راهنمای خرید چیلر تراکمی و جذبی برای سرمایش ساختمان

فصل تابستان و گرمای آن همیشه سبب توجه اقشار مختلف جامعه به سیستم های سرمایشی ساختمان های تجاری یا مسکونی می شود. به گفته متخصصان حوزه تهویه مطبوع، چیلر یکی از بهترین سیستم های سرمایشی موجود هست که برای انتخاب و خرید آن باید از مهندسان تهویه مشاوره گرفت. دلیل این امر این است که ابتدا باید بار برودتی ساختمان (Cooling load) محاسبه شود و مطابق با آن، چیلر با ظرفیت مناسب برای هر پروژه ایی مشخص شود. در این مطلب ابتدا دستگاه چیلر را معرفی می کنیم و در ادامه به سوالات مهم پاسخ می دهیم از جمله:

• چیلر چیست؟
• انواع چیلر کدامند؟
• معرفی چیلر تراکمی و چیلر جذبی
• مقایسه چیلر جذبی و چیلر تراکمی
• چیلر تراکمی آب خنک و هوا خنک چه تفاوتی دارند؟
• مینی چیلر برای چه پروژه هایی مناسب است؟

قبل از خرید هر کدام از انواع چیلر باید پاسخ تمامی سوالات بالا را بدانید تا دچار سردگمی نشوید. حتی اگر شما یک شرکت یا کارشناس را مسئول خرید این دستگاه کرده اید باید با کلیات چیلر آشنا باشید و بدانید که آن ها چه ویژگی هایی دارند و برای کدام پروژه ها مناسب هستند. عدم اطلاعات کافی و حداقی شما می تواند سبب یک اشتباه و ضرر و زیان مالی و اتلاف زمان شما شود.

چیلر چیست؟

چیلر را می توان دستگاهی نامید که آب سرد تولید می کند. سپس آب سرد تولیدی چیلر در تجهیزات تهویه نظیر فن کویل یا هواساز به منظور کاهش دمای هوا استفاده می شود. از نظر علم مهندسی مکانیک می توان اینگونه بیان کرد که چیلر یک سیستم برودتی است که با استفاده از یک سیکل ترمودینامیکی (سیکل تبرید جذبی یا تراکمی) توانایی تامین آب سرد د محدوده دمایی 4 تا 7 درجه سانتی گراد را دارد. البته چیلرهایی وجود دارند که برای سردخانه ها و پروژه های به اصطلاح زیر صفری استفاده می شوند.

انواع چیلر

چیلرها بر اساس فکتورهای مختلفی دسته بندی می شوند اما مهم ترین عامل تمایز آن ها نوع سیکل برودتی آن هاست. از این لحاظ این دستگاه به دو دسته چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم شده است. فاکتورهای دیگری مانند نوع کندانسور که هوا خنک باشد یا آب خنک، نوع کمپرسور، ظرفیت چیلر و... در کلاس بندی آن ها اثر گذار است که در ادامه هر کدام از آن ها را بررسی فنی می کنیم.

چیلر تراکمی

چیلرهای تراکمی مجهز به کمپرسور هستند. در واقع کمپرسور نقطه عطف این نوع چیلر است چراکه مهم ترین و گران قیمت ترین مولفه موجود در این دستگاه است. در سال های اخیر استفاده از چیلر تراکمی در اغلب پروژه های صنعتی و تهویه مطبوع بسیار رایج شده است. به دلیل اینکه کمپرسور برای به حرکت درآمدن نیاز بع انرژی الکتریکی دارد، برخی مهندسان آن را چیلر برقی نیز می نامند. از جمله نکات منفی این دستگله مصرف برق بالای آن هاست.

کمپرسور موجود در این سیستم سبب به گردش درآمدن ماده سرمازا یا مبرد در سیکل برودتی می شود. اگ بخواهیم قطعات اصلی یک چیلر تراکمی را معرفی کنیم آن ها را به 4 عضو تقسیم خواهیم کرد:

1. کمپرسور
2. کندانسور
3. اواپراتور
4. شیر انبساط یا اکسپنشن ولو

ماده مبرد توسط کمپرسور فشرده شده و پس از آن در کندانسور از طریق جریان هوا(در چیلرهای تراکمی هوا خنک) و یا جریان آب(در چیلرهای ترکمی آب خنک) در اثر فرآیند تقطیر از حالت گاز به حالت مایع تبدیل می شود. سپس ماده مبرد از شیر انبساط رد شده و به دلیل کاهش فشار ناشی از فرآیند اختناق، دچار افت دما می شود. در مرحله بعدی ماده مبرد در یک حالت دو فازی در اواپراتور جریان می یابد و به دلیل خنک بودن سبب کاهش دمای لوله های اواپراتور می شود که اگر بتوانیم جریان هوا را به وسیله فن ها از روی آن عبور دهیم قادر به کاهش دمای هوای محیط شده ایم.

