چیلر هوا خنک چیست و چگونه کار می کند؟

چیلر تراکمی هوا خنک یا چیلر هوایی (Air cooled chiller) دستگاهی از نوع چیلر تراکمی محسوب می شود که اساس عملکردش سیکل تبرید تراکمی بخار بوده و تولید آب سرد می کند.در چیلر هوا خنک، فرایند دفع حرارت در کندانسور، به کمک تعدادی فن و جریان هوای محیط صورت می گیرد. در نتیجه چیلر هوا خنک مصرف آب ندارد و امروزه بسیار مورد توجه مهندسان تاسیسات برودتی قرار گرفته است. چیلر هوا خنک امروزه رایج ترین نوع چیلر تراکمی در صنعت تهویه مطبوع و برودت صنعتی است.

استفاده از چیلر تراکمی هوا خنک در ایران به دلیل کمبود منابع آبی و همچنین مزایای دیگر این محصول از جمله راندمان بالا و نگهداری آسان، با استقبال خوبی همراه بوده است. این گزارش بر مبنای اطلاعات و دانش متخصصان شرکت تهویه دماوند که حدود ۳۰ سال در زمینه ساخت محصولات تهویه مطبوع خانگی و صنعتی سابقه دارد، به دست آمده است.

اجزا و نحوه عملکرد چیلر هوا خنک:

کمپرسور: گاز مبرد را می‌مکد و آن را فشرده می‌کند. این فرآیند، فشار و دمای گاز مبرد را به طور قابل توجهی افزایش می‌دهد

کندانسور: گاز مبرد داغ و فشرده شده از کمپرسور، به سمت کندانسور هدایت می‌شود. در کندانسور، فن‌ها هوای محیط را از روی لوله‌های حاوی گاز مبرد عبور می‌دهند و گرمای آن را جذب می‌کنند. در اثر این کار، گاز مبرد خنک شده و به مایع تبدیل می‌شود

شیر انبساط: مایع مبرد خنک شده از کندانسور، به سمت شیر انبساط حرکت می‌کند. در شیر انبساط، فشار و دمای مایع مبرد به طور ناگهانی کاهش می‌یابد. این کار باعث می‌شود که مایع مبرد به شدت تبخیر شده و آماده جذب گرما شود

اواپراتور: مایع مبرد کم فشار و سرد از شیر انبساط، به سمت اواپراتور هدایت می‌شود. در اواپراتور، سیالی که باید خنک شود (معمولاً آب) از میان لوله‌های حاوی مبرد عبور می‌کند. مبرد در حال تبخیر، گرمای سیال را جذب کرده و آن را خنک می‌کند. در اثر این فرآیند، مبرد دوباره به حالت گاز تبدیل می‌شود

ترموستات : ترموستات کنترل کننده دما درون سیستم است. این قطعه با تشخیص دما، عملکرد کمپرسور و سایر قطعات را تنظیم می کند

مبدل حرارتی : مبدل حرارتی مسئول جذب حرارت از محیط (معمولاً هوا) و تبدیل ماده خنک کننده به حالت گازی است. این حرارت جذب شده، باعث خنک شدن محیط در اطراف چیلر می شود

مطابق آنچه که در سیکل تبرید تراکمی بخار اتفاق می افتد، در چیلرهای هوا خنک نیز بخار داغ مبرد (با دمای پایین) وارد کمپرسور شده و تا فشار بالاتری متراکم می گردد؛ درنتیجه، دمایش نیز بالا می رود. سپس بخار داغ خروجی از کمپرسور (با دمای بالا)، وارد کندانسور شده و به کمک هوای محیط خنک می شود. آنچنان که تبدیل به مایعی با دمای بالا خواهد شد. مایع مبرد با عبور از شیر انبساط، افت فشار زیادی پیدا می کند. به طوری که مقداری از مایع مبرد تبخیر شده و باعث کاهش بیشتر دمای مبرد می شود.

کاربرد چیلر تراکمی هوا خنک در صنعت

عملکرد چیلر تراکمی هوا خنک و صنعتی با چیلرهای مورد استفاده برای تهویه مطبوع تفاوتی ندارد زیرا در هر دو خروجی دستگاه آب سرد است که می توان از آن به روش های مختلف استفاده کرد.در کاربردهای صنعتی از آب سرد خروجی چیلر برای خنک کردن ماشین آلات استفاده می شود. این نوع چیلرها علاوه بر کاربرد فراوان در صنعت تهویه (سیستم خنک کننده انواع ساختمان ها) به عنوان یکی از پرکاربردترین دستگاه های خنک کننده در صنعت نیز بشمار می آیند. یعنی چیلر آب سرد به طور گسترده برای خنک کردن انواع فرآیندها و دستگاه های صنعتی (در هر نقطه از صنعت که نیاز به خنک کننده باشد) استفاده می شود.

