مهم‌ترین ویژگی‌هایی که در دستگاه‌های برودتی مختلف دنبال می‌شود، خنک کنندگی و کاهش حرارت در سیالات است به همین جهت از مهم‌ترین ویژگی‌هایی که در ابزارآلات و ماشین آلات برودتی وجود دارد، خنک کنندگی است. یکی از دستگاه‌ها و ابزارهایی که با استفاده از آن می‌توان حرارت را کم کرد، چیلر یا سرد کن است که در انواع و اقسام متنوعی به تولید می‌رسد. 

در این مقاله از ویکی برودت قصد داریم تا شما را با ۰ تا ۱۰۰ دستگاه chiller یا سرد کن آشنا کنیم و به انواع و نحوه عملکرد آن بپردازیم؛ پس اگر دوست دارید که درباره این دستگاه کاربردی بیشتر بدانید تا انتها با ما همراه باشید. 

چیلر چیست؟ 

اگر بخواهیم به زبانی ساده به معرفی چیلر بپردازیم، باید گفت که chiller یا سردکن دستگاهی است که به وسیله یک سیکل ترمودینامیکی جذبی یا تراکمی بخار با استفاده از مایعی که معمولا آب است، با دمای معین و بالا دریافت و با دمای کمتر و خنک‌تر به سیستم برمی‌گرداند.

دستگاه chiller از مهم‌ترین اجزا در تجهیزات سیستم تهویه مطبوع ساختمان‌ها به شمار می‌رود که در انواع مختلفی به تولید می‌رسد و در محیط‌های گوناگون مانند ساختمان‌های مسکونی، صنعتی، تجاری، کارگاهی و غیره کاربردی بوده و مورد استفاده قرار می‌گیرد. 

انواع چیلر

همانطور که در بخش‌های قبلی درباره آن صحبت کردیم، دستگاه chiller انواع مختلفی دارد و بر این اساس چیلرها را به دو صورت تقسیم بندی می‌شوند: 

1. دسته‌بندی اول: در این دسته‌بندی chiller مختلف به دو دسته تراکمی‌ها و جذبی‌ها تقسیم‌بندی می‌شوند: 

چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی باعث برودت می‌شوند و به فعالیت می‌پردازند. این دستگاه‌ها به وسیله مکانیزم فشرده‌سازی و کمپرسور درون یک سیکل آب را خنک می‌کنند.

چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی، ایجاد برودت کرده و سرماسازی می‌کنند. این دسته از chiller‌ها ژنراتور نیز دارند ولی فاقد کمپرسور هستند.

2. دسته‌بندی دوم: در دسته‌بندی دوم تقسیم‌بندی بر اساس نحوه خنک شدن ماده مبرد صورت می‌گیرد که بر این اساس، به سه نوع آب خنک، هوا خنک و تبخیری تقسیم می‌شوند. که در ادامه به بررسی و معرفی انواع چیلرها می‌پردازیم:  

معرفی چیلرهای تراکمی

یکی از مهم‌ترین و کاربردی ترین چیلرها در صنعت که بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، تراکمی‌ها است. نحوه عملکرد این دستگاه‌های تراکمی بر پایه چهار مولفه اصلی زیر صورت می‌گیرد: 

• کمپرسور (compressor) 
• کندانسور (condenser) 
• اواپراتور (evaporator) 
• شیر انبساط (expansion valve) 

در ابتدا گاز به وسیله کمپرسور متراکم می‌شود و فشار آن افزایش می‌یابد. سپس این گاز برای خنک شدن به وسیله آب یا هوای محیط  وارد کندانسور شده و به مایع تبدیل می‌شود. این مایع وقتی از شیر انبساط یا لوله مویین عبور کند به صورت ناگهانی دچار کاهش فشار شده که در ادامه وارد اواپراتور یا خنک کننده می‌شود که این کاهش فشار باعث تبخیر مایع می‌گردد که در نتیجه مایع مبرد با دریافت گرمای نهان تبخیر خود از محیط خنک کننده باعث خنک شدن فضای آن می‌شود. حال این گاز وارد کمپرسور شده و این سیکل تکرار می‌شود. ضریب عملکرد بین ۱.۶ تا ۲ است.

