چیلر صنعتی اغلب دارای ظرفیت های بالایی بوده و برای شرایط کاری سخت طراحی می شوند. برای خرید چیلر صنعتی باید به مواردی همچون موقعیت جغرافیایی، ظرفیت چیلر مورد نیاز، بازدهی چیلر، سیستم کنترلی و فرمان چیلر، شرکت سازنده و برند قطعات آن، و خدمات پس از فروش چیلر توجه کرد.

چیلر چیست؟

چیلر یکی از اصلی ترین سیستم های تهویه مطبوع بوده که به دلیل کارایی و طول عمر بالای خود شناخته می شود.

به طور کلی از چیلرها جهت ایجاد برودت در کاربری های مختلف استفاده شده، که در ادامه مطلب راهنمای کاملی توسط مجموعه فراسرد برای شناخت بهتر جهت خرید چیلر صنعتی مناسب ارائه خواهد شد.

 

چیلرها را می توان به دو دسته اصلی چیلر صنعتی و تهویه مطبوع تقسیم کرد:

• چیلر صنعتی: از چیلر صنعتی جهت ایجاد برودت و انتقال حرارت در فرآیندهای صنعتی استفاده می شود. این نوع در صنایع مختلف مانند ریخته گری، مواد غذایی، پلاستیک، و غیره مورد استفاده قرار می گیرد و معمولا قادر به سرد کردن آب تا چندین درجه زیر صفر هستند.
• چیلر تهویه مطبوع: از چیلر تهویه مطبوع اغلب در ساختمان ها برای انتقال گرمای هوا و خنک کردن فضاها استفاده می شود. گاهی اوقات به این نوع، چیلر خانگی نیز گفته می شود و معمولا دارای ظرفیت کمتری نسبت به نوع صنعتی هستند.

در زمان خرید چیلر لازم است تا به تفاوت های این دو نوع دستگاه توجه شود. این تقسیم بندی بر اساس کاربرد آن است.

به عنوان مثال انتخاب چیلر تهویه مطبوع برای کاربردهای صنعتی با هدف کاهش هزینه ها امر صحیحی نبوده و منجر به ایجاد مشکلاتی در عملکرد چیلر و فرایند مورد نظر خواهد شد.

بنابراین شناخت انواع چیلر صنعتی از مهم ترین موضوعات هنگام خرید آن محسوب می شود.

انواع چیلر از نظر سیکل تبرید

سیکل تبرید تراکمی و جذبی، دو گونه چرخه خنک سازی هستند. مبنای هر دو بر اساس تغییر فاز ماده مبرد برای جذب و دفع گرما بوده. اما از قطعات و مولفه های متفاوتی برای ایجاد برودت استفاده می کنند.

بنابراین با توجه به این که چیلر مورد نظر از کدام سیکل تبرید برای خنک سازی استفاده می کند، می توان آن ها را به دو دسته چیلر تراکمی و جذبی تقسیم بندی کرد.

چیلر تراکمی

چیلر تراکمی شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، شیر انبساط، و واحدهای کنترلی است. عملکرد این چیلر به این صورت است که کمپرسور مبرد را فشرده کرده و باعث افزایش دما و فشار آن می شود؛ سپس گاز فشرده شده به کندانسور منتقل می شود و حرارت آن به محیط خارجی منتقل می شود.

سپس مبرد خنک شده پس از عبور از شیر انبساط و کاهش دما و فشارش به اواپراتور هدایت می شود و در آن جا شروع به تغییر فاز می کند. سپس این چرخه توسط سیکل تراکمی چیلر تکرار می شود.

چیلر جذبی

چیلر جذبی بر اساس جذب مایع سرد کننده عمل می کند. در این سیستم، مایع سرد کننده توسط محلول جاذب جذب شده و حرارت از محیط اطراف جذب می کند؛ سپس گاز جاذب تحت فشار کمتر و حرارت ژنراتور قرار گرفته و تبخیر می شود، و این چرخه مجددا تکرار می شود.

در واقع در چیلر جذبی به جای کمپرسور از ژنراتور و ماده جاذب استفاده شده است. این سیستم اغلب برای مکان هایی مناسب بوده که تامین انرژی ژنراتور به راحتی قابل انجام است.

