چیلرها (Chiller) از جمله تجهیزات و ابزارهای بسیار کاربردی و پراستفاده‌ای هستند که می‌توانند در صنایع مختلف به منظور خنک کردن هوا به کار بروند. چیلرها همانند تجهیزاتی همچون کمپرسورها و پمپ‌های باد می‌توانند بر اساس فاکتورهای مختلفی همچون نوع موتور، تعداد مراحل کار، نوع فرآیند تبرید و … به انواع مختلفی تقسیم شوند. امروزه چیلرها نقش پررنگی در تهویه مطبوع ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری دارند و می‌توانند مزایا و معایب خاص خود را داشته باشند. در ادامه مطلب مشخص می‌شود که چیلر چیست و شامل چند نوع می‌باشد.
دستگاه چیلر چیست؟
چیلر یا سردکن در حقیقت به نوعی سیستم سرمایشی گفته می‌شود که می‌تواند گرما و حرارت سیال را بگیرد. معمولاً سیال مورد استفاده در چیلرها آب است و گرمای آن را با کمک سیکل تبرید جذب می‌کند. سیکل تبریدی چیلرها می‌تواند شامل دو نوع جذبی و تراکمی باشد. سیال چیلرها می‌تواند برای خنک کردن هوا یا دستگاه‌های مختلف مورد استفاده قرار بگیرد که معمولاً به صورت سيكل و درون يك مبدل حرارتی جريان دارد.
جریان سیال به کمک مبدل حرارتی آب را برای مصارف مختلف صنعتی و غیر صنعتی خنک می‌کند. در اصل چیلرها دستگاه‌هایی هستند که می‌توانند گرما را از بخشی به بخش دیگری منتقل می‌کنند.
نحوه عملکرد و سازوکار چیلر چیست؟
در اصل اساس عملکرد چیلرهای صنعتی و خانگی بر مبنای تبخیر است و این دستگاه ابتدا گرما را دریافت کرده و سپس آن را به سرما تبدیل می‌کند. عملیات تبخیر در چیلرها با کاهش فشار در دماهای پایین انجام می‌شود. در این دستگاه‌ها ماده مبرد در داخل اواپراتور چیلر که از فشار خلأ برخوردار است در دماهای پایین تبخیر می‌شود و این کار باعث می‌شود محیط اطراف اواپراتور سرد شده و در نهایت باعث خنک شدن آب می‌گردد.
آب خنک شده به وسیله پمپ و لوله‌کشی به سمت دستگاه‌های توزیع‌کننده هوای سرد مانند فن کویل‌ها و هواسازها منتقل می‌گردد. در واقع وظیفه اصلی چیلرها به عنوان محصولات ساختمانی و صنعتی کاهش دمای آب و سرد کردن آن است.
انواع چیلرها
چیلرها می‌توانند بر اساس نوع مکانیسم و سیکلی تبریدی که دارند به دو دسته اصلی شامل چیلرهای تبرید تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می‌شوند که هر کدام از ویژگی‌ها و قابلیت‌های منحصربه‌فردی برخوردارند.
چیلرهای تبرید تراکمی
این چیلرها از تراکم بخار در یک سیکل مشخص استفاده می‌کنند. در واقع سیکل تبرید تراکمی از 4 بخش اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط تشکیل می‌شود. اواپراتور حرارت محیط را گرفته و در کمپرسور فشار و دمای مبرد بالاتر رفته و در نهایت در کندانسور حرارت خود را از دست می‌دهد و مجدداً در شیر انبساط مبرد به فشار کاری اواپراتور می‌رسد و این سیکل دائماً تکرار می‌شود تا خنک‌سازی انجام شود.
این چیلرها از انرژی الکتریکی استفاده می‌کنند و وظیفه تراکم گاز در آنها بر عهده کمپرسور خواهد بود که بعد از متراکم شدن وارد کندانسور می‌شود. دمای این گاز در کندانسور کاهش یافته و به مایع تبدیل می‌شود. بعد از آنکه این مایع از شیر انبساط به طرف خنک‌کننده هدایت شد گرمای محیط را جذب کرده و به بخار تبدیل می‌شود که این کار باعث کاهش دمای محیط می‌شود.
- از مهم‌ترین مزیت‌های این نوع چیلرها در مقایسه با مزایا و معایب فن کویل می‌توان به مواردی همچون قابلیت استفاده در انواع محیط‌های آب و هوایی، مصرف برق کمتر، قابلیت کنترل با استفاده از دستگاه‌های الکترونیکی و قابلیت نصب در محیط‌های بسته اشاره کرد.
