چیلر دستگاهی است که با استفاده از یک سیال خنککننده (معمولاً مبرد) در سیکل تبرید، وظیفه تهویه و تبرید ساختمانها و پروسههای صنعتی را بر عهده دارد. مبرد با گردش در مدار تبرید و تبخیر در اواپراتور، دمای آب چیلر را پایین میآورد.
این آب سردشده با گردش توسط پمپ سیرکولاتور، در مدار لولهکشی هواسازها و فنکویلها یا مبدلهای حرارتی پروسس جریان مییابد و گرمای محیط را جذب میکند. آب گرمشده دوباره به چیلر آب خنک بازمیگردد تا سرد شود.
چیلرهای آبی به دو دسته تقسیم میشوند: چیلر تراکمی و چیلر جذبی. برای آشنایی کلیتر با انواع چیلر، مقاله چیلر چیست را هم بخوانید.
انواع چیلرهای آبی
تفاوت چیلرهای تراکمی و جذبی آبی
تفاوت اصلی این دو نوع چیلر، در نوع مبرد و منبع انرژی مصرفی است.
| معیار | چیلر تراکمی آبی | چیلر جذبی آبی |
|---|---|---|
| نوع مبرد | فریونهای شیمیایی | آب مقطر |
| عامل جابهجایی مبرد | کمپرسور (پیستونی، اسکرو، اسکرال یا سانتریفیوژ) | انرژی حرارتی مشعل یا موتورخانه بخار |
| منبع انرژی | برق | گاز، بخار یا حرارت |
منابع قدرت چیلرهای آبی
چرخه چیلرهای آب خنک
در سیکل تبرید چیلر تراکمی آبی، مبرد در چهار قسمت اصلی چیلر در گردش است.
سیکل چیلر تراکمی
مبرد بهصورت مخلوط مایع و گاز، با فشار پایین وارد اواپراتور میشود. گرمای آب چیلد از طریق مبدل حرارتی اواپراتور به مبرد منتقل میشود و مبرد تبخیر میکند.
مبرد سپس به کمپرسور مکش میشود؛ دما و فشار آن در کمپرسور بالا میرود. مبرد داغ و پرفشار از کمپرسور خارج و وارد کندانسور میشود. در کندانسور، آب برج خنککننده گرمای مبرد را میگیرد و مبرد از گاز به مایع تبدیل میشود.
در مرحله آخر، مبرد از شیر انبساط عبور میکند؛ فشار و دمای آن افت میکند و دوباره وارد اواپراتور میشود تا چرخه از نو آغاز شود.
انواع کندانسور چیلرهای آبی
چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کندانسور به دو دسته تقسیم میشوند: کندانسور هوایی و کندانسور آب خنک. هر کدام رنج ظرفیتی و کاربرد مشخصی دارند.
| نوع چیلر | رنج ظرفیت |
|---|---|
| چیلر تراکمی هوا خنک | ۵ تا ۵۰۰ تن تبرید |
| چیلر تراکمی آب خنک | ۲۰ تا ۳۰۰۰ تن تبرید |
رنج ظرفیتی چیلرهای تراکمی آبی و هوایی
چیلر تراکمی آب خنک
تاریخچه چیلر تراکمی آب خنک
چیلر تراکمی آب خنک یکی از قدیمیترین گروههای چیلرهای تولیدشده است. اولین نوع کمپرسور بهکاررفته در این چیلرها، کمپرسور سانتریفیوژ بود.
فناوری ساخت این کمپرسورها از سال ۱۹۱۷ برای کمپرسورهای هوا وجود داشت. در همان زمان، ویلیس کریر — که به «پدر علم تهویه مطبوع» شهرت دارد — پتانسیل استفاده از این فناوری را در تهویه مطبوع نوپای آن دوران تشخیص داد.
چیلرهای سانتریفیوژ اولیه
در سال ۱۹۲۲، شرکت کریر یک کمپرسور هوا از یک شرکت آلمانی خرید و آن را برای کار با مبرد R11 بهسازی کرد. بعد از یک سال تحقیق و توسعه، اولین چیلر با کمپرسور برودتی سانتریفیوژ ساخته شد.
