یکی از مهم‌ترین بخش‌ها در انواع ساختمان‌های تجاری، اداری و مسکونی بخش تهویه هوای مطبوع و سیستم سرمایش و گرمایش است. مقدار زیادی از انرژی مصرفی ساختمان در این بخش مصرف می‌شود و به همین دلیل صاحبان و ساکنان این ساختمان‌ها به دنبال استفاده از بهترین راهکار برای تهویه هوای ساختمان با کمترین مصرف انرژی هستند. یکی از سیستم‌هایی که در دنیای امروز طرفداران زیادی پیدا کرده و در تعداد زیادی از ساختمان‌های اداری و تجاری چیلر است. باوجوداین در کشور ما هنوز هم عده زیادی هستند که نمی‌دانند چیلر چیست و چگونه کار می‌کند. در این مطلب قصد داریم اطلاعاتی درباره چیلر، طرز کار و ویژگی‌های آن به شما بدهیم.
چیلر یکی از اجزای اساسی در تهویه هوای انواع ساختمان‌های تجاری، اداری و مسکونی است. این سیستم همچنین برای خنک کردن هوای هتل‌ها، رستوران‌ها، بیمارستان‌ها، سالن‌های ورزشی، کارخانه‌های صنعتی، کارگاه‌های تولید و... نیز استفاده می‌شود. یک پاسخ علمی برای سوال چیلر چیست این است که چیلر دستگاهی برای انتقال گرما از محیط داخلی به فضای بیرون است. این دستگاه با استفاده از حذف گرما از محیط به کاهش دمای آن کمک می‌کند. در درون این چیلرها ماده‌ای تحت عنوان مبرد وجود دارد که عملکرد اصلی چیلرها به حالت فیزیکی این ماده متکی است.
?
مینی چیلر به چیلرهایی گفته می‌شود که طراحی جمع‌وجور و کوچکی دارند و برای نصب در فضاهای کوچک بسیار مناسب هستند. این ویژگی مینی چیلرها به شما این امکان را می‌دهد که برای عملکرد بهتر تجهیزات اضافه‌تری را نیز به آنها اضافه کنید. بدون آنکه نگران اشغال شدن بخش زیادی از فضا باشید. مینی چیلر برای خنک کردن محیط به حجم زیادی گاز مبرد نیاز ندارد و به دلیل تولید گرما و آلودگی کمتر یکی از سیستم‌های سردکننده دوستدار محیط‌زیست به شمار می‌رود.
این چیلرهای کوچک معمولا از آب به‌عنوان سیال خنک‌کننده استفاده می‌کنند و نیازی به برج‌های خنک‌کننده نیز ندارند. در این چیلرها می‌توان از گازهای مبرد مختلفی استفاده کرد. گازهای مبرد R22، R407c و R410a از اصلی‌ترین گازهای مبرد مورداستفاده در مینی چیلرها هستند. نوع گاز مبرد در این چیلرها با توجه به نوع کمپرسور، ابعاد کندانسور و اواپراتور تعیین می‌شود. این چیلرها معمولا ضریب عملکرد بالا و مصرف برق پایینی دارند و به همین دلیل می‌توانند انتخاب مناسبی برای خانواده‌های دوستدار محیط‌زیست باشند.
مینی چیلر را نمی‌توان در محیط خانه نصب کرد. چراکه صدا و لرزش آنها کمی زیاد است. به همین دلیل معمولا این چیلرها را در پشت‌بام یا تراس نصب می‌کنند. البته در زمان نصب باید مراقب باشید که فضای کافی برای تعمیر و سرویس آنها در نظر بگیرید. به‌علاوه باید هوای کافی بر روی کویل کندانسور گردش داشته باشد تا چیلر بیش‌ازحد داغ نشود و آسیب نبیند.
?
