چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک که با نام چیلر هوایی نیز شناخته می شوند، یکی از انواع چیلر های تراکمی هستند که عملکردشان بر اساس  سیکل تبریز بخار بوده که در آن رفع حرارت در بخش کندانسور به کمک هوای محیط انجام می گردد.  چیلر هوا خنک در کشور ایران با استقبال خوبی همراه بود چرا که در کشور ایران منابع آبی کم و بسیار محدود هستند به همین دلیل چیلر های هوا خنک یک پیشنهاد ویژه برای تهویه هوا در ایران محسوب می شوند. در ادامه مقاله به بررسی جامع و کامل چیلر هوا خنک یا چیلر هوایی می پردازیم.

انواع چیلر هوا خنک

از آنجا که چیلرهای هوا خنک دسته ای از چیلر های تراکمی هستند، برای تقسیم بندی آن ها نیز به نوع کمپرسور و کندانسور به کار رفته در دستگاه توجه می شود. در صورتی که بخواهیم چیلر هوا خنک را بر اساس نوع کمپرسور تقسیم بندی کنیم، تقسیم بندی به شکل زیر خواهد بود:

  • اسکرال
  • اسکرو
  • روتاری
  • سانتریفیوژ
  • پیستونی

شما می توانید با مطالعه بخش چیلر تراکمی سایت تهویه وایو با عملکرد هر یک از کمپرسور های ذکر شده آشنا شوید.

همانطور که گفته شد چیلرها می‌توانند بر اساس نوع کندانسور به کار رفته در دستگاه به انواع مختلفی تقسیم شوند. در این نوع تقسیم بندی دستگاه به دو دسته چیلر هوا خنک یکپارچه یا packaged و چیلر هوا خنک دو پارچه یا split تقسیم می گردد.

چیلر هوا خنک یکپارچه

در سیلندرهای هوا خنک یکپارچه تمامی قطعات درون چیلر داخل یک یونیت تعبیه گردیده اند به همین دلیل این دستگاه یکپارچه به راحتی و فقط با وجود یک انشعاب برق ساختمان قابل راه اندازی است. چیلر تراکمی هوا خنک یکپارچه باید با واسطه مکانیسم کاری کندانسور هوایی، در محیط های آزاد نصب گردد.

چیلر هوا خنک دو پارچه

در چیلر هوا خنک دو پارچه بخش کمپرسور، شیر انبساط و اپراتور در یک یونیت و کندانسور هوایی دستگاه در یک یونیت جداگانه تعبیه می گردد. با این حال شما می‌توانید یونیتی که در آن کمپرسور و شیر انبساط تعبیه شده را در موتورخانه نصب کنید. البته لازم به ذکر است که این شیوه‌ی نصب در پروژه هایی انجام می شود که بام ساختمان فضایی برای جانمایی دستگاه نداشته باشد و نتواند وزن چیلر را تحمل نماید. لازم به ذکر است، در صورتی که قصد دارید یونیت دوم را در موتورخانه نصب کنید، باید به نکات زیر توجه کرده و در صورت بروز هر یک از این عوامل از نصب یونیت در موتورخانه خودداری فرمایید:

  • کاهش فشار ایجاد شده در بخار مبرد ورودی به بخش کندانسور دستگاه
  • کاهش راندمان چیلر
  • افزایش هزینه

نحوه عملکرد

در چیلرهای تراکمی هوا خنک بخار داغ مبرد وارد بخش کمپرسور می شود و دمای آن افزایش می یابد. بعد از آن که بخار داغ به دمای بالای رسید از کمپرسور خارج شده و وارد بخش کندانسور می شود.  در کندانسور بخار داغ به کمک هوای محیط خنک می‌شود و به مایعی با دمای بالا تبدیل می گردد. مایع از شیر انبساط عبور می‌کند و افت فشار زیادی پیدا می کند به طوری که بخشی از مایع مبرد تبخیر شده و دمای مبرد بیشتر کاهش می یابد. جریان دوفازی مبرد که مخلوطی از مایع و بخار است وارد بخش اپراتور می شود. در اپراتور گرمای آب ورودی جزء گشته و سرمایش ایجاد می شود به همین دلیل مایع مورد کاملاً تبخیر شده و با ادامه جذب گرما به شکل بخاری داغ از اپراتور خارج می شود. پس از این که بخار داغ از اپراتور خارج شد دوباره به کمپرسور باز می گردد تا سیکل برودتی چیلر هوا خنک تکمیل شود.

