تفاوت چیلر هوا خنک و آب خنک در چیست؟!

بسیاری از مناطق در سرتاسر دنیا با کمبود آب در حال دست و پنجه نرم کردن هستند. تلاش های متعدد در راستای نمک زدایی کردن آب و تجارت‌های این چنینی، مدرکی بر تأیید اهمیت این مشکل هستند. بانک جهانی تعداد افرادی را که از کمبود آب رنج می­برند 2 میلیارد نفر تعیین کرده و این در حالی است که این رقم تا 65 سال آینده می­تواند به 4.6 میلیارد برسد. پیوند آب و انرژی به موضوعی دائماً مطرح در چند سال اخیر تبدیل شده است. نیروگاه های برق که برق بیشتر کشورها را تأمین می­کنند چه به صورت مستقیم و چه غیر مستقیم مصرف آب بسیار زیادی دارند. وقتی که از قابل مطالعه بودن دستگاه خنک کننده­ صحبت می­شود، بحث درباره مصرف آب چندان مهم به نظر نمی­آید. اینکه بین چیلرهای آب خنک یا هوا خنک کدام را انتخاب کنیم و یا اینکه تفاوت چیلر هوا خنک و آب خنک در چیست بستگی به نتیجه این مطالعه دارد.

چیلر چیست؟

چیلر حرارت را از یک بار گرفته و آن را به کمک یک سیستم خنک کننده به محیط اطراف منتقل می­کند. این انتقال دهنده حرارت، ماشینی است که در نیروگاه های برق و دیگر تأسیسات عظیم و مفصل ترجیح داده می شود. می­توان آن را به سادگی یک سیستم دانست که از مخزن آب یا ترکیب اتیلن و آب و چرخه بین اجزا تشکیل شده است. به این ترتیب سیال خنک کننده از مخزن به سمت تجهیزاتی که قصد خنک شدن دارند در چرخش است.

چیلرهای هوا خنک نیز وجود دارند که در آنها گرما توسط فن‌های تعبیه شده به اطراف پراکنده می­شود. این نوع اخیراً در نیروگاه های برق معمول و رایج شده‌اند. در این نوشته ما به تفاوت بین دو تکنولوژی چیلر پرداخته و انتخاب بین این دو را به عهده خودتان می­گذاریم.

چیلرهای آب خنک

چیلرهای آب خنک یک برج خنک کننده دارند، بنابراین راندمان بالاتری نسبت به چیلرهای هوا خنک از خود نشان می­دهند. چیلرهای آب خنک کارآمدتر هستند، چرا که بسته به دمای حباب محیط اطراف، که پایین‌تر از دمای حباب خشک است کار تراکم را انجام می­دهند. هر اندازه که چیلر کمتر متراکم سازی کند کارآمدتر است. این سیستم اجزای ضروری متعددی دارد که شامل این موارد می­شود:

• برج های خنک کننده
• پمپ های کندانسور آب
• پمپ های تأمین آب
• چیلرها
• مخازن TES

مزایای چیلر آب خنک چیست؟

بعضی از افراد این چیلرها را ترجیح می­دهند چون ابعاد کمتری دارند و فضای کمتری نسبت به چیلرهای هوا خنک اشغال می­کنند. این چیلرها همچنین راندمان بالاتری دارند و نسبت به گزینه موجود دیگر بیشتر عمر می­کنند. برای کسانی که مایل هستند تجهیزات را درون فضای بسته جای بدهند گزینه چیلرهای آب خنک انتخاب بهتری خواهد بود.

بیشتر بخوانید: تفاوت چیلر های جذبی و تراکمی در چیست؟!

در اواپراتور چه رخ می­دهد؟

نقش اواپراتور تولید آب خنک شده و سرد است. این وسیله دمای آب را به 6 درجه سانتی­گراد (42.8 درجه فارنهایت) رسانده و بعد به کمک پمپ ها به دیگر بخش ها هدایت می­کند.

شبکه‌ای از لوله‌ها آب سرد شده را به هر بخشی از ساختمان که به این آب نیاز دارند می­رساند. بعد از تبادل سرما با هوای اتاق، که این سرما توسط واحدهای توزیع هوا یا فن کویل ها به اتاق وارد می­شود، آب گرم­تر شده و دمای آن به چیزی حدود 12 درجه سانتی­گراد (53.6 درجه فارنهایت) می­رسد. سپس آب به اواپراتور، جایی که مبرد حرارت مازاد را به خود جذب می­کند تا تاسیسات را خنک کند بازمی­گردد. به یاد داشته باشید که این آب، آب خنک شده یا سرد شده نامیده می­شود، بدون در نظر گرفتن اینکه چه دمایی دارد.

درون کندانسور چه اتفاقی می­افتد؟

یک مبرد گرمای ناخواسته و اضافی را با خود از اواپراتور به کندانسور می­آورد. اینجا چرخه دیگری نیز وجود دارد که آن هم به کندانسور ختم می­شود و آن چرخه آب بین کندانسور و برج خنک کننده است.

بعد از وارد شدن آب به کندانسور با دمایی حدود 27 درجه سانتی­گراد (80.6 درجه فارنهایت)، آب با دمای 32 درجه سانتی­گراد (89.6 درجه فارنهایت) کندانسور را ترک کرده و به سمت برج خنک کننده حرکت می­کند. در نظر بگیرید که در هیچ زمانی مبرد و کندانسور به طور مستقیم با هم در ارتباط نیستند و تبادل گرما تنها از طریق واسطه دیواره لوله انجام می­شود. آب کندانسور با گرمای ناخواسته اضافی برای دفع حرارت بعدی به سمت برج خنک کننده می­رود.

