نقاط قوت و ضعف سیستم‌های خنک کننده چیلر | انواع چیلر

سیستم‌های خنک کننده چیلر در شش نوع اساسی تقسیم بندی می‌شوند که افراد می‌توانند برای نیازهای خنک کننده خود از آنها استفاده کنند. هر کدام از این سیستم‌ها دارای مزایا و معایبی هستند. برای شناسایی انواع سیستم‌های خنک کننده، در این مطلب انواع آنها را مورد بررسی قرار داده و نقاط ضعف و قوت آنها را با یکدیگر مقایسه می‌کنیم تا بتوانید با توجه به نیاز خود انتخاب آگاهانه‌ای داشته باشید.

انواع سیستم‌های خنک کننده مایع

• سیستم‌های خنک کننده مایع به مایع چیلر
• سیستم خشک بسته حلقه
• سیستم خنثی حلقه بسته با خنک کننده ترمیناتور
• سیستم تبخیری حلقه باز
• سیستم تبخیر حلقه بسته
• سیستم آب سرد

تبرید

تبرید به معنای جذب حرارت از یک سیال و دفع آن به سیال دیگر است. سیال می‌تواند گاز، آب، هوا یا مایع دیگر باشد. در همه سیستم‌های تبرید برای حفظ سرما باید از موادی با درجه حرارت کمتر جذب حرارت انجام شده و این حرارت به محیطی که دارای درجه حرارت بیشتر است خارج شود. مراحل اساسی و بنیادی تبرید عبارت هستند از، بیشتر شدن درجه حرارت ممبرد، تغییر فاز، انبساط مایع، انبساط گازها، تولید خلأ و عملیات الکتریکی.

چیلر

چیلر نوعی مبدل حرارتی می‌باشد که آب سرد فن کویل یا کویل هواساز را تهیه می‌کند. چیلرها با توجه به سیستم تبرید در دو دسته جذبی و تراکمی تبخیری قرار می‌گیرند. چیلرها با توجه به اینکه تولید سر و صدای زیادی دارند و حجیم هستند، در محلی از ساختمان به نام موتورخانه نصب می‌شوند و در انواع چیلرهای تراکمی و جذبی بر اساس ظرفیت مورد نیاز استفاده می‌شوند. با کمک چیلر آب نمک و یا مایعات سرد کننده دیگر که در سیستم‌های تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرند، سرد می‌شوند.

طریقه کار کردن پمپ

در پمپ‌های گریز از مرکز سیستم‌های خنک کننده به کمک موتور الکتریکی و یا محرک‌های دیگر، پروانه با سرعت معینی می‌چرخد. چرخش پروانه موجب می‌شود که انرژی که به سیال ورودی وارد می‌شود، بیشتر شود. پس از آن سرعت بر سیال نیروی گریز از نیروی چرخشی یا مرکز وارد می‌گردد.

وارد شدن این دو نیرو موجب می‌شود که سرعت سیال افزایش پیدا کند. طراحی پوسته پمپ طوری انجام می‌شود که در آن با کمک پره‌های راهنمای شیپوره و یا افزایش یکنواخت سطح مقطع حلزونی، میزان تبدیل انرژی سرعتی به انرژی فشاری بیشتر باشد.

اجزای پکیج دیواری

اجزای داخلی پکیج‌های دیواری عبارت هستند از منبع انبساط، پرشر سوئیچ آب، پرشر سوئیچ هوا، پمپ سیر کوله، رابط پلاستیکی متصل به فن، سنسور شوفاژ، ترموستات حد شوفاژ، ترموستات دود، سنسور آب گرم مصرفی، ترانس جرقه زن، فلوسوئیچ شیر برقی، الکترود تشخیص شعله، فلومتر، شیر پرکن، کیت شیر سه راهه، شیر برقی گاز، بای‌پاس، شیر اطمینان سه بار، کابل میکروسوئیچ، مبدل دو منظوره، مبدل صفحه‌ای و فلو سوئیچ پکیج.

