چیلر چیست؟

چیلر دستگاهی است که با گرفتن گرما از مایع (آب) در یک سیکل تبرید تراکمی یا جذبی، آب سرد تولید می­کند. آب سرد شده از طریق سیستم لوله ­کشی و پمپ ­های مربوطه در مبدل­ های حرارتی به گردش در می­آید و با توجه به کاربری مورد نیاز منجر به خنک شدن هوا، آب یا یک تجهیز می­گردد.

انواع چیلر

انواع چیلر بر اساس انرژی مصرفی

چیلرها بر اساس نوع انرژی مصرفی به دو دسته چیلرهای جذبی و چیلرهای تراکمی تقسیم می­شوند. در چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی جهت ایجاد برودت و در چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی جهت ایجاد برودت استفاده می­شود.

اصول کارکرد چیلر تراکمی

چیلر تراکمی از چهار قسمت اصلی کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور تشکیل شده است. اصول کار چیلر تراکمی بر اساس سیکل تبرید است. در سیکل تبرید از یک ماده مبرد جهت ایجاد برودت استفاده می­شود. ماده مبرد با جذب حرارت از آب در اواپراتور منجر به خنک شدن آن می­شود. جهت ادامه سیکل، مبرد که با جذب حرارت از آب افزایش دما پیدا کرده است وارد کمپرسور شده و فشار و دمای آن افزایش می­یابد. در ادامه مبرد که در فاز گاز است، وارد کندانسور شده و با از دست دادن گرما دمای آن کاهش می­یابد و سپس وارد شیر انبساط می­گردد. فشار و دمای مبرد پس از عبور از شیر انبساط کاهش پیدا کرده و مبرد در حالت مخلوط مایع و گاز (دو فازی) وارد اواپراتور می­شود. در اواپراتور مبرد با جذب حرارت از آب خنک شده و این سیکل تکرار می­گردد.

اصول کارکرد چیلر جذبی

اصل کارکرد چیلر جذبی نیز مانند چیلر تراکمی است با این تفاوت که در چیلر جذبی به جای استفاده از کمپرسور  از پمپ، ابزوربر و ژنراتور جهت افزایش فشار و دمای مبرد استفاده می­گردد. سیال مبرد مورد استفاده در سیکل چیلر جذبی، آب در فشار خلاء است. سیال مبرد با جذب حرارت از آب در اواپراتور گرم شده و به شکل بخار آب از اواپراتور خارج و وارد ابزوربر می­شود. در ابزوربر از نمک لیتیوم بروماید جهت جذب بخار آب استفاده می­گردد و محلول حاصل که با جذب آب رقیق شده است توسط پمپ به ژنراتور فرستاده می­شود. در ژنراتور با دادن حرارت به محلول رقیق لیتیوم بروماید، آب محلول در آن بخار شده و لیتیوم بروماید غلیظ شده به ابزوربر باز می­گردد. سپس بخار آب وارد کندانسور شده و با  از دست دادن حرارت تقطیر شده و به اواپراتور بر می­گردد و سیکل تکرار می­شود. در واقع در چیلرهای جذبی از آنجاییکه از یک سیال تراکم پذیر در سیکل تبرید استفاده می­گردد با استفاده از پمپ می­توان فشار مبرد را افزایش داد و جهت افزایش دمای مبرد نیز از انرژی حرارتی استفاده کرد.

مقایسه چیلر تراکمی و جذبی

• چیلر تراکمی مصرف برق بالاتر و چیلر جذبی مصرف انرژی حرارتی (گاز) بیشتری دارد.
• چیلر تراکمی راندمان بالاتری نسبت به چیلر جذبی دارد.
• چیلر تراکمی تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به چیلر جذبی نیاز دارد.
• با توجه به اینکه چیلر جذبی نیاز به برج خنک کن دارد و اساس کار برج خنک کن تبخیر آب است در چیلرهای جذبی مصرف آب بالا است که با توجه به کمبود منابع آب در کشور توصیه نمی­­شود.
• چیلر جذبی جهت نصب نیاز به فضای زیادی در موتورخانه ساختمان دارد در صورتیکه چیلر تراکمی در فضای آزاد (بام، حیاط) نصب می­شود بنابراین در صورت نصب چیلر جذبی بخشی از فضای مفید ساختمان باید جهت نصب در نظر گرفته شود.
• از آنجاییکه منبع انرژی لازم جهت چیلر جذبی، انرژی حرارتی است و راندمان این دستگاه پایین است تنها در صورتیکه منبع انرژی حرارتی درحال اتلاف مانند توربین گازی، نیروگاه و …. در دسترس بوده و این انرژی قابل بازیافت باشد استفاده از چیلر جذبی توجیه پذیر است.
• در بارهای جزیی چیلرهای تراکمی راندمان بالا و مصرف انرژی کمتری دارند در صورتیکه چیلرهای جذبی در بارهای جزیی قابلیت کنترل بار را ندارند.

اجزای چیلر تراکمی

کمپرسور

وظیفه کمپرسور افزایش فشار و دمای گاز مبرد در سیکل تبرید چیلر تراکمی است. کمپرسورهای چیلرهای تراکمی در مدل­ های مختلف روتاری، رفت و برگشتی، اسکرال، اسکرو، سانتریفیوژ، توربوکور موجود هستند.

کمپرسور روتاری:

ساختمان کمپرسورهای روتاری شامل یک میل­ لنگ و یک پیستون دوار است. با حرکت دورانی پیستون خلا ایجاد شده و منجر به مکش گاز از شیر ورودی می­شود در ادامه با حرکت دورانی پیستون دوار گاز پشت شیر تخلیه فشرده شده و با باز شدن شیر تخلیه با فشار و دمای بالا از کمپرسور خارج می­گردد.

کمپرسور رفت و برگشتی:

کمپرسورهای رفت و برگشتی قدیمیترین نوع کمپرسورها هستند. عملکرد این کمپرسورها مشابه محفظه احتراق ماشین است به این ترتیب که حرکت دورانی میل لنگ منجر به حرکت خطی پیستون شده و گاز مبرد را فشرده می­کند.

کمپرسور اسکرال:

کمپرسور اسکرال از دو حلزون که در داخل یکدیگر قرار دارند تشکیل شده است یکی از حلزون ها ثابت بوده و دیگری متحرک است. گاز مبرد به داخل حلزون ثابت کشیده می­شود با حرکت حلزون متحرک گاز مبرد فشرده شده و دما و فشار آن افزایش می­یابد و سپس از مرکز حلزون ثابت خارج می شود.

کمپرسور اسکرو:

در کمپرسور اسکرو با حرکت چرخشی روتورهایی که داخل محفظه بسته قرا دارند حجم گاز مبرد کاهش و فشار آن افزایش پیدا می­کند. کمپرسور­های اسکرو در دو مدل سینگل اسکرو (single screw)  و دابل اسکرو (double screw)  موجود هستند.

کمپرسور سینگل اسکرو:  single screw

کمپرسور سینگل اسکرو شامل یک مارپیچ دوار و یک جفت روتور است. با حرکت دورانی روتور مارپیچ اسکرو، گاز مبرد در فضای بین آن­ها به دام افتاده و فشار آن افزایش می­یابد.

کمپرسور دابل اسکرو:

کمپرسور دابل اسکرو از دو مارپیچ تشکیل شده است که به صورت نر و ماده داخل یکدیگر می­چرخند و از آنجاییکه تلرانس بین دو مارپیچ کم است، با حرکت به جلو گاز مبرد فشرده می­شود. کمپرسور دابل اسکرو در مقایسه با کمپرسور سینگل اسکرو کارایی بهتری دارند ولی به علت اصطکاک بالاتر بین قطعات به تعمیر و نگهداری بیشتری نیاز دارند.