خوب است بدانید که برای اینکه عملکرد این دستگاه‌های برودتی به بالاترین سطح خود برسد باید اصول کار با این دستگاه‌ها را بلد باشید و درباره شرایط آن بیشتر بدانید. برای مثال رعایت نکات زیر بسیار مهم است (البته علاوه بر نکات زیر رعایت نکات دیگر نیز از الزامات است): 

• فشاری که گاز فریون در مکش چیلرهای تراکمی ایجاد می‌کند باید بین ۴۵ تا ۷۵ psi باشد. 
• فشار روغن در مینیمم حالت خود باید از درجه فشار مکش ۲۰ psi بیشتر باشد. 
• برای روغن زدن به دستگاه‌های تراکمی باید این دستگاه‌ها خاموش باشند. 
• دمای آب رفت در برج‌های خنک کننده تراکمی باید ۲۸ درجه سانتی‌گراد و در برگشت باید ۵ درجه با رفت متفاوت باشد. 

علاوه بر موارد ذکر شده آشنایی با ساختمان انواع مختلف چیلرها از جمله تراکمی‌ها می‌تواند به شما برای شناخت بیشتر کمک کند: 

• الکتروموتور 
• شیر برقی 
• شیر تغذیه ماده مبرد 
• کوپلینگ 
• لوله رانش 
• کمپرسور 
• کندانسور 
• شیر سرویس در کندانسور 
• فیلتر یا صافی 
• سایت گلاس 
• شیر انبساط ترموستاتیک 
• لوله مکش 
• لوله خروج مایع مبرد از کندانسور 
• اوپراتور 
• تابلو وسایل اندازه‌گیری و کنترل فشار 

انواع چیلر تراکمی 

چیلرهای تراکمی از مهم‌ترین و کاربردی‌ترین دستگاه‌ها در صنعت هستند که انواع مختلفی دارند و بر اساس نوع کمپرسور تراکمی‌ها را می‌توان به موارد زیر تقسیم‌بندی کرد: 

• روتاری 
• اسکرال 
• پیستونی
• اسکرو 
• سانتریفیوژ

دسته‌بندی بعدی تراکمی‌ها بر اساس نوع کندانسور است و بر این اساس این دستگاه‌های خنک کننده را به موارد زیر تقسیم‌بندی می‌کنند: 

• تراکمی آب خنک 
• تراکمی تبخیری 
• تراکمی هوا خنک

که در ادامه قصد داریم هر یک را به صورت جامع و مفید به شما معرفی کنیم.

بررسی انواع مختلف چیلرهای تراکمی بر اساس نوع کندانسور 

همانطور که در بخش قبلی به آن پرداختیم، دستگاه‌های سرد کن تراکمی بر اساس نوع کندانسور نیز انواع مختلفی دارند که در این بخش به بررسی آن می‌پردازیم: 

دستگاه چیلر تراکمی آبی یا آب خنک

 همانگونه که احتمالا از نام این دستگاه برودتی کاربردی متوجه می‌شوید، می‌توان گفت که کندانسور از طریق تبادلات گرما و انرژی با آب خنک می‌شود. این نوع چیلر برای تکمیل سیکل سرمایشی خود نیاز به برج خنک کننده دارند. (که در آینده با برج خنک کننده نیز آشنا می‌شوید). عملکرد برج خنک کننده به این صورت است که گرمای مبرد را به وسیله آب می‌گیرد و زمانی که آب را خنک کرد دوباره به سیکل برمی‌گرداند.

معمولا کندانسورهای آبی یا آب خنک راندمان و کارایی بیشتری نسبت به کندانسورهای هوایی دارند. اما نکته‌ای که در این دستگاه‌ها وجود دارد مصرف آب زیاد توسط برج خنک کننده است؛ که با توجه به کمبود آب در کشور کمتر مورد استفاده قرار می‌گیرد. باید دقت کنید آبی که در برج خنک کننده جریان دارد، مبرد را خنک می‌کند و آبی که به وسیله chiller خنک می‌شود و به سیستم توزیع منتقل می‌شود متفاوت است. 

