سیستم چیلر چیست؟
چیلر چیست؟
چیلر ها یکی از اجزای ضروری سیستم های تهویه مطبوع در بسیاری از انواع اماکن تجاری از جمله هتل ها، رستوران ها، بیمارستان ها، سالن های ورزشی، کارخانه های تولیدی و صنعتی و ... می باشد.
ساختمان های تجاری از سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) برای رطوبت زدایی و خنک سازی ساختمان استفاده می کنند. ساختمان های تجاری مدرن خود را به سیستم های چیلر و تهویه مطبوع کارآمد مجهز می کنند که بخشی از طیف وسیع تری از راه حل های متمرکز بر عملکرد و پایداری ساختمان می باشد. به همین ترتیب، ساکنان ساختمان نیز انتظارات زیادی دارند که سیستم تهویه مطبوع همان طور که در نظر گرفته شده است، برای ایجاد یک محیط داخلی راحت بدون در نظر گرفتن شرایط خارجی ساختمان عمل کند.
همان طور که گفته شد، سیستم های چیلر به یک جزء ضروری در بسیاری از انواع تأسیسات تجاری، از جمله هتل ها، رستوران ها، بیمارستان ها، سالن های ورزشی، کارخانه های تولیدی و صنعتی و ... تبدیل شده اند. به طور کلی سیستم چیلر وظیفه انتقال حرارت از محیط داخلی به محیط خارجی را تسهیل می کند. این دستگاه انتقال حرارت به وضعیت فیزیکی مبرد متکی است که در سیستم تبرید در گردش است. چیلر قلب هر سیستم تهویه مطبوع مرکزی به حساب می آید.
اصل کار سیستم چیلر چیست؟
چیلر ها بر اساس اصل تراکم بخار یا جذب بخار کار می کنند. سیستم چیلر از یک سیستم تبرید مکانیکی استفاده می کند که بخار متصل به سیستم آب فرآیند را از طریق دستگاهی به نام اواپراتور فشرده می کند. مبرد از طریق اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و دستگاه انبساط چیلر به گردش در می آید. فرآیند های ترمودینامیکی در هر یک از اجزای سیستم چیلر اتفاق می افتد. اواپراتور به عنوان یک مبدل حرارتی عمل می کند تا گرمای جذب شده توسط خنک کننده فرآیند به مبرد منتقل کند. هنگامی که انتقال حرارت انجام می شود، مبرد تبخیر می شود و از مایع کم فشار به بخار تبدیل می شود، در حالی که دمای خنک کننده فرآیند کاهش می یابد.
سپس مبرد به سمت کمپرسور جریان می یابد که عملکرد های زیادی را انجام می دهد. ابتدا مایع مبرد را از اواپراتور خارج می کند و اطمینان حاصل می کند که فشار در اواپراتور به اندازه کافی کم می ماند تا گرما را با سرعت صحیح جذب کند. دوم، فشار را در بخار مبرد خروجی افزایش می‌دهد تا اطمینان حاصل شود که دمای آن به اندازه‌ای بالا باقی می ماند که با رسیدن به کندانسور، گرما را آزاد کند. مبرد در کندانسور به حالت مایع بر می گردد. گرمای نهان که هنگام تبدیل مبرد از بخار به مایع ایجاد می شود، توسط مبرد (هوا یا آب) از محیط خارج می شود.
انواع تجهیزات سیستم چیلر
همانطور که توضیح داده شد، دو محیط خنک کننده مختلف (هوا یا آب) می توانند انتقال حرارت را با تغییر مبرد از بخار به مایع تسهیل کنند. بنابراین چیلر می تواند از دو نوع کندانسور هوا خنک و آب خنک استفاده کند.
کندانسور هوا خنک مانند یک رادیاتور است که موتور ماشین را خنک می کند. آن ها از یک دمنده موتوری برای عبور هوا از طریق شبکه ای از خطوط مبرد استفاده می کنند. کندانسور های هوا خنک، برای عملکرد مؤثر به دمای محیط 35 درجه سانتی گراد یا کم تر نیاز دارند، مگر این که به طور خاص برای شرایط محیطی بالا طراحی شده باشند.
