چیلر و مینی چیلر 

چیلر:

کلمه چیلر در لغت به معنای خنک کننده است. در دنیای تاسیسات چیلر دستگاهی است که جریان مشخصی از آب را برای استفاده در سیستم تهویه مطبوع یک ساختمان، خنک می‌کند. چیلر، مهم‌ترین قسمت از یک سیستم تهویه مطبوع مرکزی و مبتنی بر گردش آب سرد است. چیلر ممکن است وظیفه رساندن آب خنک به مجموعه‌ای از فن‌کویل‌ها را به عهده داشته باشد یا آب خنک جهت استفاده در یک یا چند هواساز را تامین کند. برای اینکه بیشتر با این موضوع آشنا شویم لازم است هریک از موارد ذکر شده در این تعریف را روشن کنیم.

انواع سیستم‌های تهویه مطبوع:

سیستم‌های تهویه مطبوع را از چند دیدگاه می‌توان تقسیم بندی کرد. از یک دیدگاه می‌توان این سیستم‌ها را به دو دوسته بزرگ زیر تقسم کرد:

• سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی
• سیستم‌های تهویه مطبوع غیر مرکزی یا متمرکز

یک سیستم تهویه مطبوع مرکزی وظیفه سرمایش، گرمایش، هوارسانی و ... را در کل یک ساختمان (همه فضاها) به عهده دارد. اما در یک سیستم غیر مرکزی یا متمرکز، تهویه مطبوع هر فضا توسط دستگاهی مجزا و بدون توجه به سایر فضاها انجام می‌شود.

همانطور که در تعریف بالا دیدیم، چیلر در یک سیستم مرکزی به کار می‌آید.

سیستم‌های مرکزی گرچه هزینه‌ اولیه بالاتری نسبت به سیستم‌های متمرکز دارند اما طول عمر بسیار بیشتری دارند. همچنین مصرف انرژی در آن‌ها کمتر است لذا هزینه بهره‌برداری در این سیستم‌ها بسیار پایین‌تر است.

سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی را می‌توان به چند دسته عمده تقسیم کرد:

• سیستم‌های تماما هوایی –All Air Systems
• سیستم‌های تماما آبی –All Water Systems
• سیستم‌های آبی – هوایی

تقسیم بندی کامل‌تری از این سیستم‌ها را می‌توان را درتصویر زیر مشاهده کرد:

چیلر ها ممکن است در همه این سیستم‌ها نقش خنک کنندگی را بر عهده داشته باشند. در زیر شماتیک یک سیستم تماما هوایی را مشاهده می‌کنید. در این حالت چیلر وظیفه رساندن آب خنک به کویل سرمایشی هواساز را به عهده دارد.

در شکل زیر شماتیک یک سیستم تماما آبی را مشاهده می‌کنید:

در این حالت چیلر وظیفه رساندن آب خنک به فن‌کویل‌ها و یا وسایل سرمایشی دیگر (مثل پنل‌های سقفی و ...) را به عهده دراد.

سیستم‌های تماما آبی نسبت به سیستم‌های هوایی مزایایی دارند: (گرچه دارای محدودیت‌هایی نیز می‌باشند.)

مزایای سیستم‌های آبی:

• اشغال فضای خیلی کمتری از ساختمان
• راندمان بالاتر و مصرف برق کمتر بخاطر استفاده از آب به جای هوا برای انتقال انرژی
• امکان کنترل دمای هر فضا به طور مستقل بسیار ساده‌تر است. (هتل‌ها یا بیمارستان‌ها و ...)
• امکان گرمایش و سرمایش با یک دستگاه در فضاها (فن‌کویل‌ها و ...)
• امکان وجود گرمایش و سرمایش همزمان در فضاهای خاص با استفاده از فن‌کویل‌های چهار لوله‌ای

تقسیم بندی چیلرها:

یک سیکل ساده سرمایش تراکمی از 4 جز اصلی تشکیل شده است:

• کمپرسور
• کندانسور
• اواپراتور
• شیر انبساطی

برحسب نوع و تکنولوژی مورد استفاده در هریک از این اجزا،‌ می‌توان چیلرها را در دسته‌های مختلف قرار داد.

کم‍پرسور مهم‌ترین عضو یا قلب ت‍پنده یک سیستم سرمایش است و وظیفه آن بالا بردن فشار گاز مبرد است. یک چیلر را از دیدگاه کمپرسور آن می توان به شکل زیر تقسیم‌بندی کرد:

• کمپرسورهای سانتریفیوژ–Centrifugal
• کمپرسورهای جابجایی مثبت – اسکرو –Screw
• کمپرسورهای جابجایی مثبت – اسکرال –Scroll
• کمپرسورهای جابجایی مثبت – سیلندر - پیستونی

اواپراتور قسمتی از سیکل تبرید است که در آن آب با مبرد تبادل حرارت می‌کند و خنک می‌شود. اواپراتورها دو نوع اصلی دارند:

• پوسته – لوله‌ای –Shell and Tube - این مبدل‌ها راندمان بالایی دارند و در مدل‌های مختلفی ساخته می‌شوند و می‌توان آن‌ها را برای بازه بزرگی از دبی آب چیلر طراحی کرد.

