چیلر یا سرد کن (به انگلیسی: Chiller) دستگاهی است که حرارت را از مایع (معمولاً آب) بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار یا جذبی می زداید. این مایع می‌تواند برای خنک کاری هوا یا دستگاه‌ها( هواسازها و فن کوئل ها) استفاده شود که معمولاً به صورت سیکل و درون یک مبدل حرارتی جریان دارد.
به عنوان یک محصول جانبی مهم، حرارتی که از مایع جذب شده یا باید به محیط خارج دفع شود یا برای کارایی‌های بالاتر برای مقاصد گرمایی استفاده شود. نگرانی‌هایی در مورد طراحی و انتخاب چیلرها وجود دارد. این نگرانی‌ها شامل، کارایی، بازده، تعمیر و نگهداری، آسیب پذیری‌های محیطی است.
عکس چیلر
ساز و کار چیلر چیست؟
اساس کار چیلرها، بر مبنای تبخیر است و به همین دلیل دستگاه باید گرما دریافت کرده و سپس گرما را به سرما تبدیل نماید. در چیلرها با کاهش فشار، عملیات تبخیر، در دماهای پایین انجام میشود. به عبارت دیگر ماده مبرد چیلرهای جذبی که معمولا آب است.
در داخل اواپراتور چیلر که دارای فشار خلا می‌باشد، در دمای پایین تبخیر شده و در نتیجه این عمل محیط اطراف اواپراتور سرد میشود.
تفاوت کولر آبی و چیلر چیست؟
شاید این سوال برای شما پیش آمده باشد که تفاوت کولر آبی و چیلر چیست؟ کولر آبی که غالبا در اکثر پشت بام‌های ایرانیان قابل رویت است و اما کولر چیلر چیست؟ چیلر آبی دستگاه های سرمایشی مرکزی بوده و برای ساختمان‌های نسبتا بزرگ استفاده می‌شوند. نحوه کارکرد یک چیلر بدین صورت است که در آن از یک سیال در مدار بسته استفاده شده و بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار و یا جذبی سیال را خنک کرده و بوسیله مبدل‌های حرارتی، برودت را به صورت کنترل شده به محیط مشخص انتقال می‌دهد.
انواع چیلرها
چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می‌شوند. شکل دیگر تقسیم‌بندی چیلرها بر اساس شکل خنک شدن ماده مبرد است که به سه دسته آب خنک، هوا خنک و تبخیری تقسیم‌بندی می‌شوند.
چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می‌شوند.
چیلر تراکمی
در چیلرهای تراکمی گاز ابتدا توسط کمپرسور، متراکم می‌گردد(فشار ان افزایش میابد ). این گاز سپس به کندانسور وارد شده توسط آب یا هوای محیط، خنک شده و به مایع تبدیل می‌گردد این مایع با عبور از شیر انبساط یا لوله موئین دچار کاهش فشار انی شده و وارد فضای خنک کننده (اواپراتور) میشود که این کاهش فشار باعث تبخیر مایع گردیده و در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود از محیط خنک کننده، باعث کاهش دمای فضای خنک کننده می‌گردد. پس از تبخیر این گاز به کمپرسور منتقل می شود و این سیکل تکرار میشود.
با عبور بخار با سرعت در یک مسیر ، هوای کندانسور مکیده میشود. خلاء در کندانسور به علت تبدیل بخار به اب و کاهش حجم بخار نسبت به آب ایجاد می‌گردد.
عکس چیلر
اجزای چیلر تراکمی
چیلر تراکمی قسمت های مختلفی دارد که مهمترین آن ها عبارتند از: کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، شیر انبساط، لرزه گیر، تابلو برق.
انواع چیلر تراکمی
چیلر تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی
چیلر تراکمی با کمپرسور اسکرو
چیلرهای تراکمی با کمپرسور اسکرال
چیلرهای تراکمی با کمپرسور سانتریفیوژ
اصول کار چیلر تراکمی
اصول کار چیلر تراکمی بدین شکل می‌باشد که سیال مبرد وارد لوله‌ها یا به اصطلاح تبخیرکننده که در داخل اتاق یا محلی که می‌خواهیم سرد کنیم میشود گرما از هوای اتاق به سیال مبرد داده میشود و سیال در نتیجه گرفتن گرما تبخیر میشود و در عوض درجه حرارت اتاق پایین می‌آید و دارای شرایط زیر باشد:
دمای آب رفت برج خنک کننده چیلر بایستی ۲۸ درجه سانتیگراد باشد.
دمای آب برگشت برج خنک کن بایستی ۵ درجه سانتیگراد با رفت اختلاف داشته باشد.
فشار گاز فریون در مکش چیلر تراکمی بایستی ۴۵ تا ۷۵ پی اس آی ورانش ۲۰۰ تا ۲۶۰ پی اس آی باشد با کندانسور آبی.