مزایای چیلر هوا خنک:

آسان بودن نصب و راه اندازی: چیلرهای هوایی به دلیل عدم نیاز به برج خنک کننده و لوله کشی آب، نصب و راه اندازی آسان‌تری دارند.

فضای اشغال شده کم: چیلرهای هوایی به فضای کمتری نسبت به چیلرهای آب خنک نیاز دارند.

هزینه کم‌تر: به طور کلی از چیلرهای آب خنک ارزان‌تر هستند.

مناسب برای مناطق خشک: چیلرهای هوایی برای مناطقی که کمبود آب دارند مناسب هستند.

معایب چیلر هوا خنک:

راندمان کم‌تر: چیلرهای هوایی به دلیل استفاده از کندانسور هوایی، راندمان کم‌تری نسبت به چیلرهای آب خنک دارند.

ظرفیت کم‌تر: چیلرهای هوایی به طور کلی ظرفیت کم‌تری نسبت به چیلرهای آب خنک دارند.

صدای زیاد: چیلرهای هوایی به دلیل وجود فن‌ها، صدای بیشتری تولید می‌کنند.

مصرف برق بیشتر: چیلرهای هوا خنک به دلیل راندمان کم‌تر، مصرف برق بیشتری دارند.

تفاوت چیلر هوا خنک و آب خنک چیست؟

در واقع، تنها تفاوت چیلر هوا خنک به لحاظ عملکرد (در مقایسه با چیلرهای آب خنک و تبخیری) نوع کندانسور آن ها می باشد. همانطور که از نامش پیداست، در چیلرهای تراکمی هوایی، از کندانسور هوایی به عنوان واحد چگالش (Condensing) در سیکل تبرید استفاده می شود. اما در چیلر آب خنک، از طریق آب خنکی که برج خنک کننده تولید می کند، انجام می شود.

منظور از چیلر تراکمی ۲ مداره و ۴ مداره هوا خنک چیست و چقدر برق مصرف می کند؟

برای کاهش میزان مصرف برق دستگاه چیلر تراکمی هوا خنک، راه حل های مختلفی ارائه می شود که از موثرترین آنها، ۲ یا ۴ مداره کردن چیلر هوا خنک یا به اصطلاح ماژولاریزاسیون می باشد. به عنوان مثال در چیلر تبرید ۴۰ تنی به جای نصب کمپرسور تبرید ۴۰ تنی از کمپرسورهای ۲۰ تنی با دو مدار تبرید مجزا و یا از کمپرسورهای ۱۰ تنی با ۴ یا ۲ مدار مجزا استفاده می شود. این کار مزیت های زیادی دارد به عنوان مثال در نوع ۲ مداره زمانی که ۵۰ درصد (یا کمتر) از کل توان دستگاه مورد نیاز است، تنها یکی از کمپرسورها روشن می شود و با کاهش استهلاک، مصرف برق نیز کاهش می یابد. مزیت دیگر این است که اگر به هر دلیلی یکی از کمپرسورها یا یکی از مدارهای مبرد از کار بیفتد، دستگاه به طور کامل غیرفعال نمی شود و تا زمانی که تعمیر و نگهداری لازم در مدار دیگر انجام نشود، به کار خود ادامه می دهد.

کاربرد چیلرهای هوا خنک در تهویه مطبوع

در سیستم های تهویه مطبوع، آب سرد تولیدی چیلر از طریق گردش درون مبدل های حرارتی هوایی (کویل) مانند فن کویل، کویل هواساز و ایرکولر، جریان هوای خنک مورد نیاز جهت سرمایش فضاهای مسکونی، اداری، تجاری و حتی صنعتی را فراهم می کند. سپس بعد از دریافت گرما، جریان آب به چیلر بازگشته و مجدداً تا دمای استاندارد تهویه (۷ درجه سانتی گراد) سرد می شود. طی فرایند سرمایش هوا در مبدل حرارتی، گرمای محسوس و نهان محیط (فضای تهویه ‌شده)، هردو به هوای سرد خروجی مبدل، منتقل می شوند. به همین علت در مقایسه با سیستم های سرمایش تبخیری (کولر آبی، ایرواشر و زنت) هوای مطبوع و مناسب تری حاصل می گردد. تقریباً می توان گفت تمامی مینی چیلرها از نوع تراکمی و هوا خنک می باشند.

محل قرارگیری چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک می‌بایست در فضای باز و معرض هوا باشد تا گردش هوا بر روی سطح کویل باعث تبادل حرارت و تقطیر مبرد شود.از آنجایی که صدا و لرزش چیلر هوا خنک نسبت سایر انواع چیلر بیشتر است پس در جانمایی و تعیین محل قرارگیری آن می‌بایست دقت شود.در صورتی که چیلر هوا خنک در بام نصب می‌شود می‌بایست وزن و لرزش آن در محاسبات سازه و اسکلت ساختمان در نظر گرفته شده باشد.

واحد خبری مرکزکده

منبع خبر: ایلنا