چیلر آب خنک یکی از انواع چیلرها است که برای خنک کردن آب مصرفی پروژه‌های صنعتی یا خانگی، گرما را از آن گرفته و دوباره آب را وارد چرخه فعالیت می کند. در واقع چیلرها حرارت را از فضایی که نیاز به کنترل دمایی دارد دور کرده و به فضایی دیگر انتقال می دهند. بنابراین چیلر نه یک وسیله تولید سرما، بلکه وسیله‌ای برای دفع گرما است و وظیفه آن تسهیل انتقال حرارت ناخواسته و نامطلوب ناشی از فعالیت، به جایی خارج از سیستم است.

برای چیلر آب خنک به طور اختصاصی یک برج خنک کننده در نظر گرفته شده است. به این دلیل که کندانسور چیلرهای آب خنک از آب به عنوان سیال خنک سازی خود استفاده می کنند. از آنجایی که سطوح تر در انتقال حرارت موفق تر عمل می کنند و همچنین بر حسب دمای حباب تر کار تراکم را انجام می دهد، راندمان چیلرهای آب خنک بالا می رود. شرکت توسعه تدبیر و تلاش ماندگار (TTM) تولید کننده و نماینده فروش سیستم های تهویه مطبوع و محصولات مرتبط به آن مانند انواع چیلر و مینی چیلر، فن کوئل، سیستم وی آر اف و روفتاپ پکیج در سایزها و ظرفیت های مختلف در تهران و شهرستان ها می باشد. برای خرید چیلر آب خنک و یا دریافت کاتالوگ و لیست قیمت چیلر آب خنک با کارشناسان ما در شرکت توسعه تدبیر و تلاش ماندگار تماس بگیرید.

چیلر تراکمی آب خنک

چیلر تراکمی آب خنک که به چیلر آب خنک یا چیلر آبی نیز شناخته میشود، با استفاده از انرژی الکتریکی باعث ایجاد سرما و برودت می شود.چیلر آبی بر پایه سیکل تبرید تراکمی کارکرده و از قسمت های اصلی کمپرسور با موتور محرک الکتریکی (الکترو موتور) ،کندانسور ، اواپراتور، شیر انبساط الکترونیکی، مبرد و لوله کشی آن و نیز تجهیزات برج خنک کننده و پمپ تشکیل شده است تا عمل سرد سازی آب را در مبدل حرارتی اواپراتور انجام داده و آب سرد شده از طریق لوله کشی به دستگاه های خنک کننده هوای ساختمان مانند هواساز و فن کویل و یا کاربردهای صنعتی فرستاده می شود. آب در اوپراتور چیلر سرد می شود و با پمپ به سمت هواساز(یا فن کویل های داخل ساختمان ) یا هر نوع مصرف کننده دیگری پمپاژ می شود و پس از به گردش درآمدن در واحد مصرف کننده، مجددا به چیلر مورد نظر بر می گردد. در سمت دیگر چیلر از یک کندانسور استفاده شده که وظیفه آن  گرفتن گرمای بیش از حد مبرد توسط آب است. آبی که گرمای مبرد را در کندانسور می گیرد، خودش به خنک شدن نیاز دارد و به همین خاطر به سمت برج خنک کننده جاری شده و پس از کاهش چند درجه ای دمای آن در برج، مجددا با پمپ به کندانسور چیلر تراکمی آب خنک باز میگردد تا این روند مجددا تکرار شود.

نحوه عملکرد چیلر تراکمی آب خنک

چرخه چیلرهای آب خنک مانند هر چیلر دیگری از چهار عضو اصلی اواپراتور، کمپسور، کندانسور و شیر انبساط تشکیل شده است که درون هر کدام از آنها فرآیند ترمودینامیکی رخ می دهد. نحوه کار چیلر به این ترتیب است که سیال مبرد را در فشار و دمای متفاوت به فازهای مختلف ماده می رساند تا در عوض آب را خنک کرده و به خارج از دستگاه چیلر پمپاژ کند. در واقع کار اصلی چیلرها بر محور تغییر فاز یا حالت فیزیک ماده خنک کننده یا مبرد می چرخد. در این بین اساس کار چیلرهای آب خنک بر متراکم سازی بخار یا گاز است.

