آشنایی با سیستم چیلر

آشنایی با سیستم چیلرها

ساختمان های تجاری از سیستم های سرمایشی، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) برای رطوبت زدایی و تامین سرما ساختمان استفاده می کنند. ساختمان های تجاری مدرن به عنوان بخشی از اقدامات گسترده تر با محوریت عملکرد و پایداری ساختمان به دنبال سیستمها و اجزای HVAC هستند که توان تامین دمای مورد نظر را داشته باشند تا از این رو بتوانند شرایط مناسبی را برای مجموعه خود به وجود آورند. وجود این سیستم ها سبب شده است تا ساکنان ساختمان نیز به همین ترتیب انتظارات زیادی از این سیستم برای ایجاد یک فضای داخلی راحت بدون در نظر گرفتن شرایط خارجی ساختمان دارند. چیلرها به یک جز اساسی تهویه مطبوع در انواع مختلف امکانات تجاری از جمله هتل ها، رستوران ها، بیمارستان ها، سالن های ورزشی، کارخانه های صنعتی و تولیدی و غیره تبدیل شده اند. این صنعت از مدت ها قبل تشخیص داده است که این سیستم ها بزرگترین مصرف کننده برق در بیشتر موارد هستند اما نکته ای که باید به آن توجه شود، موضوع مدیریت مصرف است که بعضا استفاده از آن را با هزینه های سرسام آور همراه کرده است. مسلماً چیلرها می توانند به عنوان قلب هر سیستم تهویه مرکزی عمل نمایند و کاربر نیز امکان مدیریت دما مکان را در دست داشته باشد.

سیستم چیلر چگونه کار می کند؟

عملکرد این سیستم ها بر اساس اصل فشرده سازی بخار یا جذب بخار تعبیه شده است و جریان مداوم خنک کننده را به سمت سرد سیستم آب فرایند در دمای مطلوب حدود 50 درجه فارنهایت (10 درجه سانتیگراد) فراهم می نمایند و سپس مایع خنک کننده از طریق فرآیند پمپ می گردد، و گرما از یک منطقه از تأسیسات (به عنوان مثال، ماشین آلات، تجهیزات پردازش و غیره) خارج می شود. که در این حالت به سمت برگشت سیستم آب فرآیند بازگشت انجام می دهد. چیلر از سیستم تبرید مکانیکی فشرده سازی بخار بهره مند است که از طریق دستگاهی به نام اواپراتور به سیستم آب فرآیند متصل شده است. مبرد از طریق اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و دستگاه انبساط چیلر به گردش در می آید و یک فرآیند ترمودینامیکی در هر یک از اجزای فوقانی این دستگاه ها اتفاق می افتد. اواپراتور به عنوان مبدل حرارتی عمل می نماید، به شکلی که گرمای گرفته شده از سوی جریان خنک کننده فرآیند به مبرد منتقل می شود. با انجام انتقال گرما، مبرد تبخیر شده و از مایع کم فشار به بخار تبدیل می گردد، در حالی که دمای خنک کننده فرآیند کاهش می یابد. مبرد سپس به یک کمپرسور وارد می شود که چندین عملکرد را انجام می دهد. ابتدا ماده مبرد را از اواپراتور خارج کرده و اطمینان حاصل می شود که فشار موجود در اواپراتور به اندازه کافی کم باشد تا گرما را با سرعت صحیح جذب نماید. فشار را در بخار مبرد خروجی افزایش می دهد تا اطمینان حاصل شود که دمای آن به اندازه کافی بالا است تا هنگام رسیدن به کندانسور، گرما آزاد گردد. مبرد به حالت مایع در کندانسور بازگردانی می شود که با نظر گرفتن گرمای نهان داده شده با تغییر مبرد از بخار به مایع، توسط محیط خنک کننده (هوا یا آب) از محیط خارج می گردد.

