English 
فارسی 
در تعریف اینکه چیلر چیست بایستی این گونه تشریح کرد که در واقع چیلر یکی از انواع دستگاه های مربوط به سیستم تهویه مطبوع است که شاید بر خلاف تصور اولیه ما از واژه چیلر، تولید سرما نمی‌کند. در واقع کار چیلر؛ این دستگاه بزرگ که یک مجموعه پیچیده و پر سر و صدا است، خنک کردن و فراهم آوردن دمای مناسب برای دستگاه های سیستم تهویه مطبوع است اما این کار را نه با تولید سرما، بلکه با حذف گرما انجام می‌دهد. به همین علت مایع سرد شده توسط چیلر دوباره به چرخه باز می‌گردد و برای سیستم تهویه قابل استفاده است؛ به طور خلاصه می‌توان گفت که چیلرها دستگاه‌های حذف گرما هستند.
از چیلرها هم برای مصارف صنعتی و هم برای سیستم تهویه مطبوع کمک گرفته می‌شود. مصارف صنعتی بیشتر شامل حفظ دمای ابزارآلات و دستگاه ها هنگام فرآیند و مکانیزم ها می‌شود و سیستم تهویه مطبوع بیشتر به خنک نگه داشتن و کنترل رطوبت در ساختمان های وسیع یا همان چیلر خانگی یا تجاری و اداری باز می‌گردد. چیلر معمولاً روی پشت بام یا در زیرزمین نصب می‌شود و بیشترین نقش را در تأمین سرمای ساختمان در فصل تابستان دارد. در مطالب قبلی درباره اینکه بطور کل سیستم تهویه مطبوع چیست توضیحات کافی درباره نحوه عملکرد این سیستم ارائه شده است.
خود چیلر به تنهایی مولد منبع برودت یا حرارت است و فقط صرفاً به دستگاه های گردش گاز و مایع ختم نمی‌شود. به این معنی که خود منبعی که قبلاً ممکن بود در قالب دیگ یا پکیج جداگانه محسوب شود تا آب مورد نیاز را برای سیال درون دستگاه های داخل سیستم فراهم کند، اکنون به عضوی درون خود دستگاه چیلر تبدیل شده است و همراه آن است.
می‌توان ویژگی ها و در واقع مزایای چیلر را به طور خلاصه به این شکل بیان کرد:
- ظرفیت بالا
- همراه داشتن مولد برودت یا حرارت
- کانال کشی و لوله کشی چیلر با متریال های متفاوت و سازگار با نیاز
- امکان کنترل جداگانه هر کانال، با وجودی که چیلر یک سیستم مادر است که همه کانال ها را در خود جای می‌دهد.
- تولید صدای کم
- صرف انرژی کم
اجزای تشکیل دهنده چیلر چیست؟
چیلر یک مجموعه واحد تشکیل شده از اجزای متعدد و گوناگون است. بخش های مختلف چیلر به این ترتیب هستند:
- اواپراتور
- کمپرسور
- کندانسور
- مخزن نگهدارنده
- پمپ
- فن ها
- شیر انبساط
- صفحه کنترل
- جذب کننده
- هواساز
- ژنراتور
البته باید یادآوری کرد که این مجموعه نام برده شده اجزای کلی چیلرها هستند و هر چیلر بر حسب نوع خود، محدودهای متفاوت از این لیست را دارد. به این شکل اجزای هر نوع چیلر با اجزای یک چیلر دیگر متفاوت هستند. اما در این بین عوامل اواپراتور، کندانسور و شیر انبساط بین همه آنها مشترک هستند.
انواع چیلر
انواع چیلر کدامند و نحوه کار هر نوع به چه شکل است؟
بعد از آشنایی کلی با چیستی چیلر و نحوه کار آن می‌توانیم انواع آن را معرفی کنیم.
به صورت ساده می‌توان در ابتدا به چرخه های درون چیلر پرداخت تا با نحوه کار آن آشنا شد. می‌توان گفت که یکی از چرخه ها و جریان های اصلی در چیلر، حرکت مبرد بین کندانسور و اواپراتور است. چرخه دوم، ارتباط اواپراتور و کل اجزای ساختمان از طریق مبرد است که در رفت و برگشت میان این دو می‌باشد. چرخه سوم هم بین کندانسور و برج خنک کننده اتفاق می‌افتد.
