بررسی جامع چیلر تراکمی هوا خنک (طرز کار ، مزایا ، قیمت و مصرف برق آن)
در این مقاله جامع قصد داریم که از تمام زوایا پکینگ اسپلش برج خنک کننده را بررسی کنیم. از جمله طرز کار ، مزایا ، خصوصیات ، قیمت ، مصرف برق و کاربرد آن. یک چیلر هوا خنک تفاوت های اساسی نسبت به آب خنک دارد که به آن نیز اشاره خواهیم کرد و آنها را نسبت به هم مقایسه می کنیم. در اولین گام می خواهیم به این مسئله که چیلر تراکمی هوا خنک چیست و به چه شکلی کار می کند پاسخ دهیم و سپس به مزایا و اینکه میزان مصرف برق آن چقدر است اشاره کنیم.
چیلر تراکمی هوا خنک چیست و طرز کار آن به چه شکل است ؟
چیلر هوا خنک سیستم برودتی (سرمایشی) است که هم در ساختمان های تجاری ، مسکونی ، اداری و غیره برای خنک کاری آب و پمپاژ آن به هواسازها و فن کویل های درون ساختمان (جهت کاهش دمای هوا و رطوبت زدایی) استفاده می شود و هم کاربردهای صنعتی برای خنک کردن فرآیندها ، دستگاه ها و ماشین آلات صنعتی (با آب سرد) دارد.
قسمت های اصلی چیلر تراکمی هوا خنک عبارتند از کمپرسور و موتور الکتریکی کوپل شده به آن ، کندانسور هوا خنک ، شیر انبساط ، اواپراتور ، مبرد و لوله های انتقال دهنده مبرد و آب. واژه تراکمی به این خاطر به آن اطلاق می شود که فرآیند سرمایش بر اساس متراکم کردن مبرد توسط کمپرسور صورت می گیرد.
طرز کار آن به این صورت است که مبرد در مسیری مشخص بین اجزای نشان داده شده در شکل زیر حرکت می کند و در اواپراتور ، گرما را از آب می گیرد (آب را سرد می کند) و در کندانسور گرما را به محیط اتمسفر دفع می کند. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید طرز کار چیلر تراکمی هوا خنک خیلی پیچیده نیست و گرما در یک بخش از دستگاه (یعنی در اواپراتور) از آب گرفته شده و در بخشی دیگر (یعنی در کندانسور) در هوای اتمسفر دفع می شود.
در شکل زیر یک نمونه از چیلر تراکمی هوا خنک طراحی و تولید شده در محل کارخانه شرکت ما (شرکت ماخ سازنده انواع چیلر) با اجزای آن نشان داده شده است. نیمه بالایی چیلر (داخل کادر زرد رنگ) در شکل زیر به همراه فن های موجود در بالای آن در واقع همان کندانسور هوا خنک است که مبرد وارد لوله های آن شده و در مسیری پر پیچ و خم جریان می یابد که فن ها هوا را از اطراف لوله های آن دمیده و منجر به کاهش دمای مبرد می شوند تا مبرد از حالت گازی به مایع تغییر فاز دهد.
چیلر هوا خنک چگونه کار می کند ؟
وظیفه چیلر هوا خنک گرفتن گرمای آب و سرد کردن آن در اواپراتور است. برای مثال در شکل زیر چیلر تراکمی هوا خنک نصب شده در بیرون از موتورخانه ساختمان نشان داده شده است که آب را سرد می کند و با پمپ به فن کویل ها پمپاژ می کند. وقتی آب سرد وارد کویل جاسازی شده در فن کویل های هر اتاق و سالن می شود ، دمای کویل را کاهش می دهد و با روشن شدن فن آن (فن دستگاه فن کویل) ، هوا با کویل سرد برخورد کرده و دمای هوا کاهش می یابد.
برای گرمایش تنها کافی است که به جای آب سرد ، آب گرم فرستاده شده از سمت پکینگ توربو اسپلش یا پکیج گازسوز وارد کویل دستگاه فن کویل شود که از مهمترین مزایای این سیستم می توان به همین ۲ کاره بودن فن کویل ها اشاره کرد. همچنین می توان این آب سرد را به هواساز متصل کرد. هواساز دستگاه بزرگی است که هوا را از بیرون ساختمان مکیده و بعد از تنظیم دما و فیلتراسیون هوا ، آن را در بخش مورد نظر توزیع می کند تا همواره هوای تازه و با دمای مناسب و با اکسیژن کافی در ساختمان موجود باشد.