در کمپرسورهای اسکرو قابلیت کنترل ظرفیت به صورت پیوسته و پله ای امکانپذیر است. کنترل ظرفیت با تغییر میزان گاز مبرد که در فضای بین دو مارپیچ وارد می­شود انجام می­گیرد. جهت تغییر حجم مبرد در فضای بین دو پیچ اسکرو از یک اسلایدر استفاده می­شود. توسط شیرهای برقی(CR1,..4)  روغن به داخل محفظه سیلندر فرستاده می­شود، در محفظه سیلندر پیستون قرار دارد که با حرکت پیستون اسلایدر به حرکت درآمده و حجم گاز مبرد در قسمت ساکشن تغییر می­کند.

کمپرسور سانتریفیوژ:

در این کمپرسورها با ورود گاز به محفظه به کمک پره ­های دوار انرژی جنبشی و سرعت گاز مبرد بالا می­رود، در ادامه با عبور گاز از دیفیوزر سرعت گاز کاهش و فشار آن افزایش پیدا می­کند.   

کمپرسور توربوکور:

کمپرسورهای توربوکور از نوع سانتریفیوژ بوده و نحوه فشرده ­سازی گاز مبرد مانند کمپرسورهای سانتریفیوژ است تنها تفاوت در نحوه خنک ­سازی گاز مبرد است. در کمپرسورهای معمول از روغن جهت خنک­ کاری کمپرسور استفاده می­گردد در صورتیکه کمپرسورهای توربوکور اصطلاحا oil free هستند و به کمک یاتاقان­ های مغناطیسی شافت در مرکز قرار می­گیرد. در صورت قطع برق نیز موتور تبدیل به ژنراتور می­گردد و در طی این سوییچ خازن­ها به عنوان منبع ذخیره برق عمل می­کنند.

کندانسور

گاز مبرد پس از خروج از کمپرسور با فشار و دمای بالا وارد کندانسور می­شود. کندانسور یک مبدل حرارتی است و  وظیفه آن خنک سازی گاز مبرد است. از لحاظ نحوه خنک سازی گاز مبرد کندانسورها در دو مدل هوا خنک و آب خنک موجود هستند.

کندانسور هوا خنک

در کندانسور هوا خنک از گردش هوا جهت خنک سازی گاز مبرد استفاده می­شود. گاز مبرد با دما و فشار بالا وارد کندانسور می­شود و از یکسری لوله پره ­دار(فین) عبور می­کند. کویل کندانسور از هوای اطراف محیط گرمتر است،  توسط فن­ هوا در اطراف لوله به گردش درآمده گاز مبرد در فشار ثابت خنک شده تا به درجه حرارت اشباع برسد پس از آن با ادامه انتقال حرارت، تقطیر مبرد   آغاز شده و دمای مبرد کاهش می­یابد. در این حالت که دمای مبرد از دمای اشباع پایینتر است، اصطلاحا مایع سابکول شده است. بنابراین چیلر هوا خنک جهت عملکرد مناسب باید در محیط باز نصب گردد.

هدف از سابکول کردن مبرد در کندانسور افزایش راندمان چیلر است. گاز مبرد به شکل مخلوط مایع و گاز وارد اواپراتور می­شود. هر چقدر مقدار مبرد ورودی به اواپراتور در فاز مایع، بیشتر باشد انتقال حرارت بیشتر و در نتیجه راندمان چیلر افزایش می­یابد. همچنین در صورت وجود حباب گاز عملکرد شیر انبساط مختل شده و ظرفیت آن کاهش می­یابد.

چیلرهای هوا خنک عموما از لوله­ های مسی و فن های آلومینیومی تشکیل شده­ اند. آلومینیوم به علت داشتن خواصی چون سبک بودن، ضریب انتقال حرارت بالا، در دسترس بودن مناسبترین ماده جهت ساخت فین است. با این وجود در محیط ­هایی با خوردگی بالا، محیط­ های اسیدی، محیط­ هایی با رطوبت بالا و شور امکان تخریب فلز آلومینیوم بالا است، استفاده از دو فلز از جنس مختلف نیز منجر به ایجاد خوردگی گالوانیک می­گردد. همچنین از آنجاییکه کندانسور هوا خنک می­بایست در فضای آزاد نصب گردد، وجود رطوبت، ذرات گرد و غبار و هرگونه کثیفی بر روی کندانسور موجب کاهش انتقال حرارت و در نتیجه کاهش راندمان کندانسور می­گردد. در چنین شرایطی از پوشش­ های خاصی جهت افزایش عمر کندانسور و یا هر مبدل حرارتی دیگری استفاده می­گردد.

کندانسور با پوشش بلوفین

در مناطقی که اقلیم مرطوب دارند، رطوبت منجر به خوردگی کویل کندانسور می­گردد، به همین منظور در این مناطق تکنولوژی بلوفین پیشنهاد می­شود به این ترتیب که سطح کویل با پوشش اپوکسی پوشانده می­شود تا از کویل در مقابل رطوبت محافظت کند.

کندانسور با پوشش گلدفین

استفاده از پوشش گلدفین نیز جهت جلوگیری از خوردگی کندانسور در محیط­ های مرطوب و وجود گرد و غبار است. پوشش گلدفین نسبت به بلو فین منجر به افزایش راندمان انتقال حرارت شده و حفاظت کننده بهتری نسبت به پوشش بلوفین محسوب می­شوند.

کندانسور هیدروفوبیک

در مواردی که اثر خوردگی آب نسبت به اسید و نمک اهمیت بیشتری دارد به روکشی نیاز است که آب بدون آنکه روی آن بماند از سطح جدا شود. این پوشش­ها به عنوان پوشش آبگریز یا هیدروفوبیک طبقه ­بندی می­شوند. عامل مهم در میزان ترشوندگی سطح زاویه تماس مایع با سطح است، هر چقدر زاویه تماس مایع با سطح به صفر نزدیک­تر باشد تر شوندگی بیشتر می­شود. در سطوح آبگریز زاویه تماس بیشتر از 90 درجه است، به این ترتیب قطرات شکل کروی پیدا می­کنند و امکان ایستایی قطرات کمتر شده و بدون مقاومت از سطح خارج می­شوند.

کندانسور هیدروفیل

در صورتیکه زاویه تماس قطرات مایع با سطح به صفر نزدیکتر باشد قطرات مایع کمتر امکان جدا شدن از سطح را داشته و در صورت انباشته شدن قطرات آب فیلم نازکی از آب روی سطح ایجاد می­شود.

کندانسور میکروچنل

کندانسور میکروچنل نسل جدیدی از کندانسورهای هوا خنک هستند، در طراحی این کندانسورها از آلومینیوم به جای مس استفاده شده است. کندانسورهای میکروچنل شامل صفحات آلومینیومی هستند که در هر کدام از این صفحات چند ردیف کویل با قطر بسیار کم جهت عبور مبرد در نظر گرفته شده است.

مزایای کندانسورهای میکروچنل

• از آنجاییکه آلومینیوم در مقایسه با مس سبکتر است کندانسورهای میکروچنل سبکتر بوده و فضای کمتری را اشغال می­کنند.
• با افزایش سطح انتقال حرارت و کاهش افت فشار مبرد در کندانسور، دمای کندانس پایینتر و در نتیجه کارکمپرسور کاهش پیدا می­کند که منجر به افزایش راندمان دستگاه می­گردد.
• بدلیل کاهش افت فشار مبرد در کندانسور نیاز به فن کوچکتر است.
• استفاده از گاز مبرد منجر به تخریب لایه ازون و گرم شدن زمین می­گردد، با توجه به قطر کم لوله­ ها در کندانسورهای میکروچنل نیاز به شارژ گاز مبرد کمتری است در نتیجه استفاده از کندانسورهای میکروچنل خطر کمتری از نظر استانداردهای زیست محیطی دارد.
• در کندانسورهای لوله و فین استفاده از دو آلیاژ غیر هم­جنس (لوله مسی و فین آلومینیومی) منجر به ایجاد خوردگی می­گردد. کندانسورهای میکروچنل بدلیل استفاده از فلز آلومینیوم نسبت به خوردگی مقاوم بوده و عمر بالاتری دارند.