تمام تمرکز عملکرد چیلر بر این است که ماده مبرد را بین فازهای مختلف ماده در چرخش نگه دارد. این ماده مبرد ظرفیت گرمایی بالایی دارد و به همین خاطر می‌تواند میان فازهای مختلف ماده مدام در چرخش باشد. این کار با کمک از علوم ترمودینامیک و انتقال حرارت انجام می‌شود.
چیلرها در دو نوع جذبی و تراکمی تولید می‌شوند. این اسم ها در واقع به نحوه کار آنها باز می‌گردد. به این شکل که چیلر جذبی با انرژی حرارتی و چیلر تراکمی با انرژی الکتریکی کار و فعالیت می‌کند.
چیلر تراکمی چیست
چیلر تراکمی چیست؟
چیلر تراکمی به این نحوه کار می‌کند که کندانسور چیلر ابتدا گاز را متراکم کرده و بعد آن را به سمت کندانسور هدایت می‌کند تا گاز را به مایع تبدیل کند. سپس مایع وارد اواپراتور می‌شود که فشار کمتری نسبت به محیط قبل دارد. این کاهش باعث تبخیر مایع شده و به دنبال گرفتن حرارت مورد نیاز برای تبخیر از قسمت خنک کننده، باعث ایجاد سرما در مناطقی می‌شود که در تماس با قسمت خنک کننده هستند.
از آنجایی که اواپراتور و کندانسور هر کدام به تنهایی شامل آب سرد و آب گرم دستگاه هستند، نگرانی‌ای بابت کنار هم قرارگیری و تأثیر آن دو بر هم وجود ندارد، چرا که کندانسور و اواپراتور به خوبی در مقابل هم عایق شده‌اند و تنها راه ارتباطی بین آنها ماده مبرد است که خود تأثیر بر آن قضیه کلیدی چیلر محسوب می‌شود.
همانطور که گفته شد، سه چرخه میان اجزای تشکیل دهنده چیلرها وجود دارد. اما اجزای سازنده چیلر تراکمی و جذبی با یکدیگر متفاوت هستند. بنابراین چرخه اصلی و اولی در چیلر تراکمی بین اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط اتفاق می‌افتد.
چیلرهای تراکمی خود به دو دسته چیلرهای آب خنک و هوا خنک تقسیم می‌شوند. البته که تقسیم بندی دیگری برای چیلرهای تراکمی وجود دارد که بر اساس کمپرسور آنهاست: چهار نوع
- اسکرال یا حلزونی
- اسکرو یا مارپیچی
- پیستونی یا ضربه‌ای یا رفت و برگشتی
- و سانتریفیوژ یا گریز از مرکز
بنابراین هنگامی که از چیلر آب خنک اسکرو صحبت به میان میآید منظور یک چیلر تراکمی آب خنک با کمپرسور اسکرو است.
چیلر آب خنک اسکرو
در چیلر آب خنک اسکرو (screw) یا مارپیچی از آب به عنوان ماده مبرد استفاده می‌شود و کار چیلر آب خنک این است که ماده مبرد که آب است را به فازهای مختلف برساند. در واقع اسم این چیلر می‌تواند چیلر تراکمی خنک شونده با آب باشد. کمپرسور چیلر آب خنک اسکرو از دو محور یا یک محور مارپیچی تشکیل شده که با چرخش تدریجی خود، ماده مبرد را متراکم می‌کنند. منظور از چیلر آب خنک این است که قسمت کندانسور چیلر توسط آب خنک می‌شود. به همین علت در چیلر آب خنک، آب به وسیله ابزاری به نام برج خنک کننده یا کولینگ تاور خنک می‌شود.
چیلرهای آب خنک اسکرو آلودگی صوتی کمتری تولید می‌کنند اما در عین حال از لحاظ کنترل کار نیز، اپراتور دستگاه می‌تواند کنترل بالایی روی چیلر داشته باشد. همچنین که در چیلرهای تراکمی امکان کنترل فشار هوا و فشار روغن وجود دارد.