انواع چیلر بر اساس کمپرسور

در زمان خرید چیلر تراکمی لازم است تا به چهار جزء اصلی آن یعنی کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط، و اواپراتور توجه شود. کمپرسور جز اصلی و قلب سیستم تبرید است.

از این رو انواع کمپرسورهای چیلر تراکمی را می توان به صورت زیر تقسیم بندی کرد:

کمپرسور روتاری

یکی از انواع کمپرسورهای استفاده شده در چیلرهای خانگی، کمپرسور روتاری است. این کمپرسور به دلیل ظرفیت پایین و هزینه اولیه کمتر، به عنوان یک گزینه مناسب مطرح است.

با این حال، یکی از محدودیت های استفاده از این کمپرسور، کارکرد آن با توان کامل است.

کمپرسور اسکرال

از این کمپرسور برای ظرفیت های پایین تا متوسط در سیستم های تهویه مطبوع استفاده می شود. این کمپرسور به دلیل کارایی بالا و قیمت مناسب، بسیار محبوب است.

علاوه بر این، با قابلیت تنظیم ظرفیت، می توان مصرف برق را بهینه کرد. به همین دلیل، کمپرسور اسکرال برای مصارف کوچک تا متوسط گزینه مناسبی محسوب می شود.

کمپرسور اسکرو

از کمپرسور اسکرو معمولا هنگامی که نیاز به ظرفیت بیشتری وجود دارد، استفاده می شود. این نوع کمپرسورها دارای عملکرد روان و کم صدایی بوده و برای چیلرهای بزرگ و کاربری های صنعتی مناسب است.

کمپرسور سانتریفیوژ

عملکرد کمپرسور سانتریفیوژ با سایر کمپرسورها متفاوت است. این نوع کمپرسورها بر اساس نیروی گریز از مرکز عمل کرده و برای ظرفیت های بالا مناسب است.

در جدول زیر ظرفیت ها و کاربری های تخمینی هر کمپرسور بیان شده است.

نوع کمپرسور	روتاری	اسکرال	پیستونی	اسکرو	سانتریفیوژ
ظرفیت	3 الی 30 کیلو وات	5 الی 100 کیلو وات	2 الی 210 کیلووات	70 الی 1070 کیلووات	300 الی 1800 کیلووات
کاربری	تهویه مطبوع	تهویه مطبوع و صنعتی	تهویه مطبوع و صنعتی	تهویه مطبوع و صنعتی	تهویه مطبوع و صنعتی

 

 

 

 

 

 

 

انواع چیلر بر اساس کندانسور

چیلر ها را بر اساس عملکرد کندانسور آن می توان به دو دسته هوا خنک و آب خنک تقسیم بندی کرد.

چیلر هوا خنک

چیلرهای هوا خنک از کندانسور هوایی استفاده می کنند. در این سیستم، هوای خنک محیط توسط فن از روی فین ها یا شبکیه های کندانسور عبور کرده، و از طرفی نیز گاز مبرد از درون لوله های مبدل عبور می کند.

این موضوع باعث می شود تا مبرد داغ، حرارت خود را به طور غیر مستقیم به هوای عبوری از روی مبدل بدهد و دمایش کاهش بیابد.

بنابراین با کاهش دما، مبرد به مایع تبدیل شده و از کندانسور خارج می شود. سپس این مایع مبرد خارج شده به سمت رسیور یا شیر انبساط حرکت می کند.

این سیستم اغلب در سیستم های تهویه مطبوع و ظرفیت های کم استفاده می شود و کارایی بالا و عملکرد قابل اعتمادی دارد. از مزایای آن می توان به عدم نیاز به آب جهت خنک کاری مبرد اشاره کرد.

چیلر آب خنک

چیلر های آب خنک از سیال آب جهت خنک کاری مبرد استفاده می کنند. از معروف ترین این کندانسورها می توان به نوع پوسته و لوله (Shell and Tube) اشاره کرد.

کندانسور پوسته و لوله یکی از انواع کندانسورهای استفاده شده در صنعت بوده که برای تبادل حرارت بین دو سیال استفاده می شود.

ساختار این کندانسور شامل لوله های داخلی و یک پوسته خارجی است. در این سیستم، یک سیال در داخل لوله داخلی وارد شده و سیال دوم درون پوسته قرا می گیرد.