مرحله اول در عملکرد چیلر:

نقطه شروع این چرخه جایی است که آبی که در فرآیند تولیدی قرار داشته، داخل اواپراتور می شود تا به چرخه چیلر ورود پیدا کند. در این قسمت چرخه، ابتدا حرارتی که مبرد به خود گرفته در قالب تغییر فاز مایع به گاز خود را نشان می دهد. با جذب گرمای آب توسط مبرد، محیطی که با این قسمت در تماس است افت دما پیدا می کند بنابراین آب با دمایی پایین‌تر از این نقطه خارج می شود. این آب به فن کویل ها وارد شده و به فضاهای مد نظر جهت سرمایش انتقال پیدا می کند. در حقیقت آب گرم به اواپراتور چیلر وارد شده و بعد به صورت سرد شده از آن خارج می شود تا به سرتاسر ساختمان با محل مورد نظر پمپ شود.

مرحله دوم:

سپس مبرد گازی که در مرحله قبل از حالت مایع به فاز گازی رسیده بود، وارد کمپرسور می شود. در کمپرسور گاز متراکم می شود و افزایش دما و فشار پیدا می کند تا بتواند با فشار بالا وارد مرحله بعدی شود. این افزایش فشار و دما در حین خروج از کمپرسور به این دلیل اهمیت دارد که مبرد نیاز دارد درون بخش کندانسور از خود گرما آزاد کند، بنابراین باید گرمای آزاد شونده کافی را با خود به داخل کندانسور ببرد. یکی از وظایف کلیدی دیگر کمپرسور این است که مبرد را در زمان مناسبی از اواپراتور به داخل خود بکشاند تا فشار درون اواپراتور به حدی باقی بماند که باز هم بتواند گرما را به خود جذب کند.

مرحله سوم:

مرحله سوم درون کندانسور اتفاق می افتد. گاز با دمای بالا به کندانسور وارد می شود. در کندانسور، مبرد گازی به مایع با فشار بالا تبدیل می شود که حالت اشباع شده دارد. این فرآیند فشار ثابت است. از طرفی دیگر، از آنجایی که کندانسور در یک چرخه دیگر میان برج خنک کننده نیز حضور دارد، پس از افزایش دما برای آب، آب به برج خنک کننده وارد می شود. چرا که برج خنک کننده در چیلرهای آب خنک وظیفه اصلی سرد کردن آب مصرفی کندانسور را دارند و کندانسور از این آب به عنوان ماده محرک خود استفاده می کند. این قسمت جایی است که گرمای ناخواسته آب از بین می رود و دمای آب دوباره به دمای پایین مطلوب رسانده می شود. فرآیند گرما دهی که پیش از این گفتیم در کندانسور اتفاق می افتد تا مبرد گازی از خود گرما آزاد کند، منبع گرمایی است که اکنون در مورد آن صحبت می شود و لازم است توسط برج خنک کننده برطرف شود. به این شکل که آبی که از کندانسور به سمت برج خنک کننده چیلر آمده در تماس با جریان هوا قرار می گیرد و حرارت خود را به هوا منتقل می کند، سپس دوباره راهی کندانسور می شود.

مرحله چهارم و آخر:

شیر انبساط آخرین مرحله‌ای است که مبرد از آن گذر می کند. این شیر همانطور که از اسمش برمی آید مبرد را دچار انبساط و کاهش فشار می کند. این فرآیندهایی که روی مبرد در شیر انبساط انجام می شود باعث می‌شود مبرد به حالت ترکیبی از مایع و گاز برسد. در نهایت همین ترکیب دوباره وارد اواپراتور می شود تا چرخه همراه با آب گرمی که از مسیری دیگر دوباره وارد اواپراتور شده از سر گرفته شود.