چیلر هوا خنک اسکرو
وظیفه‌ای که برای چیلر هوا خنک مانند باقی چیلرها تعیین شده است این است که در یک مدار بسته، آب را سرد کرده و بعد به تمام بخش های دیگر ساختمان یا سازه برساند یا پمپاژ کند. چیلر هوا خنک اسکرو هم مانند چیلر آبی همین مدل، توسط یک یا دو محور مارپیچی کار خود را انجام می‌دهد. این محورهای مارپیچی که روتور نام دارند، گاز وارد شده از بخش مکش چیلر را در سرتاسر شیارهای خود جا میدهند و با سرعتی از پیش تعیین شده و هماهنگ با هم شروع به حرکت می‌کنند تا گاز را متراکم کنند.
از آنجاکه می‌دانیم برج خنک کننده چیست و با توجه به اینکه در چیلر هوا خنک اسکرو، این هوا است که کندانسور را خنک می‌سازد، بنابراین نیازی به برج خنک کننده نیست. به این شکل که فن هایی که بالای چیلر نصب شده اند، هوا را از روی لوله های کندانسور می‌کشند و آن را خنک می‌کنند. به همین علت هم به این نوع چیلر، چیلر هوا خنک گفته می‌شود چون کندانسور آن با هوا خنک می‌شود.
چیلر آبی گریز از مرکز
عبارت گریز از مرکز یا سانتریفیوژ به نحوه کار کمپرسور چیلر مربوط می‌شود. بنابراین چیلر آبی گریز از مرکز یک چیلر با کمپرسوری است که به این شکل کار می‌کند:
موتور داخل کمپرسور از طریق میله ها و چرخ دنده های واسطه پروانه داخل کمپرسور را به حرکت در می‌آورد. پروانه با چرخش خود برای مبرد داخل کمپرسور نیروی گریز از مرکز را تأمین می‌کند و این کار در ادامه منجر به افزایش حرکت و دمای ذرات مبرد می‌شود. در واقع سه بخش اصلی کمپرسور در چیلر آبی گریز از مرکز؛ پروانه یا ایمپلر، ورودی و دیفیوزر هستند.
چیلرهای آبی گریز از مرکز از اولین نمونه های تولید شده چیلر در دنیا هستند و به دلیل ساختار ساده ای که دارند از عمومی ترین نمونه های چیلر آبی محسوب می‌شوند.
چیلر جذبی
چیلر جذبی چیست؟
در چیلر جذبی به جای کمپرسور از جذب کننده (Absorber)، پمپ و مولد حرارتی (ژنراتور) استفاده می‌شود. در واقع این سه عامل جایگزین عامل کمپرسور شده‌اند. بیشترین ماده‌ای که به عنوان خنک کننده یا مبرد در چیلرهای چذبی استفاده می‌شود لیتیوم برماید است. نحوه کار چیلر جذبی به این شکل است که بخار آب توسط لیتیوم برماید جذب شده و این بخار بین فازهای گاز و مایع در جریان قرار می‌گیرد و در نهایت برای تبخیر خود، حرارت محیط خنک کننده را می‌گیرد و دمای همان محیط را کاهش می‌دهد.
دسته بندی دیگری نیز برای چیلرها وجود دارد و آن به فاز ماده مبرد در چیلر وابسته است: چیلرهای آب خنک، هوا خنک و تبخیری انواع چیلرها از این نظر هستند.
در چیلرهای جذبی نیز چرخه اصلی و اولی بین اواپراتوار، جذب کننده یا ابزوربر و پمپ و مبدل حرارتی، کندانسور و شیر انبساط اتفاق می‌افتد.
چیلر جذبی بخار
چیلر جذبی بخار یا Steam Fired Absorption Chiller به جای انرژی الکتریکی از حرارت برای تأمین انرژی خود استفاده می‌کند. این نوع تأمین نیاز می‌تواند به نفع محیط زیست عمل کند، چرا که امکان استفاده از انرژی حرارتی فرآیندهای صنعتی وجود دارد و به این شکل نوعی انرژی بازیافتی در راستای تأمین نیاز چیلر جذبی مصرف می‌شود.
