در این مقاله ما به موضوع نحوه کار چیلر، هواساز و برج خنک کننده با هم دیگر خواهیم پرداخت تا اصول عملکرد سیستم‌های تأسیساتی و اینکه چیلر چیست و چگونه کار می کند را بهتر درک کنیم.
چیلر چیست؟
در پاسخ به سوال چیلر چیست، می‌توان گفت که چیلر دستگاهی است که برای تولید آب سرد به منظور تأمین سرمایش در ساختمان‌ها، صنایع و فرآیندهای مختلف استفاده می‌شود. نحوه کار چیلر به این صورت است که به‌وسیله سیکل تبرید، حرارت را از یک محیط جذب نموده و سپس به محیط دیگری انتقال می‌دهد. آب سرد تولیدشده توسط چیلر می‌تواند در سیستم‌های تهویه مطبوع (مانند فن کویل‌ها و هواسازها) یا برای خنک کردن ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی به کار رود.
چیلرها در دو نوع اصلی چیلر تراکمی و چیلر جذبی موجود هستند که نحوه کار چیلر در آنها متفاوت است و هر یک از آنها بسته به منبع انرژی و نوع کاربرد، در پروژه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها یکی از بخش‌های کلیدی سیستم‌های سرمایشی در مراکز خرید، آپارتمان‌های مسکونی، کارخانه‌ها، بیمارستان‌ها و دیگر مکان‌های بزرگ به شمار می‌آیند.
با توجه به قابلیت چیلر در تولید آب سرد و کنترل دما، این دستگاه به عنوان یکی از کارآمدترین سیستم‌های سرمایشی شناخته می‌شود و نقش مهمی در تهویه مطبوع و فرآیندهای صنعتی دارد.
تعمیر و نگهداری چیلر در موتورخانه
چیلر چگونه کار می کند؟
کار چیلرها این است که با خنک کردن آب؛ سرمایش هوای محیط را کنترل و تنظیم می‌کنند. بدین صورت که آب سرد تولید شده را توسط پمپ یا اتصالات لوله کشی به واحدهای توزیع‌کننده مانند فن کویل یا هواسازها منتقل می‌کنند. لوله‌های آب سرد به کار رفته در این سیستم به‌گونه‌ای طراحی و عایق‌بندی شده‌اند که دمای آب را ثابت نگه داشته و از هدررفت انرژی جلوگیری می‌کنند. از آنجایی که آب سرد موجود در چیلر در مداری بسته جریان دارد، راهی برای تبخیر شدن نمی‌یابد. تفاوت چیلر جذبی و تراکمی در نحوه عملکرد آنها است؛ چیلر تراکمی از کمپرسور برای فشرده‌سازی گاز و سپس خنک‌سازی آن استفاده میکند، در حالی که چیلر جذبی از یک فرآیند جذب و تبادل حرارت برای تولید سرما بهره می‌برد. چیلرها برای تأمین آب خنک مورد نیاز تجهیزات خاص نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند.
چگونگی کار چیلر به زبان ساده
اگر بخواهیم به سوال سیستم چیلر چگونه کار میکند، با زبان ساده پاسخ دهیم می‌توان گفت که چیلر یک دستگاه سرمایشی است که در تابستان آب را خنک میکند و به لوله‌های دستگاه‌های فن کویل می‌فرستد. وقتی آب خنک وارد کویل‌های فن کویل می‌شود، دمای کویل پایین می‌آید. سپس فن، هوا را از روی کویل سرد عبور می‌دهد و هوای خنک‌شده را به محیط منتقل میکند که باعث خنک شدن فضا می‌شود.
در زمستان، چیلر خاموش می‌شود و دستگاه دیگری مثل پکیج یا بویلر موتورخانه وارد عمل می‌شود. این دستگاه‌ها آب را گرم می‌کنند و به لوله‌های فن کویل می‌فرستند. این بار فن، هوای گرم‌شده را به محیط منتقل میکند و فضای مورد نظر گرم می‌شود.
