چیلر هوایی (هوا خنک)

چیلر هوایی چیست و طراحی آن به شکل ۴ مدار چه مزایایی دارد؟

در این متن به طور مفصل به معارفه چیلر هوایی خواهیم پرداخت و اجزای اصلی و ویژگی های انواع کمپرسورهای مورد استفاده در آن را تشریح خواهیم کرد. همچنین ساختار نوع ۲ و ۴ مدار آن را تشریح خواهیم کرد و به مزایایی که با طراحی آن به شکل ۲ و ۴ مدار ایجاد می شود، اشاره خواهیم نمود.

برای پاسخ به سوال چیلر هوایی چیست ابتدا باید به انواع آن اشاره کرد. چیلرهای تراکمی به دو دسته کلی چیلر هوایی (هوا خنک) و آبی (آب خنک) تقسیم می شوند که اصول کارکرد و قطعات آنها بسیار شبیه به هم بوده و با این تفاوت که در چیلر تراکمی هوا خنک (هوایی) ، کندانسور به صورت هوا خنک بوده و با استفاده از فن هایی (فن های نصب شده در بالای چیلر – مطابق شکل زیر) که هوا را از روی لوله های کندانسور می دمند ، خنک می شود. اگر به شکل دقت کنید مشاهده می کنید که مبرد دائما بین این اجزا سیرکوله می شود و در اواپراتور است که حرارت را از آب می گیرد و دمای آب را کاهش می دهد. بعد از آن در اثر مکش کمپرسور به داخل کمپرسور راه یافته و تحت فشار شدیدی قرار می گیرد و داغ و پر فشار می گردد. حال باید به نحوی این مبرد داغ بتواند حرارت مازاد خود را از دست بدهد که در کندانسور این اتفاق می افتد. در کندانسور یا توسط فن این حرارت مازاد را از دست می دهد و آن را به بیرون دفع می کند که به آن چیلر هوایی می گوییم یا توسط آب آن را به بیرون دفع می کند که به آن چیلر آبی می گوییم.

سیستم سرمایشی چیلر

ولی در چیلر تراکمی آب خنک (آبی) ، کندانسور با استفاده از آب خنک شده و این آب بعد از گرفتن حرارت کندانسور ، به وسیله پمپ به برج خنک کننده ارسال می شود تا مجددا در برج ، خنک شود. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، اواپراتور مانند شکل بالا همان نقش سرمایش آب را بر عهده دارد ولی کندانسور آن دیگر با فن حرارت مبرد را دفع نمی کند و توسط آب این حرارت گرفته شده و سپس آب به برج خنک کننده پمپاژ می گردد تا حرارتی که گرفته را به هوای آزاد دهد و در ادامه به کندانسور برگردد و با این سیرکولاسیون بتواند دائما حرارت اضافه مبرد در کندانسور را گرفته و به بیرون دفع کند. دقت کنید که آب در برج خنک کننده به شکل تبخیری حرارت خود را از دست می دهد (برخورد مستقیم مولکول های آب با هوا) و در نتیجه مقداری از آب تبخیر شده و باید به مدار آن آب تازه تزریق کرد و بنابرین این نوع از چیلرها مصرف آب هم دارند.

مدار آب سرد چیلر و آب برج خنک کننده

برای اینکه دقیق تر با سیستم چیلرهای آبی آشنا بشوید پیشنهاد می کنیم که مقاله چیلر تراکمی آب خنک را مطالعه بفرمایید. همچنین برای آشنایی بیشتر یا ساختار درونی کندانسورها مقاله زیر را می توانید مطالعه کنید.

آشنایی بیشتر با انواع کندانسورها در متن ⇐ انواع کندانسور

چیلر تراکمی هوا خنک که به آن چیلر هوا خنک یا چیلر هوایی نیز گفته می شود ، یکی از مناسب ترین دستگاه ها جهت سرمایش هوای ساختمان های مسکونی ، مراکز خرید و مجتمع های تجاری ، ادرای ، صنعتی ، آموزشی ، ورزشی و نیز تجهیزات ، ماشین آلات و دستگاه های صنعتی است. مخصوصا در مناطقی که با مشکل تامین آب ، مصرف و هزینه بالای آن مواجه هستیم زیرا که چیلر هوایی بر خلاف چیلر آبی ، مصرف آب ندارد. شاید متوجه شده باشید که چرا چیلر هوایی مصرف آب ندارد و علت آن هم این است که برای دفع گرمای مبرد از فن استفاده می کند و نه آب. آبی هم که در اواپراتور سرد می شود در یک مدار کاملا بسته سیرکوله شده و در نتیجه تبخیر نمی گردد و هنگام راه اندازی دستگاه برای اولین بار این آب به مدار تزریق شده و دیگر به آب مصرفی نیازی ندارد.

