چیلرهای تراکمی آب خنک به‌عنوان یکی از تجهیزات اصلی در سیستم‌های سرمایشی صنعتی و تجاری، نقش حیاتی در ایجاد و حفظ دمای مطلوب دارند. در پروژه‌های بزرگ مانند بیمارستان‌ها، هتل‌ها، صنایع پتروشیمی و کارخانه‌ها، این نوع چیلرها استفاده می‌شوند تا از عملکرد بهینه سیستم‌های تهویه و خنک‌سازی اطمینان حاصل شود. انتخاب صحیح چیلر تراکمی آب خنک می‌تواند به‌طور قابل توجهی هزینه‌های انرژی و نگهداری را کاهش دهد و بهره‌وری کلی را بهبود بخشد.
تعریف چیلر آب خنک
چیلرهای تراکمی آب خنک دستگاه‌هایی هستند که از آب برای خنک کردن مبرد استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها معمولاً شامل یک کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط هستند که به‌طور مداوم برای انتقال حرارت و ایجاد سرمایش در محیط کار می‌کنند. برخلاف چیلرهای هوایی که از هوا برای خنک کردن مبرد استفاده می‌کنند، چیلر آب خنک از آب برای این منظور بهره می‌برند که باعث افزایش کارایی آنها می‌شود.
اجزای اصلی چیلر تراکمی آب خنک
اجزای چیلرهای تراکمی آب خنک شامل چندین جزء کلیدی هستند که هر کدام نقش مهمی در عملکرد سیستم دارند:
- کمپرسور: کمپرسور وظیفه فشرده‌سازی مبرد را برعهده دارد و آن را به‌صورت گاز با فشار بالا به کندانسور ارسال می‌کند.
- کندانسور: این بخش جایی است که گرمای مبرد از طریق تبادل حرارت با آب خارج می‌شود و مبرد به حالت مایع تبدیل می‌گردد.
- اواپراتور: اواپراتور جایی است که مبرد مایع با جذب گرما از محیط، دوباره به گاز تبدیل می‌شود و سرمایش ایجاد می‌گردد.
- شیر انبساط: این قطعه فشار مبرد را کاهش داده و آن را برای ورود به اواپراتور آماده می‌کند.
نحوه عملکرد چیلر تراکمی آب خنک
عملکرد چیلر آب خنک اینطور هست که در چیلرهای تراکمی آب خنک، آب از طریق یک برج خنک‌کننده برای جذب گرما استفاده می‌شود. آب پس از عبور از کندانسور چیلر و جذب گرما، به برج خنک‌کننده باز می‌گردد و پس از خنک شدن، مجدداً وارد چرخه می‌شود. این سیستم با بهره‌گیری از اصل تبادل حرارتی بین مبرد و آب، دمای مورد نظر را در سیستم‌های تهویه مطبوع یا صنعتی ایجاد می‌کند.
مطابق شکل بالا ، تمام این قطعات در کنار هم یک سیکل را تشکیل می دهند که هدف نهایی آنها سردسازی آب در اواپراتور است. به طوری که مبرد در اواپراتور که یک نوع مبدل حرارتی (از نوع Shell and Tube) است، گرمای آب را به خود جذب می کند و سپس در مبدلی دیگر به اسم کندانسور (که آن هم از نوع Shell and Tube است) به یک آب دیگر می دهد و آن آب که گرم شده به برج خنک کننده فرستاده می شود تا حرارت خود را در برج از دست داده و به کندانسور برگردد. بنابرین چیلر آبی 2 مدار آب دارد که یکی همان مدار آب سرد است و دیگری مدار آب برج خنک کننده.
البته در چیلرهای تراکمی هوا خنک دیگر در کندانسور آب وجود ندارد و به جای آب، تعدادی فن وظیفه گرفتن حرارت مبرد را بر عهده می گیرند که به همین خاطر به آن هوا خنک می گویند که در ادامه به مزایا ، معایب و همچنین میزان آب و برق مصرفی این دو سیستم و نکات خرید و کاربردهای آن خواهیم پرداخت. در تصویر زیر دو نوع کندانسور هوا خنک (خنک شونده با فن) و آب خنک (خنک شونده با آب) با کادر زرد رنگی به خوبی نشان داده شده است.
