امروز چیلرها کاربردی‌ترین و بهینه‌ترین دستگاه‌های تهویه مطبوع در ساختمان‌های بزرگ هستند که می‌توانند با حداقل مصرف انرژی حداکثر راندمان را فراهم نمایند. ما در این مقاله قصد داریم به نحوه کار چیلر، معرفی و کارکرد انواع آنها بپردازیم.
با گروه صنعتی میتسویی همراه باشید…
چیلر چیست؟
این دستگاه‌ها جزو مهمترین تجهیزات تولید برودت بوده که با استفاده از فرایند تبخیر و تقطیر، حرارت را از یک بخش دستگاه به بخش دیگر منتقل میکند. چیلر دستگاهی است که حرارت را از مایع مبرد یعنی آب، طبق سیکل تبرید جذبی یا تراکم بخار می‌گیرد. ضمناً از مینی چیلرها در ساختمان‌های کوچک اداری، مسکونی، تجاری و… از چیلرها برای ساختمان بزرگ بهره گرفته می‌شود.
سیستم چیلر چگونه کار می کند؟
این دستگاه جهت سرمایش هوای محیط آب را خنک میکند و آب سرد شده در آن به وسیله پمپ و اتصالات به واحدهای توزیع کننده مثل فن کویل‌ها یا دستگاه‌های هواساز فرستاده خواهد شد. لوله‌های عایق‌بندی شده این دستگاه می‌توانند دمای آب خنک را حفظ کنند. در حقیقت آب سرد چیلر در مداری بسته جریان داشته و راهی برای تبخیر نخواهد داشت. در فرایندهای صنعتی از دستگاه چیلر جهت آب خنک کننده یک دستگاه مرتبط بهره گرفته می‌شود.
طرز کار چیلر به زبان ساده
برای مثال در فصل تابستان آب سرد به لوله‌های کویل دستگاه فن کویل وارد شده و بنابراین دمای کویل به شدت کم خواهد شد. زمانی که هوا از راه فن به کویل سرد برخورد کند، هوا خنک شده و در محیط به گردش در می‌آید. در فصل زمستان نیز به همین ترتیب چیلر خاموش شده و پکیج یا بویلر موتورخانه فعال شده و آب گرم را به فن کویل می‌رسانند و این بار عمل گرمایش صورت می‌گیرد.
تقسیم بندی چیلرها
این دستگاه‌ها بر اساس نوع سیکل تبرید، شکل خنک شدن ماده مبرد، ظرفیت تناژ دستگاه به چیلر جذبی، چیلر تراکمی و مینی چیلرها قسیم بندی می‌شوند.
معرفی چیلر تراکمی
این چیلر به شکل اصل فشرده سازی، بخار را جذب خواهد کرد. چیلر تراکمی برای تولید جریان مداوم خنک کننده جهت حفظ دمای دلخواه ساخته می‌شود و به عنوان یکی از تجهیزات خنک کننده می‌تواند درجه حرارت را برای عملیات‌های خنک کننده بسیاری از صنایع تولید نماید.
چیلر تراکمی چگونه کار میکند؟
در این فرایند ماده خنک کننده یا مبرد مهمترین بخش هستند و مبرد می‌تواند گرمای بیشتری را در خود نگه داشته و به روند عملیات خنک سازی سرعت ببخشد. در این شرایط گرما از مبرد خارج شده و به هوا انتقال می‌یابد و عملیات به کمک قطعاتی مثل کندانسور، کمپرسور، شیر انبساط و اواپراتور صورت می‌پذیرد. چیلر تراکمی از کمپرسور به شکل مکانیکی استفاده میکند. این دستگاه با توربین برق و بخار و گازور و با بهره‌گیری از فشرده سازی بخار یا چرخه تبرید، عمل خنک سازی را انجام خواهد داد. در نهایت آب خنک از چیلر و از راه واحدهای انتقال هوا به سراسر ساختمان پمپاژ می‌شود.
آشنایی با انواع چیلرهای صنعتی
ـ چیلر آب خنک: این نوع چیلرها از آب داخل برج خنک کننده استفاده می‌کنند و گرمای مبرد گازی در کندانسور از حالت مایع تغییر فاز می‌دهد.
ـ چیلر هوا خنک: در این چیلرها هوا وجود دارد و هوای گرم محیط را گرفته و دما را خنک میکند.
ـ چیلر بخار: این چیلرها فاقد کمپرسور در واحد می‌باشند و از انرژی خورشیدی جهت هدایت مایع خنک کننده استفاده می‌کنند.
ـ چیلر گریزنده از مرکز: این چیلرها از کمپرسور، کندانسور و تنظیمات دستگاه انبساط معمول تشکیل شده‌اند. ضمناً مجهز به پروانه‌های چرخان بوده که عملیات فشرده‌سازی را انجام می‌دهند و مبرد را فشرده کرده و به سیستم منتقل می‌نمایند.
نحوه کار چیلر تراکمی با شناخت اجزای چیلر تراکمی
~ کمپرسور چیلر: مبرد به شکل گاز وارد کمپرسور می‌گردد و کار کمپرسور فشرده سازی آن است تا دمای آن افزایش پیدا کرده و از راه لوله به مبدل حرارتی، آب خنک یا برج خنک کننده بفرستد.