هنگامی که می‌خواهیم گاز تزریق کنیم بایستی شیر سرویس آن را ببندیم.
در حالت کارکرد چیلر تمامی شیرهای آن بایستی باز باشد. مکش – رانش – مایع.
چیلر جذبی چیست؟
مبنای کار چیلر جذبی و تراکمی یکسان می‌باشد با این تفاوت که از روش دیگری برای افزایش فشار گاز خروجی از اواپراتور با هدف انتقال به کندانسور استفاده میشود. بخار آب پس از اواپراتور، توسط مایعی مانند لیتیوم بروماید جذب میشود. محلول مایع جذب کننده و آب به وسیله پمپ به مولد حرارتی انتقال می‌یابد. سپس این محلول گرم میشود و در نتیجه، آب محلول، بخار شده و وارد کندانسور میشود. بقیه سیکل همانند سیکل تراکمی انجام می‌گیرد.
اجزای چیلر جذبی
چیلر جذبی قسمت های مختلفی دارد که مهمترین آن ها عبارتند از: جذب کننده، مولد بخار، کندانسور، اواپراتور، شیر انبساط، لرزه گیر، تابلو برق.
عکس چیلر جذبی
انواع چیلر جذبی
۱- گروه تک اثره (Single effect)
که خود به سه دسته چیلرهای تک اثره با تغذیه بخار، تک اثره با تغذیه آب داغ (دمای بالای ۱۰۰ درجه سانتیگراد) و تک اثره با تغذیه آب گرم(دمای زیر۱۰۰ درجه سانتیگراد) تقسیم می‌شوند که نحوه کار آنها مشابه بوده و همگی دارای حداقل یک مولد حرارتی می‌باشند.
۲- گروه دو اثره (Double effect)
که به دو دسته دو اثره با تغذیه بخار و دو اثره با شعله مستقیم طبقه‌بندی می‌شوند. این چیلرها، جز نسل جدید چیلرهای جذبی بوده و دارای سیکل تبرید کاملتری نسبت به چیلرهای جذبی تک اثره‌است.
از تفاوت چيلر جذبي و تراکمي ميتوان به موارد زير اشاره کرد:
صرفه جويي در مصرف انرژي الکتريکي
همانطور که گفته شد چيلر جذبي از گاز طبيعي، گازوئيل يا گرماي تلف شده به عنوان منبع اصلي انرژي استفاده مي‌کنند و مصرف برق آنها بسيار ناچيز است. به ميزان مصرف برق، مقايسه و تحليل هاي کمي در فصول بعدي اشاره خواهد شد.
صرفه جويي در هزينه خدمات برق
هزينه نصب سيستم شبکه الکتريکي در پروژه‌ها بر اساس حداکثر توان برداشت قابل تعيين است. يک چيلر جذبي به دليل اينکه برق کم تري مصرف مي کند، هزينه خدمات را نيز کاهش مي‌دهد. در اکثر ساختمان‌ها نصب چيلر جذبي موجب آزاد شدن توان الکتريکي براي مصارف ديگر مي‌شود.
عکس چیلر تراکمی و چیلر جذبی
بهبود راندمان ديگ‌ها در تابستان
مجموعه هايي مانند بيمارستان‌ها که در تمام طول سال براي سيستم‌هاي استريل کننده، اتوکلاوها و ساير تجهيزات به بخار احتياج دارند مجهز به ديگ‌هاي بخار بزرگي هستند که عمدتاً در طول تابستان با بار کمي کار مي‌کنند. نصب چيلرهاي جذبي بخار در چنين مواردي موجب افزايش بار و مصرف بخار در تابستان‌ها شده و در نتيجه کارکرد ديگ‌ها و راندمان آنها بهبود قابل توجهي خواهد يافت.
بازگشت سرمايه گذاري اوليه
چيلر جذبي به دليل نياز کم‌تر به برق در مقايسه با چيلرهاي تراکمي، هزينه‌هاي کارکردي را کاهش مي‌دهند. اگر اختلاف قيمت يک چيلر جذبي و يک چيلر تراکمي هم ظرفيت را به عنوان ميزان سرمايه گذاري و صرفه جويي سالانه از محل کاهش يافتن هزينه‌هاي انرژي را به عنوان بازگشت سرمايه در نظر بگيريم، ميتوان با قاطعيت گفت که بازگشت سرمايه گذاري صرف شده براي نصب چيلر جذبي با شرايط بسيار خوبي صورت خواهد گرفت.
مزايا و معايب در انتخاب چیلر
از چيلرها براي تامين برودت مورد نياز در پروژه‌هاي بزرگ به عنوان يک گزينه ارزشمند و اقتصادي به راحتي نمي توان چشم پوشيد. چيلر تراکمي با استفاده از انرژي الکتريکي و چيلر جذبي با استفاده از انرژي حرارتي، توليد سرما مي‌کنند، لذا بسته به شرايط آب و هوايي، منطقه جغرافيايي، هزينه انرژي مصرفي، هزينه تامين آب و … تنها استفاده از برخي از انواع چيلرها وجود خواهد داشت.