معایب کندانسورهای میکروچنل

• با توجه به قطر کم لوله ­های مبرد در کندانسورهای میکروچنل وجود هرگونه ناخالصی می­تواند منجر به انسداد لوله­ ها شود که در نهایت منجر به کاهش انتقال حرارت و ایجاد نشتی در کندانسور گردد.

کندانسور آب خنک

در این کندانسورها از آب جهت خنک کردن گاز مبرد استفاده می­گردد. کندانسورهای آب خنک در مدل­های مختلف  پوسته و لوله، دو لوله ای و مبدل صفحه­ ای موجود هستند. در تمام انواع کندانسورهای آب خنک، گاز مبرد از یک سمت و آب از سمت دیگر وارد می­شود. با انتقال حرارت بین آب و  مبرد، مبرد گازی شکل با فشار و دمای بالا خنک شده و آب گرم می­شود. جهت استفاده مجدد از آب گرم شده و بازگشت به سیکل تبرید از برج خنک کننده استفاده می­گردد. در برج خنک کننده آبگرم شده در اثر تبخیر سطحی با محیط خنک شده و به سیکل بازگردانده می­شود. چیلرهای آب خنک در مقایسه با چیلرهای هوا خنک مصرف آب بالاتری دارند که با توجه به بحران آب در ایران توصیه نمی­گردد.

برج خنک­ کن در دو نوع باز و بسته موجود هستند.

برج خنک ­کن باز

برج خنک کن باز همانطور که از نام آن مشخص است در یک سیکل باز آب را خنک می­­کند و اصول کارکرد آن براساس تبخیر سطحی است. آب بعد از تبادل حرارت با مبرد در کندانسور گرم شده و از قسمت بالای برج توسط تعدادی نازل بر روی سطح پکینگ پاشیده می­شود. پکینگ­ها منجر به افزایش سطح تماس هوا با آب شده و آب در اثر تبخیر سطحی در تماس با هوای محیط خنک شده و در قسمت پایین برج ته­نشین می­شود. بنابراین میزان کاهش دمای آب بستگی به میزان رطوبتی دارد که توسط هوای محیط می­تواند جذب گردد و دمای آب حداکثر تا دمای مرطوب محیط می­تواند کاهش پیدا کند.

معایب برج خنک کن باز

• در برج خنک­ کن باز آب حداکثر تا دمای مرطوب محیط می­تواند خنک شود، بنابراین در مناطق مرطوب استفاده از برج خنک کن باز کارایی مطلوبی ندارد.
• پاشیدن آب به اطراف و تبخیر بیش از اندازه آب.
• در اثر تبخیر سطحی آب میزان مواد معدنی در آب افزایش یافته و می­تواند منجر به ایجاد رسوب گردد.
• ایجاد رسوب منجر به کاهش انتقال حرارت کندانسور می­گردد.
• نیاز به سختی گیر جهت آب MAKE UP

برج خنک کن بسته

همانطور که توضیح داده شد اساس کار برج خنک­ کن تبخیر آب است. آب ورودی به برج­ خنک­ کننده دارای املاح است که اصطلاحا به آن TDS گفته می­شود. با تبخیر آب املاح موجود افزایش پیدا کرده و به مرور زمان TDS آب افزایش یافته و آب اشباع از یون­های سخت کلسیم و منیزیم می­شود که به مرور زمان منجر به ایجاد رسوب در کندانسور می­گردد. در برج خنک­ کن بسته آب سیستم در کویل به گردش در می­آید و در تماس مستقیم با هوا نیست همزمان آب در مدار برج خنک­ کن بر روی سطح کویل پاشیده شده و در مجاورت جریان هوای ایجاد شده توسط فن تبخیر شده و منجر به خنک شده آب داخل کویل می­گردد. در برج خنک ­کن مدار بسته از آنجاییکه آب داخل کویل در تماس مستقیم با هوا نیست تبخیر نمی­شود و در صورتیکه آب سیکل برای اولین بار با آب نرم پر گردد دیگر نیازی به شارژ مجدد آب نیست همچنین از آنجاییکه آب سیستم در سیکل بسته جریان دارد مانع از رسوب آب می­گردد.

مقایسه برج خنک کن مدار باز و بسته

• رسوب در برج خنک­ کن بسته سیستم با آب نرم پر شده و از آنجاییکه هیچ تماسی با هوای محیط ندارد در نتیجه تبخیر نشده و فاقد رسوب است. در صورتیکه در برج خنک­ کن مدار باز بدلیل تبخیر آب املاح موجود در آن بالا رفته و رسوب منجر به کاهش انتقال حرارت کندانسور و به مرور زمان خرابی آن می­گردد.
• مصرف آب از آنجاییکه در هر دو نوع برج خنک کن مدار باز و بسته دفع حرارت از آب سیستم از طریق تبخیر آب صورت می­گیرد بنابراین میزان مصرف آب در هر دو یکسان است. در برج خنک کن مدار باز تبخیر آب بر روی پکینگ­ها و در برج خنک ­کن مدار بسته تبخیر آب بر روی کویل اتفاق می­افتد.
• تجهیزات در برج خنک­ کن مدار باز نیاز به یک پمپ جهت گردش آب است در صورتیکه در برج خنک کن مدار بسته علاوه برگردش آب در مدار برج خنک کن نیاز به یک پمپ جهت گردش آب در کویل نیز است به این ترتیب مصرف انرژی نیز در برج ­خنک کن مدار بسته بالاتر است.
• قیمت برج خنک کن مدار بسته بدلیل وجود تجهیزات بیشتر  و همچنین استفاده از کویل مسی جهت افزایش انتقال حرارت قیمت بالاتری نسبت به برج خنک کننده مدار باز دارند.

شیر انبساط

گاز مبرد پس از خروج از کندانسور وارد شیر انبساط می­گردد. وظیفه شیر انبساط کاهش فشار و دمای مایع خروجی از کندانسور و کنترل مقدار مبرد ورودی به اواپراتور است. شیر انبساط در مدل­های ترموستاتیک و الکترونیک موجود است. تفاوت شیر انبساط الکترونیک و ترموستاتیک در نحوه عملکرد آنها جهت تنظیم مقدار ماده مبرد خروجی است.

شیر انبساط ترموستاتیک

شیر انبساط ترموستاتیک شامل یک بالب است که از طریق لوله مویین به خروجی اواپراتور متصل شده است. در صورت افزایش بار سیستم دمای گاز مبرد در خروجی اواپراتور افزایش می­یابد به این ترتیب گاز داخل بالب منبسط شده و به دیافراگم شیر انبساط نیرو وارد می­کند و به این ترتیب مبرد بیشتری تزریق می­شود.

شیر انبساط الکترونیک

جهت توضیح عملکرد شیر انبساط الکترونیک ابتدا مفهوم سوپرهیت باید توضیح داده شود. مبرد پس از عبور از شیر انبساط به شکل مخلوط مایع و گاز وارد اواپراتور می­گردد. در اواپراتور با جذب حرارت از آب در فشار ثابت تغییر فاز داده و به شکل بخار اشباع از اواپراتور خارج می­گردد. با کاهش ظرفیت، امکان ورود مبرد به شکل مایع به کمپرسور وجود دارد که خطرناک است. به همین دلیل مبرد با جذب حرارت بیشتر در اواپراتور تغییر فاز داده و به شکل گاز وارد کمپرسور می­گردد.