بررسی انواع چیلرها
این نوع از تاسیسات ساختمان در دو دسته کلی طبقه‌بندی می‌شوند که با ویژگی‌ها و ساختار متفاوت خود، در صنایع مختلف کاربرد دارند. در ادامه به معرفی این چیلرها، اجزا، عملکرد، مزایا و معایب آنها پرداخته می‌شود.
• چیلرهای تراکمی
چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور و کمپرسور به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شود. کندانسورهای آنها به دو نوع آب‌خنک و هواخنک تقسیم می‌شوند. در کندانسور آب‌خنک، گرمای مبرد با استفاده از آب دفع می‌شود و نیازمند تجهیزاتی مانند برج خنک‌کننده است. این نوع چیلر راندمان بالاتری دارد و معمولاً در فضاهای بسته مانند موتورخانه نصب می‌شود.
در مقابل، کندانسور چیلر تراکمی با استفاده از فن گرما را به محیط آزاد انتقال می‌دهد و برای نصب در فضاهای باز مانند پشت‌بام مناسب است. کمپرسورهای چیلر تراکمی نیز شامل انواع پیستونی، اسکرو، اسکرال و سانتریفیوژ هستند که هر کدام بسته به نیاز و شرایط پروژه انتخاب می‌شوند. این چیلرها دارای مزایای راندمان بالا و عملکرد پایدار هستند اما نیاز به برق بیشتری دارند.
• چیلرهای جذبی
چیلر جذبی با استفاده از یک منبع حرارتی (مانند آب گرم، بخار یا گرمای تلف‌شده از کوره‌ها) کار میکند. نحوه کار چیلر جذبی با تراکمی متفاوت است و به جای کمپرسور، از فرآیند جذب برای تبادل حرارت استفاده میکند. این چیلرها به سه دسته اصلی بر اساس نوع منبع حرارتی (مستقیم یا غیرمستقیم)، نوع ماده جاذب و مبرد (آب و آمونیاک یا آب و لیتیوم بروماید) و تعداد اثر (تک‌اثره یا دو‌اثره) تقسیم می‌شوند.
اگرچه ضریب عملکرد چیلر جذبی COP نسبت به تراکمی کمتر است و معمولاً بین ۰.۵ تا ۱ است، اما در مواردی که منبع حرارتی رایگان یا تلف‌شده وجود دارد، انتخاب مناسبی محسوب می‌شود. طرز کار چیلر جذبی به گونه‌ای است که برق مصرفی کمتری دارد به همین دلیل برای کاربردهایی با منابع انرژی حرارتی مناسب هستند.
بیشتر بدانید: تعمیر و نگهداری چیلر
اجزای اصلی سیستم خنک‌کننده مرکزی عبارت‌اند از:
• چیلر
• دستگاه هواساز (AHU)
• برج خنک‌کننده
• پمپ‌ها
چیلرها با توجه به نوع آنها معمولاً یا در زیرزمین یا روی سقف قرار می‌گیرند. چیلرهای روی سقف معمولاً هواخنک و چیلرهای زیرزمینی معمولاً از نوع آب‌خنک هستند اما هر دو عملکرد یکسانی دارند و به‌منظور تأمین هوای خنک برای دستگاه تهویه مطبوع گرمای مازاد را از فضای داخلی ساختمان حذف می‌کنند. تنها تفاوت آنها در نحوه دفع این گرما است.
چیلر هواخنک
چیلر تراکمی هوا خنک برای دمیدن هوای خنک محیط بر روی کندانسور خود و دفع گرمای سیستم از فن استفاده می کنند ، در این نوع از چیلرها از برج خنک کننده استفاده نمی شود. چیلر آب‌خنک دارای دو قسمت بزرگ است که یکی اواپراتور و دیگری کندانسور نامیده می‌شود.
