طرز کار چیلر تراکمی آب خنک چگونه است؟
چیلرهای تراکمی آب خنک یکی از اصلی‌ترین تجهیزات سرمایشی در صنایع مختلف محسوب می‌شوند. این دستگاه‌ها به دلیل کارایی بالا و قابلیت تامین سرمایش با کیفیت، در ساختمان‌های تجاری، بیمارستان‌ها، هتل‌ها و کارخانه‌ها استفاده می‌شوند. در این مقاله، به بررسی طرز کار چیلر تراکمی آب خنک، اجزای آن و کاربردهای آن خواهیم پرداخت.
مقدمه
چیلرها دستگاه‌هایی هستند که برای تولید سرمایش و خنک‌کردن آب استفاده می‌شوند. آب خنک تولید شده توسط چیلر، به سیستم‌های تهویه مطبوع، برج‌های خنک‌کننده و تجهیزات صنعتی مختلف منتقل می‌شود تا دمای مطلوب را فراهم کند. در میان انواع چیلرها، چیلرهای تراکمی آب خنک به دلیل بهره‌وری و عملکرد مناسب، جایگاه ویژه‌ای در بازار دارند.
اصول کارکرد چیلر تراکمی آب خنک
چیلرهای تراکمی آب خنک بر اساس اصول ترمودینامیکی و مکانیکی کار می‌کنند. چرخه تراکمی بخار شامل چهار بخش اصلی است: کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط. در این چرخه، مبرد در یک مدار بسته حرکت کرده و تغییرات فازی آن موجب جذب و دفع حرارت می‌شود.
مرحله اول: فشرده‌سازی
کمپرسور، مبرد گازی را فشرده می‌کند و باعث افزایش فشار و دمای آن می‌شود. کمپرسورها انواع مختلفی دارند؛ از جمله اسکرال، اسکرو و رفت و برگشتی که بسته به نیاز سیستم انتخاب می‌شوند.
مرحله دوم: چگالش
مبرد داغ و پر فشار وارد کندانسور می‌شود. کندانسور در چیلرهای آب خنک با استفاده از جریان آب، حرارت را از مبرد دفع می‌کند و آن را به مایع تبدیل می‌کند. این آب سرد توسط برج خنک‌کننده تامین می‌شود.
مرحله سوم: انبساط
پس از چگالش، مبرد مایع به شیر انبساط می‌رود. شیر انبساط با کاهش فشار مبرد، دمای آن را کاهش می‌دهد و مبرد آماده ورود به اواپراتور می‌شود.
مرحله چهارم: تبخیر
در اواپراتور، مبرد فشار پایین وارد می‌شود و به علت دمای پایین، حرارت را از آب جاری در سیستم جذب می‌کند و تبخیر می‌شود. این آب خنک شده در سیستم تهویه یا فرآیندهای صنعتی استفاده می‌شود.
چیلرهای تراکمی آب خنک از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که در ادامه به برخی از مهم‌ترین آن‌ها اشاره می‌کنیم:
|
اجزا |
وظیفه |
|
کمپرسور |
فشرده‌سازی و افزایش فشار مبرد |
|
کندانسور |
دفع حرارت از مبرد و تبدیل آن به مایع |
|
شیر انبساط |
کاهش فشار مبرد و آماده‌سازی آن برای تبخیر |
|
اواپراتور |
جذب حرارت از آب و تبخیر مبرد |
مزایای چیلر تراکمی آب خنک
در ادامه به بررسی مزایای چیلرهای آب خنک خواهیم پرداخت.
- طول عمر بیشتر
معمولا چیلر های آب خنک عمر بیشتری نسبت به چیلرهای هواخنک دارند.
چیلرهای آب خنک در فضای موتورخانه نصب می شوند و در معرض عناصر خارجی مانند باران، برف، یخ و گرما قرار نمی گیرند؛ به همین دلیل کمتر مورد آسیب قرار می گیرند.
- سطح صدای کمتر
در چیلر هواخنک بدلیل وجود فن کندانسور و عبور هوا از لابلای کویل های کندانسوری ایجاد صدا می کند.
البته می توان با استفاده از فن های با کیفیت بالاتر این صدا را کاهش داد. در صورتی که چنین مشکلی در چیلرهای آب خنک وجود ندارد و چیلر آب خنک در فضای موتورخانه قرار دارد.
عملکرد بی صدا به ویژه در محیط هایی مانند بیمارستان ها و مدارس که سر و صدا می تواند باعث ایجاد مزاحمت برای سرنشینان شود بسیار مهم است.
- راندمان بالاتر
راندمان سرمایشی در چیلرهای آب خنک در مقایسه با چیلرهای هوا خنک بالاتر است. این بدان معنی است که چیلرهای آب خنک، گرما را با کارایی بیشتری انتقال می دهند. در نتیجه نسبت به چیلر هواخنک دارای مصرف برق کمتری است.
- عدم نیاز به فضای باز
چیلرهای هوا خنک برای کارکردن باید در فضای باز و در ارتباط با هوای تازه باشند. در صورتی که چیلرهای آب خنک در فضای موتورخانه در داخل ساختمان ها قرار دارند؛ این مزیت برای پروژه هایی که به فضای بیرونی کافی دسترسی ندارند ایده آل است.
- ابعاد کوچکتر نسبت به چیلر هواخنک
چیلرهای آب خنک ابعاد کوچک تری نسبت به چیلرهای هواخنک دارند. این مورد مخصوصا در ظرفیت های بالای برودتی مورد توجه قرار می گیرد.