با عبور سیال از درون لوله ها، حرارت خود را به سیال درون پوسته منتقل می کنند. از کندانسور پوسته و لوله در صنایع مختلف از جمله نیروگاه ها، صنایع شیمیایی و پتروشیمی استفاده می شود و به عنوان یکی از روش های موثر تبادل حرارت خصوصا در ظرفیت های بالا محسوب می شود.

انواع چیلر بر اساس اواپراتور

چیلر ها را از نظر اوپراتور نیز میتوان مورد بررسی و دسته بندی قرار داد که در ادامه با آن ها آشنا خواهیم شد؛

اواپراتور هوا خنک

در اواپراتور هوا خنک نیز همانند کندانسور هوایی از یک مبدل حرارتی هوایی استفاده شده که باعث انتقال حرارت بین سیال درون لوله های کندانسور و هوای اطراف می شود. اما در اواپراتور حرارت از هوای محیط جذب شده و به مبرد درون لوله ها منتقل می شود.

اواپراتور پوسته و لوله

عملکرد اواپراتور پوسته و لوله نیز مشابه مبدل کندانسور آب خنک بوده و به دو دسته اواپراتورهای مستقیم (DX) و فلادد (Flooded) تقسیم می شود؛

اواپراتور فلادد

این نوع اواپراتور در چیلرهای با ظرفیت بالا استفاده می شود. در این سیستم، مبرد درون پوسته اواپراتور قرار گرفته و لوله های مبدل از آب پر می شود.

در این نوع اواپراتور به دلیل سطح انتقال حرارت بیشتر، بازدهی انتقال حرارت بیشتر بوده و مقدار شارژ مبرد حدود 55 الی 60 درصد از پوسته است.

مبرد پس از انتقال حرارت با آب و گرفتن گرمای آن تبخیر شده و به سمت خروجی مبدل حرارتی حرکت کرده و از آن خارج می شود.

اواپراتور مستقیم

در این نوع اواپراتور، مبرد به صورت مستقیم وارد لوله های مبدل شده، و آب خنک کننده وارد پوسته می شود. این نوع اواپراتور برای چیلرهای کوچکتر و تجاری استفاده می شود.

چیلرهای مستقیم عموماً ساده تر و کم هزینه تر هستند و برای سیستم هایی که نیاز به تهویه مستقیم دارند مورد استفاده قرار می گیرند. بازدهی این اواپراتورها کمتر بوده، اما نیاز به شارژ کمتری از مبرد دارند. هر دو نوع اواپراتور دارای مزایا و محدودیت های خود هستند و با توجه به نیاز و شرایط مورد نیاز انتخاب می شوند.

همانطور که بیان شد، اواپراتور فلادد معمولاً برای سیستم های بزرگتر و صنعتی مناسب بوده، در حالی که اواپراتور مستقیم برای سیستم های کوچکتر و تجاری مناسب است.

نکات مهم هنگام خرید چیلر صنعتی

بهتر است هنگام خرید چیلر صنعتی به عواملی چون موقعیت جغرافیا، بازدهی چیلر، ظرفیت چیلر و ... اشاره داشت. که در ادامه به بررسی هر کدام به صورت جداگانه پرداخته ایم.

موقعیت جغرافیایی

اولین نکته ای که هنگام خرید چیلر باید به آن توجه شود، موقعیت جغرافیایی پروژه است. به عنوان مثال، انتخاب چیلر برای شهر تهران با انتخاب چیلر در آبادان متفاوت است.

بازدهی چیلر

بازدهی حرارتی یک چیلر که معمولاً با EER نشان داده می شود، نشان دهنده میزان سرمایش تولیدی به ازای هر واحد مصرف برق است.

به عنوان مثال، چیلر با EER=3 به ازای هر ۱ واحد مصرف برق، ۳ واحد سرمایش تولید می کند. هر چه این عدد بالاتر باشد، بازدهی چیلر بالاتر بوده که به معنای کاهش مصرف انرژی و هزینه های مربوط به آن می شود.

لذا توجه به بازدهی یا راندمان چیلر از نکات بسیار مهم هنگام خرید چیلر است.

