چیلر یکی از انواع دستگاه های تهویه مطبوع می باشد که باعث خنک کردن فضاهای بزرگ تجاری و صنعتی، همچنین دستگاه های صنعتی می شود. چیلرها در صنعت نقش مهمی جهت بهره وری بیشتر دستگاه ها دارند. یکی از ماشین آلات صنعتی که نیاز به چیلر دارد دستگاه های لیزر می باشد. در دستگاه لیزر هنگام برش گرمای زیادی تولید می شود که باید دستگاهی خنک کننده مانع از ایجاد آسیب به قسمت های مختلف دستگاه به خصوص کاتینگر گردد. به همین دلیل از چیلرها جهت خنک کردن دستگاه لیزر استفاده می شود. چیلرها در دو نوع تراکمی و جذبی می باشند. در دستگاه های cnc از تراکمی استفاده می شود.
چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم میشوند. شکل دیگر تقسیمبندی چیلرها بر اساس شکل خنک شدن ماده مبرد است که به سه دسته آب خنک، هوا خنک و تبخیری تقسیمبندی میشوند. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما میشوند.
در این چیلرها ابتدا گاز (که اغلب گاز فریون می باشد) توسط کمپرسور متراکم شده، سپس این گاز وارد کندانسور شده و توسط آب یا هوا خنک می شود. در چیلرها از آب جهت تنظیم دما استفاده می شود. این آب که در دستگاه های cnc باعث خنک شدن اجزای دستگاه به خصوص سردکردن تیوپ لیزر CO۲ می شود به این صورت که لوله هایی در اطراف آن قرار گرفته و با جریان مداوم آب از گرمای بیش از حد جلوگیری کرده و باعث بهبود عملکرد دستگاه می شود. نکته ای که باید در مورد آب چیلرها به خاطر داشته باشیم این است که همیشه تمیز و باکیفیت باشند. در غیر اینصورت باعث کم شدن عمر تیوپ لیزر و پایین آمدن عملکرد آن می شود.
چیلرهای تراکمی با توجه به نوع کمپرسور به دو نوع تقسیم می شوند : چیلرهای تراکمی پیستونی و تراکمی اسکرو
در این چیلرها ماده ای شیمیایی به نام لیتیوم برماید به عنوان جذب کننده بخار آب به صورت رقیق شده به ژنراتور منتقل می گردد، در اثر حرارت غلیظ شده و بخار آب آزاد می شود. بخارآب به کندانسور منتقل شده و مجددا به آب تبدیل می شود. سپس به اواپراتور که کویل های آب انتقالی به فن کویل در آن است و دارای فشار ۰٫۰۱ اتمسفری می باشد منتقل می گردد. به دلیل فشار پایین به آب تبدیل شده و از آنجا که منبع حرارتی وجود ندارد گرمای مورد نیاز جهت تبخیر را از محیط دریافت کرده و باعث خنک شدن کویل های اواپراتور می شود، سپس توسط لیتیوم برماید جذب شده و به ژنراتور منتقل می شود و این چرخه ادامه دارد.
به طور کلی چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می کنند.
چیلرهای جذبی از بعضی لحاظ شبیه چیلرهای تراکمی عمل می کنند که مهمترین این شباهتها عبارتند از:
۱– در اواپراتور از گرمای آب تهویه برای تبخیر یک مبرد فرار در فشار پایین استفاده می گردد.
۲– گاز مبرد فشار پایین از اواپراتور گرفته شده و گاز مبرد فشار بالا به کندانسور فرستاده می شود.
۳– گاز مبرد در کندانسور تقطیر می گردد.
مهمترین مزایای چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی عبارتند از:
همانطور که از نام آن برمی آید این دستگاهها چیلرهای کوچکی هستند که در فضاهایی استفاده می شوند که نیاز به سرمایش و گرمایش مستقل دارند. مکانیزم تغییر مدار سرمایی به گرمایی و بالعکس توسط شیر چهارراهه معکوس کننده جریان گاز انجام می گردد. با استفاده از این دستگاهها مشکلات مربوط به موتورخانه مرکزی حذف خواهد شد. عموما مینی چیلرها از کندانسورهای هوا خنک بهره می برند. در واقع مینی چیلرها پمپ های حرارتی هستند که می توانند آب گرم مورد نیاز در زمستان را نیز فراهم نمایند. برخی مینی چیلرها با بکارگیری مشعل، آب گرم مورد نیاز را تامین می کنند.