نحوه عملکرد شیر انبساط الکترونیک به این شکل است که در خروجی اواپراتور یک سنسور دما و یک ترنسدیوسر فشار نصب می­گردد. ترنسدیوسر فشار، فشار اشباع در خروجی اواپراتور و سنسور دما نیز دمای گاز خروجی از اواپراتور را اندازه می­گیرد. با داشتن فشار اشباع در خروجی اواپراتور دمای اشباع متناسب با فشار توسط کنترلر خوانده می­شود. اختلاف دمای اشباع و دمای خوانده شده توسط سنسور دمای سوپرهیت است. سپس کنترلر تصمیم به باز کردن شیر انبساط جهت خروج مبرد بیشتر یا بستن شیر انبساط می­گیرد.

اواپراتور

مبرد بعد از کاهش دما در شیر انبساط وارد اواپراتور می­گردد و با جذب حرارت از آب منجر به خنک شدن آن می­گردد. اواپراتور در مدل های مختلفی موجود است.

اواپراتور پوسته و لوله

اواپراتور پوسته و لوله شامل یک پوسته و تعداد زیادی لوله مسی است که به صورت موازی داخل پوسته قرار گرفته اند. در این مدل از اواپراتورها آب داخل پوسته و گاز مبرد در لوله­ ها جریان دارد. در داخل پوسته یکسری صفحات (Baffles) وجود دارد که با مغشوش کردن جریان آب منجر به افزایش انتقال حرارت می­شود.

اواپراتور صفحه ­ای

اواپراتور صفحه ­ای شامل صفحاتی است که به صورت موازی با یکدیگر قرار گرفته ­اند. در این صفحات به صورت یکی در میان آب و گاز مبرد جریان دارد و تبادل حرارت صورت می­گیرد.  این مدل از اواپراتورها نسبت به رسوب آب حساس هستند و در صورت بالا بودن سختی آب، به مرور زمان منجر به ایجاد رسوب شده و انتقال حرارت از سطح مبدل کاهش پیدا می­کند. جهت حل این مشکل در صورت استفاده از مبدل پلیتی باید از سختی­گیر و صافی با مش مناسب در مسیر ورودی آب استفاده گردد.

اواپراتورهای فلودد

اواپراتورهای فلودد مانند اواپراتورهای پوسته و لوله هستند با این تفاوت که آب در لوله و مبرد در پوسته جریان دارد. به این ترتیب لوله های آب همواره در مبرد در حال جوشش غوطه ­ور هستند، بنابراین سطح انتقال حرارت افزایش می­یابد. در اواپراتور DX جهت جلوگیری از برگشت مایع به کمپرسور گاز مبرد خروجی از اواپراتور سوپرهیت شده و سپس وارد کمپرسور می­گردد در صورتیکه در اواپراتور فلودد مبرد در قسمت بالای پوسته همواره به صورت گاز خارج می­شود و نیاز به سوپرهیت کردن مبرد نیست در نتیجه راندمان دستگاه افزایش می­یابد. در اواپراتورهای فلودد نیاز به شارژ مبرد بیشتری است در نتیجه اواپراتورهای فلودد سنگینتر هستند. از آنجاییکه همواره مقداری روغن همراه مبرد از کمپرسور خارج می­گردد سرعت حرکت مبرد در سیکل جهت برگشت روغن به کمپرسور حائز اهمیت است، در اواپراتورهای فلودد از آنجاییکه مبرد در پوسته جریان دارد بنابراین سرعت حرکت مبرد کاهش پیدا کرده و امکان برگشت روغن به کمپرسور کاهش یافته و  جهت برگشت روغن به کمپرسور باید تمهیدات مناسب در نظر گرفته شود.

فیلتر درایر

فیلتر درایر جهت حذف رطوبت و ذرات جامد موجود در سیکل تبرید، قبل از شیر انبساط نصب می­گردد. این ناخالصی­ها در اثر وجود هوا در سیستم، وجود ناخالصی در ماده مبرد و نشتی در سیستم بوجود می­آیند. وجود رطوبت در سیکل تبرید موجب ایجاد خوردگی در قطعات مکانیکی، از بین رفتن سیم پیچ کمپرسور، تغییر در ساختار روغن شده و عمر مفید قطعات را کاهش می­دهد. همچنین در صورت وجود رطوبت در شیر انبساط امکان یخ­زدگی وجود دارد که مانع از عملکرد صحیح شیر انبساط شده در نتیجه راندمان سیستم کاهش پیدا می­کند.

سایت گلاس

سایت گلاس در خط مایع و قبل از شیر انبساط نصب می­گردد. جهت بررسی میزان شارژ گاز مبرد، گرفتگی فیلتر درایر، وجود رطوبت در سیستم از سایت گلاس استفاده می­شود. در صورتیکه مبرد به شکل کف­ آلود باشد و یا در صورت مشاهده حباب مقدار مایع مبرد عبوری کم است. در صورت وجود رطوبت نیز با تغییر رنگ نشانگری که در وسط سایت گلاس است وجود رطوبت تشخیص داده می­شود به این ترتیب که رنگ زرد نشان­ دهنده وجود رطوبت و رنگ سبز نشان ­دهنده عدم وجود رطوبت است.

تجهیزات ایمنی

با نصب تجهیزات حفاظتی طول عمر دستگاه و قطعات چیلر مانند کمپرسورها، فن، کنترلر، پمپ­ها و … افزایش پیدا می­کند. برخی از این تجهیزات به شرح زیر است:

فلوسوییچ

فلوسوییچ یا سوییچ اختلاف فشار تفاضلی وظیفه تشخیص جریان را دارد. در صورتیکه دبی آب سیستم کمتر از حداقل دبی لازم جهت راه اندازی چیلر باشد، چیلر روشن نمی­شود.

هیتر ضدیخ ­زدگی اواپراتور

در صورتیکه دبی آب در گردش اواپراتور به دلایل مختلفی مانند گرفتگی مدار، عمل نکردن سیستم های کنترلی از حداقل دبی لازم کمتر باشد امکان یخ زدن اواپراتور وجود دارد در این صورت هیتر ضدیخ­زدگی عمل کرده و مانع یخ زدن اواپراتور می­گردد. عملکرد هیتر ضد یخ زدگی مخصوصا درصورت وجود اواپراتور صفحه­ ای ضروری است.

حفاظت دمایی کمپرسور

وظیفه محافظ حرارتی کمپرسور قطع برق در صورت افزایش بیش از حد دما است. به این ترتیب از آتش سوزی و آسیب رسیدن به قطعات الکتریکی جلوگیری می­شود.

سوییچ حفاظت فن

در صورت کثیفی کندانسور، اختلاف فشار بین مکش و دهش فن بالا می­رود به این ترتیب سیستم حفاظتی عمل کرده و فن­ها خاموش می­شوند.

فن دور متغیر

در چیلرهای هوا خنک انتقال حرارت جهت خنک سازی مبرد با محیط انجام می­گیرد. بنابراین با کاهش دمای محیط امکان چگالش مبرد در کندانسور وجود دارد. جهت جلوگیری از چگالش مبرد در صورت کاهش دمای محیط، دور فن­ها تغییر پیدا کرده و به این ترتیب گاز در دما و فشار مناسب از کندانسور خارج می­گردد.

کنترل فشار بالا و پایین کمپرسور

جهت کنترل فشار مبرد قبل و بعد از کمپرسور سوییج High Pressure و Low Pressure نصب می­گردد. در صورت افزایش بیش از حد فشار بالای کمپرسور و یا فشار پایین کمپرسور، کنتاکت­های کمپرسور قطع و کمپرسور از مدار خارج می­گردد.

