در این مقاله ابتدا چیلر را به صورت کلی معرفی خواهیم کرد. سپس ضمن توضیح انواع چیلر از لحاظ کاربرد که شامل تهویه مطبوع و مصارف صنعتی می‌شود، چیلرها را از لحاظ نحوه عملکرد نیز تقسیم بندی خواهیم کرد. سپس اجزای چیلر را بیان کرده و به توصیف مفهوم ظرفیت سرمایش خواهیم پرداخت. در نهایت هم توضیحاتی درباره مینی چیلر ها خواهیم داد. با آرتانسیم تولیدکننده انواع داکت اسپلیت و فن کویل تا انتهای این مقاله همراه باشید.
در این مقاله ابتدا چیلر را به صورت کلی معرفی خواهیم کرد. سپس ضمن توضیح انواع چیلر از لحاظ کاربرد که شامل تهویه مطبوع و مصارف صنعتی می‌شود، چیلرها را از لحاظ نحوه عملکرد نیز تقسیم بندی خواهیم کرد. سپس اجزای چیلر را بیان کرده و به توصیف مفهوم ظرفیت سرمایش خواهیم پرداخت. در نهایت هم توضیحاتی درباره مینی چیلر ها خواهیم داد. با آرتانسیم تولیدکننده انواع داکت اسپلیت و فن کویل تا انتهای این مقاله همراه باشید.
چیلر چیست؟
برای اینکه به انواع چیلر برسیم باید بدانیم که چیلر چیست؟ چیلر یا chiller وسیله ایست که در طی چندین فرآیند سیکل تبرید جذبی یا تراکمی، گرما را از سیالات واسط (به عنوان مثال آب) گرفته و آن را سرد می کند. سیال مورد اشاره به وسیله مبدل حرارتی در ابزارهای خنک کننده یا موارد دیگر استفاده خواهد شد. از این وسیله در موارد زیادی برای تهویه مطبوع در ساختمان های مسکونی، مجتمع های تفریحی، سالن های ورزشی، کارگاه ها و کارخانه های صنعتی، برج های اداری-تجاری و… استفاده می‌شود.
چیلر ها انواع مختلفی دارند و انتخاب مورد مناسب وابسته به عوامل گوناگونی است. از جمله این عوامل می توان به میزان هزینه اولیه، هزینه های نگهداری و تعمیر، محیط آب و هوایی محل نصب چیلر، ظرفیت سرمایش مورد نظر، وجود آب کافی، وجود فضای کافی، نوع مصرف، در دسترس بودن هوای آزاد، قابلیت نصب برج خنک کننده اشاره کرد.
برای آشنایی کامل تر می توانید مقاله چیلر چیست را از آرتانسیم (تولیدکننده داکت اسپلیت و فن کویل) مطالعه کنید.
انواع چیلر از لحاظ کاربرد
از لحاظ کاربرد می‌توان چیلرها را به دو گروه تهویه مطبوع و چیلر صنعتی تقسیم کرد.
- تهویه مطبوع
استفاده عمومی و همگانی انواع چیلر که اکثر مردم با آن آشنایند، برای سرمایش در کاربردهایی مانند ساختمان‌های مسکونی، مجتمع های تفریحی، سالن های ورزشی، سالن های کنفرانس، حسینیه ها، مساجد و … است. نکته مهم در طراحی این نوع چیلر، تولید دمای مناسب برای آن فضاست. برای این کار، سیال مورد استفاده (معمولاً آب) با پمپ به کویل هواساز انتقال پیدا می کند. در این مرحله فن موجود در درون هواساز هوا را از محیط مورد نظر به سمت سطح کویل هدایت می کند. این امر باعث کم شدن درجه حرارت و کنترل رطوبت محیط خواهد شد. معمولا برای استفاده در مصارف تهویه مطبوع دمای سیال خروجی بالای صفر خواهد بود.
- چیلر صنعتی
کاربرد دیگر انواع چیلر ها در مصارف صنعتی است. در اینجا سیال برودت داده شده برای سرد کردن یا حفظ درجه حرارت محصولات و ابزارآلات کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرد. از جمله این مصارف می توان ریخته گری، صنایع غذایی، صنایع دارویی و … را نام برد. معمولاً برای استفاده در مصارف صنعتی دمای سیال خروجی زیر صفر خواهد بود. نکته مهم این است که چیلر های صنعتی بر خلاف چیلر های تهویه مطبوع در تمام طول سال مورد استفاده قرار می گیرند و صرفاً محدود به ایام گرم سال نیستند. در نتیجه برای حفظ و نگهداری آنها باید دقت بیشتری به خرج داد.