چیلر تراکمی یکی از انواع چیلر است که از طریق متراکم کردن گاز مبرد، دمای محیط را پایین می‌آورد. این چیلر ممکن است از آب یا هوا برای خنک کردن گاز مبرد استفاده کند و به همین دلیل در دو دسته کلی چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک قرار می‌گیرد. اصلی‌ترین جزء در چیلر تراکمی کمپرسور است. کمپرسور وظیفه متراکم کردن گاز را بر عهده دارد و بر اساس اینکه از چه فرایندی برای متراکم سازی گازها استفاده می‌کند، دارای انواع مختلفی است. به همین دلیل ازنظر انواع کمپرسور می‌توان چیلر تراکمی را در دسته‌های چیلر سانتریفیوژ، چیلر اسکرال، چیلر اسکرو و چیلر پیستونی قرار داد.
در پاسخ به سوال پرکاربردترین نوع چیلر چیست، باید بگوییم که کاربرد چیلر تراکمی از چیلر جذبی بسیار بیشتر است و این موضوع به دلیل مصرف کمتر و ابعاد متناسب‌تر آن است. این نوع چیلرها دارای تنوع بسیار زیادی هستند و به همین دلیل می‌توان از آنها در فضاهای مختلف و در دستگاه‌های متفاوت استفاده کرد. درواقع چیلر تراکمی را می‌توان در ساختمان‌های تجاری یا اداری بزرگ، هتل‌ها و رستوران‌ها، سالن‌های ورزشی، صنایع دارویی، نساجی و چاپ و برخی دستگاه‌های سردکننده به کار برد. مهم‌ترین فاکتوری که در انتخاب این چیلر برای کاربرد موردنظر تاثیر دارد، هوا خنک یا آب خنک بودن آن است. در ادامه درباره نحوه کار این چیلرها توضیح خواهیم داد.
?
این چیلرها دارای کندانسوری هستند که از آب برای خنک کردن محیط و گاز مبرد استفاده می‌کنند. در این نوع چیلرها برج‌های خنک‌کننده‌ای وجود دارد که دمای آب را پایین می‌آورد و آن را برای ادامه فرایند کاهش دما آماده می‌کند. چیلر تراکمی آب خنک معمولا در محیط‌هایی استفاده می‌شود که دارای آب کافی هستند و برای محیط‌های خشک و کم آب مناسب نیست. این چیلرها در برابر نوسانات دمایی محیط مقاوم‌تر هستند و به همین دلیل عملکرد ثابت‌تری برای تهویه مطبوع مجتمع‌های تجاری یا صنعتی دارند.
معمولا چیلرهای آب خنک در محیط‌هایی که آب کافی وجود دارد، کارایی بهتری نسبت به چیلرهای هوا خنک دارند. این چیلرها را در فضایی محافظت‌شده و به‌دوراز فضای داخلی خانه قرار می‌دهند. به همین دلیل این چیلرها طول عمر بیشتری خواهند داشت و برای خنک کردن محیط‌های بزرگ‌تر مناسب‌تر هستند. البته توجه داشته باشید که برای نصب این چیلرها نیاز به فضای بزرگ‌تری است. چراکه در مقایسه با چیلر هوا خنک یک سیستم برج خنک‌کننده دارند که علاوه بر نیاز به فضای بیشتر، هزینه‌های نگهداری را نیز بالا می‌برد.
?
چیلر هوا خنک به کندانسوری که از هوای محیط برای خنک کردن گاز مبرد استفاده می‌کند، متکی هستند. این چیلرها دارای ابعاد کوچک‌تری هستند و به همین دلیل برای خنک کردن تاسیسات کوچک و متوسط و محیط‌هایی که محدودیت فضا دارند بسیار مناسب هستند. به‌علاوه چیلر هوا خنک مناسب‌ترین گزینه برای خنک کردن محیط‌هایی است که منابع آب کافی در اختیار ندارند. یک چیلر معمولی هوا خنک از فن‌های پروانه یا چرخه‌های تبرید مکانیکی برای انتقال هوای محیط به درون چیلر و خنک‌سازی و تراکم مبرد استفاده می‌کند.
درنهایت گرمای گرفته‌شده از گاز مبرد توسط این چیلرها به فضای بیرون منتقل خواهد شد. هزینه‌های نصب و نگهداری چیلر هوا خنک بسیار کمتر است و این یکی از مزیت‌های اصلی این چیلرها است. به‌علاوه تعمیر آنها کار راحت‌تری است و فضای کمتری را اشغال می‌کنند. البته این چیلرها معمولا در محیط بیرون از خانه نصب می‌شوند و به همین دلیل آلودگی‌های محیطی می‌توانند روی طول عمر آنها و نحوه عملکردشان موثر باشند.