کنترل فاز

کنترل فاز جهت بررسی تقدم و تاخر فازها نصب می­گردد و در صورتیکه فازها به درستی به دستگاه متصل نشده باشند خطای کنترل فاز بر روی برد دستگاه نشان داده می­شود و نمی­توان دستگاه را روشن کرد.

شیر سلونوییدولو

شیر برقی یا سلونوئید ولو بعد از کندانسور نصب می­گردد، در صورت خاموش شدن کمپرسور برق­دار شده و مسیر مایع خروجی از کندانسور را بسته و مانع از ورود مایع به کمپرسور می­گردد.

شیر shut off valve

شیر دستی در زمان پمپ دان کردن دستگاه مورد استفاده قرار می­گیرد تا مانع ورود مایع به کمپرسور گردد.

انواع چیلرهای تراکمی

انواع چیلر تراکمی براساس نوع کندانسور

چیلرهای تراکمی براساس نوع کندانسور به دو دسته هواخنک و آب خنک تقسیم می­شوند.

چیلر هوا خنک

در چیلرهای هوا خنک انتقال حرارت گاز مبرد با محیط به صورت اجباری و توسط فن های نصب شده بر روی کندانسور انجام می­شود. بنابراین چیلرهای هوا خنک باید در محیط بیرون نصب شوند.

چیلر آب خنک

در  چیلرهای آب خنک از آب جهت انتقال حرارت با مبرد و تبدیل مبرد از حالت گاز به مایع استفاده می­گردد. آب پس از انتقال حرارت با گاز مبرد گرم شده و جهت خنک سازی مجدد نیاز به برج خنک کن است. مبنای کار برج خنک ­کن تبخیر سطحی آب جهت خنک سازی آن است.

مقایسه چیلر آب خنک و هوا خنک

• چیلرهای آب خنک در موتورخانه نصب و برج خنک کن باید در فضای آزاد نصب گردد. در صورتیکه چیلر هوا خنک باید در فضای بیرون نصب گردند به این ترتیب فضای کمتری از ساختمان اشغال می­شود و نیاز به در نظر گرفتن فضای مفیدی در ساختمان به عنوان موتورخانه نیست.
• چیلرهای هوا خنک مصرف برق بالاتری نسبت به چیلرهای آب خنک دارند در صورتیکه در چیلرهای آب خنک در اثر تبخیر سطحی درصد زیادی از آب مورد استفاده هدر می­رود، مصرف آب چیلرهای آب خنک حدود 5 gpm به ازای هر تن تبرید است که از این مقدارآب حدود یک درصد تبخیر می­شود. بنابراین با توجه به مصرف بالای آب و کمبود منابع آب در کشورمان توصیه نمی­گردد.
• چیلر آب خنک نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارند.
• در چیلرهای آب خنک از آب جهت خنک سازی مبرد در کندانسور استفاده می­گردد، از آنجاییکه آب را حداکثر تا دمای مرطوب محیط می­توان خنک کرد، بنابراین چیلرهای آب خنک دارای راندمان پایینی هستند. مخصوصا در مناطق مرطوب که دمای مرطوب محیط بالا  است،  استفاده از چیلرهای آب خنک پیشنهاد نمی­گردد.
• در چیلرهای آب خنک، آب در گردش کندانسورها باید تمیز باشد زیرا در صورت وجود ناخالصی و هرگونه کثیفی لوله­ ها رسوب گرفته و انتقال حرارت کاهش می­یابد. بنابراین در صورت استفاده از چیلر­های آب خنک نیاز به تجهیزات بیشتری از جمله پمپ­های برج خنک کننده و سختیگیر است.

انواع چیلر براساس نوع کمپرسور

چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کمپرسور به کار رفته در آنها به 4 دسته تقسیم می شوند.

چیلر رفت و برگشتی

کمپرسورهای رفت و برگشتی قدیمیترین نوع کمپرسورها هستند. عملکرد این کمپرسورها مشابه محفظه احتراق ماشین است به این ترتیب که حرکت دورانی میل لنگ منجر به حرکت خطی پیستون شده و گاز مبرد را فشرده می­کند. این کمپرسورها داری سر و صدای بسیار زیاد بوده و راندمان پایینی دارند.

چیلرهای اسکرال

در این چیلرها از کمپرسور اسکرال جهت متراکم سازی مبرد استفاده می­گردد. چیلرها با کمپرسور اسکرال در ظرفیت­های پایین موجود هستند و نحوه کنترل ظرفیت در این چیلرها با افزایش تعداد کمپرسورها و تعداد مدارهای دستگاه امکانپذیر است. از نظر تعمیر و نگهداری، کمپرسورهای اسکرال هرمتیک بوده و اغلب قابل تعمیر نیستند ولی هزینه اولیه خرید آن­ها کمتر است و در صورت از کار افتادن یکی از کمپرسورها بقیه کمپرسورها به کار خود ادامه می­دهند. بنابراین تعدد کمپرسورها علاوه بر کاهش مصرف برق، منجر به افزایش راندمان دستگاه در بارهای جزیی می­شود و عمر مفید دستگاه را افزایش می­دهد. این کمپرسورها در ظرفیت­های پایین­ موجود هستند و با افزایش تعداد کمپرسورها امکان دسترسی به ظرفیت ­های بالاتر امکانپذیر است.

چیلرهای اسکرو 

چیلرهای اسکرو در ظرفیت­های بالا موجود هستند و از آنجاییکه امکان کنترل ظرفیت به صورت پله ­ای، پیوسته و یا با نصب اینورتور را دارند، در بارهای جزیی به خوبی پاسخگو بوده و راندمان بالایی دارند. کمپرسورهای اسکرو سمی هرمتیک و قابل تعمیر بوده و بدلیل حرکت مارپیچ­ها با تلرانس بسیار کم روغن­کاری در آن­ها بسیار اهمیت دارد. سطح صدای کمپرسورهای اسکرو نیز نسبت به کمپرسورهای اسکرال بالاتر است.

چیلر اینورتر

تکنولوژی کمپرسورهای اینورتر آخرین تحول در موتور کمپرسورها است. از اینورتر جهت کنترل دور موتور کمپرسور استفاده می­گردد به این ترتیب که موتور کمپرسور دارای یک درایو فرکانس متغیر است که جریان AC را به جریان DC  و سپس به جریان با فرکانس مناسب تبدیل می­کند، به این ترتیب دور موتور کمپرسور متناسب با نیاز برودتی تغییر می­کند. از آنجاییکه کمپرسور تنها در زمان بار کامل با دور حداکثر کار می­کند و در زمان بارهای جزیی دور موتور کمپرسور متناسب با بار پروژه تغییر می­کند در نتیجه علاوه بر کاهش مصرف انرژی، اصطکاک قطعات کمپرسور نیز کاهش یافته و عمر مفید قطعات افزایش می­یابد. بیشترین مصرف انرژی در چیلرها مربوط به مصرف برق کمپرسورها مخصوصا در زمان راه اندازی دستگاه است، حتی در صورت نصب سافت استارتر کمپرسور جریان برق زیادی مصرف می­کند درصورتیکه در کمپرسورهای اینورتر جریان راه اندازی بسیار کم بوده و اصطلاحا راه­ اندازی کمپرسوهای اینورتر نرم است. در کنار مزایای گفته شده هزینه اولیه جهت خرید این چیلرها بالا است همچنین تعمیر و نگهداری این کمپرسورها پیچیده بوده و نیاز به نیروی متخصص دارد.