زیاد یا کم شدن فشار پکیج

یکی از عوامل بسیار مهمی که سبب می‌گردد پکیج‌ها عملکرد مناسبی داشته باشند این است که در این دستگاه باید میزان فشار به صورت مناسب انتخاب و تنظیم شود. در حقیقت پکیج‌های دیواری دارای کلید نیم بار می‌باشند تا در شرایط کم شدن بار پکیج از نیم بار به صورت خودکار خاموش گردند. همچنین با افزایش فشار خرابی‌هایی مثل خرابی منبع انبساط در پکیج، ترکیدگی لوله‌های گرمایشی و یا مشکلات دیگر ایجاد خواهند شد. همیشه فشار پکیج دیواری باید روی یک و نیم بار قرار بگیرد. برای پکیج‌ها این میزان فشار مناسب خواهد بود به همین دلیل نباید این مقدار زیاد یا کم شود.

توجه به مصرف انرژی سیستم‌های خنک کننده

با توجه به اینکه هر چقدر میزان مصرف برق سیستم‌های خنک کننده زیادتر باشد، هزینه آن بیشتر خواهد شد، باید تا جایی که ممکن است از دستگاه‌ها و سیستم‌هایی استفاده شود که دارای مصرف کمتری هستند. هرچند که هزینه اولیه آن بیشتر شود.

برای نمونه در پروژه‌هایی که دارای ظرفیت سرمایش بیشتری هستند، می‌توان از چیلر جذبی به جای چیلر پیستونی که مصرف برق زیادی دارند، استفاده کرد. اگرچه ممکن است که هزینه اولیه تهیه این سیستم‌ها بیشتر باشد. با توجه به میزان و نوع سوخت در مناطق مورد نظر باید سیستم‌های خنک کننده مناسب استفاده کرد. برای نمونه در جاهایی که لوله کشی گاز وجود دارد، بیشتر از انرژی گاز باید استفاده کرد.

مزایای چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی

• میزان مصرف انرژی الکتریکی آنها کمتر است.
• در هزینه خدمات برق صرفه‌جویی زیادی می‌شود.
• در هزینه تجهیزات برق اضطراری، صرفه‌جویی می‌شود.
• هزینه اولیه مورد نیاز برای دیگ‌ها کمتر است.
• در تابستان راندمان دیگ‌ها بهتر است.
• ارتعاشات و صدا در این نوع کمتر است.
• دارای مخاطرات زیست محیطی کمتری می‌باشد.
• میزان تولید آلاینده‌ها و گازهای گلخانه‌ای آن کمتر است.

شباهت‌های چیلرهای تراکمی و جذبی

• از گرمای آب تهویه ساختمان در اواپراتور برای تبخیر یک ممبرد در فشار پایین استفاده می‌شود.
• از اواپراتور گاز ممبرد فشار پایین گرفته می‌شود و گاز ممبرد فشار بالا به کندانسور انتقال داده می‌شود.
• در کندانسور گاز ممبرد تقطیر می‌شود.
• در یک سیکل، ممبرد همواره در گردش است.

کولر گازی

از دیگر سیستم‌های خنک کننده کولرهای گازی هستند. فن کویل زمینی در این دستگاه‌ها بر خلاف کولرهای آبی موجب افزایش رطوبت محیط نمی‌شوند و در مناطق مرطوب بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اجزای الکتریکی کولر گازی عبارت هستند از خازن، سیم‌های رابط کمپرسور، ترموستات، اورلود، کلید چند وضعیتی و کلید اصلی کولر.

کمپرسور این سیستم‌های خنک کننده دارای دو مکانیسم است. نوعی از کمپرسورها با انرژی الکتریکی روتور به کار افتاده و با کویل شدن قطعات مکانیکی دیگر پیستون به حرکت در می‌آید و گاز را به درون سیلندر مکیده و سپس پس از وارد شدن فشار مورد نیاز آن را به داخل لوله رفت انتقال می‌دهد.

در کمپرسورهای نوع دیگر که فاقد پیستون و لنگ هستند، روتور در حال چرخش از مسیر ورودی به سیلندر گاز را جذب کرده و داخل لوله رفت انتقال می‌دهد.به این نوع کمپرسورها، کمپرسورهای دورانی گفته می‌شود.

نگه داشتن دمای مناسب محیط

در روزهای گرم سال امکان دارد که افراد وسوسه شوند و دمای سیستم‌های خنک کننده را بر روی دمای ۲۰ درجه تنظیم کنند تا از محیط خنک لذت ببرند. اما با تنظیم درجه حرارت بر روی ۲۵ درجه هم صرفه‌جویی در سایش و ریزش موتور تهویه انجام خواهد شد و هم در هزینه‌های انرژی صرفه‌جویی زیادی انجام می‌شود.