بر اساس نوع کندانسور چیلر تراکمی دو نوع است:

1. چیلر آب خنک
2. چیلر هوا خنک

بر اساس توع کمپرسور هم انواع مختلفی داریم:

• چیلر اسکرو
• چیلر اسکرال
• روتاری
•  پیستونی
• چیلر توربوکر

چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک چه تفاوتی دارند؟

اگر در ساخت چیلر تراکمی، کندانسور یا همان مبدل حرارتی که وظیفه کاهش دمای ماده مبرد را دارد، از جریان هوا و فن استفاده کند، چنین سیستمی را چیلر تراکمی هوا خنک یا هوایی می نامند و در صورتی که این فرآیند کاهش دما به وسیله کندانسورهای آبی صورت بگیرد، آن را چیلر تراکمی آب خنک یا آبی می گویند. امروزه چیلر هوایی به مراتب کاربرد بیشتر و گسترده تری دارد چون با اکثر شرایط های محیطی سازگار است و به دلیل عدم مصرف آب، یک سیستم بهینه محسوب می شود بخصوص در کشوری مثل ایران که کمبود منابع آبی داریم.

چیلرهای آب خنک مجهز به برج خنک کننده یا کولینگ تاور هستند که ساختار آن ها کمی پیچیده تر از چیلرهای هوایی است اما در اغلب پروژه های زیر صفری مثل سردخانه ها از چیلر آبی استفاده می شود. در اینجا به این نکته اشاره می کنیم که چیلر جذبی هم مشابه چیلر آب خنک به برج خنک کننده نیاز دارد.

یکی از نکات منفی چیلرهای هوا خنک صدای زیاد آن هاست. منبع این صدا فن های کندانسور و کمپرسورها هستند که شرکت های سازنده چیلر نکاتی را برای کاهش میزان صدا در نظیر می گیرند مانند استفاده از کانوپی صداگیر برای کمپرسور و یا استفاده از پره های خاص در فن ها و در نهایت کاربرد سیستم های کنترلی بهینه. همچین راندمان یا ضریب عملکرد(COP) چیلر آب خنک بالاتر از چیلرهای هوایی است اما با این وجود به دلیل راه اندازی ساده تر و عدم نیاز به مصرف آب برای تولید آب سرد، چیلر هوا خنک بیشتر مورد توجه مهندسان تهویه و برودت است. تعمیرات و نگهداری چیلرهای هوایی بسیار ساده تر از نوع آبی آن است.

چیلر جذبی چیست؟

انرزی لازم برای راه اندازی چیلرهای جذبی، انرژی گرمایی است. یعنی برعکس چیلرهای تراکمی که با مصرف برق و به وسیله کمپرسور قادر به تولید آب سرد بود، چیلرهای جذبی با مرف از منابع گرمایی و بدون نیاز به کمپرسور می توانند آب سرد را تامین کنند. سیستم جذبی از سیکل برودت جذبی استفاده می کند و به همین دلیل مصرف برق کمی دارد. اما چیلرهای جذبی در سرتاسر جهان به نسبت نوع تراکمی با استقبال خوبی همراه نبودند چراکه برای راه اندازی آن ها باید سوخت فسیلی مانند گاز طبیعی یا گازوئیل مصرف کنیم که سبب آلودگی هوا می شود. ممکن است این سوال پیش بیاید که چیلرهای تراکمی هم برق مصرف می کنند و برق ان ها نیاز به مصرف سوخت فسیلی دارد، اما نکته حائز اهمیت این است که راندمان یا ضریب عملکرد چیلرهای جذبی بسیار پایین تر از چیلرهای تراکمی است و همین موضوع استفاده از از آن ها را از لحاظ فنی و اقتصادی غیر قابل توجیه کرده است.

چیلرهای جذبی فقط در پروژه های بزرگی که انرژی گرمایی اتلافی زیادی وجود دارد مانند نیورگاه ها، شاید بتوان استفاده کرد و صرفه اقتصادی داشته باشد. یا در برخی از مراکز خرید بزرگ که انرژی زیادی صرف تامین گرمایش و تولید آب گرم ساختمان می شود شاید استفاده از چیلر جذبی کمی توجیه داشته باشد. سیستم های جذبی تحت شرایط خلاء کار می کنند و کوچک ترین نشتی مدار آن سبب از کار افتادن چیلر می شود. نوع مواد بکار رفته در سیکل جذبی (لیتیوم بروماید) سبب خورندگی قطعات می شود و به همین دلیل عمر مفید چیلر جذبی به مراتب از چیلر تراکمی کمتر است.