اولین چیلر سانتریفیوژ کریر
در همان اوایل دهه ۱۹۲۰، چیلر تراکمی آبی بهسرعت مورد پذیرش قرار گرفت؛ دلایل اصلی آن اطمینان بالا، بازده مناسب و طراحی ساده بود.
هزینه و مدار چیلرهای تراکمی آبی
هزینه و کارایی از مهمترین فاکتورهای خرید چیلر تراکمی است. چیلر آب خنک بهدلیل بازده حرارتی بالاتر و هزینه بهرهبرداری کمتر، نسبت به چیلر هوا خنک محبوبیت بیشتری دارد.
از نظر مداربندی، چیلر تراکمی آب خنک سه مدار آبی دارد: مدار اول آب در گردش فنکویلها و هواسازها که گرمای ساختمان را میگیرد و به چیلر میرساند؛ مدار دوم، سیکل مبرد که گرما را از اواپراتور به کندانسور منتقل میکند؛ و مدار سوم، آب برج خنککننده که گرمای کندانسور را به محیط دفع میکند.
در چیلر هوا خنک، مدار سوم اصلاً وجود ندارد — دفع گرما مستقیم با فن و کویل هوایی انجام میشود؛ همین موضوع هزینه اجرا و نگهداری آن را کاهش میدهد. اما چیلر آب خنک هم مزیت خودش را دارد: چون برج خنککننده و لولهکشی مربوطه ارزانتر از کندانسور بزرگ هوایی تمام میشود، هزینه اجرای پروژه در مقیاس بزرگ معمولاً پایینتر است.
| نوع چیلر | اقلام هزینه نگهداری دورهای |
|---|---|
| چیلر آب خنک | سرویس پمپ برج خنککننده، تعویض پکینگ آبپخشکن، تعویض تسمههای برج خنککننده |
| چیلر هوا خنک | اسیدشویی سالیانه کندانسور و تمیزکاری لولههای کندانسور هوایی |
مدار چیلرهای تراکمی آب خنک
تفاوت عملکردی چیلر آب خنک و هوا خنک
چیلر آب خنک برای کاربردهای صنعتی و پروسس کمتر استفاده میشود، چون در زمستان به دلیل برودت بالا و دشواری کنترل فشار کندانسور، آسیبپذیرتر است.
تفاوت اصلی عملکردی این دو نوع، در دمای کندانس و فشار دیسشارژ است. دمای کندانسور چیلر هوا خنک عمدتاً به دمای خشک هوای محیط بستگی دارد؛ اما در چیلر آب خنک، دمای کندانس به دمای آب خروجی برج خنککننده وابسته است — و دمای آب برج خنککننده هم به دمای مرطوب هوا بستگی دارد.
چون دمای مرطوب معمولاً از دمای خشک پایینتر است، دما و فشار کندانسینگ چیلر آبی هم معمولاً پایینتر از چیلر هوا خنک است. مثال زیر این تفاوت را بهخوبی نشان میدهد:
| پارامتر | مقدار |
|---|---|
| دمای خشک هوا | °C 35 |
| دمای مرطوب هوا | °C 25 |
| دمای آب خروجی برج خنککننده | °C 29.5 |
| دمای کندانسینگ چیلر آب خنک | °C 42 |
| دمای کندانسینگ چیلر هوا خنک (همان شرایط) | °C 52 |
دمای کندانسینگ پایینتر یعنی کمپرسور چیلر آبی در شرایط مناسبتر و با بازده بالاتر کار میکند. البته در شرایط پارتلود (بار جزئی)، بهدلیل سرعت بالاتر کنترل دما، چیلر هوا خنک وضعیت مطلوبتری دارد.