ظرفیت چیلر

ظرفیت چیلر نیز از نکات بسیار مهم هنگام خرید این دستگاه است. ظرفیت چیلر باید به گونه ای باشد که نیاز مورد نظر را به راحتی پاسخگو است.

حتی قادر به تامین باری بیش از حد مورد نیاز تحت عنوان ضریب اطمینان باشد، چرا که تعویض چیلر و یا افزایش ظرفیت آن باعث اعمال هزینه های گزافی خواهد شد.

خدمات پس از فروش

چیلر به عنوان یک دستگاه تخصصی و مهم نیاز به سرویس و تعمیرات دوره ای دارد. لذا خرید چیلر از یک شرکت معتبر که دارای خدمات پس از فروش است، از نکات مهم تلقی می شود.

به دلیل تخصصی بودن قطعات و روش عملکرد دستگاه، شرکت خدماتی باید به علاوه تأمین قطعات، تخصص مورد نیاز برای تعمیر و نگهداری چیلر را نیز داشته باشد.

شرکت سازنده چیلر

برند سازنده چیلر نیز به طور کلی نشان دهنده کیفیت چیلر است. از جمله کشورهای فعال در این حوزه می توان به ایتالیا اشاره کرد. علاوه بر ایتالیا، چیلرهای چینی و تایلندی نیز در ایران موجود هستند.

البته ایران نیز چندین سال است که در زمینه تولید چیلر در کشور فعالیت خود را آغاز کرده است. چیلرهای اروپایی اغلب از نوع چینی گران قیمت تر بوده و چیلر های چینی نیز اغلب گران تر و یا هم قیمت چیلرهای ایرانی هستند.

نکته دیگر که باید مورد توجه قرار گیرد، برند قطعات استفاده شده در ساخت یک چیلر است. به عنوان مثال، کمپرسور چیلر می تواند از برندهای مختلفی مانند بیتزر، کوپلند، دانفوس، سانیو و ... باشد که هر برند از نظر قیمت و کارایی با یکدیگر متفاوت بوده و بر قیمت نهایی چیلر تاثیر می گذارد.

تابلو برق و سیستم کنترل چیلر

سیستم برقی و کنترلی چیلر نیز از نکات مهم در خرید چیلر است. برخی چیلرها برای کار به تابلو برق ثانویه نیاز دارند.

همچنین عملکرد برخی چیلرها تماما اتوماتیک بوده و نیاز کمتری به اپراتور داشته، در حالیکه برخی دیگر نیازمند بازرسی های بیشتر توسط اپراتور است.

تعیین ظرفیت چیلر صنعتی

برای محاسبه ظرفیت چیلر صنعتی می توان از رابطه ای که در ادامه به آن پرداخته می شود استفاده کرد. به طور کلی ظرفیت چیلر تابعی از دمای آب ورودی به چیلر، دمای آب خروجی از چیلر، و دبی آب است.

برای مثال، برای محاسبه  ظرفیت چیلر مورد نیاز برای خنک کاری آب با دبی ۴۰ گالن بر دقیقه با دمای ورودی ۷۰ درجه فارنهایت (۲۱٫۱ درجه سانتیگراد) و دمای خروجی ۵۸ درجه فارنهایت (۱۴٫۴ درجه سانتیگراد) مراحل زیر طی می شود:

۱ . محاسبه اختلاف درجه حرارت: که در این مثال اختلاف درجه حرارت ۱۲ درجه فارنهایت است.

۲  . محاسبه ظرفیت برودتی چیلر بر حسب Btu/hr: برای محاسبه ظرفیت برودتی چیلر از رابطه زیر استفاده می شود:

Q=Cp×Rho×V×dT

Q=1×۸٫۳۳×۶۰×۴۰×۱۲

عدد ۱ ظرفیت گرمایی ویژه آب Cp بر حسب Btu/lb.F

عدد ۸٫۳۳ به عنوان چگالی آب Rho بر حسب پوند بر گالن lb/gallon

عدد ۶۰ جهت تبدیل واحد گالن بر دقیقه به گالن بر ساعت

عدد ۴۰ دبی حجمی آب بر حسب gallon/min

عدد ۱۲ اختلاف دمای ورودی و خروجی

بنابراین در این مثال مقدار بار برودتی چیلر Q برابر Btu/hr ۲۳۹۹۰۴ خواهد بود.