وظیفه چیلر هوایی و انواع دیگر آن این است که آب را در یک مدار بسته ، سرد کرده و با پمپ به یونیت های داخل ساختمان مانند فن کویل ، هواساز و یا به دستگاه های صنعتی (جهت خنک کاری) پمپاژ کنند. آب سرد در لوله های فن کویل و هواساز (و یا مدار دستگاه صنعتی) جاری شده و یک فن با دمیدن هوا از اطراف لوله ها (کویل)، دمای هوا را کاهش داده و در ساختمان توزیع می کند. 

چیلر هوایی

چه چیلر هوایی به صورت تک مدار طراحی شده باشد یا به شکل ۲ یا ۴ مدار ، در نهایت تفاوتی از نظر وظیفه نداشته و تمام آنها تنها وظیفه سردسازی آب را بر عهده داشته و خروجی دستگاه آب سرد خواهد بود که مطابق شکل بالا برای مصرف کننده های نهایی پمپاژ می شود.

اجزای اصلی و نحوه کار سیستم :

مهمترین اجزای این دستگاه عبارتند از کمپرسور و موتور الکتریکی (به عنوان قلب دستگاه و راه انداز سیکل کاری آن) ، کندانسور (مبدل حرارتی از نوع هوا خنک) ، اکسپنشن ولو (شیر انبساط) و اواپراتور (مبدلی که در آن دمای آب توسط مبرد کاهش می یابد) و سایر اجزای آن عبارتند از شیرهای تنظیم کننده و کنترلی ، سایت گلس ، فیلتر درایر ، شیرهای فشار بالا و پایین ، چک ولو ، سونولوئید ولو ، سنسورها و سوئیچ ها ، قطعات برقی و کنترلی ، کنترلر و … . نکته اینکه وقتی که یک چیلر هوایی به صورت ۴ مدار طراحی می شود در واقع به این مفهوم است که ۴ سری از این تجهیزات به موازات هم در چیلر تعبیه شده و هر یک به طور مستقل می تواند کار کند که در ادامه مزایایی که این نوع از طراحی ایجاد می کند را تشریح می کنیم.

مطابق شکل زیر کل مدار چیلر هوایی در ۳ بخش پر فشار (رنگ قرمز) ، کم فشار (رنگ سبز) و مدار آب (رنگ آبی) خلاصه می شود. کمپرسور با فشرده نمودن مبرد ، دما و فشار آن را به شدت افزایش داده و به سمت کندانسور می فرستد (مسیر حرکت سیالات با فلش های رنگی مشخص شده است). جریان هوایی که توسط فن در کندانسور به راه افتاده باعث کاهش دمای مبرد در کندانسور شده و مبرد پس از عبور از فیلتر درایر و اکسپنسن ولو ، وارد اواپراتور می شود. اواپراتور مبدلی است که در یک سمت آن آب جاریست و در سمت دیگر آن مبرد جاریست. مبرد که برای تبخیر شدن به گرما نیاز دارد ، گرمای آب را گرفته و دمای آب را کاهش می دهد. آب سرد در مخزنی جمع شده و با پمپ به سمت مصرف کننده (برای مصارف سرمایشی ساختمان مثل فن کویل و هواساز یا برای مصارف سرمایش صنعتی مثل کولینگ دستگاه ها و ماشین آلات صنعتی) پمپاژ می شود.

انواع چیلر هوایی بر اساس نوع کمپرسور (اینکه اسکرال باشد یا اسکرو و …) ، موقعیت و جهت قرار گیری فن های کندانسور ، مجهز بودن یا نبودن به شیر انبساط الکترونیکی ، نوع اواپراتور ، دارا بودن یا نبودن کنترلر PLC و … به دسته های مختلفی تقسیم بندی می شود.