شرایط تغییرات دمای خشک و مرطوب
مقایسه عملکرد کمپرسور در دو حالت (نمونه بیتزر ۶FE-50)
برای بررسی دقیقتر، عملکرد کمپرسور بیتزر مدل 6FE-50 را در دو حالت چیلر آب خنک و هوا خنک مقایسه میکنیم:
عملکرد کمپرسور در شرایط چیلر هوا خنک
عملکرد کمپرسور در شرایط چیلر آب خنک
| پارامتر | چیلر هوا خنک (کندانس °C 50) | چیلر آب خنک (کندانس °C 42) |
|---|---|---|
| ظرفیت برودتی (Cooling Capacity) | ۱۱۸.۷ کیلووات | ۱۳۰.۸ کیلووات |
| جریان مصرفی کمپرسور | ۷۶.۸ آمپر | ۷۲.۱ آمپر |
| COP (ضریب عملکرد) | ۳.۰۷ | ۳.۷۹ |
همانطور که جدول نشان میدهد، چیلر آب خنک با همان کمپرسور، ظرفیت بالاتر، جریان مصرفی کمتر و COP بهتری دارد. ظرفیت کمپرسور بالاتر یعنی برای همان بار سرمایشی، چیلر آب خنک میتواند کوچکتر و ارزانتر باشد.
دلیل دیگر این برتری، تفاوت ضریب انتقال حرارت آب و هواست؛ کندانسور آبی برای همان ظرفیت، بسیار کوچکتر از کندانسور هوایی است — همین موضوع هزینه ساخت را هم پایین میآورد.
بهطور خلاصه، چیلر تراکمی آب خنک — بدون احتساب هزینههای برج خنککننده — از نظر راندمان انرژی برتری محسوسی نسبت به چیلر هوا خنک دارد؛ اما این برتری با هزینه نگهداری اضافه برج خنککننده همراه است. انتخاب نهایی به ظرفیت پروژه، بودجه و محدودیت فضا بستگی دارد.
سوالات متداول چیلر تراکمی آب خنک
چرا چیلر آب خنک بازده بالاتری از چیلر هوا خنک دارد؟
چون دمای کندانسینگ آن به دمای مرطوب هوا وابسته است که معمولاً پایینتر از دمای خشک هواست؛ دمای کندانسینگ پایینتر یعنی کمپرسور با فشار کمتری کار میکند و بازده (COP) بالاتری دارد.
آیا چیلر آب خنک برای همه ساختمانها مناسب است؟
نه لزوماً. چیلر آب خنک به فضای اضافه برای برج خنککننده و هزینه نگهداری آن نیاز دارد؛ برای پروژههای بزرگ با فضای کافی مناسبتر است، اما برای فضاهای کوچک یا کاربردهای صنعتی حساس به یخزدگی زمستانی، چیلر هوا خنک سادهتر است.
تفاوت مبرد چیلر تراکمی و جذبی چیست؟
چیلر تراکمی از فریونهای شیمیایی و کمپرسور برای جابهجایی مبرد استفاده میکند؛ چیلر جذبی از آب مقطر بهعنوان مبرد و انرژی حرارتی (مشعل یا بخار) بهجای کمپرسور برق استفاده میکند.
چرا اولین چیلرهای سانتریفیوژ کریر اهمیت تاریخی دارند؟
چون این چیلرها که در دهه ۱۹۲۰ ساخته شدند، پایهگذار استفاده از کمپرسور سانتریفیوژ در تهویه مطبوع مدرن بودند و تا سال ۱۹۵۰ هم در حال کار بودند.
🔧 برای پروژهتان چیلر آب خنک یا هوا خنک مناسبتر است؟
کارشناسان بهفیکس با بررسی شرایط ساختمان، بهترین گزینه را پیشنهاد و نصب و تعمیر آن را انجام میدهند.
تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس
برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز میباشد
سلام و عرض ادب مقاله بسیار کاملی بود ممنون از شما
سلام خسته نباشید بابت مطالبتون ایرادات تایپی زیاد داشتین و در بعضی جاها نام شیر آب خنک و هوا خنک جابجا نوشته شده بود