چیلر هوا خنک (چیلر هوایی)
چیلر هوا خنک یا چیلر هوایی ( Air cooled chiller ) یکی از انواع چیلرهای تراکمی محسوب می‌شود که اساس عملکردش سیکل تبرید تراکمی بوده و تولید آب سرد می‌کند. در چیلرهای هواخنک، روند دفع حرارت در قسمت کندانسور، به وسیله تعدادی فن آکسیال و به کمک جریان هوای محیط صورت می‌گیرد. بنابراین چیلر تراکمی هوا خنک نیاز به مصرف آب نداشته و امروزه با توجه به بحران و کمبود منابع آب در کره زمین، مورد توجه بسیاری از مهندسین و کارفرمایان قرار گرفته است.
از سایر مزیت‌های این نوع دستگاه میتوان به راندمان بالا و نگهداری آسان اشاره نمود.
در این مقاله کارشناسان شرکت کارمایه سبز کیان به صورت مبسوط در مورد کلیه اجزای این نوع چیلر و نحوه عملکرد، همچنین کاربرد آن‌ها در پروژه‌های مختلف توضیح خواهند داد.
انواع چیلر هواخنک (چیلر هوایی)
چیلرهای هواخنک در صنف تهویه مطبوع معمولا بر اساس نوع کمپرسور و نوع چیدمان کندانسور بکار رفته در آن‌ها نامگذاری می شوند که در تصویر انواع چیلرهای هوا خنک را نشان دادیم.
عوامل تاثیر گذار در انتخاب نوع کمپرسور و کندانسور در چیلر هوایی به شرح ذیل می‌باشند:
– شرایط اقلیمی و محیطی محل پروژه
– نیاز دقیق پروژه و میزان بار برودتی آن
– شرایط مالی کارفرمایان و کشش پروژه
– بررسی های تکنیکال و فنی پروژه
اجزاء و نحوه عملکرد چیلر هواخنک (چیلر هوایی)
اساسا در چیلرهای تراکمی، اجزاء اصلی و تعدادی وسایل کنترلی وجود دارد:
کمپرسور (Compressor)
کندانسور (Condenser)
شیر انبساط (Expansion valve)
اواپراتور (Evaporator)
نحوه عملکرد چیلر هواخنک: مایع مبرد در داخل پوسته اواپراتور (در صورتی که اواپراتور از نوع Shell &Tube باشد) که فشار آن کمتر از فشار جو است تبخیر شده، حرارت نهان تبخیر خود را از آب جاری در لوله‌ها گرفته و آن را خنک می‌کند. بخار خشک مبرد از طریق لوله مکش به کمپرسور می‌رود و فشار و دمایش افزایش یافته و به کندانسور ارسال می‌گردد.
در داخل کندانسور به کمک هوای محیط خنک می‌شود. آنچنان که تبدیل به مایعی با دمای بالا خواهد شد و پس از عبور از شیر انبساط و کاهش فشار، جریان سرد و دو فازی مبرد (مخلوط مایع و بخار) بار دیگر به لوله های اواپراتور فرستاده می‌شود تا پروسه فوق تکرار گردد. آب سرد تهیه شده در چیلر توسط پمپ به کویل دستگاه هواساز، فن کویل و یا محل مورد نیاز ارسال می‌گردد.
انواع کمپرسور در چیلر هواخنک (هوایی)
کمپرسور جزء مهم‌ترین و اصلی‌ترین اجزای دستگاه چیلر است. وظیفه کمپرسور بوجود آوردن اختلاف فشار لازم برای به گردش درآوردن مبرد در سیکل تبرید می‌باشد و در واقع مکانیزمی است که انرژی مورد نیاز مبرد برای حرکت در طول سیکل تبرید را تأمین می‌کند. در چیلرهای هوا خنک، با توجه به عوامل مختلف مانند، میزان مورد نیاز ظرفیت برودتی دستگاه، شرایط اقلیمی محل نصب دستگاه در پروژه، نوع مبرد مصرفی در دستگاه، نوع کاربری پروژه و سایر عوامل دیگر، از کمپرسورهایی با مکانیزم مختلف استفاده می‌شود، به همین دلیل یکی از عوامل مهم در دسته بندی چیلرهای تراکمی هوا خنک، نوع کمپرسور بکار رفته در آن دستگاه‌ها می‌باشد.
جهت آشنایی با انواع کمپرسور در چیلر هواخنک (هوایی) به صفحه زیر مراجعه کنید:
تفاوت چیلر هوا خنک و آب خنک
در حقیقت، تنها عامل متفاوت در چیلر هوا خنک از لحاظ نوع کارکرد در مقایسه با چیلرهای آب خنک صرفا نوع کندانسور می باشد. همانطور که از نامش پیداست، در چیلرهای تراکمی هوایی، از کندانسور هوایی بعنوان واحد چگالش (Condensing) در سیکل تبرید استفاده می‌شود، اما در چیلر آب خنک، از طریق آب خنک تولیده شده توسط برج خنک کننده، انجام می‌شود.