همانطور که توضیح داده شد، دو محیط مختلف خنک کننده (هوا یا آب) می توانند انتقال گرمای نهان داده شده با تغییر مبرد از بخار به مایع را تسهیل کنند. بنابراین، این سیستمها می توانند از دو نوع کندانسور مختلف، هوا خنک و آب خنک استفاده نمایند. کندانسورهای خنک کننده هوا شبیه رادیاتورهایی می مانند که موتورهای خودرو را خنک می کنند. آنها از یک دمنده موتوری برای عبور هوا از شبکه ای از خطوط مبرد استفاده می نمایند. خازن های خنک کننده هوا تا زمانی که به طور خاص برای شرایط با محیط بالا طراحی نشده باشند، برای کارایی موثر به دمای محیط 95 درجه فارنهایت (35 درجه سانتیگراد) یا پایین تر نیاز دارند و باید در این رنج دمایی دستگاه فعال باشد. کندانسورهای خنک کننده با آب همان عملکرد کندانسورهای خنک کننده هوا را انجام می دهند اما برای تکمیل انتقال گرما به دو مرحله نیاز دارند. ابتدا گرما از بخار مبرد به درون آب کندانسور حرکت نموده سپس، آب کندانسور گرم به یک برج خنک کننده منتقل می گردد که در نهایت گرمای فرآیند به جو تخلیه می شود.

سیستم چیلرهای خنک کننده با آب

دارای یک کندانسور خنک کننده آب بوده که به برج خنک کننده متصل است. آنها معمولاً برای تاسیسات متوسط ​​و بزرگ که منبع آب کافی در اختیار دارند، استفاده می شوند. چیلرهای خنک شده با آب به دلیل استقلال نسبی در برابر نوسانات دمای محیط، می توانند عملکرد ثابت تری برای تهویه مطبوع تجاری و صنعتی ایجاد نمایند. ابعاد این محصولات از مدل های کوچک ظرفیت 20 تنی تا مدل های چند هزار تنی که بزرگترین امکانات دنیا مانند فرودگاه ها،مراکز خرید و سایر امکانات را خنک می کنند که در نوبه خود کارکرد فوق العاده ای دارند.

یک مدل معمولی با آب خنک کننده از آب کندانسور چرخشی از برج خنک کننده برای تغلیظ مبرد استفاده می کند و دارای مبرد وابسته به دمای آب کندانسور ورودی (میزان جریان) بوده که عملکرد آن در رابطه با دمای لامپ مرطوب محیط تنظیم می شود. از آنجا که دمای لامپ مرطوب همیشه پایین تر از دمای لامپ خشک بوده، دمای چگالش (فشار) مبرد در یک سیستم مذکور، اغلب می تواند به طور قابل توجهی پایین تر از چیلر خنک کننده هوا فعالیت نمایند. بنابراین، نوع خنک کننده با آب می توانند کارایی بیشتر و عملکرد بهتری داشته باشند.

این دستگاه ها به طور معمول در داخل خانه و در محیط محافظت شده از عناصر زندگی می نمایند. از این رو می تواند طول عمر بیشتری را ارائه نماید و معمولاً تنها گزینه برای نصب های بزرگتر هستند که سیستم برج خنک کننده اضافی در مقایسه با چیلرهای خنک کننده هوا به هزینه نصب و نگهداری بیشتری نیاز دارد.

سیستم چیلرهای خنک کننده با هوا

به کندانسور خنک شده به هوای محیط متکی هستند. به گونه ای که چیلرهای خنک کننده هوا ممکن است در تأسیسات کوچکتر یا متوسط ​​که ممکن است محدودیت های فضا وجود داشته باشد، کاربرد متداول پیدا نمایند. این سیستم ها در واقع گزینه مناسبی برای تامین سرمایش محیط است اما موضوع برق و مصرف آب آن هنوز مشکلی حل نشده است که میزان زیادی از منابع انرژی و طبیعی را در گیر خود نموده است. یک چیلر معمولی با خنک کننده هوا می تواند از فن های پروانه یا چرخه های تبرید مکانیکی بهره ببرد تا هوای محیط را از طریق یک سیم پیچ پره ای گرفته تا مبرد را متراکم نماید. تراکم بخار مبرد در کندانسور خنک کننده هوا انتقال گرما را به جو امکان پذیر می کند.

این نوع از سیستم های تهویه مطبوع، مزیت قابل توجهی در هزینه های نصب دارند. تعمیر و نگهداری ساده تر نیز به دلیل سادگی نسبی آنها در مقایسه با نوع خنک کننده با آب حاصل می شود.در ضمن فضای کمتری را به خود اختصاص می دهند، اما بیشتر در خارج از تأسیسات سکونت دارند. بنابراین، عناصر فضای باز عمر عملکرد آنها را به خطر می اندازند که نیاز به تعبیه مکان مناسب باری آن ها دارد. ماهیت همه جانبه این دستگاه ها باعث کاهش هزینه های نگهداری می شود. سادگی نسبی آنها همراه با کاهش فضای مورد نیاز مزایای زیادی را در بسیاری از انواع تاسیسات برای رفع نیاز مشتریان ایجاد نموده است.