چیلر و مینی چیلر (بررسی انواع و خرید چیلر)

یکی از مهم‌ترین سیستم‌های تهویه مطبوع و سرمایش ساختمان‌های متراژ بالا و بزرگ، چیلرها هستند که به دلیل کارایی بالا و مزایا گسترده‌ای که دارند برای استفاده در محیط‌های مسکونی، تجاری و اداری مورد محبوبیت واقع شده‌اند. برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و برق و همچنین بهبود هوای داخلی در ساختمان، بهتر است که قبل از انتخاب و خرید چیلر با کارکرد و انواع چیلر آشنا شوید. چیلرها در انواع مختلف و اندازه‌های گوناگون طراحی و تولید می‌شوند که هر کدام با توجه به کارایی خاص خود، به خوبی می‌توانند نیاز هر بنا با هر شرایطی را پاسخ دهند. در اینجا، با بررسی مفاهیم پایه چیلر و کاربردهای آن، با انواع چیلرهای موجود در بازار و نحوه انتخاب آنها آشنا خواهیم شد.

چیلر چیست؟ (بررسی کاربرد و انواع چیلر)

دستگاه چیلر یک سیستم تهویه مطبوع مکانیکی است که با استفاده از آب یا سایر مواد خنک کننده (مبرد)، هوا را خنک کرده و داخل محیط منتشر می‌کند. این سیستم‌ها عموماً برای خنک کردن هوا و ایجاد محیطی با دمای مناسب و رطوبت کنترل شده استفاده می‌شوند. چیلرها عمدتاً در ساختمان‌های بزرگ، فضاهای صنعتی، بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها و سایر مکان‌هایی که نیاز به سرمایش دارند، مورد استفاده قرار می‌گیرند.

همچنین می‌توان با اضافه کردن یک شیر چهارطرفه ویژه و تغییر مسیر عبور ماده خنک کننده (مبرد)، می‌توان نقش مبدل‌های حرارتی داخل (اوپراتور) و خارج ساختمان (کندانسور) را جابه‌جا کرده و از سیستم چیلر برای گرمایش استفاده کرد. البته، مناسب‌تر است که از استفاده از چیلر به عنوان دستگاه گرمایشی صرف نظر شود. هزینه‌ی مصرف برق برای گرم کردن هوا با استفاده از چیلر بسیار بالا بوده و منجر به استهلاک سیستم می‌شود.

بهره وری بالا، کارایی بیشتر، سیستم تهویه مناسب، کنترل دقیق دما و رطوبت، صدای کمتر و عمر طولانی، از جمله مزایای استفاده از چیلر در مقایسه با سایر سیستم‌های تهویه مطبوع می‌باشد.

کاربرد چیلر

چیلرها با استفاده از سیکل تبخیر یا سیکل کمپرسیونی برای خنک کردن هوا عمل می‌کنند. در این سیکل، ماده مبرد در یک مبدل حرارتی Heat Exchanger منتقل شده و بعد از آن وارد کمپرسور چیلر می‌شود. در کمپرسور، ماده مبرد تحت فشار قرار گرفته و دمای آن بالا می‌رود.

پس، ماده مبرد به یک مبدل حرارتی دیگر Condenser منتقل می‌شود. در این مبدل حرارتی، ماده مبرد گرم، به علت کاهش فشار و انتقال حرارت به هوا یا آب، خنک شده و دمای آن کاهش می‌یابد.

در مرحله بعد، ماده مبرد خنک شده به مبدل حرارتی دیگری به نام Evaporator منتقل می‌شود. در این مرحله، ماده مبرد تبخیر شده، حرارت هوا را جذب کرده و هوا را خنک می‌کند. سپس هوا خنک شده به محیط بازگردانده می‌شود و ماده مبرد نیز به مبدل حرارتی Heat Exchanger بازمی‌گردد تا دوباره گرم شده و فرایند تکرار شود.

