انواع چیلر هوا خنک؛ راهنمای جامع

در روزهای گرم و طاقت فرسای تابستان، سیستم‌های تهویه مطبوع به عنصری حیاتی برای آسایش و سلامتی انسان تبدیل شده اند. در میان این سیستم‌ها، چیلرها به‌عنوان قلب خنک‌کننده عمل می‌کنند و نقش مهمی در تأمین هوای خنک و مطبوع در فضاهای مختلف ایفا می‌کنند. چیلرها، دستگاه‌های خنک‌کننده‌ برای تولید آب سرد در سیستم‌های تهویه مطبوع و صنعتی هستند. چیلرها در انواع مختلفی از جمله چیلر هوا خنک، چیلر آب خنک و چیلر جذبی تولید می‌شوند. در این مقاله به طور جامع به بررسی انواع چیلر هوا خنک، کاربردها و مزایا و معایب آن می‌پردازیم.

چیلر هوا خنک چیست؟

چیلر هوا خنک به‌نوعی یک چیلر تراکمی است و از هوای محیط برای خنک‌کردن کندانسور خود استفاده می‌کند. در این نوع چیلر، به جای استفاده از آب برای خنک‌کردن کندانسور، از فن‌هایی برای دمیدن هوا بر روی کویل‌های کندانسور استفاده می‌شود.

چیلر هوا خنک نوعی سیستم تهویه مطبوع است. از طریق سیکل تبرید تراکمی، آب را سرد کرده و آن را به هواسازها و فن کویل‌ها در ساختمان ارسال می‌کند. این سیستم از طریق تبادل حرارت بین آب سرد و هوای گرم، دمای محیط را به سطح مطلوب می‌رساند.

انواع چیلر هوا خنک

انواع چیلر هوا خنک در 4 مدل اصلی چیلر هوا خنک یکپارچه، چیلر هوا خنک اسکرال، چیلر هوا خنک اسکرو و چیلر هوا خنک سانتریفیوژ تولید می‌شوند.

• چیلر هوا خنک یکپارچه: تمام اجزای آن در یک قاب واحد قرار دارند و به‌صورت یکپارچه نصب و راه‌اندازی می‌شوند. کاربرد چلیر هوا خنک یکپارچه برای مصارف کوچک و متوسط مانند ساختمان‌های مسکونی و اداری مناسب است.
• چیلر هوا خنک اسکرال: این نوع چیلر قیمت مناسب و صدای کمی دارد. این نوع چیلرها از کمپرسورهای اسکرال استفاده می‌کنند و به‌دلیل راندمان بالا و صدای کم، برای مصارف بزرگ مانند بیمارستان‌ها و هتل‌ها مناسب‌تر هستند.
• چیلر هوا خنک اسکرو: مدل اسکرو برای ظرفیت‌های بالا مناسب است و از کمپرسورهای اسکرو با راندمان و ظرفیت بالا بهره می‌برد. این نوع چیلر عمر طولانی دارد.
• چیلر هوا خنک سانتریفیوژ: این نوع چیلر برای ظرفیت‌های بسیار بالا مناسب است و از کمپرسورهای سانتریفیوژ با راندمان و ظرفیت بسیار بالا بهره می‌برد.

 

برای اطلاع بیشتر شما کاربرد چلیر هوا خنک و موارد استفاده آن را به‌طور مختصر بیان می‌کنیم.

• تهویه مطبوع: به‌عنوان خنک‌کننده هوا در ساختمان‌های مسکونی، اداری، تجاری و صنعتی استفاده می‌شوند.
• صنایع: در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، دارویی، شیمیایی و نساجی از چیلرهای هوا خنک برای خنک‌کردن تجهیزات و فرآیندها استفاده دارد.
• مزارع پرورش دام و طیور: کاربرد چلیر هوا خنک برای خنک‌ نگهداشتن سالن‌های پرورش دام و طیور هم می‌باشد.