کاربرد چیلر تراکمی آب خنک

از چیلرهای آب خنک برای مصارف خانگی و غیر خانگی استفاده می شود. چیلرهای آب خنک در  ساختمان‌های بزرگ و متوسط، مانند بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها، کارخانه‌های تولیدی، کارگاه‌های صنعتی، مراکز خرید و حتی ساختمان‌ های مسکونی یافت می شوند، اما همه اینها به شرطی است که مقدار آب کافی برای تأمین نیاز چیلر آب خنک وجود داشته باشد. در نهایت می توان نتیجه گرفت چیلرهای آب خنک برای تأسیساتی با وسعت بالا یا متوسط مناسب هستند که دسترسی کافی به آب دارند و با مشکل کم آبی مواجه نیستند. همچنین استفاده از این چیلرها در شهرهای مرطوب توصیه نمی شود.

در واقع یکی از محدودیت‌های مربوط به استفاده از چیلرهای آب خنک، استفاده مقدار آب بسیار بالای آنهاست. به این ترتیب چیلر آب خنک برای مناطقی که با کمبود آب دست و پنجه نرم می کنند مناسب نیست و نمی تواند جوابگو باشد. همچنین تأمین آب بدون سختی یا با سختی پایین که در مدار برج خنک کن و کندانسور در جریان است، هزینه مربوط به خود را دارد.

مزایا و معایب چیلر آب خنک

یکی از مزایای چیلرهای آب خنک نسبت به چیلر هوا خنک این است که این چیلرها فضای کمتری را اشغال می‌کنند و می‌توانند در محیط‌های بسته نیز نصب شوند. همین مورد می تواند هزینه نگهداری و تعمیر چیلر را تا حدودی کاهش داده و عمر مفید آن را بالا ببرد. مورد بعدی به عمر مفید بالاتر چیلر آب خنک باز می‌گردد. چیلرهای آب خنک نسبت به نوع دیگر چیلرها به پایداری و عمر مفید بالای خود معروف هستند.

مقایسه چیلر ها خنک و آب خنک

یکی از دلایلی که باعث می شود گفته شود چیلرهای آب خنک نسبت به نوع دیگر چیلر  عملکرد بهتر و بازده بالاتری دارند، دمای حباب تر آنهاست. از آنجایی که دمای حباب تر همیشه از حباب خشک پایین تر است، اختلاف بالایی بین میزان فعالیتی که چیلر آب خنک در دما و فشاری مشخص انجام می دهد و فعالیتی که چیلر هوا خنک در همان دما و فشار انجام می دهد وجود دارد؛ بنابراین ماده مبرد با اختلاف فشار و دمایی فاحش مشغول به فعالیت است و این به چیلر عملکرد مفیدتری می دهد. البته نباید فراموش کرد که عملکرد مثبت چیلر به معیارهای دیگری نیز باز می گردد.

از منظر به صرف بودن استفاده از چیلرهای آب خنک، اگر از هزینه‌های مربوط به تأمین آب و هزینه‌های نصب اولیه چیلرهای آب خنک چشم پوشی کنیم، این چیلرها به صرفه‌تر به نظر می آیند، در غیر این صورت اگر هزینه‌های اولیه برای مصرف کننده مهم است و برای آنها محدودیت دارد بهتر است از چیلرهای هوا خنک استفاده کند.

از عیوب اصلی چیلرهای آب خنک نیز می توان نیاز به مقدار بالای آب را نام برد. همچنین که با وجود نگهداری چیلرهای آب خنک در محیط های بسته، باز هم این چیلرها قطعات مختلف و متعددی را درون خود جای داده اند که مجموعاً هزینه نگهداری چیلر را بالا می برند.

