بدون تغییر در جریان آب در گردش) به معنای افزایش ظرفیت خنک کننده فن کویل و برعکس تولید این دما (بدون تغییر در جریان آب) خواهد بود. یعنی استفاده از چیلر بیشتر باعث مصرف برق بیشتر خواهد بود.

بنابراین به استثنای پروژه هایی که دسترسی به آب سردتر به واسطه وجود آیس بانک امکان پذیر است، استفاده از آب سرد با دمای زیر 7 درجه سانتیگراد برای تهویه مطبوع حتی در منازل توجیه اقتصادی ندارد.

عیب یابی چیلر خانگی

تسلط کامل بر عیب یابی چیلر تراکمی منوط به آشنایی کامل با تمامی مکانیزم های مکانیکی و الکترونیکی چیلر می باشد. در این قسمت به یک سری آلارم های رایج و مکرر در این چیلرها اشاره می کنیم.

هشدار فلو سوئیچ:

گردش آب کافی در اواپراتور برای عملکرد صحیح و سالم چیلر بسیار مهم خواهد بود.

جدا از اینکه عبور جریان آب بیش از حد یا کمتر از حد تعریف شده توسط سازنده عملاً اجازه نمی دهد عملکرد مورد انتظار چیلر را داشته باشیم، عدم وجود حداقل دبی آب باعث تداخل جریان مبرد بین اواپراتور می شود، که گرمای کافی دریافت شده به این ترتیب کاملاً تبخیر نمی شود.

مایعی در جریان مبرد وارد شده به کمپرسور وجود خواهد داشت که می تواند آسیب جدی به کمپرسور وارد کند.

استفاده از فلوسوئیچ یا اخیراً استفاده از سوئیچ فشار دیفرانسیل برای اطمینان از وجود گردش آب کافی در اواپراتور است.

 به این ترتیب در صورت فعال شدن هشدار فلوسوئیچ ابتدا لازم است از صحت عملکرد پمپ گردش آب اطمینان حاصل شود.

البته این احتمال نیز وجود دارد که پمپ انتخاب شده توسط تیم اجرایی از ابتدا برای شرایط کاری چیلر مناسب نبوده باشد که در این صورت باید پمپ مناسب تعویض شود.

هشدار آنتی فریز:

در صورت کاهش ناگهانی بار خنک کننده و عدم مطابقت سرمای تولید شده توسط چیلر با نیاز موجود (به هر دلیلی)، خطر افت ناگهانی دمای آب خروجی وجود دارد؛ در نتیجه خطر یخ زدن آب وجود دارد.

بنابراین با توجه به دمای تنظیم شده آب در خروجی چیلر که در کاربردهای مختلف می تواند متفاوت باشد، مکانیزم مکانیکی به نام آنتی فریز (سوئیچ ضد یخ) با تنظیم دمای مشخصی از یخ زدن آب در اواپراتور جلوگیری می کند.

به عنوان مثال برای وضعیت کار چیلر که دمای آب مورد نیاز 7 درجه سانتیگراد است، آنتی فریز را روی 5 درجه سانتیگراد تنظیم می کنند و اگر آب خروجی از چیلر به این دما برسد، چیلر را با کمک آنتی فریز خاموش می کنند.

در چیلرهای زیر صفر، دمای تنظیم ضد یخ البته کاملاً متفاوت است. توجه داشته باشید که در این شرایط آنتی فریز با توجه به دمای آب مورد نیاز و درصد ضد یخ (گلیکول) اضافه شده به آب در گردش تنظیم می شود.

اگر هشدار آنتی فریز ظاهر شد که نشان دهنده تنظیم مجدد مکانیکی ضد یخ است، باید علت افت بیش از حد دمای آب در چیلر بررسی شود.

 خرابی سنسور دمای آب خروجی چیلر ممکن است شایع ترین دلیل خرابی ضد یخ باشد. زیرا اگر این سنسور افت دمای آب خروجی را به درستی اندازه گیری نکند، PLC نمی تواند الگوریتم کنترل ظرفیت کمپرسور را اعمال کند و ظرفیت خنک کننده تولید را کاهش دهد.

هشدار فشار بالا:

در صورتی که فشار گاز مبرد در کندانسور از حد تعیین شده بیشتر شود (با توجه به محدوده کاری کمپرسور)، این آلارم فعال می شود. در این مورد، لازم است از عملکرد صحیح کندانسور اطمینان حاصل شود.

به منظور بررسی سلامت تمامی فن ها و تمیزی کویل های کندانسور

هشدار فشار پایین:

در صورتی که فشار مبرد در اواپراتور از حد تعیین شده (با توجه به محدوده عملکرد کمپرسور) کمتر شود، این آلارم فعال می شود. در این صورت باید تنظیمات شیر ​​انبساط و اصولاً صحت عملکرد آن بررسی شود.

البته شایع ترین علت این نوع هشدار نشت مایع خنک کننده است.

هشدار سطح روغن در عیب یابی چیلر:

در چیلرهای مجهز به کمپرسورهای پیچی امکان نظارت خودکار سطح روغن در کمپرسور وجود دارد. بنابراین اگر سطح روغن داخل کمپرسور از حد مجاز کمتر شود، هشدار سطح روغن روی صفحه PLC نمایش داده می شود.

نشت روغن با مبرد یا بازگشت ناکافی روغن به کمپرسور ممکن است دلیل چنین هشداری باشد.

معایب چیلر خانگی چیست؟

مینی چیلر خانگی تنها یک مزیت دارند و آن این است که واحد منزل شما را از نظر سیستم سرمایش یا گرمایش مستقل می کنند.

اگر برای کل یک مجتمع مسکونی یا آپارتمان از یک دستگاه خنک کننده مرکزی استفاده شود، در صورت خرابی و نیاز به تعمیر، تهویه تمام واحدها متوقف می شود.

البته اگر کیفیت چیلر مرکزی خوب باشد و توسط سازندگان معتبر مطابق با استانداردهای امروزی طراحی و ساخته شود و تعمیر و نگهداری به موقع و کارشناسانه دستگاه انجام شود، احتمال خرابی چیلر مرکزی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد.

به طور کلی تهیه مینی چیلر برای تمامی واحدها در یک مجتمع مسکونی دو برابر یک چیلر مرکزی هزینه دارد و دو برابر برق مصرف می کند.

مصرف برق چیلر خانگی چقدر است؟

یکی از مهم ترین دغدغه های افراد هنگام خرید چیلر برای منزل مصرف برق آن است.

 در سال های اخیر با توجه به افزایش ناگهانی حامل های انرژی از جمله برق، یکی از معیارهای مهم برای خرید دستگاه های خنک کننده میزان برق مصرفی دستگاه می باشد.

مینی چیلرهای خانگی نسبت به چیلرهای مرکزی، اسپلیت و داکت اسپلیت برق بیشتری مصرف می کنند.