اجزای چیلر هوایی

چیلر هوایی ۴ مداره یا ۲ مداره چیست ؟

در کاربردهایی که در اغلب اوقات ، چیلر باید با ظرفیت کم کار کند بهتر است که به صورت ۲ یا ۴ مدار طراحی و ساخته شود. فرض کنید که در یک کاربرد خاص به ۱۲۰ تن تبرید برودت نیاز باشد. در این صورت اگر دستگاه تک مدار باشد ، همواره کل تجهیزات دستگاه باید در حال کار باشد (حتی اگر در مواقعی مثلا به ۲۰% برودت نیاز باشد) و معایب زیادی از جمله افزایش مصرف انرژی و همچنین کاهش عمر مفید دستگاه را در پی خواهد داشت. برای جلوگیری از این معایب می توان دستگاه را به طور ۲ یا ۴ مدار طراحی و تولید کرد. یعنی مثلا در حالت ۲ مدار ، کل دستگاه به دو مدار کاملا مجزای ۶۰ تن تبرید تقسیم شده و در ساعاتی از شبانه روز که به کمتر از ۶۰ تن برودت نیاز باشد ، فقط یکی از مدارها (نصف تجهیزات) شروع به کار می کند. بدین ترتیب در اغلب اوقات نیمی از کمپرسورها خاموش هستند. در حالت ۴ مدار ، کل دستگاه به ۴ مدار مجزا تقسیم و به صورت ۲۵% به ۲۵% وارد عمل می شوند.

برای مثال در شکل زیر یک چیلر هوایی ۱۲۰ تن تبرید در حال ساخت در محل کارخانه شرکت ما را مشاهده می کنید که به صورت ۲ مدار طراحی شده و مزایای زیادی دارد. در این دستگاه از ۴ کمپرسور اسکرال کوپلند استفاده شده که هر یک جفت کمپرسور در یک مدار طراحی شده و در واقع همانند این است که ۲ چیلر هوایی ۶۰ تن در داخل یک دستگاه قرار گرفته است. 

طراحی چیلر هوایی 2 و 4 مدار

طراحی چیلر هوایی به شکل ۲ یا ۴ مدار چه مزایایی دارد؟

مهمترین مزایایی که یک چیلر هوایی ۲ یا ۴ مدار دارد عبارتند از :

۱ . کاهش مصرف برق دستگاه (چونکه در مواقعی که به برودت کمی نیاز است فقط یکی از مدارها کار می کند و بقیه کمپرسورها و مدارها موقتا به صورت اتوماتیک خاموش می شوند)

۲ . افزایش عمر مفید کمپرسورها و دیگر قطعات سیکل تبرید

۳ . امکان کارکرد دستگاه با ۵۰ یا ۷۵ درصد توان کل با معیوب شدن احتمالی یکی از مدارها (اگر چیلر هوایی به شکل ۲ مدار طراحی شود با حداقل ۵۰ درصد و اگر ۴ مدار طراحی شود با حداقل ۷۵ درصد توان کل، ادامه کار در صورت بروز یک عیب در یکی از مدارها را دارد)

کمپرسور :

مهمترین قطعه در چیلرها کمپرسور و موتور الکتریکی آن است که باید با توجه به کاربرد آن به نحو صحیح انتخاب گردد. 

چهار نوع از بهینه ترین کمپرسورها در صنعت چیلرسازی عبارتند از :

۱ . نوع اسکرال Scroll یا حلزونی

۲ . نوع اسکرو Screw یا مارپیچی

۳ . نوع سیلندر و پیستون Piston type یا رفت و برگشتی

۴ . نوع سانتریفویژ Centrifugal یا گریز از مرکز

مزایای کمپرسور اسکرو عبارت اند از :

۱ . دارای ضریب عملکرد COP بیشتر نسبت به نوع رفت و برگشتی (سیلندر و پیستونی)

۲ . دارای قطعات متحرک کمتر نسبت به نوع سیلندر و پیستونی و در نتیجه استهلاک و لرزش کمتر نسبت به آن

۴ . دارای سیستم کنترل ظرفیت کاری به صورت پیوسته و در نتیجه افزایش راندمان چیلر

کمپرسور نوع اسکرو

مزایای کمپرسور اسکرال عبارت اند از :

۱ . دارای کمترین تعداد قطعات متحرک و در نتیجه کارکرد بدون صدا و ارتعاش به نحوی که کم صداترین و کم ارتعاش ترین نوع کمپرسور است.