• مبدل صفحه‌ای –Plate Heat Exchanger - این مبدل‌ها نیز راندمان بالایی دارند و مزیت نسبی آن‌ها فضای کوچکی است که اشغال می‌کنند اما دبی آبی که می‌توان برای آن‌ها در نظر گرفت کمتر از مبدل‌های پوسته – لوله است.

کندانسور قسمتی از سیکل تبرید است که در آن گاز مبرد، با سیال دیگری، آب یا هوا تبادل حرارت می کند و حرارت جذب شده در اواپراتور را به محیط پس می‌دهد.

در چیلر های هوا خنک مبرد حرارت خود را در کندانسور هوایی مسقیما با هوای محیط مبادله می‌کند. کندانسور از یک مبدل حرارتی و یک یا چند فن تشکیل شده است. نمای شماتیک یک چیلر هواخنک را در زیر می بینید:

در چیلر های آب خنک، مبرد حرارت خود را در کندانسور آبی با آبی مبادله می‌کند که پیش از این در برج خنک کن، توسط هوای اطراف خنک شده است. بنا بر این در این سیستم ها یک جز اضافه می‌شود و آن برج خنک کن است. محیط مبادله می‌کند. از این سیستم در آب و هوای با رطوبت بالا نمی‌توان استفاده کرد. نمای شماتیک یک چیلر آب خنک را در زیر می بینید.

انتخاب چیلر هوا خنک یا آب خنک به عوامل مختلفی بستگی دارد. از جمله می‌توان به این موارد اشاره کرد:

• ظرفیت سرمایش کل مورد نظر
• شرایط سایت پروژه: آب و هوا، میزان آب در دسترس و ...
• هزینه اولیه
• هزینه بهره‌برداری

و ...

چیلر های هوا خنک این مزیت را دارند که بصورت یکپارچه ساخته می‌شودن و نیازی به جزیی دیگر ندارند. همه اجزای کنترلی و برقی آن‌ها نیز در همان‌جا و روی پکیج چیلر در دسترس است. این چیلرها در ظرفیت‌های سرمایشی بسیار کوچک( ۵ تن تبرید - مینی چیلرها) تا ظرفیت‌های بزرگ (800 تن تبرید) ساخته می‌شوند. همچنین امکان مادولار کردن این چیلر برای دستیابی به ظرفیت‌های بالاتر وجود دارد.

چیلرهای آب خنک نیاز به یک برج خنک کن برای خنک کردن آبی دارند که در کندانسور آبی گردش می‌کند. جانمایی چیلرهای آب خنک ساده‌تر از جانمایی چیلرهای هوا خنک است چون احتیاج به حرکت حجم بالایی از هوای آزاد ندارند اما یرج خنک کن و یک سیستم پمپاژ به این مجموعه اضافه می شود. این چیلرها در ظرفیت‌های سرمایشی متوسط ( 20 تن تبرید ) تا ظرفیت‌های بسیار بزرگ (4000 تن تبرید) ساخته می‌شوند.

راهنمای خرید چیلر:

برای خرید یک چیلر بهتر است موارد زیر را تعیین کرده و با مشخصات چیلرها کنترل کنید، سپس برای راهنمایی بیشتر با کارشناسان فروش تماس بگیرید.

• ظرفیت سرمایش کل مورد نیاز

به صورت سرانگشتی، برای هر 30 متر مربع ( در آب و هوای معتدل) و یا هر 20 متر مربع (برای آب و هوای گرمسیری – حاره‌ای) نیاز به یک تن تبرید ظرفیت سرمایشی دارید. اما دقت کنید هر چقدر ساختمان بزرگ‌تر باشد، بهتر است محاسبات بار حرارتی بطور دقیق انجام شود.

• کل دبی آب گذرنده از اواپراتور - که برابر است با کل دبی طراحی سیستم سرمایشی.
• کل افت فشار در نظر گرفته شده برای اواپراتور در سیستم پمپاژ
• کل فشار قابل تحمل مورد نیاز در اواپراتور
• مشخصات برق در دسترس
• کل توان برق مصرفی در دسترس در حالت حداکثر توان چیلر
• شرایط سایت: میزان فضای موجود، آب و هوا، میزان آب در دسترس، کیفیت آب در دسترس و ...