چیلر هیت ریکاوری نوعی چیلر است که جهت بهبود بهره‌وری انرژی مفید است که در این مقاله ما می‌خواهیم در خصوص ساختار طرز کار و کاربردهای آن صحبت کنیم. پس لطفاً ما را همراهی بفرمایید.
چیلر هیت ریکاوری(بازیافت گرما) چیست؟
چیلر هیت ریکاوری یا چیلر بازیافتی گرما یکی از انواع چیلر است که برای گرمایش آب از گرمای اتلافی در قسمت کندانسور آن بهره می‌برند. البته از آب گرم شده به وجود آمده نیز برای موارد دیگر استفاده خواهند کرد. این سیستم جهت بهبود بهره‌وری انرژی طراحی شده است و هزینه‌های مربوط به مصرف انرژی را تا حد چشمگیری کاهش می‌دهد. از طرف دیگر گازهای گلخانه‌ای را نیز تا حدی کم می‌کند.
اصل اساسی و طرز کار چیلرهای بازیابی حرارت
در خصوص طرز کار این دستگاه‌ها باید بگوییم که در چیلر بازیابی حرارت طی فرایند خنکسازی ابتدا در قسمت اواپراتور، یک مبرد برای جذب گرمای آب وجود دارد که بعد از گرفتن آن و انتقال گرما به هوای اتمسفر این گرما در بخش کندانسور دستگاه مورد استفاده قرار می‌گیرد. به بیان بهتر در این نوع چیلرها گرمای مبرد به جای اینکه به بیرون دفع شود، از طریق یک مبدل حرارتی گرفته خواهد شد و به یک سیال ثانویه نظیر آب انتقال داده می‌شود؛ در نتیجه این سیال گرم شده و در قسمت‌های مورد نیاز استفاده می‌گردد. در واقع در چیلرهای بازیافت گرما از یک مبدل حرارتی جهت جذب و استفاده مجدد گرمای هدر رفته کمک گرفته می‌شود و این سیستم خنک کننده یک منظوره را به سیستمی همه کاره تبدیل خواهد کرد که هم قابلیت گرمایش و هم قابلیت سرمایش را مهیا می‌کند. در نتیجه برای صنایع به یک گزینه جذاب تبدیل می‌شود، زیرا ضمن بهبود بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌ها کاربردهای زیادی دارد. در این نوع چیلرها تمام حرارت آبی که در کندانسور وجود دارد، به آبی که به سمت برج خنک کننده می‌رود پمپاژ داده نمی‌شود و قسمتی از حرارت اضافی در یک مبدل با آب ثانویه منتقل می‌گردد. این آب که گرم شده است، برای استفاده به سمت مصرف کننده پمپاژ می‌شود و فقط قسمتی از آب گرم شده، در کندانسور به برج خنک کننده منتقل می‌شود تا در آنجا حرارت به سمت بیرون دفع گردد.
اجزا و جزئیاتی در مورد نحوه عملکرد چیلر هیت ریکاوری
° مبدل حرارتی: یک مبدل حرارتی که غالباً در نزدیک کندانسور این نوع چیلرها تعبیه می‌شود موجب می‌شود تا گرمای مبرد داغ به آب موجود در مدار ثانویه انتقال پیدا کند.
° فرایند انتقال حرارت: در این مبدل حرارتی گرمای مبرد به سیال ثانویه یا همان آب منتقل خواهد شد و این آبگرم شده و در مدار جداگانه‌ای به گردش در می‌آید و برای استفاده‌های مورد نظر ارسال می‌شود. البته فرایند انتقال حرارت دقیقاً به دلیل اختلاف دمای بین مبرد داغ و سیال ثانویه رخ می‌دهد.
° استفاده از گرما: سیال ثانویه یا آبی که گرم شده است برای کاربردهای مختلف همچون تامین آب گرم برای مصارفی نظیر شست و شو، گرمایش فضا، پیش گرمایش در کاربردهای صنعتی و… کاربرد دارد. در واقع بهره‌وری از این گرمای اتلافی به طور چشمگیری بازده انرژی کلی چیلر را بهبود می‌دهد.
کاربردهای چیلر بازیافت کننده گرما
حال ممکن است این سوال برای شما ایجاد شود که چیلرهای هیت ریکاوری در چه جاهایی بیشترین کاربرد را دارند؟ در پاسخ به این سوال در این قسمت برخی از متداول‌ترین کاربرد این نوع چیلرها را آورده‌ایم:
| مرکز داده: بد نیست بدانید که مراکز داده به سرمایش فوق العاده بالایی احتیاج دارند؛ لذا می‌توانند از چیلرهای هیت گرمایی به صورت قابل توجهی بهره‌مند گردند. این چیلرها می‌توانند برای گرم کردن فضاهای اداری تامین آب گرم و حتی گرم کردن راهروهای بیرونی در آب و هوای سرد مورد استفاده قرار بگیرد.