کندانسور آب خنک کار مشابه کندانسور هوا خنک را انجام می دهد، اما برای تکمیل انتقال حرارت دو مرحله لازم است. ابتدا، گرما از بخار مبرد به داخل میعانات حرکت می کند. سپس میعانات گرم به برج خنک کننده (کولینگ واتر) پمپ می شود، جایی که گرمای فرآیند نهایی به اتمسفر منتقل می شود.
سیستم چیلر آب خنک
یک چیلر آب خنک دارای یک کندانسور آب خنک است که به یک برج خنک کننده متصل است. آن ها معمولاً برای تاسیسات متوسط تا بزرگ با تامین آب کافی استفاده می شوند. چیلرهای آب خنک به دلیل استقلال نسبی آنها از نوسانات دمای محیط می توانند عملکرد ثابت تری را برای تهویه مطبوع صنعتی و تجاری ایجاد کنند. چیلر های آب خنک در اندازه های مختلف از انواع کوچک با ظرفیت 20 تن تا مدل های هزار تنی برای کمک به خنک سازی تاسیسات بزرگ مانند فرودگاه ها، مراکز خرید و سایر اماکن هستند.
سیستم چیلر که با آب خنک می شود، از میعانات در گردش از برج خنک کننده برای متراکم کردن مبرد استفاده می کند. چیلر آب خنک بسته به دمای ورودی آب کندانسور (و سرعت جریان) حاوی مبرد است که در رابطه با دمای لامپ مرطوب محیط عمل می کند. از آن جایی که دمای لامپ مرطوب همیشه کم تر از دمای لامپ خشک است، دمای (و فشار) متراکم مبرد در یک چیلر آب خنک اغلب می تواند به طور قابل توجهی کم تر از دمای یک سیستم چیلر خنک شده توسط هوا باشد. در نتیجه، سیستم چیلر آب خنک می تواند کارآمد تر عمل کند.
چیلر های آب خنک معمولاً در داخل خانه، در محیطی محافظت شده از عناصر قرار می گیرند. در نتیجه سیستم چیلر آب خنک می تواند عمر طولانی تری داشته باشد. چیلر های آب خنک اغلب تنها گزینه برای تاسیسات بزرگ هستند. سیستم های برج خنک کننده در مقایسه با چیلر های هوا خنک به هزینه های اضافی نصب و نگهداری نیاز دارند.
سیستم چیلر هوا خنک
چیلر های هوا خنک به کندانسوری متکی هستند که توسط هوای محیط خنک می شود. بنابراین، چیلر های هوا خنک را می توان به طور جهانی در تاسیسات کوچک یا متوسط که در آن محدودیت فضا وجود دارد، استفاده کرد. در شرایطی که آب منبع کمیاب است، یک سیستم چیلر هوا خنک می تواند کاربردی ترین انتخاب باشد.
سیستم چیلر که با هوا خنک می شود ممکن است دارای پروانه ها یا چرخه های تبرید مکانیکی باشد تا هوای محیط را از طریق یک سیم پیچ پره دار بکشد تا مبرد متراکم شود. چگالش بخار مبرد در کندانسور هوا خنک امکان انتقال گرما به اتمسفر را فراهم می کند.
سیستم های چیلر هوا خنک مزیت قابل توجهی را ارائه می دهند. تعمیر و نگهداری آن ها به دلیل سادگی نسبی آن در مقایسه با سیستم های چیلر آب خنک ساده تر می باشد. چیلر هوا خنک فضای کم تری را اشغال می کند، اما بیشتر در خارج از تاسیسات قرار خواهد گرفت، این امر باعث کاهش عمر عملکردی آن ها می شود.
ماهیت سیستم های چیلر هوا خنک هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد. سادگی نسبی آن ها همراه با کاهش نیاز به فضا، مزایای زیادی را در بسیاری از انواع تأسیسات به ارمغان می می آورد.