درون چیلر جذبی بخار به جای کمپرسوری که در چیلرهای تراکمی استفاده شده بود کمپرسور گرمایی مانند ژنراتور یا ابزوربر (absorber) یا پمپ و مبدل حرارتی استفاده می‌شود. در این نوع چیلر، بخار آب به کنداسور وارد شده، توسط محیط خنک می‌شود و بعد به فاز مایع در میآید. این مایع دوباره وارد قسمت اواپراتور می‌شود که فشار پایینی دارد. به همین علت نقطه جوش ماده پایین آمده و شروع به جوشش می‌کند. به این شکل خود محیطی که در دادن حرارت برای کمک به جوشش ماده میکوشیده است خنک می‌شود.
چیلر جذبی گرما مستقیم
چیلر جدبی گرما مستقیم یا شعله مستقیم یا direct fired absorption chiller از یک شعله برای تأمین انرژی حرارتی خود بهره میبرد. بنابراین تمام اجزای داخلی چیلر شعله مستقیم باید در برابر دمای بالا مقاوم باشند. این خصوصیت باعث می‌شود خود چیلر برای انجام عملیات سنگین در شرایط دشوار کاملاً آماده باشد و آسیبی نبیند.
سیال جاذب درون این چیلر هم لیتیوم برمید و مبرد درون آن آب است. استفاده از چیلر جذبی گرما مستقیم علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی، صرفه جویی در مصرف سوخت گازی، بخار آب و آب داغ را نیز به دنبال دارد. از آنجایی که راندمان این نوع چیلرها بسیار بالاست ظرفیت انجام فعالیت های سنگین و تولید حرارت بالا را دارند و برای مصارف صنعتی جوابگو هستند.
همچنین از آنجایی که چیلرهای جذبی گرما مستقیم به مولد گرما به صورت سرخود دسترسی دارند، می‌توانند هم برای ایجاد سرما و هم گرما در فصول تابستان و زمستان کارایی داشته باشند.
مقایسه چیلرهای جذبی و تراکمی
تا اینجا متوجه شدیم که چیلرهای جذبی بخار و گرما مستقیم هر دو از نوع چیلرهای جذبی هستند.
- شاید بتوان مهمترین مزیت چیلرهای جذبی را نسبت به چیلرهای تراکمی صرفه جویی در هزینه ها و مصرف انرژی دانست. با وجود داشتن چیلرهای جذبی، در هزینه برق و سایر تأسیسات الکترونیکی در مواقع اضطراری، در هزینه خدمات برقی و در مصرف انرژی الکترونیکی صرفه جویی می‌شود. به این دلیل که همانطور که گفته شد چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی برای تأمین منبع سرمایش استفاده می‌کنند.
- همچنین که چیلرهای جذبی ارتعاش کمتری دارند و آلودگی صوتی و زیست محیطی کمتری تولید می‌کنند. ضمن اینکه این نوع چیلرها از مبردهای مضر استفاده نمی‌کنند و در کاهش آلودگی های زیست محیطی و گازهای گلخانه‌ای نقش دارند.
اما در مقابل می‌توانیم به مهمترین مزیت هایی که متوجه چیلر تراکمی مانند چیلرهای آب خنک و هوا خنک اسکرو و گریز از مرکز است اشاره کنیم:
- خود چیلر تراکمی کمی ارزان تر است و به ماده اولیه کمتری هم احتیاج دارد. به این معنی که مقدار آب مورد نیاز برای کار کردن چیلر تراکمی کمتر از چیلر جذبی است. حجم و وزن چیلرهای تراکمی هم از چیلرهای جذبی کمتر است.
- از آنجایی که چیلر تراکمی با چند کمپرسور کار می‌کند، اگر یکی از کمپرسورها از کار بیفتد عملکرد کل چیلر مختل نشده و چیلر با کمپرسورهای دیگر به کار خود ادامه می‌دهد. همچنین که به صورت انتخابی می‌شود تعدادی از کمپرسورهای چیلر تراکمی را از کار انداخت تا برای ظرفیت پایین تر مورد نیاز، همه کمپرسورها مشغول فعالیت نباشند و فقط تعداد کمپرسورهایی که برای انجام آن ظرفیت کافی هستند فعالیت داشته باشند. مضاف بر اینکه این نوع ساختار، کنترل بر دستگاه را هم بیشتر می‌کند.