روش هایی مانند استفاده از چیلر جذبی دو اثره یا سه اثره برای بهبود راندمان چیلر جذبی ابداع و طراحی شده اند اما واقعیت این است که چندان اثرگذار نبوده و این دستگاه راندمان بسیار کمتری به نوع تراکمی و به ویژه با چیلر تراکمی آب خنک دارد.

مینی چیلر چیست و چه کاربردی دارد؟

مینی چیلر یک نوع چیلر در ابعاد کوچک و ظرفیت برودتی پایین است که بیشتر در پروژه های مسکونی کاربرد دارد. ویژگی اصلی این دستگاه این است که یک سیستم سرمایشی مستقل را برای هر واحد مسکونی تامین می کند و در صورتی که خرابی و مشکلی در دستگاه پیدا شود فقط تهویه همان واحد قطع می شود. مشکل استفاده از مینی چیلرها این است که در کل  ساختمان مصرف برق را در مقایسه با چیلر مرکزی به شدت افزایش می دهد. همچنین هزینه ساخت هر دستگاه کوچک به مراتب بیشتر از یک چیلر مرکزی در کل یک ساختمان می شود اما به دلیل مستقل بودن سیستم همچنان برخی از مردم ترجیح می دهند از مینی چیلر استفاده کنند.

فن کویل و هواساز چگونه با چیلر در ارتباط هستند؟

در ابتدا گفتیم که چیلر فقط آب سرد مصرفی در تجهیزات تهویه را تامین می کند. آب سرد تولیدی چیلر توسط پمپ به مبدل های حرارتی هواساز یا فن کویل ارسال می شود. فن کویل یا هواساز هم از طریق فن و با عبور جریان هوای گرم از روی لوله های سرد سبب کاهش دمای محیط می شوند. ممکن است این سوال پیش بیاید که فن کویا با هواساز چه تفاوتی دارد؟ فن کویل ها کوچک هستند و ممکن است چندین فن کویل در نقاط مختلف یک واحد مسکونی مانند اتاق ها و پذیرایی نصب شوند و هدف اصلی آن ها کاربرد در مجتمع های مسکونی، تجاری و اداری است.

فن کویل ها بر مبنای نوع پروژه در انواع مختلف سقفی توکار، زمینی، دیواری و کانالی طراحی و تولید می شوند.

اما هواساز ها در بیرون از ساختمان نصب می شوند و ابعاد برگتری دارند و برای فضاهای یکپارچه مانند سالن ها مناسب هستند. در واقع هواسازها کاربرد چندانی در پروژه های مسکونی ندارند و اغلب برای سرمایش یا گرمایش فضاهای یکپارچه مانند سالن های ورزشی و رستوران ها و مراکز خرید کاربرد دارند.

نکات خرید چیلر

حال که با دستگاه چیلر، اجزا و انواع آن آشنا شدید، باید قبل از خرید آن حتما نکات زیر را در نظر بگیرید:

• مشاوره با یک شرکت تخصصی در زمینه تجهیزات برودتی و تهویه مطبوع
• مقایسه انواع سیستم های برودتی
• انتخاب مناسب ترین دستگاه بر اساس نیاز پروژه و شرایط مالی کارفرما
• تعیین ظرفیت برودتی چیلر
• تشخیص استفاده از چیلر تراکمی یا چیلر جذبی
• قرارداد معتبر با یک شرکت رسمی عضو اتحادیه تولید کنندگان تهویه مطبوع
• درخواست تامین قطعات یدکی حداقل به مدت 10 سال
• درخواست تضمین و گارنتی چیلر حداقل برای مدت 2 سال
• ارائه فاکتور قطعات بکار رفته در دستگاه و اعلام نام برند هر کدام از تجهیزات
• توجه به رزومه شرکت سازنده چیلر و سوابق کاری آن

کلام آخر

انتخاب چیلر برای یک پروژه باید اصولی و بر اساس علم و تجربه باشد و بهتر است حتما با یک شرکت متخصص مشورت نمایید. چیلرهای تراکمی مصرف برق بالایی دارند اما چیلرهای جذبی مصرف گاز بالایی دارند و در کل به دلیل اینکه راندمان چیلر تراکمی بالاتر است و نگهداری آن ساده تر است بیشتر در میان مهندسان و مشتریان طرفدار دارند. تعیین و محاسبه ظرفیت برودتی چیلر اهمیت بسزایی دارد که مهندسان برودت و تهویه آن را انجام می دهند.