از مهم‌ترین اجزای یک چیلر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

اواپراتور: یک دستگاه کنترل کننده که تنظیمات مختلف چیلر را انجام می‌دهد.
کمپرسور: قسمتی از چیلر که برای فشرده کردن گاز خنک‌کننده (مبرد) استفاده می‌شود.
کندانسور: قسمتی از چیلر که گاز خنک‌کننده (مبرد) در آن خنک شده و به حالت ماده تبدیل می‌شود.
مخزن نگه‌دارنده: قسمتی از چیلر که برای نگهداری مواد خنک کننده (مبرد) مورد استفاده قرار می‌گیرد.
پمپ: قسمتی از چیلر که مواد خنک کننده (مبرد) را در سیستم چرخانده و به منظور حرکت دادن آن‌ها استفاده می‌شود.
فن‌ها: قسمتی از چیلر که برای جلوگیری از افزایش دمای داخلی و خارجی چیلر به کار می‌روند.
شیر انبساط: قسمتی از چیلر که برای تنظیم جریان مواد خنک کننده در سیستم استفاده می‌شود.
صفحه کنترل: قسمتی از چیلر که برای کنترل و تنظیمات مختلف چیلر به کار می‌رود.
جذب کننده: قسمتی از چیلر که برای جذب حرارت از محیط و تبدیل آن به گاز خنک‌کننده استفاده می‌شود.
هواساز: قسمتی از چیلر که برای جلوگیری از ایجاد رطوبت و کاهش رطوبت هوای داخلی چیلر به کار می‌رود.
ژنراتور: قسمتی از چیلر که برای تولید برق مورد استفاده قرار می‌گیرد

انواع کمپرسور چیلر :

• کمپرسور اسکرال
• کمپرسور اسکرو
• کمپرسور سانتریفیوژ
• کمپرسور پیستونی

انواع چیلر

به طور کلی چیلرها در دو نوع جذبی و تراکمی تولید می‌شوند:

• چیلرهای تراکمی

در سیکل تبرید خود از تراکم بخار استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها شامل اجزایی همچون کمپرسور، کندانسور و اواپراتور هستند که در چرخه تبریدی با یکدیگر همکاری می‌کنند. کندانسور ابتدا گاز را متراکم می‌کند و سپس به سمت کندانسور هدایت می‌کند تا گاز به ماده تبدیل شود. ماده سپس وارد اواپراتور می‌شود و با تبخیر در این قسمت، سرما را تولید می‌کند. چیلرهای تراکمی به دو دسته چیلر آبی و هوایی (آب خنک/ هوا خنک) تقسیم می‌شوند و از چهار نوع کمپرسور اسکرال، اسکرو، پیستونی و سانتریفیوژ استفاده می‌کنند.

• چیلرهای جذبی

در مقایسه با چیلرهای تراکمی، ساختار سیکل یکسانی دارند و شامل بخش‌های کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور می‌شوند. با این تفاوت که در سیکل تبرید چیلر جذبی به جای کمپرسور، عملیات تراکم و مکش با جاذب، ژنراتور و پمپ انجام می‌شود. انرژی لازم برای چیلر جذبی از حرارت به دست می‌آید که در جاذب و ژنراتور مصرف می‌شود. در سیستم مبرد چیلر جذبی می‌توان از مبرد آمونیاک و آب و لیتیم برماید استفاده کرد. چیلرهای جذبی نیز بر اساس انرژی مور نیاز (شعله مستقیم یا غیر مستقیم)، سیستم مبرد ( آب و آمونیاک یا آب و لیتیوم بروماید) و عملکرد سیستم (تک اثره یا دو اثره) انواع مختلفی را ارائه می‌دهند.

مقایسه و تفاوت چیلر تراکمی و چیلر جذبی

مزایای چیلرهای تراکمی نسبت به چیلرهای جذبی : ضریب عملکرد بالاتری نسبت به چیلرهای جذبی دارند.
ارتفاع آنها از ارتفاع چیلرهای جذبی کمتر است.
در مقایسه با حجم و تعداد تجهیزات، نیاز به فضای کمتری دارند.
نسبت به چیلرهای جذبی وزن کمتری دارند.
نصب مبرد در چیلرهای تراکمی ساده‌تر است.
حرارت خروجی از کندانسور چیلر جذبی 20 الی 50 درصد بیشتر از حرارت خروجی چیلر تراکمی است
قیمت چیلرهای جذبی بیشتر از چیلرهای تراکمی است.

اما چیلرهای جذبی در مقایسه با انواع چیلرهای تراکمی صدای کمتری تولید کرده، مصرف برق و انرژی پایین‌تری داشته و آسیب کمتری به محیط زیست وارد می‌کنند.

محاسبه ظرفیت چیلر

برای خرید چیلر و یا تعیین قیمت چیلر، لازم است که ظرفیت آن محاسبه شود. این کار توسط گروه فنی شرکت‌های متخصص در زمینه سیستم‌های تهویه مطبوع انجام می‌شود.

