چیلر آب خنک
چیلر های تراکمی آب خنک یا همان چیلر آب خنک ، یکی از متداول ترین چیلر هایی است که امروزه برای کاربردهای متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند.
از این دستگاهها می توان برای خنک کردن ساختمان های اداری و تجاری، سالن های سرپوشیده، مراکز صنعتی و … بهره برد.
تفاوت این دستگاهها با نوع دیگر چیلرهای تراکمی در چگونگی خنک سازی سیال مبرد است. در این دستگاهها از یک برج خنک کننده و جریان آب برای این کار استفاده می شود.
در صورتی که در چیلر های هوا خنک از چندین فن و جریان هوا برای خنک سازی بهره برده می شود. اما سؤال اینجاست، چرا باید از چیلر های آبی استفاده کرد؟
موارد برتری چیلر های آب خنک چیست و چرا این دستۀ خاص در بازار چیلرها از محوبیت بیشتری برخوردارند؟
در این مقاله قصد داریم به سراغ این دستگاه ها برویم، ساختمان آن ها را بررسی کنیم و سپس به مزایا و معایب آن بپردازیم.
آشنایی با چیلر های آبی
چیلرهای تراکمی، دستگاه های سرماسازی هستند که در آن ها از یک سیکل تبریدی و سیال مبرد استفاده می شود. سیال مبرد، سیالی است که دارای ظرفیت گرمایی بالایی است و با طی کردن سیکل تبرید، به صورت پیاپی تغییر فاز می دهد. در چیلرها با بهره گیری از علوم ترمودینامیک و انتقال حرارت، از این عمل تغییر فاز برای سرمایش و گرمایش محیط های متفاوت استفاده می کنند.
نقطۀ شروع در سیکل تبریدی چیلر های آبی ، بخش کمپرسور است. سیال مبرد با عبور از کمپرسور، فشرده شده و دمای آن بالا می‌رود. این گاز متراکم شده، سپس به بخش کندانسور فرستاده می شود.
در نتیجه، عمل میعان بر روی سیال صورت گرفته، گاز متراکم به مایع متراکم تبدیل می شود.
این سیال پس از عبور از کندانسور چیلر از یک شیر انبساطی گذر می کند. نتیجۀ این اتفاق، کاهش شدید فشار سیال و تبخیر مجدد آن است؛ که همزمان با عمل تبخیر، سیال وارد بخش اواپراتور می گردد و دمای آن بالا می رود. که در نتیجه مابقی سیال مایع موجود در خط لوله نیز به گاز تبدیل شده، آمادۀ ورود مجدد به کمپرسور می شود.
خروجی بخش اواپراتور در حقیقت نقطۀ ورود مجدد سیال به کمپرسور است. با تکرار پیاپی این سیکل تبریدی، عمل خنک سازی در چیلرها صورت می گیرد.
آشنایی با اجزای اصلی چیلر های آب خنک
اجزای تشکیل دهندۀ اصلی یک چیلر تراکمی آب خنک به شرح زیر است:
- کمپرسور یا متراکم کننده
- اواپراتور
- کندانسور
- برج خنک کننده
البته در کنار این موارد دستگاه های کنترلی و کمک کنندۀ دیگری نیز در چیلرهای تراکمی به کار برده می شوند که به بهبود عملکرد فرایند و محافظت از دستگاه های اصلی کمک می کنند.
کمپرسور چیلر آبی
کمپرسور در چیلرهای تراکمی در حقیقت قلب دستگاه به شمار می رود. معمولاً در طراحی چیلرهای تراکمی از کمپرسور های اسکرو استفاده می شود.
اگرچه می توان از کمپرسور های رفت و برگشتی نیز در طراحی دستگاه استفاده کرد. دلیل انتخاب کمپرسورهای اسکرو، سر و صدای کمتر این کمپرسورها و کنترل دقیق تر ظرفیت این کمپرسور است.
در چیلرهای تراکمی معمولاً از دو یا چند سیکل موازی استفاده می شود؛ که هر سیکل به چند کمپرسور متصل می گردد. این عمل باعث می شود تا در وهلۀ اول کار کنترل دستگاه ساده تر صورت بگیرد.
به این معنا که اگر نیاز به کاهش ظرفیت سرمایشی چیلر باشد، می توان یکی از کمپرسورهای چیلر را از مدار خارج کرد و مثلاً اگر از یک چیلر با چهار کمپرسور در کنار هم استفاده می شود، با خاموش کردن هر کمپرسور می توان حدود بیست و پنج درصد از ظرفیت تراکمی کمپرسورها را کاهش داد.
دلیل دوم استفاده از چند کمپرسور و خط لوله های موازی این است که اگر در هنگام کار یکی از کمپرسورها دچار خرابی شد، همچنان بتوانیم از چیلر استفاده کنیم. در این حالت کافی است
خط لولۀ مورد نظر را از مدار خارج کرده، به طور موقت و تا زمان تعمیر کمپرسور از چیلر با ظرفیت پایین تری استفاده کرد.
