چیلر تراکمی آب خنک

در این متن به بررسی چیلر تراکمی آب خنک که به نام چیلر آبی نیز معروف است از جنبه های مختلف می پردازیم.

ابتدا اجزای آن و نحوه عملکرد آن را به تفصیل بیان می کنیم، سپس به بررسی مزایا و معایب، مصرف آب و برق و همچنین محدودیت های استفاده از آن در برخی موارد و مشخصات فنی کمپرسورهای مورد استفاده در آن می پردازیم.

یکی از مهمترین سوالات این است که چیلر تراکمی آب خنک چقدر آب و برق مصرف می کنند که در ادامه به بررسی آن خواهیم پرداخت.

نحوه کار چیلر تراکمی آب خنک چگونه است؟

در بین برخی افراد تصور اشتباهی وجود دارد و وقتی از آنها می پرسند چیلر تراکمی آب خنک چیست و چه تفاوتی با هوا خنک دارد، تصور می کنند که چیلر آب خنک در واقع آب را خنک می کند و چیلر هوا خنک در واقع هوا را خنک می کند.

در حالی که چنین دیدگاهی کاملا اشتباه است و هر دو چیلر تنها یک وظیفه دارند و آن خنک کردن آب یا هوا است.

چیلر تراکمی آب خنک که به آن چیلر آبی نیز می گویند از انرژی الکتریکی استفاده می کند.

 البته نوع جذبی آن از انرژی حرارتی برای تولید سرما استفاده می کند.

 چیلر آبی بر اساس سیکل تبرید تراکمی کار می کند و از قسمت های اصلی کمپرسور با موتور محرک الکتریکی (الکتروموتور)، کندانسور، اواپراتور، شیر انبساط الکترونیکی، مبرد و لوله های مربوطه و همچنین برج خنک کننده و پمپ تشکیل شده است.

تجهیزات جریان سرد آب در یک مبدل حرارتی به نام اواپراتور تولید می شود و آب سرد شده از طریق لوله ها به دستگاهای هوای ساختمان مانند دستگاه های تهویه مطبوع و فن کویل ارسال می شود.

 همراه با چیلر آبی از برج خنک کننده نیز باید برای خنک کردن آب کندانسور استفاده شود. بنابراین چیلر آبی هم مصرف آب و هم برق دارد و سوال مهم دیگر میزان مصرف آب و برق آن است که در ادامه در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

مبرد موجود در اواپراتور که نوعی مبدل حرارتی است، گرما را از آب جذب می کند و سپس آن را به مبدل دیگری به نام کندانسور منتقل می کند و آب گرم شده به برج خنک کننده فرستاده می شود تا دمای خود را از دست داده و دوباره به کندانسور بازگردانده شود.

بنابراین چیلر آبی دارای 2 مدار آب است که یکی مدار آب سرد و دیگری مدار آب برج خنک کننده است.

البته در چیلرهای تراکمی هوا خنک، دیگر آب در کندانسور وجود ندارد و به جای آب، مجموعه ای از فن ها گرما را از مبرد می گیرند، از این رو به آن هوا خنک می گویند.

مدار آب سرد چیلر و آب برج خنک کننده

آب در اواپراتور چیلر خنک می شود و با پمپ به دستگاه (یا فن کویل های داخلی) و یا هر نوع سیستم مصرف کننده دیگر (مدار آبی) پمپ می شود، و پس از گردش به چیلر تراکمی آب خنک برمی گردد.

در سمت دیگر چیلر از یک کندانسور (از نوع پوسته و لوله ای) استفاده می شود که وظیفه آن گرفتن گرمای اضافی از مایع خنک کننده به وسیله آب است.

آبی که از مبرد در کندانسور گرما می گیرد نیاز به خنک شدن دارد، بنابراین به سمت برج خنک کننده جریان می یابد و پس از کاهش چند درجه ای دمای آن در برج، با فشرده سازی آب خنک به کندانسور برمی گردد. چیلر از پمپ برای تکرار این چرخه در دستگاه استفاده می کند.

وجود یا عدم وجود برج خنک کننده مزایا، معایب و ویژگی هایی را ایجاد می کند که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد.

همچنین بخشی از مصرف برق و آب چیلر تراکمی آب خنک مربوط به برج خنک کننده است که در ادامه به آن خواهیم پرداخت.