وظیفه اصلی چیلرها سرد کردن محیط و کاهش دمای ساختمان در فصول گرم سال است. چیلر این کار را بر اساس اصل فشرده‌سازی یا جذب بخار انجام می‌دهد و بر همین اساس به دو دسته چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم می‌شود. چیلر گاز مبرد را به سمت سیستم سردکننده با دمای مطلوب یعنی 10 درجه سانتی‌گراد هدایت می‌کند. این مایع خنک‌کننده از طریق پمپ به چرخه وارد می‌شود و گرما را از محل مشخصی خارج می‌کند.
چیلر از سیستم تبرید مکانیکی برای فشرده‌سازی بخار استفاده می‌کند که از طریق دستگاهی به نام اواپراتور انجام می‌شود. اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و دستگاه انبساط از اجزای اصلی چیلر هستند که بر اساس یک فرایند ترمودینامیکی گاز مبرد را در دستگاه به جریان می‌اندازند و دمای محیط را پایین می‌آورند. در این سیستم اواپراتور یک مبدل حرارتی است که گرما را از مبرد می‌گیرد و آن را خنک نگه می‌دارد. با این انتقال حرارت، مبرد تبخیر شده و از مایع کم‌فشار به بخار تبدیل می‌شود.
پس از افت فشار و دمای مبرد و تبدیل آن به بخار، مبرد به سمت کمپرسور یا بخش فشرده‌سازی جریان می‌یابد. در طول این فرایند ابتدا ماده مبرد از اواپراتور خارج می‌شود و فشار موجود در آن کاهش می‌یابد تا گرما را جذب کند. در مرحله بعد فشار و دمای مبرد افزایش پیدا می‌کند تا در زمان رسیدن به کندانسور گرما آزاد کند. در طول این فرایند مبرد به حالت مایع درمی‌آید و وارد کندانسور می‌شود. در طول این فرایند، یعنی تبدیل مبرد از حالت بخار به مایع، گرمایی آزاد می‌شود که دمای محیط را بالا می‌برد. این گرما از طریق محیط خنک‌کننده که معمولا آب یا هوا است، از چیلر دور می‌شود و دمای سیستم را در سطح متعادلی نگه می‌دارد.
?
همان‌طور که گفتیم گرمای گرفته‌شده از مبرد از طریق خنک‌کننده‌های مختلف مانند هوا یا آب از بین می‌رود؛ بنابراین می‌توان گفت که کندانسور موجود در چیلرها به‌صورت هوا خنک یا آب خنک عرضه می‌شوند. در چیلر هوا خنک، از کندانسورهای هوا خنک استفاده می‌شود تا با استفاده از هوای محیط دمای مبرد را پایین بیاورند. درواقع این چیلرها شبیه به رادیاتورهایی هستند که موتور خودرو را خنک می‌کنند. در آنها یک دمنده موتوری هوا وجود دارد که هوا را از خطوط مبرد رد کرده و دمای آن را کاهش می‌دهد.
عملکرد چیلر آب خنک که در آن از کندانسور آب خنک استفاده می‌شود، تقریبا مشابه چیلر هوا خنک است. با این تفاوت که برای تکمیل فرایند انتقال گرما به دو مرحله نیاز دارد. در ابتدای کار گرما از بخار مبرد به آب درون کندانسور منتقل می‌شود. سپس این آب گرم شده، به یک برج خنک‌کننده منتقل می‌شود و درنهایت گرمای فرایند را به فضای بیرون منتقل می‌کند. اگر برایتان سوال پیش‌آمده که کاربرد اصلی این چیلرها چیست، باید بدانید که آنها را معمولا برای خنک کردن تاسیسات متوسط تا بزرگ که منبع آب کافی در اختیار دارند، استفاده می‌کنند.
?