تصویر شماتیک عملکرد سیکل تبرید تراکمی بخار در تصویر روبرو نشان داده شده است:
کاربردهای چیلر تراکمی هوا خنک
چیلر هوا خنک برای چه نوع آب و هوایی مناسب می‌باشد؟
چیلر هوایی قابلیت کار در تمامی شرایط‌های مختلف اقلیمی را دارد و یکی از نقاط قوت آن عدم مصرف آب جهت کاهش دمای آب و ایجاد فرآیند سرمایش است. در واقع کلیه چیلرهای تراکمی از لحاظ کاربرد، به دو دسته تهویه مطبوع و برودت صنعتی تقسیم می‌شوند. اما این روزها استفاده از چیلرهای تراکمی هوا خنک، با وجود این که مصرف برق بیشتری نسبت به چیلرهای آب خنک دارند، به دلایل قابل توجهی متداول‌تر است. شایان ذکر است امروزه به کمک سیستم ذخیره سازی یخ – آیس بانک (Ice Bank) تا میزان قابل توجهی میتوان هزینه‌های تأمین و مصرف برق چیلرهای هوا خنک را بهینه سازی نمود.
دلایل استقبال از چیلر تراکمی هوا خنک
بهره برداری آسان تر: در چیلرهای تراکمی هوا خنک به علت عدم نیاز به دستگاه برج خنک کننده (Cooling Tower) و سیستم سختی گیر آب (Water Softener) موجب کاهش حجم لوله کشی، سایز پائین تر، تجهیزات جانبی کمتر و هزینه‌های سرویس و نگهداری دوره‌ای پایین‌تر می‌شود و در نتیجه بهره برداری از چیلرهای هوا خنک در مقایسه با چیلرهای تراکمی آب خنک و چیلرهای جذبی به مراتب سهل‌تر است.
کمبود منابع آبی: نوع و شرایط اقلیمی کشور ایران همچنین بحران و کمبود منابع آبی (Water Crisis) علی الخصوص در سالهای اخیر، باعث ایجاد نگرانی هایی به جهت تأمین مصرف آب در سال های آتی شده است؛ بخاطر این موضوع موارد استفاده از چیلرهای هوا خنک بجای چیلرهای تراکمی آب خنک و علی الخصوص چیلرهای جذبی می تواند گام موثری در کنترل و صرفه جویی در مصرف آب باشد.
قابلیت استفاده در تمامی شرایط اقلیمی: از دیگر عوامل مؤثر در استفاده بیشتر از چیلرهای هوا خنک، میتوان به قابلیت کارکرد آن ها در کلیه شرایط اقلیمی و آب و هوایی اشاره کرد. چنانکه می توان از این نوع چیلرهای تراکمی به راحتی در مناطق گرم و خشک و گرم و مرطوب استفاده نمود.
کاربرد چیلر هوا خنک در تهویه مطبوع
در سیستم‌های تهویه مطبوع، سیال آب سرد تولیدی توسط چیلر هواخنک به کمک پمپ سیرکولاسیون درون مبدل هوایی (کویل آب سرد) دستگاه‌های از قبیل دستگاه فن کویل، دستگاه هواساز و یا ایرکولر، جریان می‌یابد، سپس بعد از دریافت گرما از محیط و گرم شدن سیال، جریان آب به چیلر بازگشت داده شده و مجدداً تا دمای استاندارد (7 درجه سانتی گراد بالای صفر) خنک می‌شود.
هنگامی که فن دستگاه‌های تهویه مطبوع هوای محیط را از روی کویل آب سرد با سرعت استاندارد عبور می‌دهند، باعث ایجاد جریان هوای خنک مورد نیاز، جهت تامین سرمایش فضاهای مسکونی، اداری، تجاری و صنعتی می‌شوند. طی این فرایند سرمایش، هوا در مبدل حرارتی، گرمای محسوس و نهان محیط (فضای قابل تهویه)، هر دو به هوای سرد خروجی مبدل، منتقل می‌شوند و به این دلیل هوای بسیار مطبوع‌تر و مناسب‌تری نسبت به سیستم‌های سرمایش تبخیری مانند کولر آبی، ایرواشر و زنت تولید می‌شود.
کاربرد چیلرهای هوا خنک در برودت صنعتی
آب سرد تولیدی توسط چیلر هواخنک، جهت خنک کاری مکانیزم‌ها و ماشین آلات خطوط تولید، به صورت گسترده در صنایع مختلف به طور مثال، فلزکاری، صنایع پلاستیک، تزریق، جوشکاری، ریخته‌گری، ماشین ابزار، داروسازی، پتروشیمی، بهداشت و درمان، پرورش ماهی، تولید و نگهداری مواد غذایی، سیمان، کاغذ، راه‌سازی و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. چیلرهای هواخنک صنعتی متناسب با میزان دقت و حساسیت در نوع فرایند تولید و همچنین الزامات خنک‌کاری، می‌توانند به صورت مرکزی و یا غیر مرکزی، آب سرد را از 10- تا 3+ درجه سانتی گراد بیشتر از دمای مرطوب محیط، تولید کنند.
تولید آب سرد تا 40- درجه سلسیوس، توسط چیلرهای تراکمی میسر می باشد ولی همبشه توصیه می شود، برای فرایند تولید آب سرد با دمای کمتر از 10- درجه سلسیوس، از دستگاه‌های چیلر آب خنک استفاده گردد.