چيلر تراکمي آب خنک
نقش اواپراتور در چیلر های تراکمی آب خنک
اواپراتور به مانند یک مبدل حرارتی در چیلرهای تراکمی عمل می کند. در حقیقت اواپراتور همان بخشی است عمل خنک سازی محیط به کمک آن انجام می گیرد. اواپراتورها به صورت یک مبدل پوسته لوله طراحی می شوند.
سیال مبرد در داخل لوله در جریان است و در اطراف لوله آب جریان می یابد. در نیتجه سیال مبرد باعث کاهش دمای آب در اواپراتور شده، خود به طور کامل تبخیر می شود.
در حقیقت از این آب خنک شده است که برای خنک سازی محیط و یا دستگاه های صنعتی استفاده می شود. آب جاری در اواپراتور پس از خروج به سمت دستگاه های هواساز و فن کویل های می رود تا عمل سرمایش را انجام دهد. سیال مبرد نیز پس از خروج از اواپراتور دوباره به کمپرسور فرستاده می شود.
نقش کندانسور در طراحی چیلر های تراکمی آبی
طراحی کندانسور نیز درست مانند یک مبدل حرارتی پوسته لوله صورت می گیرد. سیال مبرد در اینجا نیز داخل لوله در جریان است. سیالی که وارد کمپرسور می شود، دما و فشار بالایی دارد که با ورود به کندانسور دمای آن پایین آمده، آمادۀ ورود به شیر انبساط می شود.
یک بار دیگر به سراغ مفهوم چیلر های آبی برویم. همین طور که گفتیم، عمل خنک سازی چیلرهای تراکمی را هم می توان با جریان هوا انجام داد و هم با جریان آب.
نقش آب در خنک سازی چیلر درست در بخش کندانسور است که مشخص می شود. اگر برای خنک سازی اولیۀ سیال مبرد از جریان آب استفاده گردد، گفته می شود که چیلر از نوع آب خنک است.
آب مورد نیاز برای ورود به بخش کندانسور به کمک برج خنک کننده تأمین می شود.
نقش برج خنک کننده در راه اندازی چیلر های تراکمی آب خنک
برج های خنک کننده در حقیقت یک عضو کمکی به شمار می روند که در کنار چیلر به عمل سرمایش محیط کمک می کنند. همین طور که گفتیم، در بخش کندانسور دمای سیال مبرد با عبور از یک مبدل پوسته لوله کاهش می یابد. آبی که در بخش کندانسور جریان پیدا می کند، همان آبی است که به کمک برج خنک کننده دمای آن پایین آورده می شود.
در حقیقت آب خروجی از کندانسور وارد برج خنک کننده می شود. طراحی برج خنک کننده به این شکل است که آب از بالا به صورت آبشاری جاری می شود.
جریان هوا نیز از پایین به درون برج پمپ می گردد؛ که در نتیجۀ این عمل دمای آب برج خنک کننده کاهش می یابد. این آب خنک شده در پایان آمادۀ ورود مجدد به بخش کندانسور می شود.
بررسی مزایا و معایب چیلر های آبی
حال که با ساختمان چیلرهای آبی و چگونگی عملکرد آن ها آشنا شدیم، می توانیم به سراغ بررسی مزایا و معایب آن برویم. امروزه از چیلر های آبی برای خنک سازی ساختمان های اداری، تجاری و حتی مسکونی نیز استفاده می شود. به علاوه که می توان از آن ها برای خنک سازی دستگاه های صنعتی و محیط های کارگاهی نیز استفاده کرد.
دلیل این استقبال گسترده از این دستگاهها، ظرفیت سرمایش آنهاست. ظرفیت سرمایشی این چیلرها نسبت به چیلرهای جذبی و هواخنک بیشتر است.
این در صورتی است که برای راه اندازی این چیلرها نیاز به آب فراوانی خواهد بود. که تأمین این آب در مکان های گرمسیری کار مشکلی است.
مسئلۀ دیگر هزینه های جاری طراحی چیلرهای تراکمی است. طبیعتاً راه اندازی چیلر های آب خنک نسبت به چیلرهای هواخنک هزینۀ بیشتری را در پی خواهد داشت.
زیرا لازم است در کنار این دستگاهها از یک برج خنک کننده نیز استفاده کرد. اما اگر به دنبال چیلری با ظرفیت سرمایشی بالا هستید، استفاده از چیلر های آب خنک مقرون به صرفه تر بوده و کارایی بهتری دارد.
نکتۀ بعدی به تفاوت مکان نصب چیلرهای آب خنک و چیلرهای هواخنک بر می گردد. چیلرهای هواخنک را باید حتماً در جریان هوای آزاد و معمولاً روی پشت بام خانه ها نصب کرد.
موضوعی که در درجۀ اول روی زیبایی ساختمان اثر می گذارد. این در حالی است که چیلرهای آبی را می توان در بخش موتورخانه یا تأسیسات نصب نمود.
مکانی که هم دسترسی به آن ساده تر است و هم از نظر زیبایی تأثیر مثبتی روی نمای بیرونی ساختمان دارد.
