چیلر تراکمی: دستگاه سرد کننده آب برای تهویه مطبوع و صنعت

چیلر تراکمی یک دستگاه سرد کننده آب است که برای تهویه مطبوع و صنعت استفاده می شود. در این مقاله به اصول و اجزاء این دستگاه، انواع آن، مزایا و معایب آن، ضریب عملکرد و مصرف برق آن و کاربردهای آن در تهویه مطبوع و صنایع مختلف پرداخته می شود.

اصول و اجزاء چیلر تراکمی و نحوه عملکرد آن

چیلر تراکمی یک دستگاه سرد کننده است که با استفاده از چرخه سرد کننده تبرید، حرارت را از آب جذب کرده و به محیط خارج از دستگاه منتقل می کند. این دستگاه از چهار جزء اصلی تشکیل شده است: کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر توسعه. نحوه عملکرد آن به شکل زیر است:

• در اواپراتور، آب سرد شده توسط چیلر (آب خنک) به سمت لوله های فین دار (coil) جاری می شود. در همین حین، هوای داغ و رطوبت دار از فضای مورد نظر (مثلا سالن) به سمت لوله های فین دار هدایت می شود. هوا با عبور از لوله های فین دار، حرارت و رطوبت خود را به آب خنک منتقل کرده و سرد و خشک می شود. سپس هوای سرد و خشک به فضای مورد نظر بازگشت داده می شود. در نتیجه، دما و رطوبت فضای مورد نظر کاهش می یابد.
• در کمپرسور، گاز سرد کننده (refrigerant) با فشار پایین و دمای پایین (حالت بخار) جذب شده و با فشار بالا و دمای بالا (حالت بخار) خارج می شود. گاز سرد کننده با فشار بالا به سمت کندانسور هدایت می شود.
• در کندانسور، گاز سرد کننده با فشار بالا و دمای بالا با جابجایی حرارت با آب یا هوای خارج از دستگاه (آب یا هوای خنک)، به حالت مایع با فشار بالا و دمای پایین تغییر حالت می دهد. آب یا هوای خنک با جذب حرارت از گاز سرد کننده، گرم شده و به خارج از دستگاه منتقل می شود. مایع سرد کننده با فشار بالا به سمت شیر توسعه هدایت می شود.
• در شیر توسعه، فشار مایع سرد کننده با فشار بالا به طور ناگهانی کاهش می یابد و مایع سرد کننده به حالت بخار-مایع با فشار پایین و دمای پایین تغییر حالت می دهد. بخار-مایع سرد کننده با فشار پایین به سمت اواپراتور هدایت می شود.
• در اواپراتور، بخار-مایع سرد کننده با فشار پایین و دمای پایین با جابجایی حرارت با آب گرم شده توسط هوا (آب گرم)، به حالت بخار با فشار پایین و دمای پایین تغییر حالت می دهد. آب گرم با انتقال حرارت به بخار-مایع سرد کننده، خنک شده و به سمت لوله های فین دار جاری می شود. بخار سرد کننده با فشار پایین به سمت کمپرسور هدایت می شود. چرخه سرد کننده تبرید به این صورت تکرار می شود.

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور، کمپرسور و اواپراتور

چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور، کمپرسور و اواپراتور به چندین دسته تقسیم می شود. در ادامه به برخی از این دسته ها اشاره می شود.

بر اساس نوع کندانسور

چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور به دو دسته تقسیم می شود: چیلر تراکمی هوا خنک و چیلر تراکمی آب خنک.

• چیلر تراکمی هوا خنک: در این نوع چیلر، کندانسور با استفاده از فن های الکترونیک، هوای خارج از دستگاه را جذب کرده و با جابجایی حرارت با گاز سرد کننده، آن را خنک می کند. سپس هوای گرم شده را به خارج از دستگاه دفع می کند. این نوع چیلر در محل های باز نصب می شود و نیاز به آب خنک ندارد.
• چیلر تراکمی آب خنک: در این نوع چیلر، کندانسور با استفاده از پمپ آب، آب خارج از دستگاه را جذب کرده و با جابجایی حرارت با گاز سرد کننده، آن را خنک می کند. سپس آب گرم شده را به خارج از دستگاه منتقل می کند. این نوع چیلر در محل های بسته نصب می شود و نیاز به یک سامانه خنک کننده ثانویه (cooling tower) برای خنک کردن آب دارد.

بر اساس نوع کمپرسور

چیلر تراکمی بر اساس بر اساس نوع کمپرسور به چهار دسته تقسیم می شود: چیلر تراکمی پیستونی، چیلر تراکمی اسکرال، چیلر تراکمی سانتریفیوژ و چیلر تراکمی اسکرو.

• پیستونی: در این نوع چیلر، کمپرسور با استفاده از حرکت بالا و پایین پیستون، گاز سرد کننده را جذب و فشار می دهد. این نوع کمپرسور دارای ساختار ساده و قابل تعمیر است، اما دارای صدای بالا، لرزش زیاد و بازده پایین است.
• اسکرال: در این نوع چیلر، کمپرسور با استفاده از حرکت دورانی دو صفحه حلزونی، گاز سرد کننده را جذب و فشار می دهد. این نوع کمپرسور دارای ساختار کم حجم و کم صدا است، اما دارای هزینه بالا و قابل تعمیر نبودن است.
• سانتریفیوژ: در این نوع چیلر، کمپرسور با استفاده از حرکت دورانی چند پروانه، گاز سرد کننده را جذب و فشار می دهد. این نوع کمپرسور دارای بازده بالا و صدای پایین است، اما دارای هزینه بالا و نگهداری پیچیده است.
• اسکرو: در این نوع چیلر، کمپرسور با استفاده از حرکت دورانی دو مارپیچ، گاز سرد کننده را جذب و فشار می دهد. این نوع کمپرسور دارای قابل تعمیر بودن و صدای پایین است، اما دارای هزینه بالا و لزوم تنظیم فشار است.

