سیستم خنک‌کننده هوا، به طور تخصصی به عنوان “سیستم تبرید هوایی” شناخته می‌شود و در عملکرد خود از سیکل تبرید تراکمی بخار استفاده می‌کند. این نوع سیستم چیلر، با بهره‌گیری از هوای محیط برای دفع حرارت در کندانسور، انرژی حرارتی را از محیط جذب و هوا را خنک می‌کند.
استفاده گسترده از سیستم تبرید هوایی در ایران به دلیل محدودیت منابع آبی و برخورداری از مزایایی که این تکنولوژی ارائه می‌دهد، با استقبال ویژه‌ای مواجه شده است. در این مقاله، به‌طور جامع و کامل، اجزای سیستم تبرید هوایی و طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک بررسی خواهند شد.
با انواع چیلر تراکمی آشنا شوید
در طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک و تولید انواع سیستم‌های خنک‌کننده با فشار (که به عنوان چیلرها نیز شناخته می‌شوند)، آنها را به گروه‌های مختلفی تقسیم می‌کنند. این تجهیزات بر اساس نوع خنک‌کننده کندانسور به دو دسته هوا خنک و آب خنک تقسیم می‌شوند. به این معناست که برخی از کندانسورها از طریق هوا خنک می‌شوند و برخی دیگر از طریق آب خنک‌کننده عمل می‌کنند.
همچنین در طراحی و تولید انواع سیستم‌های خنک‌کننده تراکمی آب‌خنک، برای خنک‌کردن از برج‌های خنک‌کننده استفاده می‌شود که وظیفه گرفتن گرما را انجام می‌دهند.
به‌علاوه، سیستم‌های خنک‌کننده تراکمی هوا خنک نیازی به برج خنک‌کننده ندارند. در عوض، فن‌های خنک‌کننده در اطراف کندانسور سیستم‌های خنک‌کننده با فشار هوا خنک قرار دارند و گرمای آن را جذب می‌کنند که این نوع خنک کردن بر عملکرد کل سیستم تأثیرگذار است.
انواع سیستم‌های خنک‌کننده با فشار بر اساس ویژگی‌ها و عملکردشان به چهار دسته مختلف تقسیم می‌شوند. این دسته‌بندی‌ها باعث متفاوت بودن ظاهر و عملکرد این تجهیزات می‌شود.
دسته اول: سیستم‌های خنک‌کننده تراکمی پیچ یا مارپیچ
در این نوع سیستم‌ها، کمپرسور خنک‌کننده به صورت مارپیچ طراحی شده است که از مزایایی مانند صدای کمتر و عمر طولانی‌تری برخوردار است. بنابراین، اگر برای شما آرامش و سکوت محیط اهمیت دارد، این نوع سیستم بسیار مناسب خواهد بود. همچنین اگر محدودیت فضایی دارید، انتخاب سیستم‌های خنک‌کننده با فشار پیچ یا مارپیچ مناسب خواهد بود زیرا نیاز به فضای کمتری دارند.
مزایای سیستم‌های خنک‌کننده با فشار پیچ یا مارپیچ:
- ساده‌ترین ساختار
- تعداد کمتر قطعات متحرک
- شکست و خرابی کمترصدا و لرزش کمتر
- عمر طولانی‌تر کمپرسور پیچی
دسته دوم: سیستم‌های خنک‌کننده تراکمی پیستونی یا رفت و برگشتی
مزایای سیستم‌های خنک‌کننده با فشار پیستونی یا رفت و برگشتی:
- امکان ترکیب با سیستم‌های بزرگتر
- هزینه‌های کمتر نسبت به سیستم‌های دیگر
دسته سوم: سیستم‌های خنک‌کننده تراکمی سانتریفیوژ
مزایای سیستم‌های خنک‌کننده تراکمی سانتریفیوژ:
- سرعت بالای چرخش پروانه
- انتقال زیاد گاز
- ظرفیت بزرگ تک‌ماشینی
- سایش قطعات کمتر
- ساختار فشرده
- عملکرد پایدار و صدا و لرزش کمتر
دسته چهارم: سیستم‌های خنک‌کننده تراکمی اسکرو
مزایای سیستم‌های خنک‌کننده با فشار اسکرو:
- کارایی بالا
- عملکرد قوی و پایدار
- صدا و لرزش کم
- طول عمر طولانی
- مناسب برای مصرف‌کنندگان صنعتی و تجاری
طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک و آشنایی با اجزای آن
در طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک، آشنایی با اجزای آنها اهمیت زیادی دارد ستگاه چیلر هوا خنک از بخش‌های اصلی و تعدادی از قطعات کنترلی و حفاظتی تشکیل شده است.