منظور از مدار باز، آب ارسالی به برج خنک کننده است که در اثر تبخیر بخشی از آب که برای خنک شدن آن نیاز به تماس مستقیم با هوای آزاد دارد، بخشی از آب جایگزین همیشه باید در حین کارکرد مدار دستگاه اضافه شود تا سیستم کمبود آب نداشته باشد و این یکی از معایب چیلرهای تراکمی آب خنک است زیرا مصرف آب زیادی در این سیستم خواهیم داشت.

 برخلاف چیلر تراکمی آب خنک که نیاز به برج خنک کننده دارد، چیلر تراکمی هوا خنک نیازی به برج خنک کننده ندارد، در واقع کندانسور آن با هوا و توسط یک سری فن خنک می شود.

یکی از مهمترین مزایای نوع آب خنک نسبت به نوع هوا خنک این است که کارایی بیشتر و رادنمان بهتری نوع آب خنک دارد.

زیرا راندمان برج خنک کننده برای کاهش دمای کندانسور بهتر از فن های هوا خنک به کار رفته در کندانسور چیلر هوا خنک است. به این معنی که میزان برق مصرفی فن های کندانسور هوا خنک بیشتر از مقدار برق مصرفی پمپ (برای ارسال آب از کندانسور به برج) و فن برج خنک کننده است، اما نباید فراموش کرد در چیلر آب خنک نیاز به مصرف آب خواهیم داشت که در چیلر های هوا خنک این میزان صفر است.

میزان مصرف آب و برق چیلر تراکمی آب خنک چقدر است؟

برای محاسبه میزان آب و برق مصرفی چیلر تراکمی آب خنک، باید تمامی تجهیزات مصرف کننده برق را در نظر گرفت و آنها را به صورت جداگانه محاسبه کرد و مصرف کل را بدست آورد.

کمپرسور چیلر:

مهمترین قطعه مورد استفاده در چیلرهای تراکمی کمپرسور و الکتروموتور متصل به آن می باشد که در مورد انواع و ویژگی های آنها به تفصیل صحبت خواهیم کرد.

مهمترین قسمت چیلرهای تراکمی هوا خنک و آب خنک کمپرسور است که باید با توجه به کاربرد شما به درستی انتخاب شود.

دو نوع اصلی کمپرسور، نوع اسکرال و نوع اسکرو هستند.

در واقع نوع کمپرسور خود مزایا و معایب زیادی را در چیلرها ایجاد می کند و همچنین بر میزان برق مصرفی تأثیر مستقیم دارد، این امر باعث می شود که این مسئله را در زیر کاملا مورد بررسی قرار دهیم:

مزایای کمپرسورهای اسکرو عبارتند از: 

Cop:

دارای COP بیشتر نسبت به کمپرسور رفت و برگشتی (پیستونی) هستند که به همین جهت برق کمتری مصرف می کند.

یعنی چیلر تراکمی آب خنک مجهز به کمپرسورهای اسکرو نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی (با همان مشخصات و تن برودتی) برق کمتری مصرف می کنند.

 استهلاک و لرزش کمتری دارد:

زیرا قطعات متحرک کمتری دارد و به جای رفت و برگشت دارای حرکت چرخشی است. (از معایب چیلر آب خنک مجهز به کمپرسور رفت و برگشتی لرزش و استهلاک بیشتر آن نسبت به نوع اسکرو است)

مقاومت در برابر برگشت مایع:

یعنی این کمپرسورها در برابر برگشت مبرد به داخل کمپرسور مقاومت بالایی دارند و از آسیب احتمالی به دستگاه جلوگیری می کنند.

ظرفیت را به طور مداوم کنترل کنید و در نتیجه راندمان آن را تحت بارهای مختلف ثابت نگه دارید:

مثلاً کمپرسورهای اسکرو شرکت کمپرسور Hanbell می توانند چرخش خود را به طور مداوم (معمولاً 30 تا 100 درصد) تغییر دهند و بر این اساس با توجه به نیاز میتواند برق مصرفی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد که یکی از مهمترین مزایای آن می باشد.