درون برج خنک کننده چه خبر است؟

اینجا جایی است که گرمای اضافی نامطلوب به سرانجام خود می­رسد. یک فن بزرگ به این قسمت هوا می­دهد. این هوا با آبی که از کندانسور به این بخش آمده برخورد می­کند. از طریق این برخورد مستقیم، آبی که از کندانسور آمده گرمای خود را به هوا می­دهد و آب دوباره به قسمت کندانسور باز می­گردد تا چرخه خود را ادامه دهد. برج خنک کننده که سقفی برای آن تعبیه نشده و روباز است، در شکل های مختلفی بسته به فاکتورهای متعدد طراحی می­شود. به طور مثال انواع جریان متقاطع، جریان مخالف و ناهمسو، مکش طبیعی و مکش مکانیکی از این موارد هستند. این روشی خوب برای حل و فصل شدن ابهامات درباره انواع چیلرها و برج های خنک کننده است.

چیلرهای هوا خنک

چیلر هوا خنک هنگامی که شرایط زیبایی یا محیطی یا حتی محدودیت دسترسی به آب وجود داشته باشد، نصب می­شود. چیلرهای آب خنک و هوا خنک هر دو به جریان هوا به عنوان واسطه‌ای برای انتقال حرارت وابسته هستند. تفاوت در این است که چیلرهای آب خنک یا می­توان گفت برج های خنک کننده آنها، از جریان هوای مرطوب (جریان هوای محیط + اسپری آب) استفاده می­کنند، در حالی که چیلرها هوا خنک از هوای موجود در فضای محیط کمک می­گیرند.

به طور معمول چیلرهای آب خنک ارزان­تر بوده و کارایی بیشتری دارند، اما مصرف بالای آب آنها یک نکته منفی محسوب می­شود. البته که راه‌هایی برای ترکیب روش های مدرن ساخت و تکنولوژی پیشرفته وجود دارد که چیلرهای هوا خنک را هم به بیشترین حد کارایی خود برساند. به این ترتیب، چیلرهایی نیز وچود دارند که از جنبه های مختلفی قابل رقابت با چیلرهای آب خنک باشند. به طور مثال در مقدار فضای اشغالی یا تولید آلودگی صوتی.

متاسفانه همچنان بعضی از مردم اعتقاد دارند که چیلرهای هوا خنک نمی­توانند بازده خوبی داشته باشند. در این صورت تنها چیزی که این افراد به آن احتیاج دارند دانستن عملکرد این چیلرها در دو دهه گذشته است که نرخ NPLV آنها در طی سال­ها به شکل تدریجی افزایش پیدا کرده است. در ادامه مزایای استفاده از چیلرها هوا خنک به طور خلاصه ذکر شده است:

• احتیاج نداشتن به برج های خنک کننده
• سازگاری با محیط زیست و هدر ندادن آب
• هزینه نگهداری پایین
• عملکرد و کنترل آسان­تر به دلیل نداشتن واسطه هایی مانند برج
• جلوگیری از هزینه های شیمیایی
• جلوگیری از هزینه های مربوط به آب، به خصوص در شهرها
• عدم نیاز به مقابله با مشکلاتی که مربوط به آب است.

چگونه بین این دو نوع چیلر انتخاب کنیم؟

ظرفیت خنک سازی اصلی ترین راهنما برای انتخاب چیلر است. به همان اندازه نیز تعادل بین هزینه های عملیاتی و بودجه نیز مهم است. با این وجود که یک گزینه ارزش محور هر دو هزینه اولیه و عملیاتی را در نظر می­گیرد، بعضی از مشتریان پایه تصمیم خرید خود را روی هزینه های اولیه بنا می­کنند. برای مشخص کردن هزینه های اولیه هر گزینه، هزینه های پیمانکاران و تجهیزات را با هم در نظر بگیرید. به یاد داشته باشید برای چیلرهای آب خنک نیاز دارید برج­ خنک کننده را هم به سیستم اضافه کنید. هنگامی که صحبت از هزینه عمر دستگاه می­شود باید هم هزینه خرید و هم هزینه بهره برداری را لحاظ کنید.

هنگامی که هر دو نوع چیلرها را اینگونه ارزیابی کنید، قادر  به مشخص کردن هزینه های کلی هرکدام خواهید بود. نکته‌ای که باید به یاد داشته باشید این است که چیلرهای آب خنک معمولا اگر از هزینه های اولیه­ و هزینه آبشان چشم پوشی شود ارزشمندتر به نظر می­آیند. هرچند، تنها بعد از لحاظ کردن هزینه های بعدی است که تصویر واقعی آنها شفاف ظاهر می­شود.

دیگر تفاوت های چیلر هوا خنک و آب خنک

هزینه مربوط به انرژی همچنان به عنوان یک موضوع مهم در هر تجهیزاتی باقی می­ماند و اقدامات صرفه جویی در انرژی در همه جا اعمال می­شود. در حالی که چیلرها بر میزان مصرف انرژی مستقیم تأثیر می­گذارند، فاکتورهای دیگری نیز وجود دارند. در عین حال که چیلرهای آب خنک می­توانند از لحاظ انرژی عملکرد بهتری داشته باشند، از جنبه هایی دیگر مانند هزینه نصب، هزینه نگهداری، تعداد وسایل و جنبه هایی دیگر می­توانند رقابت سفت و سختی با چیلرهای هوا خنک داشته باشند.

از همه مهم­تر، چیلرهای هوا خنک مصرف آب ندارند بنابراین برای مناطقی که با کمبود آب مواجه هستند یا مناطقی که انرژی در آنها ارزان است اما آب هزینه های زیادی دارد جایگزین ایده‌آلی است.

منبع: وب سایت araner.com