چیلر هوا خنک

چیلر هوا خنک

انواع اپراتور در چیلر هوا خنک

بخش اپراتور وظیفه تامین آب سرد مورد نیاز بخش‌های مختلف دستگاه چیلر را برعهده دارد. به عنوان مثال اپراتور می تواند برای فن کویل کولر آب سرد را فراهم نماید. در اپراتور سرد ورودی مخلوطی از مایع و بخار است ای آب ورودی به می‌کند و با این کار باعث می‌شود دما کاهش پیدا کند.

در ساخت چیلر هوا خنک ممکن است دو نوع مختلف اپراتور یا مبدل حرارتی استفاده گردد که در ادامه به بررسی هر یک از این دو می پردازیم.

  • اپراتور پوسته و لوله

اپراتور پوسته و لوله از رایج‌ ترین انواع مبدل حرارتی است که در ساخت چیلر هوا خنک به کار گرفته می شود. این مبدل می تواند نقش مهمی را در صنایعی مانند صنایع تهویه مطبوع و برودت صنعتی ایفا کند. مبدل حرارتی پوسته و لوله (نوع: dry expansion ( ز تعدادی لوله درون پوسته ای که به شکل استوانه ساخته شدن تشکیل شده است. در مبدل حرارتی پوسته و لوله جریان سرد از داخل لوله ها عبور می کند. این در حالی است که جریان آب گرم داخل پوسته ها به حرکت در می آید از آنجا که گرما به وسیله دیواره لوله ها بین دو سیال منتقل می‌ شود دمای آب کاهش پیدا می کند. ممکن است در دستگاه چیلر هوا خنک از نوع دیگری اپراتور پوسته و لوله استفاده گردد. مبدل حرارتی پوسته و لوله مستغرق  (flooded)کاملاً برعکس اپراتورهای dry expansion  عمل می کنند. در این نوع اپراتور آبگرم از طریق لوله ها و مبرد سرد از راه پوسته ها جریان می یابد و منتقل می شود. در صورتی که برای ساخت این چیلر از اپراتور مستغرق استفاده شود لازم است کمپرسور سانتریفیوژ باشد این کمپرسورها به دلیل عدم نیاز به روغن کاری می‌ توانند راندمان اپراتورها را افزایش دهند.

  • اپراتور صفحه ای

در مبدل حرارتی صفحه ای، صفحات نازک فلزی وظیفه انتقال حرارت بین دو جریان سرد و گرم را برعهده دارند. این صفحات سطوح صاف یا مقداری دارند که می‌ توانند کانال های جریان سیال را از یکدیگر جدا کنند. در مبدل حرارتی صفحه ای جریان سرد و گرم می توانند روی سطح بزرگ تری تبادل گرما کنند؛ به عبارتی دیگر آب و مبرد روی صفحات فلزی با سطح بزرگ به کامل پخش می شوند. در این حالت حرارت بهتر منتقل می‌شود و دما با سرعت بیشتری تغییر می کند. لازم به ذکر است که اندازه یک اپراتور صفحه ای از اندازه یک اپراتور پوسته و لوله کوچک تر می باشد. همین موضوع یک مزیت بزرگ برای مبدل حرارتی صفحه ای به حساب می آید.