چیلر سانتریفیوژ

کمپرسورهای سانتریفیوژ به نام کمپرسورهای توربو نیز شناخته می­شوند. یکی از مشکلات رایج چیلرهای سانتریفیوژ عملکرد آن­ها در بارهای جزیی است، این کمپرسورها برای جریان مبرد مشخصی طراحی شده ­اند در بارهای جزیی که نیاز به بار کمتری است میزان گاز مبرد ورودی به کمپرسور کمتر از مقدار طراحی بوده و گاز قادر به خروج از کمپرسور نبوده و کمپرسور دچار ارتعاشات شدید می­گردد. بنابراین چیلرهای سانتریفیوژ در ظرفیت بالا دارای راندمان مناسب هستند و در بارهای جزیی علاوه بر کاهش راندمان دستگاه با ارتعاش و سرو صدای زیاد کار می­کند. همچنین هزینه تامین اولیه این چیلرها نیز بالا بوده و تعمیر و نگهداری کمپرسورهای سانتریفیوژ پیچیده­ است.

چیلرهای توربوکور

کمپرسورهای توربوکور از نوع سانتریفیوژ بدون روغن اصطلاحا oil free  هستند. در کمپرسورهای معمول از روغن جهت خنک ­کاری کمپرسور استفاده می­گردد در صورتیکه در کمپرسورهای توربوکور با استفاده از یاتاقان­های مغناطیسی شافت در مرکز قرار گرفته و توسط سنسور موقعیت شافت کنترل می­گردد. به علت حذف روغن در کمپرسور این چیلرها کلیه سطوح سایشی از بین رفته در نتیجه عمر مفید دستگاه افزایش می­یابد. با حذف روغن کلیه لوله ­کشی ­های مربوط به سیستم روغنکاری حذف و به این ترتیب ابعاد دستگاه نیز کاهش می­یابد. چیلرهای توبوکور با داشتن درایو فرکانس متغیر(اینورتر) در بارهای جزیی به خوبی پاسخگو بوده، راندمان بالا و مصرف انرژی پایینی دارند. از معایب این چیلرها پیچیدگی کمپرسور و حساسیت بسیار بالای آن­ها به  نوسانات برق است. همچنین امکان تعمیر و نگهداری و قطعات آن در ایران بسیار کم است.

چیلر فریکولینگ

فریکولینگ یک روش اقتصادی جهت خنک کردن آب سیستم سرمایش است. در فصل زمستان که درجه حرارت محیط پایین است می­توان از هوای خنک به عنوان منبع تولید سرما استفاده کرد. به این ترتیب که یک کویل فریکولینگ به صورت موازی با کندانسور نصب می­گردد و چنانچه درجه حرارت محیط به اندازه کافی پایین باشد که بتواند برودت لازم را ایجاد کند، آب سیستم سرمایش بای پس شده و از داخل کویل فریکولینگ عبور می­کند. به این ترتیب نیازی به استفاده از سیکل تبرید و روشن بودن کمپرسور در فصل زمستان نبوده و مصرف برق دستگاه کاهش می­یابد. در بسیاری از ساختمان­های تجاری و اداری در فصل زمستان نیز نیاز به سرمایش است، در پروژه­ های صنعتی نیز نیاز به چیلر دائم کار و سرمایش در فصل زمستان است، به این ترتیب با استفاده از چیلر­های فریکولینگ علاوه بر تامین بار برودتی، مصرف برق نیز کاهش چشمگیری پیدا می­کند.

چیلر با سیستم هیت­ریکاوری

درصد زیادی از مصرف انرژی در کشور مربوط به مصرف انرژی در ساختمان­ها می­شود. اگر بتوان منبع انرژی گرمایشی جهت تامین آبگرم مصرفی و گرمایش ساختمان­ها یافت، می­توان در مصرف انرژی صرفه­ جویی کرد. جهت تولید آب سرد در چیلرها مقدار زیادی حرارت از طریق کندانسور به محیط دفع می­شود. در سیستم ­­های هیت ریکاوری از گرمای هدر رفته در کندانسور جهت گرم کردن آبگرم مصرفی استفاده می­شود، یک مبدل در مسیر گاز خروجی از کمپرسور نصب می­شود، آبگرم سیستم گرمایش از مبدل عبور داده شده به این ترتیب مبرد قبل از ورود به کندانسور از مبدل عبور کرده و در صورت نیاز آبگرم بهداشتی را گرم می­کند. به این ترتیب می­توان به مقدار قابل توجهی در مصرف انرژی صرفه جویی کرد.

مینی چیلر چیست؟

ساختار کلی مینی­ چیلر مشابه چیلر است، اجزای اصلی تشکیل دهنده مینی­ چیلر شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور است و مانند چیلر از سیکل تبرید جهت خنک سازی آب استفاده می­گردد. تفاوت مینی­ چیلر با چیلر در مدار هیدرولیکی است، چیلرها آب سرد جهت سیستم سرمایش را تولید می­کنند و جهت توزیع آب سرد باید پمپ مناسب در نظر گرفته شود. درصورتیکه در ساختمان مینی چیلرها پمپ و منبع انبساط جهت توزیع آب سرد در نظر گرفته می­شود. مینی­ چیلرها در ظرفیت­های کمتر و ابعاد کوچکتری موجود هستند و از کمپرسور اسکرال در ساخت آن­ها استفاده می­شود. بدلیل یکپارچگی ساختار مینی­ چیلرها امکان استقلال فضاها از نظر کنترل دما و مصرف برق وجود دارد همچنین دیگر نیازی به اجرای موتورخانه نبوده و فضای مفید کمتری در ساختمان اشغال می­شود.

تعاریف

استانداد یوروونت

یوروونت یک موسسه اروپایی جهت تضمین کیفیت و عملکرد دستگاه­ های تهویه مطبوع است. محصولات تهویه مطبوعی که دارای استاندارد یوروونت هستند در آزمایشگاه­ های مورد تایید این موسسه از لحاظ عملکردی تست می­شوند، در این آزمایشگاه­ها امکان شبیه سازی  و تست دستگاه­ها در شرایط آب­ و هوایی مختلف وجود دارد. در نهایت رده انرژی دستگاه مشخص می­شود و در صورت اخذ این گواهینامه توسط هر محصول، مشخصات فنی محصول در سایت یوروونت به آدرسwww.Eurovent-certification.com قابل دسترسی است. به این ترتیب خریداران می­توانند از مشخصات فنی ارائه شده توسط شرکت تولید کننده اطمینان حاصل نمایند. در این موسسه 19 موسسه ملی تهویه مطبوع از 17 کشور اروپایی عضو هستند.

راندمان دستگاه  EER

راندمان دستگاه نسبت بار برودتی به انرژی مصرفی دستگاه  است.

راندمان دستگاه  COP

در صورتیکه دستگاه سرمایشی، گرمایشی باشد در حالت گرمایش راندمان دستگاه نسبت بار برودتی به انرژی مصرفی دستگاه  است.

راندمان فصلی ESEER                                                                                                                     ظرفیت چیلر با در نظر گرفتن حداکثر دمای هوا در فصل تابستان محاسبه می­گردد با توجه به تغییرات دمای هوا در فصول مختلف، در اکثر مواقع چیلرها در بارهای جزیی کار می­کنند. به این منظور استانداردهای مختلف پارامتر راندمان فصلی را تعریف کرده­اند. در استاندارد یوروونت این تعریف به شرح زیر است.

این پارامتر معیار ارزیابی مصرف انرژی چیلر در طول سال است.

راندمان فصلی  IPLV

در استاندارد آمریکایی AHRI راندمان فصلی تحت عنوان IPLV تعریف می­گردد.

به این معنی که در 1 % مواقع چیلر با 100% بار، 42% مواقع با 75% بار، %45 مواقع با 50% بار و%12 درصد مواقع در 25% بار کار می­کند.