یک تصور غلط در بین برخی از افراد وجود دارد و وقتی از آنها پرسیده می شود که چیلر تراکمی آب خنک چیست و با نوع هوا خنک آن چه فرقی دارد، گمان می کنند که چیلر آب خنک در واقع آب را خنک می کند و چیلر هوا خنک، هوا را. در حالی که چنین دیدگاهی کاملا اشتباه است و هر دو آنها فقط یک وظیفه واحد بر عهده دارند و آن هم سردسازی آب (یا محلول آب و ضد یخ) در اواپراتور است. آب پس از سردسازی به واحدهای مختلف پمپاژ می شود تا برودت (سرمایش) مورد نظر را ایجاد کند. بنابرین تمام اجزای این دو نوع چیلر مشابه هم است و فقط نوع کندانسور آنها با هم متفاوت است.
مزایای چیلرهای آب خنک
- بهره‌وری انرژی بالا: چیلرهای آب خنک به دلیل استفاده از آب به‌جای هوا برای خنک‌سازی مبرد، کارایی بالاتری دارند و می‌توانند در مصرف انرژی صرفه‌جویی کنند.
- عملکرد مناسب در محیط‌های گرم: این نوع چیلرها به دلیل وابستگی کمتر به دمای محیط، در مناطق گرم عملکرد بهتری دارند.
- طول عمر بیشتر: چیلرهای آب خنک معمولاً به دلیل استفاده از مواد مقاوم در برابر زنگ‌زدگی و خوردگی، عمر طولانی‌تری نسبت به چیلرهای هوایی دارند.
نکات مهم در خرید چیلر آب خنک
- ظرفیت سرمایش: برآورد دقیق ظرفیت سرمایش مورد نیاز بر اساس شرایط محیطی و حجم فضا ضروری است. انتخاب چیلری با ظرفیت مناسب به بهبود کارایی و کاهش هزینه‌های انرژی کمک می‌کند.
- کیفیت ساخت و مواد اولیه: چیلرهای آب خنک باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شده باشند تا در برابر شرایط سخت محیطی و کار مداوم، دوام بیاورند.
- نگهداری و خدمات پس از فروش: اطمینان از دسترسی به خدمات پس از فروش و قطعات یدکی مناسب یکی از نکات مهم در خرید چیلرهای آب خنک است.
|
نکات مهم در خرید چیلر آب خنک |
توضیحات |
|
ظرفیت سرمایش |
برآورد دقیق بر اساس شرایط محیطی |
|
کیفیت ساخت و مواد اولیه |
مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی |
|
خدمات پس از فروش |
دسترسی به قطعات یدکی و تعمیرات |
انواع کمپرسور در چیلرهای تراکمی آب خنک
مهمترین قطعه بکار رفته در چیلرهای تراکمی که هنگام خرید باید به نوع آن دقت کنیم کمپرسور و موتور الکتریکی متصل به آن است که به طور مفصل به انواع و ویژگی های آنها می پردازیم.
مهمترین قطعه در چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک ، کمپرسور است که می بایستی با توجه به کاربرد آن به نحوه درست انتخاب گردد. دو نوع از بهینه ترین کمپرسورها نوع اسکرال Scroll و نوع اسکرو Screw هستند. در واقع نوع کمپرسورها خود باعث ایجاد مزایا و معایب فراوانی در چیلرها می شود و همچنین در میزان برق مصرفی آن نیز اثر مستقیم دارد (چونکه کمپرسور بیشترین برق را در چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک مصرف می کند) که در ادامه هر یک را شرح خواهیم داد.
- کمپرسورهای پیستونی: کمپرسورهای پیستونی برای ظرفیت‌های کوچک و متوسط مناسب هستند و از طریق حرکت پیستون در سیلندر، مبرد را فشرده می‌کنند.
- کمپرسورهای اسکرو: این نوع کمپرسورها برای کاربردهای با ظرفیت بالا و بار ثابت مناسب‌اند و به دلیل ساختار پیچشی خود، از نظر انرژی بهینه‌تر عمل می‌کنند.
- کمپرسورهای سانتریفیوژ: برای ظرفیت‌های بزرگ و کاربردهای صنعتی استفاده می‌شوند و از طریق چرخش یک پروانه، مبرد را فشرده می‌کنند.
پرسش‌های متداول
- آیا چیلرهای آب خنک برای محیط‌های صنعتی مناسب هستند؟ بله، چیلرهای آب خنک به دلیل کارایی بالا و توانایی در ایجاد سرمایش در حجم‌های بزرگ، گزینه‌ای مناسب برای محیط‌های صنعتی هستند.
- چه عواملی بر طول عمر چیلر تأثیر می‌گذارد؟ کیفیت مواد اولیه، نگهداری منظم و استفاده از آب مناسب در برج‌های خنک‌کننده از جمله عواملی هستند که بر طول عمر چیلر تأثیر می‌گذارند.