مزایای چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک نوعی سیستم تهویه مطبوع است. درواقع از هوای محیط برای خنک کردن آب استفاده می‌کند. این نوع چیلر در مقایسه با چیلرهای آب خنک مزایای متعددی دارد، از جمله:

• نصب و راه‌اندازی آسان: چیلرهای هوا خنک به‌دلیل طراحی ساده، نصب و راه‌اندازی آسان‌تری دارند.
• فضای اشغالی کمتر: به‌دلیل عدم نیاز به برج خنک‌کننده، فضای کمتری را اشغال می‌کنند.
• نگهداری آسان: چیلر هوا خنک به‌دلیل ساختار و طراحی ساده، نگهداری آسان‌تری دارند.
• مصرف آب کمتر: این چیلرها بی‌نیاز از برج خنک‌کننده هستند، بنابراین مصرف آب بسیار کمتری هم دارند. این مزیت در مناطقی با کمبود آب، بسیار حائز اهمیت است.
• راندمان بالا:  این فناوری راندمان بالایی دارد و به‌همین دلیل مصرف انرژی آنها کم است.
• عمر طولانی: چیلرهای هوا خنک عمر طولانی دارند.
• صدای کم: چیلر هوا خنک صدای کمی دارد.

معایب چیلر هوا خنک

این وسیله هم مانند هر اختراع دیگری معایب و مشکلات خود را دارد، مثل:

• قیمت اولیه بالا: قیمت اولیه چیلرهای هوا خنک در مقایسه با چیلرهای آب خنک بیشتر است.
• صدای بیشتر: چیلرهای هوا خنک به‌دلیل استفاده از فن، صدای بیشتری نسبت به چیلرهای آب خنک دارند.
• راندمان پایین در دمای محیط بالا: راندمان چیلرهای هوا خنک در دمای بالا محیط کاهش می‌یابد.

• نیاز به فضای کافی برای نصب: چیلرهای هوا خنک به فضای کافی برای نصب فن‌ها نیاز دارند.

 

• ظرفیت: ظرفیت چیلر باید باتوجه به نیاز سرمایشی محل مورد نظر انتخاب شود.
• نوع کمپرسور: کمپرسورهای اسکرال راندمان و صدای کمتری نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی دارند.
• میزان صدا: اگر چیلر در محل حساسی نصب می‌شود، باید به میزان صدای آن توجه شود.
• مصرف انرژی: این چیلرها با راندمان بالا، مصرف انرژی کمتری دارند.
• کارایی انرژی: به‌دنبال چیلری با کارایی انرژی بالا بگردید به‌این ترتیب هزینه‌های انرژی را کاهش می‌دهید.
• سیستم کنترل: چیلر باید دارای سیستم کنترل پیشرفته باشد و به شما امکان کنترل دقیق و بهینه را بدهد.
• نگهداری و خدمات پس از فروش: اطمینان حاصل کنید شرکت تولیدکننده خدمات پس از فروش و نگهداری مناسب را ارائه می‌کند.
• قیمت: قیمت چیلر نیز باید متناسب با بودجه شما باشد، اما براساس کیفیت و عملکرد آن.

 

اجزای اصلی چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک از چهار بخش اصلی تشکیل شده است:

• کمپرسور: کمپرسور قلب چیلر است و وظیفه فشرده سازی گاز مبرد را بر عهده دارد. دراصل مبرد را به حرکت در می‌آورد (معمولاً پیچ، اسکرول یا رفت و برگشتی).
• کندانسور: حاوی لوله‌های مبرد داغ است و با ورقه‌های فلزی نازک احاطه شده اند. کندانسور وظیفه دفع گرمای گاز مبرد را بر عهده دارد. در چیلرهای هوا خنک، کندانسور توسط فن‌های خنک‌کننده هوا خنک می‌شود.

• شیر انبساط: این ماده مبرد را قبل از ورود به اواپراتور منبسط می‌کند. شیر انبساط وظیفه کاهش فشار و دمای گاز مبرد را بر عهده دارد.
• اواپراتور: دراینجا آب سرد تولید می‌شود و گرمای حاصل از بازگشت گرم “آب سرد” استخراج می‌شود تا به کندانسور ارسال شود. اواپراتور گرمای آب را جذب می‌کند. یعنی گرما را از آب سرد برگشتی گرم استخراج می‌کند.
• فن‌های کندانسور: هوا را از طریق سیم‌پیچ‌ها مکیده و آن را به جو خارج می‌کند. اینها هوا را از طریق سیم‌پیچ‌های کندانسور می‌مکند و از طرفین وارد می‌شوند و سپس این هوا را از بالای دستگاه به سمت بالا به داخل جو محیط خارج می‌کنند.
• دریچه انبساط: مبرد را منبسط می‌کند.