راندمان در بارهای جزئی  SEPR

در فرآیندهای صنعتی که نیاز به خنک­ کاری دارند به چیلرهایی نیاز است که علاوه بر قابلیت کارکرد در تمام فصول سال، در صورت لزوم بتوانند آب با دمای صفر درجه را نیز تولید کنند. به این ترتیب چیلرهایی که در فرآیندهای صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرند در بالاترین دمای محیط در تابستان و پایینترین دمای محیط در فصل زمستان کارمی­کنند. از آنجاییکه راندمان دستگاه تحت تاثیر دمای محیط تغییر می­کند پارامتر SEPR جهت راندمان فصلی چیلرهای صنعتی تعریف می­شود.

به کمک پارامتر SERP تولیدکنندگان راندمان فصلی محصولات خود را براساس روشی که طبق مقررات پیشنهادی اروپایی برای چیلرهای صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرد، ارزیابی می­کنند. این پارامتر بر اساس راندمان دستگاه در 4 نقطه عملکردی، دمای محیط تعریف می­گردد.

معیارهای انتخاب چیلر

ظرفیت

در کاتالوگ­ شرکت­های سازنده اغلب ظرفیت اسمی چیلر ذکر می­گردد در صورتیکه جهت انتخاب دستگاه ظرفیت واقعی چیلر ملاک انتخاب است. ظرفیت واقعی چیلر باید با در نظر گرفتن شرایط محل نصب دستگاه، ارتفاع از سطح دریا و دمای محل نصب محاسبه شده و ملاک انتخاب دستگاه قرار گیرد.

راندمان فصلی

در بسیاری از پروژه­ها بار برودتی براساس شرایط حداکثر دما در تابستان محاسبه شود، در صورتیکه با توجه به تغییرات دمای هوا در فصول مختلف سال، در فصول میانی چیلرها در بارهای جزیی کار می­کنند. بنابراین راندمان فصلی معیار ارزیابی مصرف انرژی دستگاه است و بالا بودن راندمان فصلی نشان­ دهنده کنترل ظرفیت مناسب چیلر در فصول مختلف سال و ملاک ارزیابی و انتخاب دستگاه است. در پروژه­ های صنعتی نیز پارامتر راندمان فصلی SEPR ملاک انتخاب دستگاه است.

کنترل ظرفیت چیلر

به منظور بالا بردن راندمان فصلی دستگاه، کمپرسور باید قابلیت کنترل ظرفیت را در بارهای جزیی داشته باشد. به این منظور درکمپرسورهای اسکرال با بالابردن تعداد کمپرسورها و افزایش تعداد مدارهای دستگاه و در کمپرسورهای اسکرو با کنترل  ظرفیت به صورت پله­ ای، یا پیوسته و یا اینورتور کردن کمپرسور  امکان بالا بردن راندمان فصلی دستگاه امکانپذیر است.  .

دوستدار محیط زیست

مبرد مورد استفاده در سیکل تبرید علاوه بر داشتن خواص ترمودینامیکی مناسب، اشتعال ناپذیری، عدم خوردگی تجهیزات مکانیکی، سمی نبودن، باید با محیط زیست نیز سازگار باشد. براساس پروتکل­های جهانی جهت حفاظت از لایه ازون استفاده از مبردهایی که آثار مخرب بر روی محیط زیست دارند ممنوع است. به منظور مقایسه اثر زیست محیطی مبردها دو پارامتر ODP که نشان دهنده تخریب لایه ازون و GWP که معیار گرمایش زمین است ملاک قرار می­گیرد. هر چقدر پارامتر ODP به یک نزدیکتر باشد اثر تخریبی آن بر روی لایه اوزون بیشتر است و در مورد پارامتر GWP هرچقدر عدد بزرگتری باشد نشان دهنده تاثیر بیشتر ان مبرد در گرمایش زمین است. در چیلرهایی با کمپرسور اسکرال استفاده از گاز R410A و در چیلر با کمپرسور اسکرو استفاده از گاز  R134A، رایج است. در مورد گازR410A مقدار ODP=0 و مقدار GWP=1890 و در مورد گاز R134A مقدار ODP=0 و مقدار GWP=1300 است.

کاربری پروژه

چیلر به عنوان دستگاه تولید کننده برودت در پروژه های مختلف مسکونی، تجاری، اداری و صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرد. به عنوان مثال در ساختمان­های تجاری و اداری در صورت وجود فضاهای داخلی نیاز به سرمایش در فصل زمستان است، در فرآیندهای صنعتی که نیاز به خنک­ کاری دارند به چیلرهایی نیاز است که علاوه بر قابلیت کارکرد در تمام فصول سال، در صورت لزوم بتوانند آب با دمای صفر درجه و یا زیر صفر را نیز تولید کنند در این شرایط آب سرد شونده باید محلول آب و ضد یخ جهت دستیابی به دماهای زیر صفر باشد. بدین ترتیب انتخاب دستگاه باید با در نظر گرفتن کاربری پروژه انجام شود.

صرفه جویی در مصرف انرژی

در پروژه ­های صنعتی که نیاز به کارکرد چیلر به صورت دائم­کار است، با استفاده از چیلرهای فریکولینگ می­­توان مصرف برق دستگاه را کاهش داد. به این ترتیب که در فصل زمستان آب مورد نیاز سیستم سرمایش از کندانسور فریکولینگ عبور داده شده و توسط محیط خنک می­شود. بنابراین در فصل زمستان نیازی به روشن بودن کمپرسور نیست و علاوه بر کاهش مصرف برق، عمر مفید قطعات نیز افزایش می­یابد.

استفاده از دستگاه­ های هیت­ریکاوری نیز در پروژه­ هایی که میزان  آبگرم بهداشتی مورد نیاز بالا باشد پیشنهاد می­گردد. به این ترتیب که از گرمای گاز مبرد خروجی از کمپرسور جهت گرم کردن آب بهداشتی استفاده می­گردد. در این وضعیت علاوه بر اینکه نیاز به منبع حرارتی با ظرفیت کمتر جهت گرم کردن آبگرم بهداشتی است، هیچ حرارتی از طریق کندانسور به محیط دفع نشده و بازیافت می­گردد.

کنترل صدا

با توجه به کاربری پروژه و محل نصب دستگاه، سطح صدای دستگاه باید مورد توجه قرار گیرد. امکان کاهش سطح صدای دستگاه با عایق کردن کمپرسور و قراردان کمپرسور در محفظه بسته وجود دارد.

محل نصب

جهت نصب دستگاه الزامات شرکت سازنده باید مورد توجه قرار گیرد. به عنوان مثال در صورت نصب چیلر هوا خنک، دستگاه باید در فضای آزاد نصب گردد تا کندانسور قابلیت دفع گرما به محیط را داشته باشد.

ایمنی بالا

طول عمر دستگاه با نصب تجهیزات ایمنی و حفاظتی گوناگون مانند فلوسوییچ، هیتر ضدیخ­زدگی، حفاظت دمای کمپرسور، کنترل فاز و ….. افزایش پیدا می­کند. نصب تجهیزات ایمنی بر روی دستگاه باید مورد توجه قرار گیرد.

استقلال دمایی

در بسیاری از پروژه­ های مسکونی درخواست استقلال دما و مصرف برق جهت هر واحد وجود دارد، در این صورت استفاده از مینی­ چیلر پیشنهاد می­گردد. در این صورت نیاز به فضای اضافی جهت نصب تجهیزات نظیر پمپ و منبع انبساط وجود نخواهد داشت.

خدمات

از آنجاییکه چیلر پیچیده ­ترین و گرانترین تجهیز در تاسیسات ساختمان است، گارانتی دستگاه و امکان تامین قطعه از طرف شرکت تامین­ کننده حائز اهمیت است. شرکت­های تامین کننده باید گواهینامه و استانداردهای لازم جهت تامین قطعات دستگاه را داشته باشند. به این ترتیب قابلیت اطمینان جهت استفاده از دستگاه در زمان گارانتی نیز تامین می­گردد.