دستگاه chiller تراکمی تبخیری

در اینجا کندانسور (کویل) از طریق مکانیزم سرمایش تبخیری، خنک می‌شود. به این صورت که مبرد داغی که از کمپرسور خارج شده، وارد لوله های کویل کندانسور می‌شود. آب به وسیله نازل هایی روی این لوله ها پاشیده شده و به دلیل داغ بودن لوله ها، تبخیر می‌شود. 

دستگاه chiller تراکمی هوایی یا هوا خنک

 از این نوع سیستم‌ها معمولا در محیط‌های باز مانند حیاط یا پشت بام استفاده می‌شوند و از نظر لوله کشی سیستم ساده‌تری دارند. این دسته از چیلرها برخلاف نوع آبی آن‌ها نیاز به برج خنک کننده ندارند ولی در عوض قیمت بیشتری دارند و گران‌تر هستند. کندانسور (کویل فین گذاری شده) از طریق تبادلات انرژی با هوا خنک می‌شود و به این صورت که مبرد داغی که از کمپرسور خارج شده وارد لوله های فین دار کویل کندانسور می‌شود. در ادامه هوای محیط به وسیله فن‌های دمنده و مکنده از روی لوله‌ها عبور داده می‌شود. 

دستگاه‌های تراکمی هوایی دارای راندمان ۲.۵ تا ۳.۳ است. این دستگاه‌ها، به دو فرم یک‌پارچه و دو پارچه تولید می‌شوند که در مدل دو پارچه، کندانسور chiller در یک یونیت و به صورت جدا تولید می‌شود این در حالی است که در نوع یک‌پارچه، تمامی اجزا و متعلقات چیلر‌ها در  درون یک یونیت قرار گرفته‌اند. از این نوع دستگاه‌ها می‌توان در مناطق شرجی و با رطوبت بالا نیز استفاده کرد.

 برج خنک کننده 

برج خنک کننده از سیکل چرخش آب استفاده می‌کند. این وسیله می‌تواند همزمان دو کار انجام دهد: 

• کاهش گرمای سیستم
• انتقال گرمایش ثانویه برای افزایش دادن کارایی و بهره وری سایر بخش های موتورخانه

برج خنک کننده نیز انواعی مختلفی دارد: 

• مدار باز: در این نوع از برج‌های خنک کننده، دمای آب به صورت مستقیم در تماس با آب کاهش می‌یابد. در سیستم‌های تهویه مطبوع ساختمان‌ها از این مورد بیشتر استفاده می‌شود.
• مدار بسته: آبی که در داخل لوله‌های مبدل حرارتی وجود دارد، با هوا و آبی که بر روی لوله‌ها پاشیده می‌شود، تبادل حرارت انجام می‌دهد و بدین صورت مصرف آب کمتری دارد که این اتفاق باعث می‌شود تا در مناطق گرم و خشک بیشتر مورد استفاده قرار بگیرد. 

همچنین برج‌های خنک کننده از لحاظ ساختار بدنه نیز به دسته‌های زیر تقسیم‌بندی می‌شوند: 

• برج خنک کننده ذوزنقه‌ای 
• برج خنک کننده مکعبی فلزی 
• برج خنک کننده فایبرگلاس 

آشنایی با چیلرهای جذبی 

در این نوع از چیلرها از جذب کننده و مولد حرارتی یا ژنراتور به جای کمپرسور استفاده می‌شود که عمومی‌ترین خنک کننده سیستم لیتم برماید است. در این مکانیزم، بخار آب توسط لیتیم برماید (غلیظ) جذب و در قسمت ژنراتور، آب بر اثر حرارت تبدیل به بخار می‌شود که این بخار آب درون کندانسور که فشار آن ۱.۰ اتمسفر بوده به مایع تبدیل می‌شود و در ادامه، در بخش خنک کننده که فشار آن ۰.۰۱ اتمسفر است دوباره بخار می‌شود. 