اجزای اصلی که در همه چیلرهای تراکمی به کار می‌روند و در چیلر هوا خنک نیز به کار می‌آیند، شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر اکسپنشن (شیر انبساط) هستند.
نام چیلر هوا خنک به دلیل نوع کندانسور آن انتخاب شده است. در چیلر هوا خنک، کندانسور از نوع هوایی است و مبرد داغ خروجی از کمپرسور راتقطیر و خنک می‌کند تا تبادل حرارت با هوای آزاد اتفاق بیفتد.
کندانسور هوایی در چیلر هوا خنک به فن مجهز شده است. وجود فن باعث افزایش جریان هوا بر روی سطح کویل کندانسور می‌شود و در نتیجه تبادل حرارت بین کندانسور و هوای آزاد بهبود یافته و مبرد به طور بهتر و بیشتر تقطیر می‌شود که به این ترتیب دمای آن کاهش می‌یابد.
طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک چگونه است؟
طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک، یکی از موارد مهم در صنعت تاسیسات حرارتی و تهویه مطبوع است که به منظور خنک کردن هوا در سیستم‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. چیلرها از اهمیت ویژه‌ای برخوردارند؛ زیرا به عنوان منابع اصلی خنکی در سیستم‌های تهویه مطبوع و فرایندهای صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
در طراحی چیلر تراکمی هوا خنک، دو عامل اساسی به طور جدی مورد توجه قرار می‌گیرد: سیستم تراکم گاز و سیستم تقطیر. در سیستم تراکم گاز، گاز به وسیله کمپرسور به فشار و دمای بالا می‌رسد، سپس در سیستم خنک‌کننده مبرد، تحت تأثیر فن‌های خنک‌کننده، حرارت گاز به محیط بیرون دفع می‌شود و سبب تقطیر و خنک شدن مبرد می گردد.
طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک به صورت بهینه نیازمند دقت و دانش فنی فراوان است. انتخاب کمپرسور مناسب، اندازه‌گیری و تنظیم صحیح پارامترها، انتخاب فن‌های خنک‌کننده با کارایی بالا و بهینه‌سازی فرآیندهای حرارتی در داخل چیلر، از مهمترین چالش‌های این طراحی است.
همچنین، لحاظ کردن نیازهای انرژی و بهره‌وری، مدیریت صدا و ارتعاشات و ایمنی در عملکرد چیلر نیز از جوانب مهم در طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک محسوب می‌شود.
ایجاد بهره‌وری و سودآوری در محیط‌های کاری، آموزشی و مسکونی، نیاز به طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک متنوع را به وجود می‌آورد. انواع چیلرها با توجه به کاربردها، ظرفیت‌ها و طراحی‌های مختلف، انتخاب مناسبی را امکان‌پذیر می‌کنند.
نحوه کارکرد چیلر هوا خنک
طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک و نحوه کارکرد آن بر اساس وظیفه صورت می‌گیرد. وظیفه چیلر هوا خنک در اواپراتور، مربوط به انتقال حرارت از آب و سرد کردن آن است. به عنوان مثال چیلر تراکمی هوا خنک که در خارج از موتورخانه ساختمان نصب می‌شود، آب را سرد می‌کند و با استفاده از پمپ، آب را به فن‌کویل ها پمپاژ می‌کند. وقتی آب سرد به کویل در فن کویل های هر اتاق و سالن می‌رسد، دمای کویل کاهش می‌یابد و با روشن شدن فن‌ها (فن‌های دستگاه فن کویل)، هوا با کویل سرد در تماس قرار می‌گیرد و دمای هوا کاهش می‌یابد.
برای گرمایش، کافی است آب گرم به جای آب سرد به کویل دستگاه فن کویل ارسال شود که مزیت مهم این سیستم، کویل‌های چند منظوره آن است. همچنین، می‌توان آب سرد را به هواساز متصل کرد.
هواساز، دستگاه بزرگی است که هوا را از محیط خارجی مکش می‌کند، سپس پس از تنظیم دما و فیلتراسیون، هوا را در بخش مورد نیاز ساختمان توزیع می‌کند تا همواره هوای تازه و کافی از اکسیژن در داخل ساختمان فراهم شود.