کاربردهای چیلر

• پروژه ­های مسکونی
• پروژه­ های صنعتی
• صنعت پزشکی خنک کاری دستگاه MRI، CT SCAN و ….
• خنک­ کاری دستگاه لیزر
• خنک­ کاری دستگاه تزریق پلاستیک
• خنک­ کاری دستگاه­ های جوشکاری
• خنک کاری تجهیزات در فرآیند تولید دارو
• خنک کاری تجهیزات در صنعت معدن
• خنک کاری تجهیزات دیتا سنتر
• خنک کاری سیستم ­های اسپری شعله
• پروژه ­های اداری
• پروژه­ های تجاری
• کاربرد در کنار سیستم آیس بانک Ice bank

عیب­ یابی چیلر

از آنجاییکه چیلر یکی از گرانترین تجهیزات در پروژه ­است عیب یابی آن باید توسط نیروی متخصص انجام شود. در این قسمت به برخی از خطاهای رایج و عیب ­یابی آن­ها بپردازیم.

در قسمت برد چیلر­ها یک صفحه نمایش وجود دارد که خطای بوجود آمده بر روی آن به صورت یک کد خطا نشان داده می­شود. شرکت­های تولید کننده چیلر یک دفترچه راهنما دارند که اطلاعات مربوط به بروز خطا را در اختیار مصرف کننده قرار می­دهند.

فشار بالای کندانسور High Pressure

این خطا در چیلرهای آب خنک بسیار متداول است و معمولا در اثر بالا بودن سختی آب، خرابی پمپ برج خنک کننده، خرابی شیر، کثیف بودن صافی و هر عاملی که مانع از گردش آب در برج خنک کننده گردد، ایجاد می­گردد. در کندانسورهای هوا خنک نیز وجود ذرات گرد و غبار در هوا، خرابی و یا گرفتگی فن­ها و هر عاملی که مانع از انتقال حرارت مناسب با محیط گردد، ایجاد می­گردد.

از آنجاییکه کندانسور برای میزان گاز مبرد مشخصی طراحی می­گردد در صورت شارژ بیش از اندازه گاز مبرد نیز انتقال حرارت کافی نبوده و مبرد به شکل مایع در کندانسور جمع شده و خطای فشار بالا می­دهد. در نهایت می­بایست از عملکرد صحیح سوییچ فشار بالا اطمینان حاصل گردد.

بنابراین در چیلرهای هوا خنک باید از تمیز بودن کندانسور اطمینان حاصل شود و در صورت کثیف بودن، نیاز به شستشوی کندانسور است. از آنجاییکه لوله های کندانسور­های پر از مبرد بوده و طراحی ظریفی دارند، شستشوی کندانسور باید توسط افراد متخصص و آموزش دیده انجام شود.

در چیلرهای آب خنک نیز باید سختی آب کنترل گردد تا مانع از ایجاد رسوب در لوله ­های برج خنک کن گردد. همچنین سایر تجهیزات در مسیر لوله­ کشی آب به کندانسور از جمله شیرآلات، پمپ­ها، شیر بای پس و….. کنترل گردد.

فشار پایین خط دیسشارژ  Low Discharge Pressure                                                                                        در صورتیکه کندانسور متناسب با ظرفیت انتخاب نگردد و سطح کندانسور بیشتر از بار مورد نیاز باشد، همچنین شارژ کم گاز مبرد و یا گرفتگی اواپراتور از جمله دلایلی هستند که می­تواند منجر به کاهش فشار خط دیسشارژ گردد.

فشار پایین خط مکش  Low Suction Pressure 

در صورت کاهش حجم مبرد که می­تواند در اثر عملکرد نامناسب شیر انبساط، وجود نشتی در سیستم، کثیفی فیلتر درایر ایجاد گردد فشار مبرد در ورودی کمپرسور کاهش می­یابد. همچنین گرفتگی و ایجاد رسوب در اواپراتور نیز می­تواند منجر به کاهش فشار مبرد گردد.

فشار بالای خط مکش  High Suction Pressure     

در صورت خرابی شیر انبساط و باز شدن بیش از اندازه فشار خط مکش کمپرسور بیش از اندازه بالا می­رود.

روشن نشدن دستگاه

در صورت روشن نشدن دستگاه ولتاژ فازها و ولتاژ برق ورودی به ساختمان باید کنترل گردد. در ادامه باید از سالم بودن فیوزها اطمینان حاصل شود.

چیلرها مجهز به فلوسوییچ یا سوییچ اختلاف فشار تفاضلی هستند، در صورتیکه دبی عبوری از دستگاه از حداقل دبی لازم کمتر باشد دستگاه روشن نمی­شود.

چیلرها برای کار در حداکثر دمای مشخص طراحی می­شوند. در صورت بالا بودن دمای محیط در صورتیکه چیلر برای کارکرد در آن دما طراحی نشده باشد دستگاه روشن نخواهد شد.

برگشت مایع به کمپرسور

جهت جلوگیری از برگشت مایع به کمپرسور دمای گاز مبرد در خروجی کمپرسور تا دمای مشخص بالا رفته (سوپرهیت) و سپس مبرد وارد کمپرسور می­گردد. در صورت خرابی شیر انبساط و خروج مبرد بیش از اندازه دمای سوپرهیت پایین بوده و امکان برگشت مایع به کمپرسور وجود دارد.

وجود حباب در سایت گلاس

در صورت کم بودن حجم مبرد در مدار، حباب­هایی در سایت گلاس مشاهده می­شود. کاهش حجم مبرد به علت وجود نشتی در سیستم است. در این صورت در صورتیکه گاز مبرد مانند گاز R410A یک گاز ترکیبی باشد می­توان شارژ گاز مبرد را به میزان مورد نیاز انجام داد و در صورتیکه گاز مبرد غیر ترکیبی باشد باید سیستم را ریکاوری کرده و بعد از وکیوم کردن شارژ مجدد گاز مبرد انجام شود.

تغییر رنگ نشانگر سایت گلاس

وجود رطوبت در سیکل تبرید می­تواند بدلیل وجود ناخالصی و هوا در ماده مبرد، وجود نشتی در مدار، وکیوم نامناسب دستگاه بوجود بیاید. این رطوبت در صورت ترکیب با مبرد منجر به تولید اسید می­شود و با فلزات واکنش نشان داده و منجر به خوردگی می­شود. همچنین رطوبت می­تواند منجر به یخ­زدگی در شیر انبساط و یا اواپراتور گردد. در صورت وجود رطوبت در سیکل تبرید نشانگری که در وسط سایت گلاس وجود دارد تغییر رنگ داده و وجود رطوبت تشخیص داده می­شود.

یخ زدگی اواپراتور

در صورتیکه به هر دلیلی از جمله مسدود شدن مسیر جریان، خرابی پمپ­ها دبی آب در گردش اواپراتور کاهش یابد و فلوسوییچ عمل نکند احتمال یخ­زدگی اواپراتور وجود دارد. در این شرایط ترموستات آنتی­ فریز عمل کرده و کمپرسور را خاموش می­کند تا زمانیکه دمای آب بالا رفته و احتمال یخ­زدگی اواپراتور از بین برود.

موارد گفته شده چند نمونه از عیوب رایج در سیستم­ ها چیلر و مینی چیلر است. از انجاییکه چیلر یکی از گرانترین و پیچیده ­ترین تجهیزات در یک پروژه محسوب می­گردد، پیشنهاد می­گردد در صورت بروز خطا توسط تکنسین­های مجاز و آموزش دیده شرکت تولید کننده اقدام به رفع خطا و بررسی عیوب گردد.