چیلر آب خنک
در چیلر تراکمی آب خنک؛ اواپراتور چیلر در محلی که “آب سرد” تولید می‌شود قرار دارد. چیلر “آب خنک” اواپراتور را در دمایی حدود ۶ درجه سانتی‌گراد (۴۲٫۸ درجه فارنهایت) ترک میکند و توسط پمپ آب‌خنک به اطراف ساختمان رانده می‌شود. آب‌خنک توسط لوله‌های معروف به “رفت” از ارتفاع ساختمان بالا رفته و در طبقات مختلف توزیع می‌شود. این لوله‌ها شاید به نام رفت شناخته‌شده باشند اما آب هم به سمت بالا و هم پایین در آنها جریان دارد.
آب‌خنک از طریق لوله‌هایی با قطرهای کوچک‌تر که از لوله رفت منشعب شده‌اند به دستگاه‌های فن کویل (FCU) و دستگاه‌های هواساز (AHU) هدایت می‌شوند تا تهویه مطبوع ساختمان را تأمین کنند. AHU و FCU اساساً جعبه‌هایی هستند که فن‌هایی در آنها قرار دارند و هوا را از ساختمان به داخل می‌کشند و آن را از طریق کویل های گرمایشی یا خنک‌کننده هدایت می‌کنند تا دمای هوا را تغییر دهند و سپس این هوا را دوباره به داخل ساختمان می‌رانند. آب‌خنک وارد AHU / FCU می‌شود و از طریق کویل خنک‌کننده (مجموعه‌ای از لوله‌های نازک مسی ) عبور میکند و در آنجا گرمای هوای ورودی را جذب میکند. آب سرد گرم شده و هوایی که از آن می‌گذرد سرد می‌شود. وقتی آب‌خنک از کوئل خنک‌کننده خارج می‌شود دمای بالاتر و در حدود ۱۲ درجه سانتی‌گراد (۵۳٫۶ درجه فارنهایت) خواهد داشت. سپس آب‌خنک و آب گرم از طریق لوله برگشت به اواپراتور برمی‌گردد و پس از ورود به اواپراتور، یک مبرد گرمای مازاد را جذب کرده و آن را به سمت کندانسور منتقل میکند. سپس آب خنک با همین دما قادر به گردش در ساختمان و دفع بیشتر گرمای مازاد خواهد بود.
توجه: از آب سرد به عنوان “آب خنک” یاد می شود ، فرقی نمی کند گرم باشد یا خنک. چیلر آب خنک به دو دسته چیلر جذبی و چیلرتراکمی تقسیم می شود.
|
 چیلر تراکمی اب خنک |
 چیلر جذبی شرکت کریر |
چگونگی کار چیلر و شیر انبساط
شیر انبساط یکی از اجزای مهم در سیستم چیلر است که وظیفه کنترل مقدار مبرد ورودی به اواپراتور و کاهش فشار آن را بر عهده دارد. چگونگی کار چیلر و عملکرد این شیر به صورت زیر است:
• ورود مبرد مایع از کندانسور: در این قسمت نحوه کار چیلر بدین صورت است که مبرد مایع که از کندانسور وارد می‌شود، دمای بالا و فشار زیادی دارد.
• کاهش فشار و دما: شیر انبساط فشار مبرد را کاهش می‌دهد. این کاهش فشار باعث افت شدید دما می‌شود و مبرد را به یک ترکیب دو فازی (مایع و بخار) تبدیل میکند.
• ورود به اواپراتور: مبرد کم‌فشار و سرد وارد لوله‌های اواپراتور شده و گرمای محیط یا آب را جذب میکند.
• تنظیم دقیق مبرد: شیر انبساط میزان مبرد ورودی را بر اساس نیاز سرمایش تنظیم میکند. این تنظیم به کمک حسگرهایی انجام می‌شود که دمای خروجی اواپراتور را پایش می‌کنند.
این فرآیند به عملکرد مؤثر سیستم چیلر کمک کرده و تضمین میکند که مقدار مناسب مبرد برای جذب گرما در چرخه سرمایش استفاده شود.