مزایای کمپرسورهای اسکرال عبارتند از:

1. عمر طولانی، تعمیر و نگهداری آسان و میزان شکست کمتر به دلیل گشتاور شروع کم، قطعات متحرک کمتر، مقاومت در برابر جریان برگشتی.
2. عملکرد بی صدا، بدون سر و صدا یا لرزش، آن را به بی صداترین نوع کمپرسور تبدیل می کند.
3. COP بیشتر نسبت به نوع رفت و برگشتی: بدان معنا است که نوع اسکرال می تواند برق کمتری نسبت به نوع رفت و برگشتی مصرف کند.
4. قیمت پایین

مزایای کمپرسورهای پیستونی (رفت و برگشتی) عبارتند از: 

1. مناسب ترین نوع کمپرسور برای استفاده در مناطق آب و هوای گرم و مرطوب به دلیل توانایی آن در تحمل فشار بالا و دمای بالا است.
2. در صورت سایش پس از چند سال قابل تعمیر می باشد و در نتیجه عمر مفید چیلر افزایش می یابد.
3. قابلیت ایجاد فشارهای بسیار بالا در مایع خنک کننده را دارد.

• ظرفیت بالای 50 تن ⇐ معمولاً استفاده از کمپرسورهای شرکت های Danfoss، Bitzer یا Hanbel می شود
• ظرفیت های کوچک از 6 تا 50 تن ⇐ معمولاً استفاده از کمپرسورهای چند مرحله ای دانفوس و کوپلند
• ظرفیت های بسیار کم زیر 6 تن ⇐ مینی کمپرسور روتاری

کمپرسورهای چند مرحله ای این مزیت را دارند که گام به گام در مدار تعبیه می شوند و سیستم مانند یک اینورتر عمل می کند که منجر به کاهش چشمگیر مصرف برق می شود.

در چیلرهای شرکت سارایئل نسیم همواره از کمپرسورهای اسکرال و اسکرو برندهای معروف بین المللی استفاده می شود و همیشه توصیه می کنیم که کمپرسورهای پیستونی فقط در شرایط خاص برای دستیابی به مزایای فوق الذکر و کاهش معایب سیستم استفاده شوند. زیرا مصرف آب و برق باید تا حد امکان کاهش یابد.

کاربرد چیلر آب خنک 

چیلر آب خنک در انواع مختلف صنایع و سیستم ها به عنوان یک دستگاه تهویه مطبوع استفاده می شود. این دستگاه ها برای خنک کردن هوا یا تأمین آب سرد در مکان هایی که نیاز به کنترل دما و رطوبت دارند، به کار می روند. در زیر تعدادی از کاربردهای چیلر آب خنک ذکر شده است:

1. سیستم‌های تهویه مطبوع: در سیستم های تهویه مطبوع بزرگ مانند ساختمان های تجاری، هتل ها، بیمارستان ها و مراکز خرید، چیلر آب خنک استفاده می شود تا هوا را خنک کند. در این سیستم ها، چیلر برای خنک کردن آب استفاده می شود و سپس آب سرد به وسیله فن کویل ها به هوا منتقل می شود.
2. صنایع فرآوری: چیلر آب خنک در صنایع فرآوری مانند صنایع شیمیایی، فولاد، پلاستیک، غذایی و دارویی استفاده می شود. این صنایع برای خنک کردن ماشین آلات، فرآیندهای تولید و کنترل دما به چیلر آب خنک نیاز دارند.
3. سیستم های خنکایشی: در برخی سیستم های خنکایشی مانند سیستم های خنک کننده لیزر، خنک کننده های برقی و الکترونیکی و سیستم های خنک کننده دستگاه های پزشکی، چیلر آب خنک استفاده می شود تا حرارت تولید شده توسط این دستگاه ها را جذب کرده و آنها را خنک کند.
4. سیستم های تولید برودت: در برخی سیستم ها مانند یخساز‌ ها و تجهیزات تولید برودت صنعتی، چیلر آب خنک برای تأمین برودت لازم استفاده می شود. این سیستم ها معمولاً در صنایعی مانند نفت و گاز، پتروشیمی و ذوب فلزات مورد استفاده قرار می گیرند.

در کل، چیلر آب خنک در صنایع و سیستم هایی که نیاز به کنترل دما، رطوبت و برودت دارند، استفاده می شود و به منظور افزایش کارایی و راحتی در محیط های مختلف اساسی است.