انواع چیلر آب خنک

چیلر آب خنک را بر اساس نوع کاربری و همین‌طور قطعات اصلی تشکیل‌دهنده آن می‌توان به انواع مختلفی تقسیم‌بندی کرد. در جدول زیر تقسیم‌بندی انواع چیلر آب خنک بر اساس نوع کاربری و قطعات اصلی تشکیل‌دهنده آن آمده است:

• کمپرسور:

نوع کمپرسور به عنوان قلب تپنده در عملکرد چیلر آب خنک تأثیر مهم و مستقیم دارد و همچنین در ضریب عملکرد، راندمان، ابعاد، طول عمر مفید دستگاه، مصرف برق و برودت تولید شده توسط چیلر موثر است.که بر اساس نوع کمپرسور به انواع پیستونی(رفت و برگشتی) ، سانتریفیوژ(گریز از مرکز) و اسکرو(مارپیچی) دسته بندی می شوند.

• کندانسور:

کندانسور به عنوان واحد تقطیر سیال مبرد در چیلر آب خنک نقش بسیار مهم و تعیین‌کننده‌ای دارد. نوع کندانسور و سطح تبادل حرارتی آن تأثیر مستقیم در ضریب عملکرد، راندمان، ابعاد، طول عمر مفید دستگاه، مصرف برق و برودت تولید شده توسط چیلر هوا خنک دارد. چیلرهای آب خنک از نظر کندانسور به دو دسته ی رایج پوسته و لوله(Shell & tube) و صفحه ای(  Plate) تقسیم بندی می شوند.

اواپراتور: اواپراتور به عنوان واحد تبخیر نشان‌دهنده نتیجه عملکرد چیلر می‌باشد. به این صورت که برودت مورد نیاز در اواپراتور چیلر آب خنک تولید می‌شود. نوع اواپراتور و سطح تبادل حرارتی آن تأثیر مستقیم در ضریب عملکرد، راندمان، ابعاد، طول عمر مفید دستگاه، مصرف برق و برودت تولید شده توسط چیلر هوا خنک دارد. چیلرهای آب خنک از لحاظ نوع اواپراتور به دو دسته ی رایج پوسته و لوله(Shell & tube) و صفحه ای(  Plate) تقسیم بندی می شوند.

• کاربری:

نوع کاربری در طراحی و انتخاب چیلر بسیار مهم است بسته به اینکه چیلر برای چه نوع کاربر‌ی‌ طراحی و تولید می‌شود، نوع کمپرسور، کندانسور و اواپراتور آن می‌تواند تغییر کند.

محل نصب چیلر آب خنک

با توجه به اینکه چیلر آب خنک بر خلاف چیلر هوا خنک نیازی به جریان هوا برای خنک شدن مبرد داغ داخل کندانسور ندارد، می‌توان چیلر آب خنک را در هر محلی نصب نمود. بطور معمول چیلر آب خنک در قسمت‌های تحتانی ساختمان و داخل موتورخانه نصب می‌گردد اما با توجه به صدا و لرزش پایین چیلر آب خنک می‌توان آن را در فضای باز و پشت بام نیز جانمایی نمود.

در صورت نصب چیلر آب خنک در فضای باز و پشت بام بهتر است چیلر داخل باکس قرار گیرد تا کمپرسور و قطعات کنترلی در معرض نور خورشید و بارش باران و برف قرار نگیرند.

توجه به این نکته حائز اهمیت است که برج خنک‌کننده که وظیفه تأمین آب سرد جهت تقطیر مبرد داخل کندانسور را دارد می‌بایست در فضای باز و در معرض گردش هوا نصب گردد.

نتیجه گیری

بطور کلی چیلر آب خنک به دلیل فشار کاری کمتر، راندمان بیشتر و صدا و لرزش کمتر، انتخاب مناسب و اقتصادی‌تری می‌باشد اما باید به این نکته توجه داشت که هزینه نگهداری و تعمیرات بالا و مصرف بالای آب آن مخصوصاً در شرایط کنونی، از جایگاه آن به عنوان انتخاب اول می‌کاهد.

از چیلر آب خنک نمی‌توان در مناطق با رطوبت نسبی بالا استفاده نمود. دمای سابکول (subcool) پایین در چیلر آب خنک و فشار کاری پایین، آن را مناسب‌ترین گزینه جهت تولید سرمایش زیر صفر در فرآیندهای شیمیایی، دارویی و صنعتی می‌نماید.