طرز کار چیلر و کمپرسور
کمپرسور یکی از حیاتی‌ترین اجزای چیلرهای تراکمی است که نقش اصلی در فشرده‌سازی مبرد و ایجاد جریان در سیستم تبرید را بر عهده دارد. طرز کار چیلر و عملکرد کمپرسور به صورت زیر انجام می‌شود:
• ورود مبرد گازی شکل: مبرد که به شکل گاز و با فشار و دمای پایین از اواپراتور خارج شده است، وارد کمپرسور می‌شود.
• فشرده‌سازی مبرد: کمپرسور مبرد را فشرده کرده و فشار و دمای آن را به طور قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. این افزایش دما به گونه‌ای است که امکان دفع گرمای آن در کندانسور فراهم باشد.
• انتقال به کندانسور: مبرد فشرده و داغ از کمپرسور خارج شده و وارد کندانسور می‌شود. در کندانسور، گرمای مبرد به محیط یا آب در گردش منتقل می‌شود و مبرد به مایع تبدیل میگردد.
• کنترل فشار و ایمنی: در بالای کمپرسور یک سیستم کنترل فشار وجود دارد که فشار مبرد ورودی و خروجی را تنظیم میکند. این سیستم نقش مهمی در نحوه کار چیلر و عملکرد ایمن و کارآمد کمپرسور دارد.
کندانسور چیلر چگونه کار می کند
کندانسور چیلر تراکمی محلی است که گرمای مازاد قبل از هدایت به سمت برج خنک‌کننده در آنجا جمع‌آوری می‌شود. یک مبرد از بین اواپراتور و کندانسور عبور میکند تا تمام گرمای ناخواسته را جابجا کند. یک دستگاه آبی دیگر، معروف به “آب کندانسور”، از محلی بین کندانسور و برج خنک‌کننده عبور میکند. مبرد گرما را از دستگاه چیلر در اواپراتور جمع‌آوری میکند و آن را به “آب کندانسور” در کندانسور منتقل میکند.
آب کندانسور دردمایی حدود ۲۷ درجه سانتی‌گراد ( ۸۰.۶ درجه فارنهایت) وارد کندانسور می‌شود، ازآنجا عبور کرده و گرما را در طول مسیر جمع‌آوری میکند. این آب هنگام خارج شدن از کندانسور، دمایی حدود ۳۲ درجه سانتی‌گراد ( ۸۹.۶ درجه فارنهایت) دارد. آب کندانسور و مبرد هرگز مخلوط نمی‌شوند، آنها همیشه توسط دیواره لوله جدا می‌شوند و گرما فقط از طریق این دیواره منتقل می‌شود. وقتی آب کندانسور از کندانسور عبور کرد و گرمای مازاد را جذب کرد، به سمت برج‌های خنک‌کننده می‌رود تا این گرما را تخلیه کرده و چیلر را برای جمع‌آوری گرمای بیشتر آماده کند.
بیشتر بخوانید : اجزای اصلی چیلر جذبی و تراکمی و شرح کار آن ها
برج خنک کننده با چیلر چگونه کار می کند
برج خنک کننده معمولاً بالای سقف قرار دارد و مقصد نهایی گرمای مازاد ساختمان است. برج خنک‌کننده شامل یک فن بزرگ است که هوا را درون دستگاه هدایت میکند. آب کندانسور به برج‌های خنک‌کننده پمپاژ شده و به سمت جریان هوا اسپری می‌شود. هوای خنک محیط با اسپری کردن آب کندانسور (در یک برج خنک‌کننده باز) وارد آن شده و با این آب در تماس مستقیم قرار خواهد گرفت و این امر باعث می‌شود که گرمای آب کندانسور به هوا منتقل شده و سپس این هوا به جو منتقل شود. سپس آب کندانسور جمع شده و به سمت کندانسور چیلرها منتقل می‌شود تا گرمای بیشتری را جذب کند. راه های زیادی نیز برای بهینه سازی مصرف برج های خنک کننده وجود دارد که می توانید از آنها بهره ببرید و کاهش و صرفه جویی در مصرف انرژی را شاهد باشید.