تفاوت چیلر جذبی و چیلر تراکمی در این است که چیلرهای جذبی فاقد کمپرسور هستند. درواقع این چیلرها از یک منبع حرارتی به‌عنوان‌مثال انرژی خورشیدی یا گرمای تلف‌شده برای هدایت مایع خنک‌کننده استفاده می‌کنند. فرایند کار این چیلرها با خنک‌کننده مایع در اواپراتور شروع می‌شود. با این فرایند دمای مایع پایین آمده و به گاز تبدیل می‌شود. این خنک‌کننده گازی از طریق یک جاذب غلیظ، به‌عنوان‌مثال لیتیوم بروماید یا آمونیاک جذب می‌شود. این ماده جاذب را یک ژنراتور تولید می‌کند.
پس از جذب مایع خنک‌کننده از طریق ماده جاذب، این مایع مبرد از طریق یک مبدل حرارتی به ژنراتور منتقل می‌شود. در ژنراتور مایع مبرد متراکم شده و دوباره از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود. پس‌ازآن این ماده دوباره برای خنک‌سازی به ابتدای فرایند ارسال خواهد شد. جاذب غلیظ شده نیز برای بازیافت به محل مناسب منتقل می‌شود. در حال حاضر بیشتر از چیلرهای تراکمی استفاده می‌شود و تولید چیلرهای جذبی بسیار محدود است.
در فصل گرم سال، بخش قابل‌توجهی از هزینه‌های آب و برق ساختمان مربوط به سیستم سرمایشی است. اگر از چیلر به‌عنوان سیستم سرمایشی منزل خود استفاده می‌کنید، بهتر است اقدامات زیر را برای کاهش مصرف انرژی و دریافت حداکثر کارایی از چیلر انجام دهید.
یکی از اصلی‌ترین راهکارها برای افزایش طول عمر چیلر، تعمیر و سرویس مداوم و به‌موقع آنها است. سرویس‌کار باید سیم‌پیچ‌های کندانسور را بررسی و تمیز کند. همچنین درصورتی‌که محل‌های عبور هوا گرفته‌اند، باید آنها را آزاد کرد. شارژ مبرد باید حفظ شود و آب کندانسور نیز همواره در سطح مناسبی قرار داشته باشد.
پیشنهاد ما این است که از سیستم‌های هوش مصنوعی برای تشخیص خرابی‌های احتمالی قبل از وقوع استفاده کنید. ممکن است در زمان نصب استفاده از این سیستم‌ها هزینه‌های شما را بالا ببرد؛ اما در طولانی‌مدت حتما به نفع شما خواهد بود. این سیستم‌ها با جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل داده‌های عملیاتی سیستم چیلر، امکان خرابی را تشخیص داده و قبل از ایجاد آن را به اطلاع شما می‌رسانند.
چیلرها دارای بخش‌های مختلفی هستند که بهینه‌سازی هریک از این بخش‌ها بر روی میزان مصرف چیلر و کیفیت عملکرد آن تاثیر ویژه‌ای خواهد گذاشت. برای شروع بهتر است بر روی مصرف بهینه آب در چیلرهای آب خنک تمرکز کنید. همچنین می‌توانید برج‌های خنک‌کننده را مدیریت کنید و با استفاده از سیستم‌های بازیافت مصرف آب و برق سیستم را به‌شدت کاهش دهید.
?
در این مطلب تلاش کردیم به سوال چیلر چیست پاسخ کاملی داده و اطلاعاتی درباره آن به شما بدهیم. چیلر یکی از مهم‌ترین دستگاه‌های مورداستفاده در صنایع مختلف همچون فراوری و نگهداری مواد غذایی، کنترل دمای فلزات و قالب‌گیری تزریقی است. البته این دستگاه تنها یک دستگاه صنعتی نیست و می‌تواند به‌جای کولر یا اسپلیت برای خنک کردن فضاهای مسکونی، اداری و تجاری نیز استفاده شود. توجه کنید که کارایی عملیاتی چیلر بر روی هزینه‌های عملیاتی ساختمان شما تاثیر بسیار زیادی خواهد داشت. بنابراین با سرویس و تعمیر به‌موقع این سیستم‌ها از ایجاد هزینه‌های اضافه جلوگیری کنید.