کاربرد طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک در صنعت
استفاده از آب سرد در طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک در صنعت برای خنک کاری ماشین‌آلات یکی از کاربردهای مهم این تکنولوژی است. جالب اینکه این دستگاه‌ها به عنوان پرکاربردترین وسیله‌های سرمایشی در صنعت شناخته می‌شوند، چراکه به طور گسترده در سیستم‌های تهویه مطبوع (مانند سیستم‌های سرمایشی مختلف ساختمان‌ها) استفاده می‌شوند.
علاوه بر این، آب سرد چیلر در خنک‌کاری انواع فرآیندها و دستگاه‌های صنعتی (در هر جایی که نیاز به خنک‌کاری وجود دارد) کاربرد دارد.برای مثال، با اتصال آب سرد چیلر به یک مبدل حرارتی، می‌توان از آن برای خنک کردن فرآیند صنعتی مانند اسید سولفوریک داغ استفاده کرد.
این تکنولوژی از چیلرهای کوچک و مدل‌هایی به اصطلاح “مینی چیلر” نیز استفاده می‌کند. طرز کار چیلر تراکمی هوا خنک در نسخه صنعتی و تهویه‌ای تفاوتی ندارد، زیرا در هر دو مورد خروجی آن آب سرد است که می‌توان به صورت مختلف از آن بهره‌برداری کرد.
مهمترین تفاوت میان چیلرهای صنعتی و تهویه، قیمت آن‌هاست. به دلیل نیاز به تمهیدات خاص در طراحی و تولید چیلرهای صنعتی، قیمت آنها کمی بیشتر از نوع معمولی‌اش که برای تهویه استفاده می‌شود، است. این موضوع به دلیل نیاز به کارکرد چیلرهای صنعتی در طول 12 ماه سال و در ساعات بسیاری از شبانه‌روز می‌باشد.
راهنمای کامل خرید چیلر تراکمی هوا خنک
قبل از خرید چیلر تراکمی هوا خنک به چه نکاتی توجه کنیم؟
- نیاز حرارتی: ابتدا نیاز چیلر به تأمین حرارت مورد نیاز را مشخص کنید. این نیاز ممکن است برای تهویه مطبوع، سیستم‌های گرمایش، یا دیگر کاربردهای خاص باشد. حتماً از نیازهای حرارتی و سرمایشی خود در سیستم‌های مختلف مطلع شوید تا چیلر متناسب با این نیازها را انتخاب کنید.
- ظرفیت چیلر: براساس نیاز حرارتی خود، ظرفیت مورد نیاز چیلر را محاسبه کنید. ظرفیت باید به طور دقیق محاسبه شود تا چیلر مطلوبی که قادر به تامین حرارت مورد نیاز است را برگزینید.
- نوع کمپرسور: انواع مختلف کمپرسورها برای چیلرها وجود دارد، مانند کمپرسورهای اسکرال، پیستونی (رفت و برگشتی)، روتاری و غیره. با توجه به نیازها و بودجه خود، انتخاب مناسب‌ترین نوع کمپرسور را در نظر بگیرید.
- کیفیت ساخت و برند: اهمیت کیفیت ساخت و برند چیلر نباید نادیده گرفته شود. چیلرهای با برندهای معتبر عموماً دارای کیفیت بالاتر و عمر طولانی‌تری هستند. از برندهای مطرح و با اعتبار در بازار استفاده کنید.
- مصرف انرژی: به مصرف انرژی چیلر توجه کنید، زیرا این امر بر تأثیرات مالی و زیست‌محیطی تأثیر می‌گذارد. چیلرهای با کارایی انرژی بالا معمولاً کمترین مصرف انرژی را دارند.
- فضای موجود: مطمئن شوید که چیلر انتخابی به اندازه کافی جا در محل نصب دارد و با فضای موجود هماهنگ است. در صورت نیاز به فضای کمتر، مدل‌های کوچک‌تر را بررسی کنید.
- قابلیت کنترل: مطمئن شوید که چیلر انتخابی دارای سیستم کنترلی مناسب و قابل تنظیم است تا بتوانید عملکرد آن را به‌طور دقیق کنترل کنید.
- صدا و ارتفاع نویز: صدا و نویز تولید شده توسط چیلر نیز باید مدنظر قرار گیرد، به ویژه اگر چیلر در محیط‌های حساس نصب می‌شود.
- هزینه‌های نصب و اجرا: در نهایت، هزینه‌های نصب، اجرای چیلر نیز باید در معادله مد نظر قرار گیرد و براساس بودجه خود، انتخابی اقتصادی و منطقی برای خود داشته باشید.