انواع شیر انبساط

شیر انبساط مقدار جریان و دمای مبرد ورودی به اپراتور را کنترل می­کند. شیر انبساط با این عمل دما آب سرد خروجی را تعیین می نماید و نقش اصلی را در زمینه کنترل دما بر عهده دارد. میزان سوپرهیت ایجاد شده در جریان خروجی اپراتور به کمک شیر انبساط تنظیم می شود، همین امر باعث می شود که مایع مبرد وارد کمپرسور نشود و از ورود آن جلوگیری گردد. در دستگاه چیلر هوا خنک میزان سوپرهیت با توجه فشار و دمای مبرد خارج شده از اپراتور به وسیله شیر انبساط تشخیص داده می شود. در صورتی که فشار و دمای مبرد پایین باشد، شیر انبساط مسیر عبور جریان مبرد را کاهش می دهد. همین کار باعث می شود مایع مبرد کمتری وارد بخش اپراتور شود و میزان سوپرهیت بخار مبرد خارج شده از اپراتور افزایش یابد.

شاید این سوال برای شما پیش بیاید منظور از سوپرهیت چیست؟ سوپرهیت در واقع همان دمای بخار اشباع است که افزایش داده شده است. بعد از این که مایع مبرد در بخش اپراتور تبخیر شد، مبرد به بخار اشباع تبدیل می شود. در ادامه جذب گرما، دمای بخار اشباع افزایش پیدا می کند بخار داغ که با نام سوپرهیت نیز شناخته می‌ شود تبدیل می‌ گردد؛ همین امر موجب می شود که جریان مبرد از ناحیه خطر و دوفازی فاصله بگیرد.

شیر انبساط در این چیلر به دو نوع مختلف تقسیم می گردد که در ادامه به بررسی هر یک از آن­ها می پردازیم.

  • شیر انبساط الکترونیکی

در این نوع  شیر انبساط ها یک کنترل الکترونیکی برای تنظیم مقدار سوپرهیت، با اندازه گیری دما و فشار مبرد خارج شده از اپراتور، مسیر عبور جریان مبارز را کم و زیاد می کند. این نوع شیر انبساط نسبت به دیگر انواع شیر انبساط، دقت بالاتری در کنترل جریان مبرد دارد.

  • شیر انبساط مکانیکی

شیر انبساط مکانیکی در قسمت خروجی مبرد از اپراتور نصب می شود. شیر انبساط با استفاده از یک حباب حسگر در ماه مقدار جریان مبرد عبوری را بر اساس میزان سوپرهیت ای که ایجاد شده است کنترل می کند. شیر انبساط های مکانیکی با نام شیر انبساط های ترموستاتیکی نیز شناخته می شوند و تفاوتی در عملکرد آن ها نیست.

مزایا و معایب

در ادامه این مقاله به بررسی موردی مزایا و معایب چیلر هوا خنک می پردازیم.

 مزایای چیلر هوا خنک:

  • حذف سیستم پمپاژ برج خنک کننده
  • تنوع در ظرفیت سرمایشی
  • پایین بودن هزینه تعمیرات و نگهداری
  • حذف بخش برج خنک کننده

معایب استفاده از چیلر هوا خنک

  • مصرف بسیار بالای برق
  • گران بودن دستگاه
  • بالا بودن لرزش و صدای چیلر
  • راندمان سرمایشی پایین
  • اندازه بزرگ
  • نیازمند فضای آزاد

کاهش سر و صدای چیلر هوا خنک

از آنجا که بیشتر سر و صدای چیلر هوا خنک را کمپرسور دستگاه ایجاد می کند، می­توان از راه مختلفی این سر و صدا را تا میزان زیادی کاهش داد و از صدای آزار دهنده ای که ممکن است برای ساکنین ایجاد گردد جلوگیری کرد. شما می توانید برای کاهش سروصدای چیلر هوا خنک هر یک از وسایل و پوشش هایی که به شما معرفی می کنیم را تهیه کنید و کمپرسور دستگاه را در آن قرار دهید. به عنوان مثال شما می توانید از کانوپی های صداگیر یا ژاکت های صداگیر که عایق صوتی بسیار خوبی هستند استفاده نمایید.

برای کسب اطلاعات بیشتر و خرید، با ما تماس بگیرید.