چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک را بشناسید

چیلرهای تراکمی از جمله محصولات برودتی محسوب می شوند که در فرآیند سرمایش کارخانه ها و گارگاه های صنعتی و همچنین در تهویه مطبوع برج ها و آپارتمان های مسکونی عملکرد مناسبی دارند. برندهای خارجی متنوعی از چیلر تراکمی از جمله دایکین(Daikin)، کریر(Carrier)، یورک(York)، هیتاچی(Hitachi)، ال جی(LG) و همچنین برندهای ایرانی معتبر از جمله تهویه نگار، پویش تهویه، یکتا تهویه اروند در بازار ایران وجود دارند.

چیلر تراکمی آب خنک و چیلر تراکمی هوا خنک دو نوع بسیار متداول در صنعت برودت و تهویه مطبوع هستند.

به طور کلی در فرآیند سرمایش، تجهیزات برودتی از جمله چیلرها، از سیکلی به نام سیکل تبرید تراکمی و یا سیکل تبرید جذبی استفاده می کنند. از آنجا که امروزه استفاده از چیلر تراکمی رشد بیشتری داشته است در این مطلب سعی می کنیم به طور کامل انواع چیلر های تراکمی و کاربرد آن ها را مورد بررسی قرار دهیم. ما سعی کرده ایم که به زبان ساده این دستگا ها را توضیح دهیم و به منظور بررسی تخصص تر به سایت های مرجع رجوع کنید.

تبرید یا برودت چیست و چه مفهومی دارد؟

تبرید یا سرمایش عبارت است از انتقال گرما از محیطی به محیط دیگر با هدف کاهش دما در محیط مد نظر ما. در واقع شاید برایتان جالب است که بدانید سرمایی وجود ندارد و این نبود یا کاهش انرژی گرمایی در یک مجیط است که ما احساس سرما می کنیم و دما معیاری است برای سنجش میزان گرما در یک محیط.

به طور مثال فرض کنید در فصل تابستان که دمای هوای در حدود ۴۰ درجه سانتی گراد است، قرار است دمای فضای داخل اتومبیل خودرو یا اتاق کاری خود و یا فضای منزل را به منظور آسایش، به دمای پایین تر برسانیم. در اینجا باید گرمای داخل اتاق یا اتومبیل را به محیط بیرون منتقل کنیم. اگر به یاد داشته باشید، در قوانین فیزیک می خواندیم که انتقال گرما به طور طبیعی از محیط با دمای بالاتر به محیطی به دمای پایین تر اتفاق می افتد. پس زمانی که قرار است ما فضای داخل خودرو یا اتاق را در فصل تابستان خنک کنیم، باید بر خلاف قوانین طبیعی کاری را صورت بدهیم و به همین دلیل در سیکل تبرید از کمپرسور استفاده می کینم.

برای درک بهتر این موضوع فرض کنید که قرار است آبی را از داخل یک منبع به روستای بالادستی واقع در ارتفاعی بالاتر منتقل کنیم، در این صورت باید از یک پمپ آب بر اساس دبی مورد نیاز استفاده کنیم، چرا که آب به طور طبیعی از ارتفاع بالاتر به مکانی با ارتفاع پایین تر منتقل می شود و ما قرار است بر خلاف این قانون طبیعی عمل کنیم.

در مورد سرمایش نیز همین قانون صدق می کند، که در علم مکانیک با نام قانون دوم ترمودینامیک شناخته می شود و بیان می کند که برای انتقال گرما بر خلاف جریان طبیعی، باید کاری انجام دهیم. این کار در واقع همان کاری است که کمپرسور سیکل تبرید انجام می دهد.

سیکل تبرید چیست و چگونه عمل می کند؟

پیش از توضیح ساختار و اجزای چیلرهای تراکمی، توضیح کوتاهی خواهیم داشت از سیکل تبرید تراکمی، زیرا شناخت این سیکل سسب می شود درک و شناخت بهتری از این سیستم ها داشته باشید.

سیکا تبرید در واقع یک فرآیند بر اساس قوانین ترمودینامیک (علم مکانیک) است و از چهار مولفه اصلی تشکیل شده است :

نحوه عملکرد سیکل تبرید بدین گونه است که ماده سرمازا از شیر انبساط یا اکسپنشن ولو عبور می کند و به دلیل افت فشار ایجاد شده، دچار افت دما نیز می شود که این اتفاق به دلیل پدیده یا اثر ژول-تامسون در علم مکانیک است. سپس این ماده سرمازا وارد قسمت تیخبر کننده یا همان اواپراتور می شود و چون دمای ماده سرمازا کمتر از محیط مورد نظر ما است، گرمای آن را جذب می کند. این اواپراتور تحت عنوان یونیت داخلی در داخل اتاق های مسکونی یا اداری نصب می شود و انواع مختلفی دارد که در بازار به فروش می رسد.