اجزا چیلر آب خنک

چیلر آب خنک معمولاً از اجزا زیر تشکیل شده است:

1. کمپرسور: کمپرسور نقش اصلی را در چیلر ایفا می کند. این دستگاه برای فشرده سازی و افزایش فشار بخار مبرد (معمولاً آمونیاک یا فریون) استفاده می شود تا دمای بخار را افزایش داده و برای انتقال حرارت به منبع حرارتی استفاده شود.
2. مبدل حرارتی: مبدل حرارتی یا همان تبادل کننده حرارت، وظیفه انتقال حرارت از مبرد به آب سرد را دارد. در این قسمت، بخار مبرد توسط آب سرد جریان می یابد و حرارت خود را به آب واگذار می کند تا آب سرد شود.
3. مبدل حرارت ثانویه: مبدل حرارت ثانویه، نقش مهمی در چیلر آب خنک دارد. در این مبدل حرارت، آب سرد از برج خنک کننده عبور می کند و حرارتی که در مبدل حرارت اولیه به آن واگذار شده بود را به هوا انتقال می دهد.
4. برج خنک کننده: برج خنک کننده یا  Cooling Tower، برای خنک کردن آب سرد از مبدل حرارت ثانویه استفاده می شود. در این برج، هوا با آب در تماس قرار می گیرد و به وسیله تبخیر و سرد شدن، حرارت آب را به هوا منتقل می کند.
5. مخزن آب: مخزن آب نقش نگهداری و تأمین آب سرد را برای چیلر دارد. این مخزن بزرگ عموماً در کنار چیلر قرار می گیرد و آب سرد مورد نیاز برای چیلر را تأمین می کند.
6. سیستم کنترل: چیلر آب خنک مجهز به سیستم کنترل است که برای کنترل عملکرد چیلر، تنظیمات دما، فشار و سایر پارامترهای مرتبط استفاده می شود. سیستم کنترل بر اساس نیازها و شرایط محیطی بهینه سازی می شود.

همچنین، در چیلر آب خنک ممکن است اجزای دیگری نیز وجود داشته باشد مانند پمپ ها، فیلتر ها، شیرهای کنترل جریان و سیستم تهویه. این اجزا بسته به نوع و اندازه چیلر ممکن است متفاوت باشند. 

قیمت چیلر آب خنک به چه عواملی بستگی دارد؟

قیمت چیلر آب خنک به متغیرهای مختلفی بستگی دارد که در خرید و نصب یک سیستم چیلر تاثیر دارند. برخی از عوامل مهم عبارتند از:

نوع چیلر: انواع مختلفی از چیلرها وجود دارد، از جمله چیلرهای پیستونی، چیلرهای مرکزی، چیلرهای پیشرفته با فناوری‌هایی مثل اینورتر و غیره. هر نوع چیلر قیمت متفاوتی دارد.

ظرفیت خنکایش: ظرفیت خنکایش یا توانایی چیلر در خنک کردن آب یا سیال حرارتی مهمترین عامل در تعیین قیمت است. چیلرهای با ظرفیت بالاتر قیمت بیشتری دارند.

نوع مبرد: نوع مبردی که چیلر استفاده می کند نیز تاثیر دارد. مبردهای معمولی مانند R-410A یا R-134a معمولاً ارزان تر هستند. اما مبردهای مختلف مانند R-1234yf که به عنوان مبرد‌های دوستدار محیط زیست شناخته می شوند، ممکن است قیمت بالاتری داشته باشند.

تجهیزات اضافی: تجهیزات اضافی مانند پمپ ها، مبدل های حرارتی، فیلترها و کنترل های هوشمند نیز به قیمت چیلر افزوده می شوند.

موقعیت جغرافیایی: محل نصب چیلر نیز در قیمت آن تأثیر دارد. برای مثال، نوع چیلری که در یک شهر گرمسیری استفاده می شود با دستگاهی که در یک شهر معتدل استفاده می شود متفاوت است.

بنابراین، برای اطلاع از قیمت دقیق یک چیلر آب خنک، بهتر است با کارشناسان ما تماس بگیرید و راهنمایی های لازم را دریافت کنید تا بتوانید تصمیم بهتری در مورد خرید چیلر خودتان بگیرید.