ظرفیت چیلر عمدتاً به تن یا کیلووات محاسبه می‌شود. برای طراحی چیلرها، ظرفیت اسمی چیلر لحاظ می‌شود، که معمولاً 20 درصد کمتر از ظرفیت اصلی چیلر است. ظرفیت چیلر بر اساس یک استاندارد جهانی، مانند استاندارد AHRI، تعریف می‌شود. تعیین ظرفیت چیلر با استفاده از سه متغیر، شامل دمای آب ورودی به چیلر، دمای آب خروجی از چیلر و دبی آب در چیلر، صورت می‌گیرد.

در محاسبه ظرفیت چیلر، اغلب از سیستم آمریکایی به جای سیستم متریک استفاده می‌شود و فرمول کلی تعیین ظرفیت چیلر، شامل Q=m×ρ×Cp×ΔT می‌باشد. در این فرمول، Q نشان‌دهنده ظرفیت چیلر، m دبی آب چیلر، Cp ظرفیت گرمایی ویژه آب، ΔT که اختلاف دمای آب در زمان ورود و خروج از چیلر و ρ چگالی آب است و واحدها به ترتیب Btu/hr، lb/gallon، Btu/lb.F و lb/ft³ می‌باشند.

به طور مثال ظرفیت چیلر با ورودی جریان آب 150 گالن بر دقیقه (8000 گالن بر ساعت)، دمای ورودی 14 درجه سانتی گراد (تقریباً 57 درجه فارنهایت) و دمای خروجی 8 درجه سانتی گراد (تقریباً 46 درجه فارنهایت) برابر با مقدار زیر است:

ΔT= T1 – T2 = 57– 46= 11 °F

Q=8000×8.33×1×11 =706904Btu/hr

ظرفیت چیلر برحسب تن تبرید برابر با 706904/12000 = 58.908 TR است.

میزان مصرف برق چیلر و عوامل موثر در آن

میزان مصرف برق چیلر به موتور الکتریکی کمپرسور و پمپ آب اواپراتور و موتور فن‌های کندانسور و برج خنک کننده بستگی دارد. بیشترین مصرف برق مربوط به موتور الکتریکی متصل به کمپرسور است. در چیلرهای تراکمی هوا خنک، میزان مصرف برق فن‌های کندانسور نیز باید در کنار مصرف برق کمپرسور و پمپ آب سرد نیز محاسبه شود. در مقابل، در چیلرهای آب خنک، هزینه برق برج خنک کننده نیز باید در نظر گرفته شود. محاسبه مصرف برق چیلر بستگی به نوع آن (خانگی یا صنعتی) و نوع تراکم (هوا خنک یا آب خنک) دارد و به کمک فرمول‌های مخصوصی صورت می‌گیرد.

همچنین در میزان مصرف برق چیلر سایر عوامل مانند ظرفیت چیلر، دمای محیط، رطوبت نسبی هوا، تعداد ساعت کارکرد و سن چیلر نیز تأثیر می‌گذارند.

خرید چیلر

در انتخاب و خرید چیلر با بهترین کیفیت، لازم است که کات زیر را در نظر داشته باشید:

تعیین نیاز بر اساس شرایط محیطی محل نصب چیلر (نوع آب خنک یا هوا خنک، مناطق مرطوب و کم آب و غیره)
انتخاب و خرید چیلر با ظرفیت مناسب برای نیازهای بنا
انتخاب انواع چیلر (آب خنک یا هوا خنک / جذبی یا تراکمی) با توجه به شرایط محیطی و نیازهای بنا
انتخاب و خرید چیلر از برندهای معتبر و خوش‌نام
خرید چیلر از مراکز معتبر و با سابقه
مشاوره و راهنمایی از کارشناسان مجرب در خرید، نصب و راه اندازی چیلر.

فروشگاه تهویه مطبوع گیلاس با سابقه طولانی در زمینه عرضه دستگاه‌های تهویه، به عنوان یکی از مراکز گسترده عرضه چیلر، با ارائه مشاوره و خدمات پس از فروش، به خریداران آسودگی خاطر می‌دهد.

قیمت چیلر

عوامل تأثیرگذار در قیمت چیلر شامل نوع خنک کننده (آبی یا هوایی)، قدرت و ظرفیت چیلر، قیمت برج خنک کننده و پمپ آن و شرایط محیطی محل نصب چیلر هستند. قیمت چیلر آبی در مقایسه با چیلر هوایی در ظرفیت مشابه کمتر است، اما باید قیمت برج خنک کننده و پمپ آن را نیز به قیمت چیلر اضافه کرد. همچنین باید توجه کنید که نوع آب خنک چیلر نمی‌تواند در هر شرایط محیطی استفاده شود و هنگام خرید چیلر، باید شرایط محیطی محل نصب چیلر را مد نظر قرار داد و نباید انتخاب صرفاً بر اساس قیمت چیلر باشد.