~ کندانسور چیلر تراکمی: چیلر تراکمی دو نوع کندانسور آب خنک و هوا خنک دارد. کندانسور از نوع مبدل پوسته و لوله بوده که از درون لوله‌های آن مبرد و از اطراف آن آب عبور میکند. این آب سبب می‌شود تا حرارت بالای مبرد جذب شده و از گاز به مایع تبدیل شود. آب پس از گرفتن حرارت به خنک کاری احتیاج دارد و از راه پمپ به برج خنک کننده منتقل می‌شود تا در برج مجدداً خنک شود و به کندانسور برگردد.
برج خنک کننده چیلر
اگر مبدل حرارتی کندانسور از نوع هوا خنک کننده باشد، هوا از اطراف لوله‌های کندانسور دمیده می‌شود. فن در این کندانسور هوا را دمیده و حرارت را از مبرد خواهد گرفت. در این صورت مبرد از حالت گاز به مایع تغییر فاز داده که به آن کندانسور هوا خنک می‌گویند.
چیلر جذبی چگونه کار میکند؟
- بر اساس نوع ماده جاذب
۱ـ سیکل لیتیوم بروماید ـ آب
۲ـ سیکل آمونیاک ـ آب
- بر اساس منبع حرارتی ژنراتور
۱ـ چیلرهای جذبی شعله مستقیم
۲ـ چیلرهای جذبی آب گرم
۳ـ چیلرهای جذبی بخار
۴ـ چیلرهای جذبی آب داغ
- بر اساس ماده مبرد و جاذب
۱ـ چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید
۲ـ چیلرهای جذبی آمونیاک
- بر اساس چرخه تغلیظ محلول جاذب
۱ـ چیلرهای جذبی تک اثره لیتیوم بروماید
۲ـ چیلرهای جذبی دو اثره لیتیوم بروماید
۳ـ چیلرهای جذبی یک مرحله‌ای آمونیاکی
۴ـ چیلرهای جذبی چند مرحله آمونیاکی
نحوه کار چیلر جذبی معرفی اجزای چیلر جذبی
۱ـ اواپراتور
این قطعه آب را سرد میکند. آب مقطر توسط نازل‌های آب افشانده می‌شود. داخل اواپراتور محیطی به نام خلا بوده که بخار را جذب خود خواهد کرد و این خلا به دلیل لیتیوم بروماید است. آب مقطر افشانده شده حرارت محیط را گرفته و به شکل بخار یا گاز تغییر فاز می‌دهد؛ بنابراین گرما از آب چیلر گرفته می‌شود.
۲ـ ابزوربر یا جاذب
جاذب از فشار اپراتور در حالت خلا نگهداری میکند. بعد از اینکه لیتیوم بروماید بخار آب را جذب کرد، گاز تشکیل شده به وسیله پمپ به ژنراتور فرستاده شده تا حرارت را از بخار آب جذب کند و آن را به کار بگیرد.
۳ـ ژنراتور
این قسمت محلول لیتیوم بروماید را به شکل غلظت اولیه‌اش تبدیل و آن را غلیظ میکند. زمانی که در ژنراتور لیتیوم بروماید از بخار آب جدا شد، بخار به سمت کندانسور و لیتیوم بروماید به ابزوربر منتقل خواهد شد. بخار آب در کندانسور به حالت مایع تغییر فاز می‌دهد و لیتیوم بروماید به ابزوربر برگشته تا بخار آب را مجدداً بگیرد.
۴ـ کندانسور
در کندانسور بخار آب آزاد شده به حالت مایع تغییر فاز می‌دهد و یک مدار آب برج خنک کننده هم قرار گرفته تا بتواند دمای آب ابزوربر و کندانسور را کم کند. لیتیوم بروماید که در ابزوربر بخار آب را جذب خود کرده است، در کندانسور بخار آب یا گاز را به حالت مایع تغییر می‌دهد. به این شکل که طی یک سیکل جذبی آب در اواپراتور سرد شده و این آب سرد با پمپ به فن کویل‌ها پمپاژ می‌شوند و عمل خنک‌کاری انجام خواهد شد. وظیفه برج خنک کننده هم این است که گرمای اضافی را از سیکل به خود جذب نماید.
معرفی مینی چیلر
یکی از انواع چیلر است که بیشتر در ساختمان‌های مسکونی یا اداری کوچک استفاده شده و اغلب برای ساختمان‌های مسکونی با تعداد واحدهای کم مناسب است.
مینی چیلر چگونه کار میکند؟
اساس کار این دستگاه سیکل تبرید تراکمی بخار است. به این صورت که کمپرسور دستگاه بخار مبرد را متراکم ساخته و در ازای آن دما و فشار را بالا می‌برد. کندانسور گرمای مبرد را از هوای محیط گرفته و سبب می‌شود گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد. مایع ساخته شده توسط کندانسور از شیر انبساط عبور کرده و دچار افت فشار خواهد شد. در صورتی که این مایع خروجی تبخیر شود، سبب کاهش دما می‌گردد. زمانی که دمای مبرد به شدت کاهش یافت، جریان آب خنک اواپراتور را خنک میکند و پس از تبخیر دوباره به کمپرسور برگشته و چرخه تکرار می‌شود.