نحوه عملکرد چیلر
انواع چیلر از نظر عملکرد نیز تنوع دارند. نحوه عملکرد چیلر با سیکل تبرید جذبی و تراکمی صورت می‌پذیرد. در این حالت چیلر گرما را از سیال مورد نظر (به طور معمول آب) می گیرد و سیال را به سمت ابزارآلات و محیط هدایت محیط می کند تا سرما را ایجاد کند. چیلرهای جذبی و تراکمی ویژگی های خاصی دارند که در زیر به آنها اشاره می شود.
- چیلر تراکمی
تولید سرما در سیکل تراکمی به این شکل است که کمپرسور فشار گاز را زیاد می کند. گاز به کندانسور وارد می‌شود و حرارت خود را از دست می دهد و تبدیل به مایع می شود. در مرحله بعد این مایع به اواپراتور منتقل می شود. سیال مورد نظر در این مرحله در نزدیکی اواپراتور قرار می گیرد و گرمای خود را از دست می دهد و نتیجتاً تولید سیال سرد شده را شاهد خواهیم بود. به طور خلاصه چهار مرحله تبخیر، تراکم، تقطیر و انبساط مراحل اصلی تولید سرما خواهند بود.
این نوع چیلر را می توان در محیط های آب و هوایی مختلف نصب کرد. هزینه اولیه و هزینه تعمیر و نگهداری برای چیلر تراکمی پایین تر است. همچنین به طور معمول متخصصان این نوع چیلر متعددند و قطعات یدکی آن به سادگی در دسترس است. از چیلر تراکمی هم در تهویه مطبوع و هم در مصارف صنعتی می توان استفاده کرد. میزان مصرف آب در این نوع چیلر پایین است و می توان ظرفیت سرمایش را کنترل کرد. با وجود استهلاک نسبتاً کم اما مصرف برق آن بالاست. تولید چیلرهای تراکمی در ظرفیت های دو تا دو هزار تن سرمایش انجام می‌شود.
- چیلر جذبی
اساس کار چیلر جذبی و چیلر تراکمی به هم نزدیک است. نقطه اختلاف این است که چیلر جذبی از روش متفاوتی برای بالا بردن فشار گاز خارج شده از اواپراتور (که به کندانسور منتقل می شود) استفاده می کند. بخار آب با خارج شدن از اواپراتور در مایع دیگری حل می‌شود. یک پمپ، این محلول را به منبع گرمایی منتقل می کند. با گرم شدن محلول، آب بخار می شود و به کندانسور وارد می شود و ادامه مراحل را مانند چیلر تراکمی دنبال خواهد کرد. برای منبع گرمایی می توان از گرمای تلف‌شده، بخار، آب گرم و … استفاده کرد.
این مدل از انواع چیلر را نمی توان در محیط های آب و هوایی مرطوب استفاده کرد و فقط مخصوص محیط های خشک با رطوبت پایین است. هزینه اولیه و هزینه تعمیر و نگهداری برای چیلر تراکمی زیاد است. همچنین افراد خبره به نوع چیلر کم تعداد هستند و قطعات یدکی آن به سختی قابل دسترسی است. از چیلر جذبی معمولا فقط برای تهویه مطبوع استفاده می شود. میزان مصرف آب در این نوع چیلر زیاد است و نمی توان ظرفیت سرمایش را کنترل کرد. با وجود مصرف برق پایین اما استهلاک آن بالاست.
پیشنهاد آرتانسیم (تولیدکننده داکت اسپلیت و فن کویل) برای آشنایی با انواع سیستم های تهویه مطبوع خواندن مقاله “فن کویل چیست” است.
اجزای اساسی انواع چیلر
اواپراتور که این جزء به طور کلی مسئولیت سرد کردن آب را انجام می دهد. ماده جذب‌کننده در انواع چیلر که ماده ای است در چیلر جذبی برای حفظ فشار با جذب بخار. ژنراتور چیلر که غلظت ماده جذب کننده را به حالت اصلی باز می گرداند. کندانسور دیگر جزء اساسی چیلر است که تبدیل بخار آب به آب را بعد از خنک شدن به عهده دارد. در نهایت هم برج خنک کننده مسئولیت کاهش دمای آب خنک کاری را انجام می دهد.
این ها اجزای اساسی انواع چیلر ها را تشکیل می دهد.