نحوه کار

چیلرها آب سرد تولید می‌کنند که به اطراف ساختمان پمپاژ می‌شود تا به واحدهای دستگاه‌های پردازش هوا (AHU) و واحدهای کویل فن (FCU) منتقل شود. این واحدها حرارت ناخواسته را از ساختمان حذف کرده و آن را به حلقه آب سرد انتقال می‌دهند. آب سرد وارد واحدهای AHU/FCU با حدود 6 درجه سانتی‌گراد (42.8 درجه فارنهایت) می‌شود و تا زمان خروج از تبادل حرارت داخل AHU/FCU به حدود 12 درجه سانتی‌گراد (53.6 درجه فارنهایت) افزایش می‌یابد. سپس به چیلر هوای خنک برمی‌گردد تا این حرارت را به جو خالی تخلیه کند و سپس چرخه را تکرار کند.

آب سرد بازگشتی تنها وارد بخاری می‌شود که در آن از طول سطح خارجی لوله‌های داخلی حاوی مبرد عبور می‌کند، سپس از سر مخالف خروج می‌کند و انرژی حرارتی خود را از دست می‌دهد. مبرد تنها مایع محرک در اطراف هر یک از اجزای چیلر است. این مبرد فشار، دما، انتالپی و آنتروپی خود را تغییر می‌دهد و همچنان در دوران دستگاه حرکت می‌کند و حرارت ناخواسته را از آب سرد بخاری برداشته و انتقال می‌دهد.

 عملکرد کمپرسور

کمپرسور نیروی پیشرانی مبرد است. ابتدا مبرد به‌عنوان بخار فوق‌گرم و فشار بالا از کمپرسور خارج می‌شود و سپس وارد کندانسور می‌شود.

وقتی مبرد وارد کندانسور می‌شود، از طریق لوله‌های افقی حرکت می‌کند و انرژی حرارتی خود را به جریان هوای محیط که توسط پره‌های بالا به آن وارد می‌شود، منتقل می‌کند.

وقتی مبرد انرژی حرارتی خود را منتقل می‌کند، تبدیل به مایع می‌شود. تا وقتی مبرد از کندانسور خارج می‌شود، به‌عنوان یک مایع اشباع با فشار بالا و دمای متوسط خواهد بود.

 

عملکرد شیر تنظیم

مبرد وارد شیر تنظیم می‌شود. شیر تنظیم، جریان مبرد را در سراسر سیستم کنترل می‌کند. نوع پایه‌ای‌تر آن شیر تنظیم گسترش حرارتی است. این شیر با اندازه‌گیری دمای لوله در خروجی تبخیرگر، جریان مبرد را کنترل می‌کند و نرخ جریان را تنظیم می‌کند تا دما را در محدوده مقدار تنظیم شده نگه دارد.

شیر تنظیم، فشار مبرد را باز می‌دارد و فشار بالای کندانسور را حفظ می‌کند. در داخل شیر تنظیم، یک سوراخ کوچک به مقدار محدودی از مبرد اجازه می‌دهد به جریان ادامه دهد. درحالیکه از این محدودیت عبور می‌کند، به سمت فشار پایین شیر حرکت می‌کند. این کاهش ناگهانی فشار به مبرد امکان گسترش از حالت مایع به مخلوط مایع/بخار را می‌دهد. با این اتفاق، فشار و دما کاهش پیدا می‌کند. همان مقدار مبرد از آنجا عبور می‌کند، فقط فضای بیشتری برای گسترش دارد و همچنین این فضا را پر می‌کند.

سپس مبرد وارد تبخیرگر می‌شود و از طریق یک سری لوله‌های افقی احاطه شده با “آب سرد” عبور خواهد کرد و این‌ها به‌صورت جریان مخالف و معکوس به یکدیگر جریان دارند. تا وقتی مبرد از تبخیرگر خارج می‌شود، حرارت ناخواسته از آب سرد بازگشتی را جذب کرده و مثل یک بخار اشباع با فشار پایین و دمای پایین خارج خواهد شد. آب سرد حرارت خود را به مبرد داده و با دمای حدود 6 درجه سانتیگراد (42.8 درجه فارنهایت) خارج خواهد شد.

نتیجه‌گیری

چیلرهای هوا خنک به‌دلیل مزایای متعددی مانند مصرف آب کم، نصب و راه‌اندازی آسان، فضای اشغالی کم و نگهداری آسان، به‌طور فزاینده‌ای در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله سعی کردیم به‌طور جامع به شما بگوییم چیلر هوا خنک چیست و انواع، مزایا، معایب و کاربرد چلیر هوا خنک پرداختیم. برای اطلاع بیشتر همکاران ما در به‌دما آماده پاسخ به سؤالات شما هستند.