۲ . طول عمر بسیار بالا ، نگهداری کم هزینه و داشتن کمترین میزان خرابی به علت کم بودن گشتاور لحظه استارت

۳ . مقاومت کمپرسور در برابر بازگشت مایع

۴ . ضریب عملکرد COP بیشتر نسبت به نوع سیلندر و پیستونی

کمپرسور نوع اسکرال

مزایای کمپرسور سیلندر و پیستونی عبارتند از :

۱ . قابلیت نصب و کارکرد در ظرفیت های مختلف

۲ . قابلیت تعمیر آن در صورت فرسوده شدن یا خرابی

۳ . قابلیت تحمل فشارها و دماهای بالا و مناسب ترین نوع کمپرسور جهت کار در مناطق با آب و هوای گرم و مرطوب (حاره ای)

مزایای کمپرسور سانتریفیوژ عبارتند از :

۱ . مناسب برای کاربردهایی که در آن چیلر مجبور است که در تمام ساعات کارکرد خود با حداکثر توان کار کند. زیرا نوع سانتریفیوژ دارای یک ایمپلر (توربین) است که در حالت های کاری با بار کم یا متوسط ، دچار افت راندمان شدید می شود و لذا باید از آن فقط در حالت تمام بار (full load) استفاده نمود.

نکته اینکه کمپرسور از هر نوعی که باشد می تواند به شکل ۴ مدار یا ۲ مدار در کنار یکدیگر طراحی و مستقر شود و می توان از مزایایی که این نوع از طراحی ایجاد می کند، بهره برد.

نوع و برند کمپرسور چیلر تراکمی هوا خنک ساخته شده در شرکت ما :

معمولا با توجه به محدوده ظرفیت چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک ساخته شده در شرکت ما از کمپرسورهای زیر در مدار استفاده می شود. هر چند در برخی پروژه ها ممکن است با توجه به نیاز یا درخواست مشتری ، در ظرفیتی مشخص ، از نوع دیگر آن نیز استفاده شود.

ظرفیت های بیشتر از ۵۰ تن تبرید ⇐ معمولا کمپرسورهای اسکرو و اسکرال برند Danfoss , Bitzer , Hanbell

ظرفیت های بین ۲ تا ۵۰ تن تبرید ⇐ معمولا کمپرسورهای اسکرال برند Danfoss و Copeland

کل ظرفیت ها برای شهرهای با آب و هوای گرم و مرطوب (حاره ای) ⇐ کمپرسورهای سیلندر و پیستونی برند Danfoss , Bitzer , Copeland

چیلر هوایی یا آبی با ظرفیت های بالا و کارکرد مداوم با حداکثر توان ⇐ کمپرسورهای سانتریفیوژ یا همان گریز از مرکز

کمپرسورها به صورت چند مداره (چند مرحله ای) مورد استفاده قرار می گیرند. کمپرسورهای چند مرحله ای این مزیت را دارند که به صورت پله پله در مدار قرار گرفته و سیستم به صورت پله ای عمل می کند و کاهش قابل توجه ای در مصرف برق ایجاد می گردد. برای مثال در یک چیلر ۴ کمپرسوره با ۴ مدار مستقل (۴ مرحله ای)، وقتی که ۲۵ درصد توان سرمایشی نیاز باشد ، فقط یکی از کمپرسورها روشن شده و بقیه کمپرسورها خاموش هستند که ضمن کاهش مصرف برق ، عمر سیستم نیز افزایش می یابد.

برخی از ویژگی های چیلر هوا خنک ساخته شده در شرکت ما :

۱ . زیر بار قرار گرفتن چیلر هوایی به صورت تدریجی و با توجه به میزان برودت مورد نیاز و در نتیجه کاهش مصرف انرژی دستگاه و افزایش عمر آن (ما سعی می کنیم که تقریبا در تمامی پروژه ها چیلرها را به صورت ۲ یا ۴ مدار طراحی و تولید کنیم تا مصرف کننده از مزایایی که این سیستم سبب می شود، بهره مند شود)

۲ . ساخت اواپراتور چیلر از نوع پوسته و لوله (Shell and Tube) با مداربندی های خاص و به حداکثر رساندن راندمان انتقال گرما در آن با ایجاد جریان مغشوش در سیال به روش های مختلف و مطابق با آنالیزهای سیالاتی و حرارتی مهندسی شده

۳ . تست هیدرواستاتیکی اواپراتورها و کندانسورها

۴ . تهیه قطعات سیکل تبرید ، تجهیزات کنترلی و الکترونیکی از مارک های معتبر اروپایی (Schneider Electric, Danfoss)

۵ . استفاده از سیستم PLC به منظور کنترل دقیق تر دستگاه ها در کاربری های خاص

۶ . استفاده از مبردهای دوستدار محیط زیست R134A , R407C , R404A و …

۷ . انتخاب نوع و برند کمپرسور با توجه به نیاز یا درخواست مشتری (بیتزر Bitzer ، کوپلند Copeland و دانفوس Danfoss)