ظرفیت سرمایش انواع چیلر
به دست آوردن ظرفیت سرمایش لازم، وابسته به کاربرد انواع چیلر است. به عنوان مثال برای تهویه مطبوع، اطلاعاتی مانند جنس مصالح، زیربنای محیط، محیط آب و هوایی، میزان نور آفتاب، تعداد ساکنین یا مراجعان و … مورد نیاز خواهد بود. به شکل مختصر می توان گفت ظرفیت سرمایش یک چیلر به این شکل است که در محیط آب و هوایی گرمسیری به ازای هر پانزده تا بیست متر مربع نیاز به یک تن سرمایش وجود دارد. در محیط‌های معتدل نیز یک تن سرمایش کفاف بیست و پنج تا سی و پنج متر مربع را خواهد داد. این میزان برای محیط های آب و هوایی سردسیر به چهل متر مربع می رسد.
مثلاً اگر قصد داشته باشیم برای یک ساختمان مسکونی چهار طبقه در شهر تهران که هر طبقه آن نود متر مربع وسعت دارد، ظرفیت سرمایش را محاسبه کنیم، مساحت کل برابر 360 متر مربع خواهد شد. با تقسیم این مقدار بر بیست متر (متراژ به ازای هر یک تن در محیط های معتدل) عدد هجده به دست خواهد آمد که میزان ظرفیت سرمایش مورد نیاز در انواع چیلر است. اطلاعات دیگری نیز برای مصارف صنعتی مورد نیاز است. از جمله آن می توان به دبی سیال، زمان لازم برای کم کردن دما، میزان کاهش دما و نوع سیال اشاره کرد.
مینی چیلرها
موضوع دیگری که در معرفی انواع چیلر بسیار کاربرد دارد، اشاره به مینی چیلر است. مینی چیلر یا Mini chiller، همان چیلر است، در ابعاد کوچک. این چیلرها ظرفیت محدودتری دارد. این دستگاه که آب سرد را تولید می کند، عمدتا برای ساختمان های مسکونی استفاده می شوند. اگر بخواهیم در انواع دسته بندی چیلرها جستجو کنیم، مینی چیلر در دسته تراکمی ها قرار می گیرد. این مینی چیلرها که راه اندازی و بهره برداری آسانی دارند، کندانسور این چیلرهای سایز مینی، به شکل هواخنک طراحی شده است.
به دلیل اینکه اکثر ساختمان های قابل سکونت، فضای کوچک و محدودی دارند، تولید مینی چیلر در ابعاد کوچک یک فاکتور مهم به حساب می آید. یکی از نکاتی که در طراحی این مینی چیلرها کمک شایانی می کند، استفاده صحیح از کویل های میکروکانال است که در کوچکی این دستگاه نقش مهمی ایفا می کند. این مدل از کویل ها نسبت به fin & tube ها حدود 23 درصد کوچکتر هستند.
آیا انواع مینی چیلر برای همه جا مناسب است؟
باید گفت خیر. فرایند سرمایش با ورود آب سرد از مینی چیلر به فن کویل ها اتفاق می افتد. اما داستان گرمایش به شکل دیگری است. برای گرمایش ساختمان باید آب گرم وارد فن کویل شود. مینی چیلرهایی که مجهز به هیت پمپ طراحی و ساخته شود، می تواند آب گرم برای گرمایش را نیز تامین کند. اما مشکلی که اینجا می توان به آن اشاره کرد که به دلیل اقلیم سرد اکثر مناطق ایران در زمستان، گرمایش مینی چیلرها کفایت نخواهد کرد. و حتی در صورت تامین این موضوع، مصرف برق این دستگاه بهینه نخواهد بود.
برای آشنایی با برندهای مطرح سیستم های تهویه مطبوع تولیدکننده انواع داکت اسپلیت می توانید مقاله برندهای داکت اسپلیت را از آرتانسیم (تولیدکننده داکت اسپلیت و فن کویل) مطالعه کنید.
مینی چیلر کجای ساختمان نصب می شود؟
معمولا مینی چیلرها را در تراس یا بالکن باید نصب کرد. این موضوع به این دلیل است که لوله کشی کمتری صورت پذیرد. اما بازهم به دلیل فضای کوچک و محدود تراس ساختمان ها، و همینطور هواخنک بودن این دستگاه ها، آنها را در صورت امکان در پشت بام نصب می کنند. دلیل دیگر هدایت مکان نصب انواع مینی چیلر به پشت بام ها، صدای این دستگاه هاست که ممکن است موجب نارضایتی شود. اساسا مکان نصب یک چالش مهم در انتخاب مینی چیلر محسوب می شود و به همین دلیل است که عموما تلاش می شود به جای این دستگاه، از چیلر مرکزی استفاده شود.