برای اینکه آب بتواند تبخیر شود، گرمای مورد نیاز خود یا گرمای نهان تبخیر را از محیط خنک کننده گرفته و به این ترتیب باعث ایجاد برودت و سرمایش می‌شود. در ادامه بخار تولید شده در خنک کننده به جذب کننده منتقل و این سیکل باز هم تکرار می‌شود. 

معرفی انواع چیلر جذبی 

چیلرهای جذبی نیز از آن دسته از دستگاه‌های برودتی هستند که تنوع زیادی دارند و به همین دلیل بسیار کاربردی هستند. این دستگاه‌های سرمایشی عبارتند از: 

• گروه تک اثره یا Single Effect

ضریب عملکرد بین ۰.۶ تا ۰.۸ است و دارای سه دسته تک اثره با تغذیه بخار، تک اثره با تغذیه آب داغ با دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتی گراد، تک اثره با تغذیه آب گرم با دمای زیر ۱۰۰ درجه سانتی گراد است که هر سه عملکرد مشابه دارند  و دارای حداقل یک مولد حرارتی هستند.

• گروه دو اثره یا Double Effect

ضریب عملکرد ۱.۲ است و دارای دو دسته دو اثره با شعله مستقیم و دو اثره با تغذیه بخار است. این گروه از چیلرها از جدید‌ترین نسل‌های دستگاه‌های جذبی بوده که سیکل تبرید کامل تری نسبت به تک اثره دارند.

مقایسه و بررسی بین چیلر تراکمی و جذبی

انتخاب چیلر تراکمی در مقایسه با جذبی بسته به ظرفیت برودتی مورد نیاز، شرایط اقلیمی و هزینه های مصرف انرژی است. اما اگر از جوانب مختلف این دستگاه‌‌های برودتی را با هم مقایسه کنیم می‌توانیم خرید راحت‌تر، دقیق‌تر و مطمئن‌تری را داشته باشیم: 

• ضریب عملکرد: ضریب عملکرد در دستگاه تراکمی هوایی می‌تواند تا ۳.۵ و در دستگاه تراکمی آبی تا ۶ است. این در حالی است که در دستگاه‌های جذبی در بهترین حالت( دستگاه‌های جذبی دو اثره) ضریب عملکرد ۱.۴ می‌باشد. 
• وزن و ابعاد دستگاه: در چیلرهای جذبی به دلیل اضافه شدن ژنراتور، جذب کننده و سایر تجهیزات، ابعادی نزدیک به دو برابر تراکمی‌ها دارد.
• هزینه و قیمت: قیمت و هزینه‌ مورد نیاز برای جذبی‌های تک اثره ۵۰ درصد و جذبی‌های دو اثره حدود دو برابر بیشتر از تراکمی در ظرفیت مشابه است.
• مصرف آب: مصرف جذبی‌ها به دلیل یک سری مسائل بیشتر از تراکمی‌ها می‌باشد. 
• مصرف انرژی: به دلیل استفاده از سوخت های فسیلی برای منبع گرمایی ژنراتور در دستگاه‌های جذبی‌، مصرف انرژی و وارد کردن مواد آلاینده به محیط بیشتر از تراکمی‌ها می‌باشد. 
• میزان سروصدا دستگاه هنگام کار: میزان تولید صدا در جذبی‌ها( به غیر از شعله مستقیم) به دلیل استفاده کمتر از ادوات و قطعات متحرک، کمتر از تراکمی‌ها می‌باشد. 

پرده آخر

چیلرها یکی از مهم‌ترین دستگاه‌های برودتی هستند و از بهترین گزینه‌ها برای خنک کردن و سرماسازی هستند که در انواع مختلف به تولید می‌رسند و تنوع زیادی دارند. 

در این مقاله از سایت ویکی برودت سعی شد تا حدالامکان به معرفی اجمالی از chiller و انواع آن پرداخته شود بنابراین اگر به دنبال خرید یه chiller با راندمان بالا هستید بهتر است تا به نوع اقلیم و بودجه مد نظر خود توجه کنید.  در صورت نیاز به آشنایی بیشتر شما می‌توانید با استفاده از راه‌های ارتباطی با ما تماس بگیرید و صفحات ما را در شبکه‌های اجتماعی مختلف دنبال کنید؛ همراه ما باشید.