کاربرد اصلي چيلر جذبي عموماً جهت بازيابي حرارت مازاد و پرت نيروگاه‌ها، کوره‌هاي القايي و …، جهت پروژه‌هاي CCHP (توليد سرمايش،گرمايش و برق توامان) و يا استفاده از انرژهاي تجديد پذير مانند انرژي زمين گرمايي و خورشيد مي باشد و کم تر جهت راه اندازي اين چيلرها از انرژي حاصل از سوزاندن مستقيم گاز طبيعي استفاده مي گردد. با توجه به قيمت پايين‌تر گاز نسبت به برق و عدم شناخت صحيح مهندسين از کاربرد اصلي چيلر جذبي، استفاده از چيلرهاي گازسوز کشور توسعه يافته است که اين موضوع علاوه بر آلوده سازي هواي شهرها، سبب هدرروي و استفاده نامناسب از اين انرژي ارزشمند شده است.
چيلر سانتريفيوژ و نگهداري آن
نگهداري از چيلرها وظيفه معمولي يک مهندس اجرايي يا تکنسين تاسيسات است. اما يک اپراتور ناوارد حداقل زياني که وارد مي‌سازد، کاهش عمر مفيد چيلر، يا خراب و بلا استفاده کردن زود هنگام آن است. براي در يافتن اشکالاتي که در اثر ندانم کاري اپراتورها در يک سيستم چيلر ايجاد مي‌شود.
برخی اشتباهات
نصب ناصحيح دستگاه
گاهي دستگاه چيلر از همان آغاز اسباب زحمت مي‌شود، که اين مي‌تواند ناشي از نصب ناصحيح دستگاه باشد. چيلر را نبايد نزديک ديگ شوفاژ نصب کرد، چون گرماي ديگ هنگاهي که چيلر خاموش است، مي‌تواند فشار را در چيلر بالا برده موجب پارگي ديسک ايمني (Rupture Disk) و فوران مبرد گردد. البته در چيلرهاي جديد بايد ديسک ايمني را توسط يک خط لوله تخليه، با بيرون ساختمان مرتبط نمود.
سرد کردن بيش از حد آب در برج خنک کننده چیلر
بعضي مي‌پندارند که خنک کردن هر چه بيش‌تر آب در برج خنک کن موجب بالا رفتن بازدهي کندانسور مي‌شود. البته اين انديشه ممکن است تا يک نقطه اي درست باشد، اما چنانچه از آن حد تجاوز کند موجب اتلاف روغن، تراکم مبرد در کندانسور و کاهش مبرد در اواپراتور مي‌شود.
چنانچه مهندس نگهدارنده چيلر، کاهش فشار و مکشي را مشاهده کند، اولين چيزي که به فکرش مي‌رسد اين است که مقدار مبرد کم شده است. در حالي که ممکن است اشکال از سرد شدن بيش از حد آب در برج خنک کن باشد.
برج خنک کن
دست کم گرفتن موضوع بيرون دهي گاز (Purge)
در چيلرهاي فشار ضعيف، با روش قديمي بيرون دهي گاز به ازاء هر پاوند هوا، 3 تا 7 پاوند مبرد تخليه مي‌شود. با مقرراتي که سازمان حفاظت محيط زيست آمريکا (EPA) وضع کرده است، اين روش ديگر به اندازه کافي بازدهي ندارد. چيلرهاي جديد داراي گازگيرهايي (Purger) با بازدهي بالا هستند که البته چيلرهاي قديمي را نيز ميتوان به اين گازگيرها مجهز کرد. اما از هر نوع گازگيري که استفاده شود، چيلر بايد تا حد امکان هوابندي شده و بدون درز باشد. افزايش دفعات بيرون دهي گاز بيش از حد موجب اتلاف مبرد و ورود آلودگي‌ها و رطوبت به داخل چيلر مي‌شود. وجود رطوبت در چيلر نيز طول عمر آن را کم مي‌کند.
اضافه کردن بيش از حد روغن
اپراتورها آموخته‌اند که وقتي سطح روغن از خط مياني سايت گلاس پايين‌تر رفت، بايد روغن به دستگاه اضافه شود. قانون انگشت (Rule of Thumb) فقط وقتي چيلر تحت بار کامل کار مي‌کند، قابل استفاده است. اگر چيلر سانتريفوژ تحت باري کم‌تر از بار کامل کار کند، پايين تر بودن سطح روغن نيز جايز است. حال چنانچه شخص اپراتور روغن بيش از حد لازم به سيستم اضافه کند، بار وارده به کمپرسور را افزايش مي‌دهد که اين مي‌تواند موجب صدمه ديدن پره‌هاي کمپرسور شود.
مطلب مفیدی بود ممنون