زمانی که لوله های اواپراترو در دمای پایین قرار دارد، هوای محیط به وسیله یک فن از روی لوله های تبخیر کننده عبور می کند و اینگونه هوای خنک وارد محیط مورد هدف ما می شود. در همین حین به دلیل جذب گرمای محیط و انتقال آن به ماده سرمازا، این ماده مبرد شروع به تبخیر شدن می کند و در واقع یک ماده دو فازی (مایع و گاز) را در این ناحیه داریم. این فرایند ادامه دارد تا جایی که ماده مبرد کاملا به گاز تشکیل می شود و پس از آن وارد قسمت مهمی به نام کمپرسور می شود. کمپرسورها انواع مختلفی دارند از جمله کمپرسورهای پیستونی، اسکرو، اسکرال و… زمانی که مبرد در حالت گازی وارد کمپرسور می شود، فشار آن به دلیل عملیات فشرده سازی افزایش می یابد و به همین دلیل دمای آن نیز بالا می رود. کمپرسور در واقع عامل حرکت ماده مبرد در طول سیکل تبرید است و بر خلاف شیر انبساط، نقش افزایش فشار را بر عهده دارد.

پس از خروج مبرد در حالت گاز و فشار بالا، وارد قسمت کندانسور و یا همان چگالنده می شود. اگر بخاطر داشته باشید، چگالش فرآیندی است که در آن ماده از حالت گاز به مایع تبدیل می شود. در چگالنده هوای محیط به وسیله فن از روی لوله های کندانسور عبور می کند و به دلیل بالا بودن دمای ماده مبرد از محیط، در اینجا خنک می شود و گرمای آن وارد محیط بیرون می شود و در نتیجه مجددا به حالت مایع بازگشته و پس از خروج از کندانسور به شیر انبساط می رسد.

تمامی مراحل فوق مجددا تکرار می شود و به همین دلیل نام سیکل بر روی آن گذاشته می شود و سیکل تبرید تراکمی نام می گیرد.

در فرآیند مذکور، ماده سرمازا که بیشتر با نام مبرد شناخته می شود، در طی سیکل کاری، در قسمت های مختلف و چهار مولفه فوق حرکت می کند و بنا بر شرایط سیکل در حالت مایع یا گاز، و همچنین در فشار پایین یا بالا قرار می گیرد. ماده مبرد هم عامل مهمی از سیکل تبرید است و چهار مولفه مهم که در بالا ذکر کردیم، عملیاتی را بر روی این ماده انجام می دهند تا سرمایش مورد نیاز ما تامین شود. این سرمایش می تواند در یخچال منزل شما، خودروی سواری شما، دستگاه های صنعتی و… باشد. اصول سرمایش یکی است و از اجزای اصلی فوق تشکیل شده است که در ادامه هر کدام را به طور کامل توضیح می دهیم :

انواع چیلر تراکمی

در طبقه بندی چیلرهای تراکمی، برخی شرکت ها نوع کمپرسور و برخی دیگر نوع کندانسور را مبنا قرار می دهند.

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کمپرسور عبارتند از:

توجه داشته باشید که کمپرسور در چیلرهای تراکمی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و گران قیمت ترین عضو دستگاه محسوب می شود. لذا تمامی برندهای معتبر داخلی نیز از کمپرسورهای شناخته شده در صنعت تهویه مطبوع از جمله بیتزر، دانفوس و… استفاده می کنند و شما در زمان خرید باید به این نکته توجه کنید.

انواع چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کندانسور نیز عبارتند از :

در چیلر های آب خنک معمولا از کندانسور آبی که یک نوع مبدل حرارتی پوسته و لوله است استفاده می شود. در صورت استفاده از این نوع چیلر، باید از برج خنک کننده یا همان کولینگ تاور نیز استفاده کنیم.

در چیلرهای هوا خنک از کندانسور هوایی که یک نوع کویل هوا خنک فین و تیوب هست استفاده می شود. به دلیل عدم استفاده از آب در خنک کاری سیکل تبرید در چنین سیستم هایی، نیازی به استفاده از برج خنک کننده نیست و به همین دلیل در سال های اخیر استفاده از چیلرهای هوا خنک رشد بیشتری داشته است چراکه مصرف آب به مراتب کمتری دارد و د کشورهایی نظیر ایران که با مشکلات منابع آبی همراه است، استفاده از چیلر تراکمی هوا خنک به صرفه تر و بهتر است.

مینی چیلر و کاربرد آن

مینی چیلر در واقع به یک دستگاه چیلر در ظرفیت کم است که ابعتد به مراتب کوپکتری از چیلرهای دیگر دارد و به همین دلیل بیشتر در پروژه های مسکونی و خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. مینی چیلرها معمولا در نوع هوا خنک ساخته می شوند تا نیازی به برج خنک کننده نداشته باشند و اینگونه فضای کمتری را در آپارتمان ها و منازل مسکونی اشغال می کنند.

نتیجه گیری:

چیلرهای تراکمی هوا خنک یا آب خنک از جمله سیستم هایی هستند که باید پیش از خرید، نسبت به آن آشنایی داشته باشید و همپنین حتما توسط یک مهندس مکانیک و آشنا به اصول تهویه مطبوع و برودت صنعتی، ظرفیت سنجی بشوند تا متناسب با نیاز واقعی پروژه هزینه پرداخت شود. انتخاب برندهای معتبر خارجی یا ایرانی بسیار مهم است زیرا هزینه خرید چیلرها بسیار بالاست و کیفیت عمر مفید آن ها بسیار اهمیت دارد

به منظور آشنایی با نحوه عملکرد هر کدام از چیلرهای فوق به وب سایت شرکت مهندسی تهویه نگار مراجعه کنید.