چیلرهای جذبی
چیلرهای جذبی نیز دارای سیکل مشابهی هستند و همانند چیلرهای تراکمی از بخش‌هایی همچون کندانسور و شیر انبساط و اواپراتور برخوردارند. مبرد استفاده شده در این سیکل آمونیاک و آب و لیتیم برمید است و از نظر مکش و تراکم نیز با چیلر تراکمی متفاوت است. در سیکل تبرید جذبی عملیات تراکم و مکش با دو دستگاه متفاوت انجام می‌شود که شامل جاذب و ژنراتور هستند.
انرژی مورد نیاز این چیلرها از نوع حرارت است و در جاذب و ژنراتور استفاده می‌شود. به صورت کلی چنانچه به جای کمپرسور، جاذب و ژنراتور قرار داده شود و نوع انرژی ورودی هم تغییر پیدا کند سیکل تبرید جذبی چیلر نامیده خواهد شد. در چیلرها و فن کویل ها به منظور افزایش راندمان از لوله و اتصالات وینودرین استفاده می‌شود که مخصوص دفع آب و رطوبت هستند.
- از جمله ویژگی‌های این چیلرها می‌توان به مواردی همچون تولید سروصدای کمتر، عدم آسیب به محیط زیست به علت استفاده از آب مقطر به عنوان مبرد، قیمت مناسب و … اشاره کرد البته این چیلرها در مقایسه با چیلر تراکمی راندمان کمتری داشته و از ابعاد بزرگ‌تری برخوردارند.
انواع چیلرها بر اساس نوع کمپرسور
چیلرها علاوه بر فرآیند تبرید می‌توانند بر اساس فاکتورهای دیگری نیز تقسیم‌بندی شوند که مهم‌ترین آنها نوع کمپرسور آنها می‌باشد. بر این اساس چیلرها می‌توانند به انواع مختلفی همچون چیلرهای اسکرال یا حلزونی، چیلرهای اسکرو یا مارپیچی، چیلرهای پیستونی یا ضربه‌ای که با نام چیلر رفت و برگشتی نیز شناخته می‌شوند.
در نهایت چیلر گریز از مرکز یا سانتریفیوژی تقسیم می‌شوند. هر کدام از این چیلرها می‌توانند کاربردها، مزایا و معایب خاص خود را داشته و از کاربردهای مختلفی برخوردار باشند.
انواع چیلرها بر اساس نوع کندانسور
چیلرها بر اساس نوع کندانسور نیز می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند. در حقیقت این سیستم‌ها بر اساس نوع کندانسور می‌توانند به صورت آب خنک و هواخنک باشند که هرکدام ویژگی‌ها و راندمان متفاوتی دارند. چنانچه گرمای چیلر با استفاده از فن دفع شود چیلر هواخنک بوده و اگر این گرما توسط آب دفع شود چیلر آب خنک خواهد بود که معمولاً چیلرهای آب خنک از راندمان بهتر و بالاتری برخوردارند.
مینی چیلر چیست؟
همان‌گونه که از نام آن مشخص است مینی چیلر (Mini chiller) به نوعی از چیلرها گفته می‌شود که دارای یک ظرفیت مشخص و محدود است. ظرفیت این چیلرها معمولاً کمتر از 10 تن تبرید است و بیشتر در ساختمان‌های مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این چیلرها نوعی از چیلرهای تراکمی هستند و می‌توانند از انواع کمپرسورهای مختلف برخوردار باشند.
استفاده از لوله و اتصالات پاورسیل در سیستم‌های لوله‌کشی و تجهیزات برودتی مانند مینی چیلرها می‌تواند به افزایش راندمان و عملکرد آنها کمک کند چرا که این لوله‌ها دارای خاصیت جوش پلیمری هستند و از طول عمر مناسبی برخوردارند.
جمع‌بندی نهایی
چیلرها از جمله تجهیزاتی هستند که می‌توانند با جذب گرما و حرارت سیال موجب خنک شدن محیط شوند. مبرد این سیستم‌ها معمولاً آب است و می‌توانند از نظر نوع مکانیسم انواع مختلفی همچون چیلرهای تراکمی و جذبی داشته باشند. چیلرها می‌توانند بر اساس نوع کمپرسور و کندانسور نیز انواع مختلفی داشته باشند. هر کدام از آنها می‌توانند مزیت‌ها و معایب و همچنین کاربردهای مختلفی داشته باشند.