۸ . قابلیت اتصال به سیستم های مدیریت هوشمند ساختمان BMS و قابلیت کنترل چیلرها از داخل خانه یا محل موتورخانه

۹ . مجهز کردن کندانسور هوا خنک به موتورفن های شرکت های معتبر جهانی EBM و زیلابگ

نمونه ای از چیلر هوایی ساخته شده در شرکت ما (گروه تهویه مطبوع ماخ) :

چیلر تراکمی هوا خنک

کاتالوگ و جدول مشخصات فنی چیلر تراکمی هوا خنک :

در جدول زیر نمونه های از پیش تدوین شده چیلر هوا خنک مجهز به کمپرسورهای اسکرال ، اسکرو و پیستونی به همراه اصلی ترین پارامترهای آنها ارائه شده است که به عنوان راهنمای اولیه در انتخاب چیلر هوا خنک می توان از آن استفاده نمود. ظرفیت دقیق با پارامترهای خاص آن به طور جداگانه برای هر پروژه و متناسب با نیازهای آن طراحی می گردد. نکته اینکه تمام چیلرهای هوایی مورد نظر در جدول زیر به صورت پیش فرض یا به شکل ۲ و ۴ مدار طراحی و ساخته می شوند یا از کمپرسورهای اسکرو با قابلیت کنترل ظرفیت به صورت پیوسته در ساخت آنها استفاده می شود و در برخی موارد هم به صورت ترکیبی از این دو مورد (یعنی هم طراحی به صورت ۲ یا ۴ مدار و هم به طور همزمان استفاده از کمپرسورهای اسکرو با قابلیت کنترل پیوسته ظرفیت)

کاتالوگ چیلر تراکمی هوا خنک

طراحی ، تولید و فروش چیلر هوایی ۲ و ۴ مدار

گروه ماخ طراح و تولید کننده انواع دستگاه های سرمایشی و گرمایشی از جمله انواع چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک ، مینی چیلر ، برج خنک کننده ، انواع کندانسور ، اواپراتور و … مطابق با استانداردهای روز صنعت تهویه و تبرید است. تمامی محصولات ما مطابق با نیازها و درخواست های هر مشتری به طور خاص طراحی و تولید شده و به صورت مستقیم از کارخانه و با قیمت مناسب به فروش می رسند. جهت کسب اطلاعات بیشتر درباره چیلر هوایی و مقایسه آن با سایر چیلرها و دستگاه های خنک کننده ، انتخاب مناسب ترین دستگاه برای پروژه خود و نیز استعلام قیمت آنها با مهندسان ما تماس بگیرید.

مهندس احمدی : ۰۹۱۲۷۶۷۵۱۱۷ – ۰۹۱۹۴۴۲۷۴۷۰

مهندس خورانی : ۰۹۱۹۱۶۳۹۳۶۳

مطالعه بیشتر ⇐ قیمت چیلر

آیا طراحی چیلر هوایی به صورت ۲ یا ۴ مداره ، قیمت دستگاه را افزایش می دهد؟

بله قطعا مقداری به قیمت دستگاه افزوده می شود ولی مزایای بسیار زیاد و قابل توجهی در سیستم ایجاد می کند که مهمترین آنها عبارتند از کاهش چشمگیر مصرف برق و نیز افزایش عمر مفید سیستم به خاطر از مدار خارج شدن اتوماتیک کمپرسورها و کارکرد متناسب با مقدار برودت درخواستی از سوی مصرف کننده

چیلر هوایی چه مزیت خاص و برتری نسبت به نوع آبی دارد؟

چونکه در نوع هوایی (هوا خنک) تجهیزات و متعلقات مربوط به کولینگ تاور (برج خنک کننده) وجود ندارد ، در نتیجه دستگاه هیچ گونه مصرف آبی نداشته و مشکلات و مسائل برج خنک کننده نیز حذف می شود.

چیلر هوایی قیمت بالاتری دارد یا نوع آبی؟

نوع هوایی (هوا خنک) قیمت بالاتری دارد. چونکه کندانسور آن از تعداد زیادی کویل مسی ساخته شده و فن های مدرنی نیز در آن به کار می رود. در حالی که در نوع آبی (آب خنک) قیمت تمام شده کندانسور شل اند تیوب (به همراه برج خنک کننده) نسبت به کنداسور هوایی کمتر است.

به این متن چند ستاره میدین؟ (ستاره سمت چپ بیشترین امتیاز رو داره. بدون نیاز به ثبت نام در سایت می تونید امتیاز بدید)
[کل: 5 میانگین: 5]
اشتراک گذاری :

2 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست