در طی سالهای اخیر پیشرفتهای بسیار زیادی در صنعت تهویه مطبوع حاصل شده که تاثیر مستقیم آن بر زندگی انسانها کاملا مشهود است. عوامل متعددی از قبیل درجه حرارت، میزان رطوبت هوا، سرعت هوا و تمیزی آن در طراحی یک سیستم تهویه مطبوع مناسب بسیار دخیل هستند. شاید برای شما هم این سوال پیش آمده باشد که چیلر چیست و چه معیارهایی را برای انتخاب چیلر باید مد نظر قرار دهیم. در این مقاله قصد داریم به این سوال شما پاسخ دهیم.
عموما در هرسیستم تهویه مطبوع ( سیستم حرارتی و برودتی ) مهمترین عاملی که حتما باید کنترل گردد، دما است و عوامل دیگر با توجه به خواسته‌های کارفرما و پیشنهادات طراح مورد بررسی قرار می‌گیرد.
چیلرها از مهم ترین تجهیزات تولید برودت در ساختمانهای بزرگ محسوب می‌شوند و شناخت صحیح از این دستگاه‌ها، عامل اساسی در انتخاب تجهیزات و بهینه سازی مصرف انرژِی در ساختمان است.
چیلر چیست؟
اگر شما هم به دنبال جوابی برای سوال چیلر چیست می‌گردید باید به شما بگوییم که در این مقاله از وبسایت هیوا صنعت قصد داریم تا تمام آنچه لازم است در مورد چیلر و نحوه انتخاب آن باید بدانید را بیان کنیم. بعد از مطالعه این مطلب شما می‌توانید مناسب‌ترین انتخاب را برای چیلر پروژه خود انجام دهید. امیدواریم بعد از مطالعه این مطلب بتوانید در بین انواع چیلرها مثل چیلر هواخنک و مینی چیلر بتوانید انتخاب درستی را برای پروژه خود انجام دهید.
تعریف تناژ ( تن تبرید )
به طور عملی می‌توان گفت که یک تن تبرید برابر است با مقدار گرمایی که یک سیستم تهویه یا دستگاه سرمایشی در طول ۲۴ ساعت از یک تن یخ ( 2000lbs ) می‌گیرد تا آن را ذوب کند و گرمای لازم برای ذوب یک پوند یخ و تبدیل آن به آب مایع در دمای 32 درجه فارنهایت ( معادل صفر درجه سانتی گراد ) برابر ۱۴۴ btu است.
تعریف چیلر
چیلر دستگاهی است که با استفاده از فرآیند تقطیر و تبخیر یک مبرد (مانند R134a) در حال گردش بین اجزای چیلر، حرارت را از یک قسمت دستگاه به قسمت دیگر در یک چرخه (سیکل) منتقل می‌کند.
کار چیلر چیست ؟
کار چیلر این است که آب را برای سرمایش هوای ساختمان و یا مصارف صنعتی، سرد کند. آب سرد شده در چیلر با پمپ و از طریق لوله کشی به واحدهای توزیع کننده هوای سرد مانند فن کویلهای تعبیه شده در داخل ساختمان یا دستگاه هواساز ارسال میشود. لوله‌های منتقل کننده آب سرد به خوبی عایق کاری می‌شوند تا دمای آب سرد حفظ گردد. علاوه بر سرمایش ساختمانها، آب سرد می‌تواند در فرآیندهای صنعتی نیز به عنوان آب خنک‌کننده یک دستگاه مورد استفاده قرار بگیرد. آب سرد چیلر در مداری بسته جریان دارد. منظور از مدار بسته این است که آب دروون لوله‌ها و کویلها جریان پیدا کرده و راهی برای تبخیر آن وجود ندارد.
شناخت اجزای چیلر تراکمی
اجزای چیلر تراکمی‌شامل دوعدد مبدل حرارتی آب خنک یا هوا خنک، یک کمپرسور از نوع پیستونی(یا از نوع اسکرال، اسکرو، سانتریفیوژ)، یک شیر منبسط کننده به نام شیر انبساط و مقداری سیال مبرد است.
۱-کمپرسور چیلر
مبرد در حالت گازی شکل وارد کمپرسور میشود. وظیفه کمپرسور این است که مبرد گازی را فشرده کرده و فشار و دمای آن را به شدت افزایش دهد و از طریق لوله به یک مبدل حرارتی آب خنک یا هواخنک به نام کندانسور ارسال کند.
۲-کندانسور چیلر تراکمی
به طور کلی دو نوع کندانسور آب خنک (آبی) و هواخنک ( هوایی) وجود دارد.
مبدل حرارت آب خنک (کندانسور) از نوع مبدل پوسته و لوله (شل اند تیوب) است که از درون لوله‌های آن مبرد و از اطراف لوله‌ها، آب عبور می‌کند. آب حرارت بالای مبرد را گرفته تا مبرد از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد. آبی که حرارت را می‌گیرد، خودش به خنک کاری نیاز دارد و با پمپ به دسنگاه کولینگ تاور( برج خنک کننده) ارسال میشود تا در برج مجددا خنک شده و به مبدل حرارتی چیلر(کندانسور) برگردد. به این نوع چیلر، چیلر تراکمی‌آب خنک گفته میشود زیرا کندانسور آن از نوع آب خنک است.
اگر مبدل حرارتی کندانسور از نوع آب خنک نباشد و به جای آن از نوع مبدل هوا خنک باشد، هوا از اطراف لوله‌های کندانسور توسط فن دمیده شده و حرارت را از مبرد می‌گیرد تا مبرد از حالت گاز به حالت مایع تغییر فاز دهد که به آن کندانسور هوا خنک گفته میشود و به این نوع چیلر، چیلر تراکمی هوا خنک گفته میشود.
۳- شیر انبساطمی
شیر انبساط به این علت بعد از کندانسور بر سر راه مبرد قرار می‌گیرد که فشار را از روی مبرد با منبسط کردن، بردارد و مجدد آن را از حالت مایع به حالت گاز تبدیل کند. بعد از شیر انبساط حدود ۲۵ درصد از مبرد از حالت مایع به حالت گاز تغییر فاز داده و مخلوطی از مبرد مایع و گازی وارد مبدل حرارتی دیگری به نام اواپراتور چیلر میشود.
۴-اواپراتور
معمولا مبدل حرارتی اواپراتور از نوع پوسته و لوله آب خنک است که از درون لوله‌های آن مبرد و از اطراف لوله‌ها آب عبور داده میشود. مخلوط مبرد مایع و گازی تمایل بسیار زیادی برای تبخیر کامل پیدا کرده و این بار با گرفتن حرارت از آب، آب را به شدت سرد می‌کند. سپس این آب سرد شده برای مصارف سرمایش هوای داخل ساختمان ( به فن کویل یا هواساز) یا مصارف صنعتی با پمپ ارسال میشود. مبرد که به طور کامل تبخیر شده مجددا وارد کمپرسور شده و سیکل چیلر تراکمی‌تکرار می‌گردد. بنا براین اجزای چیلر تراکمی‌از چندقسمت تشکیل شده که در همه دستگاههای چیلر تراکمی‌این چند جزء وجود دارد.
بررسی و مطالعه دقیق طرح
بهترین طرح مهندسی، طرحی است که دارای مشخصات فنی مناسب با در نظر داشتن ابعاد مختلف طرح بوده تا علاوه با بازده بالا، دارای راندمان سرمایشی – گرمایشی مناسبی هم باشد.
باید در نظر داشت هر کدام از سیستم‌ها به خصوص سیستم‌های توزیع کننده دارای یک ظرفیت نامی‌هستند و تعریف کاربردی تر و دقیقی نیز دارند که بستگی به بازده آنها داشته و ظرفیت واقعی نامیده میشود.
تعریف ظرفیت نامی:
به عنوان مثال در سیستم‌های تغدیه کننده سرما مانند چیلرهای هواخنک به ظرفیتی گفته میشود که مطابق با یک شرایط استاندارد و تعریف شده بر طبق یک استاندارد معتبر جهانی همچون AHRI ظرفیت خروجی چیلر تعیین میشود و این موضوع با تغییر شرایط استاندارد، قابل تغییر بوده و بازده چیلر نقش خود را در اینجا به خوبی نشان می‌دهد.
لازم به ذکر است ظرفیت نامی‌یک چیلر در تمام دنیا یکسان بوده و قابل تغییر نیست.
تعریف ظرفیت واقعی
به عنوان مثال فرض کنید چیلری به عنوان تامین کننده سرمایش، در مکانی قرار است مورد استفاده قرار گیرد لذا تغییر شرایط اقلیم مانند تغییر دمای هوای خشک و دمای مرطوب یک محیط باعث انحراف از تعریف استاندارد شده و ظرفیت چیلر تغییر خواهد کرد لذا زمانی که سخن از ظرفیت واقعی به میان می‌آید یعنی دستگاهی که بتواند با شرایط اقلیم موجود پاسخگوی ظرفیت درخواستی پروژه باشد.
به عنوان مثال چیلری که در شرایط استاندارد دارای ظرفیت نامی۱۴۰ تن تبرید است به احتمال زیاد در شرایط محل ( شهر ) پروژه دارای ظرفیت متفاوتی خواهد بود که این ظرفیت سنجی بر طبق کاتالوگها و مدارک فنی شرکتهای مختلف می‌تواند با انحراف از یکدیگر دارای تغییراتی باشد.
فرض چیلر ۱۴۰ تن تبرید مذکور در شرایط استاندارد ASHRAE که دمای 35 درجه سانتی گراد دارای همین مقدار خروجی سرمایش است در دمای شهر X که دمای هوای خشک آن ۴۰ درجه سانتی گراد تعریف شده است ۱۳۰ تن تبرید خروجی سرمایشی دارد البته در نظر داشته باشد که ارتفاع از سطح دریا هرچند تاثیر چندانی ندارد البته بی تاثیر نیست و می‌بایست در محاسبات ظرفیت واقعی لحاظ شود.
در این مقاله از مجله تخصصی هیوا صنعت سعی کردیم تا به سوال چیلر چیست پاسخ دهیم. برای اینکار شما را با چیلر و انواع آن از جمله چیلر هوا خنک و مینی‌چیلر و داکت اسپلیت و پکیج پشت بامی آشنا کنیم. امیدواریم با انتشار مقالات بیشتر در حوزه صنعت تهویه مطبوع یتوانیم سهمی در ارتقا دانش و توانایی‌های مخاطبان خود داشته باشیم.
منبع: مجله تخصصی صنعت تهویه مطبوع هیوا صنعت
درباره این سایت