۳ . محاسبه ظرفیت چیلر بر حسب تن تبرید: با تقسیم مقدار ظرفیت بر حسب Btu/hr بر عدد ۱۲۰۰۰، ظرفیت برودتی چیلر بر حسب تن تبرید بر ساعت به دست می آید که در این مثال برابر 19.9 تن تبرید بر ساعت خواهد بود.

۴ . در نظر گرفتن ضریب اطمینان چیلر که با توجه به کاربری مور نظر انتخاب می گردد. معمولا این عدد معادل ۲۰ درصد لحاظ می گردد که با این حساب ظرفیت چیلر در این مثال سایز برابر 23.9 می شود.

۵ . سایز اسمی نزدیک به استاندارد: سایز اسمی چیلری که برای خرید در نظر گرفته می شود باید نزدیکترین عدد بزرگتر از مقدار بدست آمده باشد. با مراجعه به کاتالوگ سازنده مورد نظر می توان چیلر مناسب را از نظر ظرفیت انتخاب کرد.

قابل ذکر است که در گام سوم ظرفیت واقعی چیلر مورد نیاز بدست آمده، و در گام چهارم علت در نظر گرفتن ضریب اطمینان مربوط به تغییر منطقه عملیاتی چیلر نسبت به کارخانه تولید شده و سایر عوامل تاثیرگذار بر عملکرد چیلر و بهره برداری از آن است.

به عبارت دیگر چیلری که در کارخانه و در شرایط استاندارد حدود ۲۴ تن تبرید ظرفیت دارد، در عمل هنگامی که در شرایط محیطی محل نصب (با توجه به پارامترهای مختلف مانند دما و رطوبت متفاوت و با تغییر فشار محیط) قرار می گیرد، دچار افت ظرفیت می شود، و به همین دلیل لازم است تا ظرفیت مورد نظر اندکی بیشتر در نظر گرفته شود.

دلیل استفاده از چندین چیلر یا چیلر مدولار

از آنجا که چیلرها برای ظرفیت نامی خود طراحی می شوند، لذا بیشترین بازدهی را در نقطه کاری خود خواهند داشت. در صورتی که نیاز کاربر کمتر از ظرفیت کامل چیلر باشد، بازدهی چیلر افت خواهد کرد. این موضوع علاوه بر استهلاک، باعث افزایش هزینه برق مصرفی خواهد شد.

از این رو توصیه می شود که چیلر صنعتی بزرگ با چندین چیلر کوچک جایگزین شود تا در هنگام کم باری، از تمام چیلر استفاده نشود.

بنابراین در صورت استفاده از چندین چیلر به صورت مدولار، به دلیل عدم استفاده معمول در ظرفیت فول بار، چیلرها در اکثر اوقات خاموش خواهند بود.

این موضوع باعث افزایش عمر دستگاه دوم چیلر و کاهش هزینه ها می شود. همچنین، در صورت خرابی یک کمپرسور، یک واحد دیگر به عنوان رزرو و با نصف ظرفیت کلی موجود خواهد بود.

با این وجود، هزینه اولیه ترکیب چیلرها معمولاً بیشتر از خرید یک دستگاه تکی است و نیاز به فضای بیشتری برای نصب دارد.

در حال حاضر، در چیلرهای یکپارچه، از چند کمپرسور و چند سیکل تبرید استفاده می شود که چیلرها را به صورت پله ای وارد مدار کرده، و به طور کلی با چند دستگاه در قالب یک چیلر یکپارچه عمل می کند.

قیمت چیلر صنعتی

چیلر صنعتی از جمله تجهیزات گران قیمت بوده که از قطعات مختلفی تشکیل شده است. همانطور که بیان شد، کمپرسور، کندانسور ، اواپراتور، و شیر انبساط از اجزای اصلی این تجهیزات محسوب می شوند؛ از این رو کیفیت، برند، و سایز قطعات و همچنین نحوه مونتاژ قطعات و تولید چیلر واحد از جمله عوامل تاثیرگذار بر قیمت چیلر است.

لازم به ذکر است که خرید چیلر صنعتی با کیفیت با قیمت اولیه بیشتر می تواند به دلیل کاهش هزینه های بهره برداری و انرژی، در دراز مدت باعث به صرفه بودن آن شود.