باید به این نکته توجه داشته باشید که هر درجه گرمتر یا سردتر در سیستم‌های خنک کننده سبب می‌شود که ۱۰ درصد هزینه‌های عملیاتی افزایش پیدا کنند.

به همین علت توصیه می‌شود به عنوان مثال اگر دمای بیرون ۱۰ درجه است، درجه حرارت داخلی را روی ۱۸ درجه به جای ۲۵ درجه تنظیم کنید و از لباس‌های گرم استفاده نمایید.

کاهش منابع انرژی و آب در چیلر

در چیلر تراکمی بر اساس پویایی سیستم‌های خنک کننده ساختمان و برج‌های خنک کننده، می‌توان به سه شیوه میزان مصرف انرژی و آب در سیستم‌های خنک کننده مرکز داده و ساختمان‌های بزرگ را کاهش داد:

• ارزیابی فناوری: پیگیری و شناسایی عملکرد فناوری‌های نوین تصفیه آب که سبب کم شدن مصرف آب و مواد شیمیایی در برج‌های خنک کننده می‌شود.
• ارتقاء عملیات: از شیوه‌های بسیار خوب استفاده از ارائه دهندگان خدمات و مدیران تسهیلات برای بهینه کردن برنامه‌های درمان شیمیایی سنتی است.
• حداکثر کردن فرصت برای خنک کننده هوا: شناسایی کردن سایت‌هایی که در آن هوای خنک کننده می‌تواند برای کمتر شدن نیاز خنک‌سازی مکانیکی استفاده گردد.
• با توجه به اینکه روش‌های معمولی سیستم‌های خنک کننده می‌تواند آب و انرژی فشرده باشد، کاهش بار روی این سیستم‌ها می‌تواند سبب صرفه‌جویی زیادی شود.

برج خنک کننده

تعمیرات مشعل و موتورخانه سیستم‌های خنک کننده به صورت معمول در زیرزمین یا سقف ساختمان اداری انجام می‌شود. وظیفه برج خنک کننده این می‌باشد که آب سرد را از طریق برداشتن گرما از ساختمان برای تهویه هوا تولید کند. برج خنک کننده قادر است به کمک آب یا هوا سرد شود، که نتیجه خنک کنندگی هوا می‌باشد.

وقتی که گرمای محیط به کمک برج خنک کننده حذف می‌گردد، برج خنک کننده برای پمپ کردن هوا استفاده می‌شود. خنک کننده با فرایند تبخیر هوای گرم را به هوای سرد تبدیل می‌کند. این برج دارای سیستم شناوری می‌باشد که میزان آب درون سیستم را تحت کنترل دارد تا از تبخیر شدن کامل آب جلوگیری گردد. وقتی که شناور به سطح می‌رسد، آب شیر باز خواهد شد تا آب وارد سیستم شود.

واحد کنترل هوا

دستگیره هوا در واحد تجاری جعبه بزرگی می‌باشد که از کویل‌های خنک کننده و گرمایشی، قفسه‌های دمنده و قطعات دیگر تشکیل می‌شود. دستگیره هوا متصل به لوله هواپیما است و هوا توسط دستگاه تهویه هوا وارد لوله هواپیما می‌شود و پس از آن به هواگیران برمی‌گردد. قسمت‌هایی از سیستم‌های خنک کننده و برج خنک کننده و… همه با هم کار می‌کنند تا برای خنک‌سازی ساختمان، نتیجه مطلوبی تولید کنند.

سخن تکمیلی

هر یک از سیستم‌های خنک کننده دارای اجزای گوناگونی هستند و افراد با توجه به نیاز خود نوع مناسب آن را باید انتخاب کنند. در هنگام انتخاب از بین سیستم‌های خنک کننده باید به پارامترهایی مانند ظرفیت، نوع، ابعاد، راندمان، موتور و… توجه نمایید. افراد باید شناخت کافی در مورد مزایا و معایب هر یک از آنها داشته باشند و نقاط قوت و ضعف آنها را به خوبی بشناسند تا بتوانند انتخاب مناسبی داشته باشند. موارد بسیار مهم در هنگام انتخاب سیستم‌های خنک کننده میزان مصرف انرژی آنها است. هر چقدر میزان مصرف آنها کمتر باشد، هزینه‌ها نیز کاهش پیدا خواهند کرد.