| هتل‌ها: از چیلرهای بازیافت گرمایی برای تامین سرمایش اتاق‌های هتل‌ها و یا تامین آب گرم لباسشویی، دوش، استخر و… استفاده می‌شود.
| بیمارستان‌ها: از آنجایی که تاسیسات بیمارستان‌ها به طور دائمی به سرمایش و گرمایش احتیاج دارند، چیلرهای هیت را ریکاوری یکی از بهترین راهکارها برای استفاده در چنین محیط‌هایی است؛ زیرا در عین حال که تامین آب گرم را برای مصارف پزشکی و نیازهای بهداشتی انجام می‌دهند، حفظ دمای راحتی را برای بیماران و کارکنان ایجاد می‌کنند.
| صنایع تولیدی: در محیط‌های صنعتی چیلرهای هیت ریکاوری می‌توانند ضمن تامین آب گرم و گرمایش فضا، برای فرایندهایی که احتیاج به گرما دارند نیز کاربرد داشته باشند. به عنوان مثال در صنایع تولیدی فرایندهایی نظیر شست و شو، خشک کردن پیش گرمایش فرایندها، استریلیزاسیون و… وجود دارد که همگی احتیاج به تامین گرما دارند. در نتیجه با استفاده از این چیلرها مصرف انرژی نیز تا حد زیادی کاهش پیدا می‌کند.
صرفه‌جویی در هزینه و مزایای اقتصادی
حتماً تا اینجا متوجه شده‌اید که چیلرهای هیت ریکاوری می‌توانند از نظر اقتصادی مزایای قابل توجهی داشته باشند؛ زیرا به کمک گرمای اتلافی و استفاده آن در موارد مختلف از چند طریق موجب صرفه‌جویی قابل توجهی می‌شوند که مهمترین آنها عبارت‌اند از:
- صورت حساب‌های کاهش یافته انرژی: از آنجایی که استفاده مجدد از گرمای هدر رفته باعث مصرف انرژی کمتر می‌شود، قطعاً تاسیساتی که از این دستگاه‌ها استفاده می‌کنند، عدد قبض انرژی برای آنها کاهش پیدا می‌کند و تا حد زیادی در هزینه‌ها صرفه‌جویی می‌شود.
- نیاز کمتر به سیستم‌های گرمایش جداگانه: از آنجایی که چیلرهای هیت گرمایی می‌توانند گرمایش فضا را تامین کنند، دیگر نیازی به نصب و راه‌اندازی سیستم‌های گرمایش اضافی نیست و همین موضوع باعث می‌شود تا تاسیسات زیادی مایل به نصب و استفاده از این نوع چیلرها باشند.
چالش‌ها و محدودیت‌ها
اگرچه چیلرهای بازیافت گرما مزایای بی‌شماری دارند؛ اما این دستگاه‌ها نیز محدودیت‌ها و چالش‌هایی را به همراه دارند که بهتر است پیش از استفاده از آن این موارد را بدانید:
۱ـ نکته اول این است که هزینه اولیه نصب چیلر هیت گرمایی ممکن است نسبت به سیستم‌های سنتی بالاتر باشد. اگرچه صرفه‌جویی طولانی مدت در انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی موجب جبران سرمایه‌گذاری‌های اولیه خواهد شد؛ اما به هر حال ممکن است هر کسی از عهده پرداخت هزینه‌های اولیه این دستگاه بر نیاید.
۲ـ دومین چالش یا محدودیتی که در خصوص چیلرهای هیت گرما باید بدانید این است که بحث تعمیر، نگهداری و سرویس این دستگاه فوق العاده اهمیت دارد و شما جهت اطمینان از عملکرد و کارایی مطلوب این دستگاه باید دائما آن را سرویس و نگهداری کنید و اگر از این موضوع غافل شوید، ممکن است خسارت‌های مالی زیادی به شما تحمیل گردد؛ یعنی نظارت بر سطح مبرد و بررسی نشتی و تمیز کردن و بازرسی مبدل‌های حرارتی از جمله مواردی است که باید به صورت مرتب با آن توجه گردد.
۳- مورد بعدی که در خصوص چالش‌ها و محدودیت‌های چیلرهای هیت گرمایی باید بدانید این است که افزودن این چیلرها در تاسیسات موجود ممکن است به تنظیمات خاصی در زیرساخت‌ها احتیاج داشته باشد و پیچیدگی پروژه شما را به صورت بالقوه افزایش دهد. پس قبل از استفاده از این دستگاه باید این مورد را در نظر داشته باشید و با افراد متخصص در این خصوص مشورت کنید.
۴ـ یکی دیگر از محدودیت‌های استفاده از چیلرهای هیت گرمایی این است که این چیلرها اساسا زمانی کاربرد خوبی دارند که بین نیازهای سرمایش و گرمایش تاسیسات شما تعادل ثابتی وجود داشته باشد. در شرایطی که تقاضای گرمایش از تقاضای سرمایش کمتر باشد، امکان دارد که این دستگاه پتانسیل کاملی برای بازیافت گرمای طرف شده نداشته باشد و نیازهای شما را برطرف نکند.