بر اساس نوع اواپراتور

چیلر تراکمی بر اساس نوع اواپراتور به دو دسته تقسیم می شود: چیلر تبرید آب (water chiller) و چیلر تبرید هوا (air chiller).

• چیلر تبرید آب: در این نوع چیلر، اواپراتور با استفاده از لوله های فین دار، حرارت می کند. آب خنک شده توسط چیلر به سمت لوله های فین دار جاری می شود و هوای داغ و رطوبت دار از فضای مورد نظر به سمت لوله های فین دار هدایت می شود. هوا با عبور از لوله های فین دار، حرارت و رطوبت خود را به آب خنک منتقل کرده و سرد و خشک می شود. سپس هوای سرد و خشک به فضای مورد نظر بازگشت داده می شود. این نوع چیلر برای تهویه مطبوع ساختمان ها و صنایع مختلف مناسب است.

• چیلر تبرید هوا: در این نوع چیلر، اواپراتور با استفاده از فن های الکترونیک، هوای خارج از دستگاه را جذب کرده و با جابجایی حرارت با بخار-مایع سرد کننده، آن را خنک می کند. سپس هوای خنک شده را به خارج از دستگاه منتقل می کند. این نوع چیلر برای خنک کردن فضاهای باز و صنایع خاص مناسب است.

مزایا و معایب چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک

چیلرهای تراکمی هوا خنک و آب خنک دارای مزایا و معایب مخصوص به خود هستند که در جدول زیر برخی از آنها را مشاهده می‌کنید:

ضریب عملکرد، مصرف برق و هزینه نگهداری چیلر تراکمی

ضریب عملکرد (COP) چیلر تراکمی نشان دهنده نسبت حجم حرارت جذب شده توسط اواپراتور به حجم انرژی مصرف شده توسط کمپرسور است. ضریب عملکرد چیلر تراکمی بستگی به نوع کندانسور، کمپرسور و اواپراتور دارد. به طور کلی، چیلر تراکمی آب خنک دارای ضریب عملکرد بالاتر از چیلر تراکمی هوا خنک است. همچنین، چیلر تراکمی سانتریفیوژ دارای ضریب عملکرد بالاتر از چیلر تراکمی پیستونی، اسکرو و اسکرال است. ضریب عملکرد چیلر تراکمی معمولا بین 2.5 تا 6.5 متغیر است.

مصرف برق چیلر تراکمی بستگی به ضریب عملکرد، حجم حرارت جذب شده و قدرت کمپرسور دارد. به طور کلی، مصرف برق چیلر تراکمی با افزایش ضریب عملکرد، کاهش حجم حرارت جذب شده و کاهش قدرت کمپرسور کاهش می یابد. مصرف برق چیلر تراکمی معمولا بین 0.5 تا 1.5 کیلووات بر هر تن سردایش (kW/ton) متغیر است.

هزینه نگهداری چیلر تراکمی بستگی به نوع کندانسور، کمپرسور و اواپراتور دارد. به طور کلی، هزینه نگهداری چیلر تراکمی با افزایش پیچیدگی ساختار، افزایش قطعات مصنوعات و افزایش فشار و دمای عامل دارد. هزینه معمولا بین 0.1 تا 0.3 دلار بر هر تن سردایش ($/ton) متغیر است.

کاربردهای چیلر تراکمی در تهویه مطبوع و صنایع مختلف

چیلر تراکمی در تهویه مطبوع و صنایع مختلف کاربردهای زیادی دارد. برخی از این کاربردها عبارتند از:

• تهویه مطبوع ساختمان ها: چیلر تراکمی برای خنک کردن هوای ورودی به ساختمان ها و کاهش دما و رطوبت فضای داخلی استفاده می شود. این کار باعث افزایش راحتی و بهداشت ساکنان و کارکنان ساختمان می شود.
• صنایع غذایی: چیلر تراکمی برای خنک کردن مواد غذایی و نگهداری آنها در دمای مناسب استفاده می شود. این کار باعث افزایش عمر مفید و کیفیت مواد غذایی می شود.
• صنایع پزشکی: چیلر تراکمی برای خنک کردن دستگاه های پزشکی و نگهداری نمونه های آزمایشگاهی در دمای مناسب استفاده می شود. این کار باعث افزایش دقت و اطمینان دستگاه ها و نمونه ها می شود.
• صنایع پلاستیک: چیلر تراکمی برای خنک کردن قالب های پلاستیک و جلوگیری از تغییر شکل آنها استفاده می شود. این کار باعث افزایش کارآیی و کیفیت قطعات پلاستیک می شود.
• صنایع لیزر: چیلر تراکمی برای خنک کردن لامپ ها، دستگاه ها و لنز های لیزر استفاده می شود. این کار باعث افزایش کارآیی و پایداری لیزر می شود.

شرکت آذین لوله سپاهان گیتی پسند، با تجربه‌ای بالغ بر چندین سال در زمینه تولید و عرضه لوله‌های صنعتی، محصولات با کیفیت و مطابق با استانداردهای روز را به مشتریان خود ارائه می‌دهد. نمایندگی لوله آذین در تهران، بازرگانی کشیشی است که به عنوان یکی از نمایندگان مجاز و متخصص شرکت آذین لوله، فعالیت می‌کند. بازرگانی کشیشی با دارا بودن کارکنان مجرب و ارائه خدمات پس از فروش مناسب، به رضایت شما احترام می‌گذارد. آذین لوله، گزینه‌ای ایده‌آل برای پروژه‌های لوله‌کشی شما.