کاربرد آن در صنعت :
در کاربرد صنعتی این آب سرد برای خنک کاری ماشین آلات استفاده می شود. جالب اینجاست که این نوع از چیلرها علاوه بر اینکه کاربرد گسترده ای در صنعت تهویه (سیستم سرمایشی انواع ساختمان ها) دارند ، به عنوان پر کاربرد ترین دستگاه سرمایشی در صنعت هم استفاده می شوند. یعنی آب سرد چیلر به طور گسترده در خنک کاری انواع فرآیندها و دستگاه های صنعتی (هر جایی در صنعت که به خنک کاری نیاز باشد) کاربرد دارد.
برای مثال مطابق شکل زیر می توان آن را به یک مبدل حرارتی متصل و برای مثال اسید سولفوریک داغ یک فرآیند صنعتی را با استفاده از آب سرد چیلر (به چیلرهای سایز کوچک به اصطلاح مینی چیلر نیز گفته می شود) خنک نمود. طرز کار چیلر تراکمی هوا خنک و از نوع صنعتی آن هیچ تفاوتی با نوع مورد استفاده برای تهویه هوا ندارد زیرا در هر دو آنها خروجی دستگاه، آب سرد است که حال می توان به شکل های مختلف از آن بهره برداری نمود.
البته قیمت چیلر تراکمی هوا خنک صنعتی به علت تمهیدات خاصی که در طراحی و تولید آن باید در نظر گرفته شود کمی از نوع معمولی آن که برای تهویه استفاده می شود، بیشتر است. علت آن هم این است که این تیپ از چیلرها ۱۲ ماه از سال و در ساعات بسیاری از شبانه روز باید در حال کار باشند.
تفاوت آن با نوع آب خنک :
گرمای گرفته شده از آب در اواپراتور چیلر (توسط مبرد)، بایستی به گونه ای دفع شود. اگر گرمای مبرد توسط آب موجود در کندانسور نوع پوسته و لوله ای (شل اند تیوب) دفع شود به آن چیلر آب خنک و اگر این گرما توسط فن هایی که هوا را از اطراف لوله های کندانسور هوا خنک می دمند، دفع شود (مطابق آنچه که در پاراگراف دوم شرح دادیم) به آن چیلر هوا خنک می گویند.
در چیلر آب خنک، آبی که گرمای مبرد را می گیرد با پمپ به دستگاهی به نام پکینگ برج خنک کننده می شود تا درجه حرارت آب در برج کاهش یافته و دوباره به کندانسور پوسته و لوله برگردد. بنابرین تنها تفاوت نوع آب خنک و هوا خنک در این است که چیلر آب خنک به برج خنک کننده نیاز دارد ولی نوع هوا خنک به برج نیازی ندارد که از دیگر مزایا و برتری های آن محسوب می شود.
یک تصور غلط از چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک :
برخی درک صحیحی از واژه هوا خنک و آب خنک و طرز کار آنها ندارند و گمان می برند که هر جا که سخن از هوا خنک به میان می آید یعنی چیلر، هوا را خنک می کند و هر جا از آب خنک سخن به میان می آید یعنی چیلر، آب را خنک می کند و این تصور کاملا غلط است.
زیرا همانطور که توضیح دادیم طرز کار همه آنها یکسان بوده و تمام آنها فقط آب را خنک می کنند (در اواپراتور) ولی طریقه دفع گرمای مبرد در کندانسور با هم تفاوت دارد که در صورتی که با فن این گرما دفع شود به آن هوا خنک و در صورتی که با آب دفع شود به آن آب خنک می گویند که مسئله بعدی که مطرح می شود این است که دفع گرمای مبرد به آب باعث افزایش دمای آب می شود که آن را به سمت برج خنک کننده هدایت می کنیم تا دمای آن در برج کاهش یافته و دوباره به کندانسور برگردد.
دقت کنید که آب کندانسور با آب اواپراتور جداست و هر یک در مسیری مجزا جریان دارند. بنابرین در چیلرهای هوا خنک فقط باید قیمت چیلر را مد نظر داشته باشیم ولی در نوع آب خنک هم قیمت چیلر و هم قیمت برج خنک کننده آن.
سوال مهمی که مطرح می شود این است که چرا باید در چیلرهای آب خنک از کندانسور آب خنک استفاده کنیم تا مجبور شویم که برای کاهش دمای آب کندانسور، برج خنک کننده نصب کنیم؟
پاسخ این سوال در راندمان سیستم و اثر آن بر میزان مصرف برق چیلر تراکمی هوا خنک و آب خنک دارد. وقتی که با فن ، گرمای مبرد را دفع می کنیم نسبت به حالتی که با آب آن را دفع می کنیم به انرژی بیشتری نیاز داریم چونکه ضریب انتقال حرارت آب نسبت به هوا بیشتر است. بنابرین میزان مصرف برق چیلر تراکمی هوا خنک بیشتر است.