- تفاوت چیلرهای آب خنک با چیلرهای هوایی چیست؟ چیلرهای آب خنک از آب برای خنک کردن مبرد استفاده می‌کنند، در حالی که چیلرهای هوایی از هوا بهره می‌گیرند. چیلرهای آب خنک در محیط‌های گرم کارایی بهتری دارند و معمولاً بهره‌وری بیشتری ارائه می‌دهند.
کاربرد چیلر تراکمی آب خنک
چیلرهای آب خنک، نقش اساسی در ایجاد یک محیط راحت، حفظ تجهیزات حساس و بهینه سازی فرآیندها دارند. راندمان مصرف انرژیِ بالاترِ این چیلرها، در مقایسه با چیلرهای هواخنک باعث شده است که در پروژه هایی با محدودیت تأمین برق و اساساً هنگامی که مدیریت مصرف برق در پروژه ای اهمیت ویژه ای پیدا می کند، از چیلرهای آب خنک، بیشتر استفاده شود. اما، از طرف دیگر، این روزها به دلایل متعددی از جمله: هزینه های بالاتر سرویس و نگهداری، کمبود منابع آبی در اغلب مناطق کشور و محدودیت استفاده با توجه به شرایط اقلیمی، بکارگیری چیلرهای آب خنک (خصوصاً در مصارف تهویه مطبوع) محدود شده است؛ لذا، در این قسمت از مقاله قصد داریم از جوانب مختلفی، کاربرد چیلر آب خنک را مورد بررسی قرار دهیم.
– راندمان مصرف انرژی:
راندمان مصرف انرژی، پارامتر بسیار مهمی در ارزیابیِ کارایی چیلر به حساب می آید و حتی می تواند نقش تعیین کننده ای در انتخاب چیلر ایفا کند. راندمان مصرف انرژی، برابر است با گرمای دریافتی از آب عبوری در اواپراتور به مجموع انرژی مصرفی در مصرف کننده ها (کمپرسورها، الکتروفن های کندانسور هواخنک، الکتروفن ها و پمپ های سیرکولاسیونِ برج خنک کننده). اندازه گیری ها در شرایط یکسان (شرایط استاندارد تهویه مطبوع) نشان می دهند که حداکثر ضریب عملکرد در چیلرهای تراکمی هوا خنک (با کمپرسور اسکرو) 3.5KW/KW و در چیلرهای تراکمی آب خنک (با کمپرسور سانتریفیوژ) 6KW/KW می باشد.
بنابراین، دست کم در پروژه هایی که تصمیم به جایگزینی چیلرهای جذبی گرفته می شود، به علت محدود بودن دیماند یا تقاضای برق ساختمان و همچنین با توجه به وجود برج خنک کننده، می توان گفت در صورت عدم وجود مشکل تأمین آب، چیلر آب خنک بهترین انتخاب برای این جایگزینی است.
– تأمین آب:
می دانیم که در چیلرهای آب خنک از آب سردِ برج خنک کننده برای دفع گرمای بخار مبرد در کندانسور استفاده می شود و از آنجا که مکانیزم خنک کاریِ آب در برج خنک کننده بر مبنای سرمایش تبخیری می باشد، مقدار قابل توجهی از آبِ در گردش، مدام در حال تبخیر شدن است. بعلاوه برای حفظ راندمان برودتیِ برج می بایست با نرخ مشخصی، آب برج تخلیه شده و با آب تمیز جایگزین شود که اگر آب تخلیه شده جای دیگری قابل استفاده نباشد، عملاً مصرف آب برج نزدیک به دو برابر می گردد و این در حالی است که چیلرهای هوا خنک اساساً هیچ گونه مصرف آبی ندارند؛ بنابراین، بکارگیری چیلرهای آب خنک در مناطقی با محدودیت تأمین آب، عملاً نمی تواند انتخاب مناسبی تلقی گردد، هر چند که مصرف برق کمتری دارند.
نتیجه‌گیری
چیلرهای تراکمی آب خنک یکی از بهترین انتخاب‌ها برای سرمایش در پروژه‌های صنعتی و تجاری بزرگ هستند. با در نظر گرفتن نکات مهم در خرید، مانند ظرفیت سرمایش، کیفیت ساخت و خدمات پس از فروش، می‌توان به بهترین عملکرد و صرفه‌جویی در مصرف انرژی دست یافت. انتخاب صحیح چیلر و نگهداری منظم از آن، کلید موفقیت در بهره‌وری انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی خواهد بود.