معایب چیلرهای آب خنک
- هزینه بالاتر
در نگاه اول چیلرهای آب خنک قیمت پایین تری نسبت به چیلرهای هواخنک دارند.
اما پس از بررسی کامل چیلرهای هوا خنک ارزانتر از چیلرهای آب خنک هستند زیرا به قطعاتی مانند برج خنک کننده و پمپ آب برج خنک کننده و سختی گیر و … نیاز ندارند.
با این حال، بسیاری از خریداران به خاطر طول عمر بیشتر و مصرف برق کمتر، چیلرهای آب خنک را ترجیح می دهند.
- تعمیر و نگهداری بیشتر
از آنجایی که چیلرهای آب خنک دارای قطعات بیشتری هستند، نیاز به نگهداری بیشتری دارند.
صاحبان چیلرهای آب خنک باید برای بازرسی های دوره ای، تصفیه آب برای حذف ناخالصی ها و تمیز کردن منظم برج خنک کننده و لوله ها آماده شوند. تعمیر و نگهداری بیشتر همچنین به معنای زمان توقف بیشتر چیلر است.
هرچه قطعات دستگاه بیشتر باشد، موارد بیشتری وجود دارد که ممکن است در دستگاه خراب شود، به این معنی که چیلرهای آب خنک بیشتر از چیلرهای هوا خنک نیاز به تعمیر دارند.
- نصب پیچیده
قطعات اضافی در چیلرهای آب خنک نیز باعث ایجاد دردسر بیشتری در نصب می شود. این می تواند به معنای هزینه کار بالاتر برای نصب چیلرهای آب خنک در مقایسه با چیلرهای هوا خنک باشد.
- نیاز به فضای موتورخانه
زمانی که از چیلر آب خنک استفاده می کنیم باید محلی برای نصب آن در نظر بگیریم.
چیلر آب خنک و تجهیزات آن در محلی به نام موتورخانه نصب می شوند.
فضای موتورخانه معمولا بخشی از پارکینگ و یا زیرزمین می باشد که همین امر باعث می شود هزینه اضافی بر دوش کارفرما تحمیل کند و در خیلی مواقع کارفرما به این دلیل به سمت چیلر هواخنک می رود.
- برای مناطقی با کمبود آب مناسب نیست
از آنجایی که چیلرهای آب خنک مقدار زیادی آب در برج خنک کننده استفاده می کنند، در مناطقی که کمبود آب دارند، مناسب نیستند.
به طور مثال در شهر قم که با کمبود آب مواجه هست استفاده از چیلر آب خنک توصیه نمی شود.
- در مناطق با رطوبت نسبی بالا راندمان کمی دارند
اگرچه چیلرهای آب خنک در مجموع کارایی بیشتری نسبت به چیلرهای هوا خنک دارند، اما در محیط های مرطوب کارایی کمتری دارند.
کاربردهای چیلر تراکمی آب خنک
چیلرهای تراکمی آب خنک در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار می‌گیرند:
- ساختمان‌های تجاری و اداری: برای تهویه مطبوع و حفظ دمای مناسب.
- کارخانه‌ها: در صنایع تولیدی برای خنک کردن فرآیندها و دستگاه‌ها.
- بیمارستان‌ها و مراکز بهداشتی: برای حفظ دمای محیط‌های حساس مانند اتاق‌های جراحی.
تفاوت چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک
|
ویژگی |
چیلر هوا خنک |
چیلر آب خنک |
|
خنک‌سازی |
هوا |
آب |
|
کاربرد |
ساختمان‌های کوچک و متوسط |
ساختمان‌های بزرگ و صنایع |
|
مصرف انرژی |
بیشتر |
کمتر |
|
نیاز به برج خنک‌کننده |
ندارد |
دارد |
پرسش و پاسخ‌های متداول
- چرا چیلرهای آب خنک بهره‌وری بالاتری دارند؟
چیلرهای آب خنک از آب برای دفع حرارت استفاده می‌کنند که ظرفیت حرارتی بالایی دارد. این باعث می‌شود که بتوانند حرارت بیشتری را در مقایسه با چیلرهای هوا خنک دفع کنند و در نتیجه بهره‌وری بیشتری داشته باشند.
- چیلر آب خنک برای کدام مناطق مناسب‌تر است؟
این چیلرها برای مناطقی که دسترسی به آب فراوان و دمای محیطی بالا دارند، مناسب‌تر هستند. مناطقی با رطوبت کم و منابع آبی محدود ممکن است با مشکل مواجه شوند.
- چه عواملی بر انتخاب نوع کمپرسور در چیلرهای تراکمی آب خنک تأثیر می‌گذارد؟
نوع کمپرسور بر اساس ظرفیت مورد نیاز، هزینه و نوع کاربرد انتخاب می‌شود. به طور مثال، کمپرسورهای اسکرو برای ظرفیت‌های بالا و کمپرسورهای رفت و برگشتی برای ظرفیت‌های پایین‌تر مناسب هستند.
نتیجه‌گیری
چیلرهای تراکمی آب خنک با عملکرد عالی و بهره‌وری بالا در صنایع مختلف استفاده می‌شوند. درک طرز کار و اجزای این سیستم‌ها به مدیران و مهندسان کمک می‌کند تا بهترین انتخاب را برای نیازهای خود داشته باشند. از طرفی، نگهداری منظم و بررسی دقیق سیستم می‌تواند عمر مفید چیلرها را به میزان قابل توجهی افزایش دهد.