برج خنک کننده
فن کویل با سیستم چیلر چگونه کار میکند
فن کویل به عنوان یکی از اجزای سیستم تهویه مطبوع، وظیفه توزیع هوای گرم یا سرد را در فضای داخلی ساختمان بر عهده دارد. ارتباط و هماهنگی بین چیلر و فن کویل، نقش اساسی در عملکرد سرمایشی این سیستم دارد. در ادامه به سوال فن کویل با سیستم چیلر چگونه کار میکند، پاسخ داده‌ایم:
۱. تامین آب سرد توسط چیلر
چیلر وظیفه خنک کردن آب را دارد. آب سرد تولید شده در چیلر، با استفاده از پمپ به فن کویل‌ها ارسال می‌شود. آب سرد از طریق لوله‌های مسی وارد مبدل حرارتی (کویل) فن کویل می‌شود.
۲. فرآیند تبادل حرارت در فن کویل
فن دمنده هوا را از فضای داخلی اتاق می‌گیرد و آن را از روی کویل‌های سرد عبور می‌دهد. زمانی که هوا از سطح کویل‌ها عبور میکند، گرمای آن به آب سرد داخل لوله‌ها منتقل می‌شود. این فرآیند باعث خنک شدن هوای اتاق می‌شود.
۳. بازگشت آب گرم به چیلر
آب سرد پس از جذب گرمای محیط، گرم می‌شود و از طریق لوله خروجی به چیلر بازمی‌گردد تا دوباره خنک شود. این چرخه به طور مداوم تکرار می‌شود.
۴. فیلتر و کیفیت هوا
فن کویل‌ها دارای فیلترهایی هستند که وظیفه تمیز کردن هوای ورودی را دارند. این فیلترها ذرات معلق و گرد و غبار موجود در هوا را جذب می‌کنند. لازم است این فیلترها به صورت دوره‌ای بررسی و در صورت نیاز تمیز یا تعویض شوند.
مزایای استفاده از فن کویل در سیستم چیلر
نحوه کار چیلر با فن کویل مزیت‌های زیر را به همراه دارد:
کارایی بالا: توانایی توزیع سریع و یکنواخت هوای خنک یا گرم.
انعطاف‌پذیری: امکان استفاده در سیستم‌های دو لوله‌ای یا چهار لوله‌ای.
صرفه‌جویی در فضا: به خصوص در مدل‌های سقفی توکار که فضای داخلی را اشغال نمی‌کنند.
کم‌صدا بودن: فن‌های کم‌صدا، مخصوصاً در محیط‌های مسکونی و شب‌هنگام.
جمع‌بندی
کلینیک انرژی به عنوان یک تیم تخصصی در حوزه نگهداری و تعمیر تأسیسات ساختمان، خدمات گسترده‌ای در زمینه نگهداری و تعمیر انواع چیلر ارائه می‌دهد. این خدمات شامل بررسی و عیب‌یابی، تعمیر قطعات، افزایش بهره‌وری و کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های چیلر است.همچنین برای حفظ عملکرد بهینه چیلر، انجام اسیدشویی چیلر تراکمی به‌صورت دوره‌ای ضروری است تا رسوبات و گرفتگی‌های مبدل‌های حرارتی از بین برود. تیم تخصصی کلینیک انرژی با تجربه بالا و استفاده از تجهیزات پیشرفته، نیازهای کارخانه‌ها و ساختمان‌های بزرگ را در این زمینه به بهترین شکل برطرف میکند.
درصورت نیاز به خدمات سرویس و نگهداری تاسیسات ساختمان از جمله تعمیرات چیلرها و خنک کننده ها و همینطور خدماتی مانند تعمیر و نگهداری تاسیسات استخر؛ تعمیر و نگهداری موتورخانه ساختمان؛ بازسازی موتورخانه و … می توانید از تیم ما در انرژی کلینیک کمک بگیرید.