نحوه افزایش کارایی سیستم خنک کننده
سیستم های چیلر بخش قابل توجهی از صورتحساب آب و برق ساختمان را شامل می شوند. برای صرفه جویی در مصرف انرژی از طریق حداکثر بهره وری سیستم خنک کننده چه اقداماتی باید انجام شود؟ برخی از احتمالات را همان طور که در زیر پیشنهاد می شود در نظر بگیرید:
تعمیر و نگهداری سیستم چیلر
سیستم های تبرید با تعمیر و نگهداری به موقع کارآمد تر عمل خواهند کرد. بیشتر سازمان ارزش این سیستم ها را می دانند و به عنوان بخشی از بهترین شیوه های مدیریت تسهیلات روزانه خود اقداماتی را انجام داده اند. برخی از بهترین روش های رایج برای سیستم های تبرید عبارت است از:
کویل های کندانسور را بررسی و تمیز کنید. انتقال حرارت تأثیر زیادی بر روی سیستم چیلر دارد و همچنین برای عملکرد کارآمد سیستم چیلر امری اساسی است. تعمیر و نگهداری سیستم چیلر باید کویل های کندانسور را از نظر انسداد و جریان هوای آزاد بررسی کند.
از مبرد به خوبی نگهداری کنید. ضریب سرمایش سیستم چیلر بستگی به سطح مبرد مناسب در سیستم دارد. حفظ حجم مناسب مبرد می تواند با کاهش تقریباً 5 تا 10 درصد هزینه های تبرید، تأثیر زیادی بر بازده انرژی داشته باشد.
نگهداری میعانات را جدی بگیرید. مدار های میعانات مورد استفاده با برج های خنک کننده باید جریان آب مناسب را همان طور که طراحی شده است حفظ کنند. هر گونه آلودگی همانند شن و ماسه، مواد جامد خورنده، گرد و غبار و ... می توانند بر روی مدار میعانات سیستم چیلر اثر بگذارد. رسوب زدایی می تواند جریان آب را مختل کند و عملکرد سیستم چیلر را به شدت تحت تاثیر قرار دهد.
نظارت هوشمندانه بر سیستم چیلر
هوش مصنوعی (AI) در کاربرد های روزمره زندگی به تکامل خود ادامه می دهد. ماشین هایی همانند سیستم های تبرید از الگوریتم های هوش مصنوعی بهره می برند که می توانند خرابی های احتمالی را قبل از وقوع آن ها تشخیص دهند. تعمیر و نگهداری پیش بینی شده از جمع آوری و تجزیه و تحلیل داده های عملیاتی سیستم تبرید استفاده می کند تا تعیین کند که چه زمانی اقدامات تعمیر و نگهداری لازم است و قبل از وقوع یک مشکل بحرانی انجام شود.
از آن جایی که سیستم چیلر قلب اکثر سیستم های تهویه مطبوع مدرن می باشد، جلوگیری از خرابی های جدی آن که باعث از کار افتادن قابل توجهی از سایر سیستم ها و همچنین باعث صرفه جویی در هزینه های تعمیرات اضطراری می شود. نقش حیاتی یک سیستم تبرید مستلزم نظارت های بیشتر می باشد تا خرابی را به حداقل برساند و بهره وری را به حداکثر رساند.
بهینه سازی سیستم چیلر
همان طور که اشاره شد، چیلر ها به عنوان بخشی از یک سیستم تهویه مطبوع عمل می کنند. چیلر های آب خنک پیچیدگی بیشتری دارند، زیرا باید به سیستم برج خنک کننده یا همان کولینگ واتر متصل شوند. بنابراین، ارزیابی راندمان کلی یک سیستم چیلر شامل تجزیه و تحلیل کل توان مصرفی کمپرسور ها، پمپ ها، فن های برج خنک کننده و ... برای ارزیابی معیار های کارایی جامع می باشد.
بهینه سازی سیستم چیلر باید به صورت جامع انجام شود. تنظیمات مختلف با تمرکز بر روی نقطه تنظیم بهینه آب سرد، توالی خنک کننده و متعادل سازی بار، مدیریت آب برج خنک کننده و ... فقط با داده های عملیاتی قابل انجام است. مجموعه تولیدی و صنعتی مهتاب گستر می تواند ابزار هایی برای بهینه سازی سیستم چیلر، برج خنک کننده و سایر تجهیزات خنک کننده را فراهم کند.
عملکرد سیستم چیلر تاثیر بسیار زیادی بر هزینه های عملیاتی ساختمان شما خواهد داشت. نگهداری و تعمیرات به موقع از آن می تواند در بهینه سازی سیستم تبرید به شما کمک کند.