امروزه استفاده از وسایل سرمایشی و گرمایشی متنوع با توجه به پیشرفت تکنولوژی بسیار متنوع میباشد بهطوریکه شما میتوانید دستگاههای بهروزی با کمترین معایب را جهت خنکسازی و یا گرمایش محیط خانه و یا واحد صنعتی خود انتخاب کنید. دراینبین دستگاههایی به نام مینی چیلر نیز در بازار وجود دارند که احتمالاً با آشنایی با آنها بتوانید نیاز خود را جهت سرمایش محیط ساختمان خود برطرف نمایید؛ اما مینی چیلر چیست و چه فرقی با چیلرهای نامآشنای موجود در بازار دارد؟ برای پاسخ به این سؤالات و در کنار آن آشنایی کامل با این نوع از دستگاهها پیشنهاد میکنیم با سازه افزار همراه شوید تا با اطلاعاتی کامل به سمت یک خرید رضایتبخش در راستای نیازهای خود گام برداریم.
بهطورکلی این نوع از دستگاهها را میتوان برای سرمایش و حتی گرمایش محیطهای ساختمانی کوچک مورداستفاده قرار داد. درواقع مینی چیلرها نیز درست مانند بهمانند یک چیلر کار میکنند و با طی کردن یک سیکل تبریدی کار خنکسازی ساختمان را به بهترین نحو انجام میدهند. با توجه به ابعاد کوچک این سیستمهای سرمایشی هدف از طراحی آنها کم کردن حجم چیلر و همچنین پایین آوردن هزینههای خریداری و نصب آن است. همچنین میتوان از یک مینی چیلر مرکزی برای خنکسازی اتاقها و فضاهای مختلف بهجای چندین اسپلیت و داکت استفاده نموده که عاملی مؤثر برای صرفهجویی خوبی در هزینهها است.
بهطورکلی مینی چیلر مانند دیگر دستگاههای تهویه و تبرید تراکمی دارای چهار قطعه اصلی کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط یا فشارشکن و تبخیرکننده میباشد که در ادامه این مقاله از سازه افزار به آن خواهیم پرداخت. درواقع مجموع عملکرد و کارکرد مناسب این قطعات میتواند باعث خنکسازی مناسب فضا و محیط موردنظر شود. جالب است بدانید که بهطورکلی این قطعات برای کار نیازی به برج خنککننده ندارند و از هوا بهجای آب استفاده میکنند. مزیت استفاده از مینی چیلر نسبت به اسپلیت و داکت این است که با روشن کردن هر فنکوئل در هر اتاق میتوان دمای هوا را بهصورت جداگانه و مجزا کاهش داد.
چگونگی عملکرد این دستگاهها نیز بدینصورت میباشد که در مینی چیلرها کمپرسور فشار سیال مبرد را بهاندازه دمای میعان بالا میبرد و طی همین فرایند کندانسور بهوسیله هوای محیط، سیال مبرد را خنک نموده و بهطور کامل به مایع تبدیل میکند. پسازاین مرحله سیال مبرد مایع وارد شیر انبساط میگردد و با استفاده از شیر انبساط یا فشارشکن بهطور ناگهانی فشار سیال مایعشده را پایین آورده و بنابراین دما نیز بهصورت ناگهانی به مقدار زیادی افت میکند. همچنین با ورود سیال مبرد به تبخیرکننده، با توجه به فشار و دمای آب مبرد، سیال بهصورت بخار فوق گرم تبخیر شده و به کمپرسور بازمیگردد.
بهطورکلی دستگاههای مینی چیلر دارای چهار قطعه اصلی به شرح زیر میباشند:
بهطورکلی کمپرسورها قطعاتی بهمنظور ایجاد یا تأمین انرژی لازم برای حرکت سیال در مسیر سیکل تبرید میباشند. امروزه انواع مختلفی از کمپرسورها با تکنولوژیهای جدید در بازار موجود است، اما به علت ظرفیت پایین مینی چیلرها، معمولاً از کمپرسورهای نوع روتاری و اسکرال استفاده میشود. کمپرسور اسکرال نسبت به دیگر انواع کمپرسور صدا، لرزش و قیمت بسیار کمتری دارد، چراکه گاز در این نوع کمپرسور بهصورت دائمی و یکنواخت تخلیه میشود، به همین دلیل در هنگام استفاده لرزش و صدای کمتری تولید میکنند. همچنین لازم به ذکر است که معمولاً از این کمپرسور برای مکانهای با حجم تراکم گاز زیاد استفاده میشود. درواقع این نوع کمپرسورها جدید علاوه بر اینکه عمل فشردهسازی سیال را بهصورت پیوسته انجام میدهند، کمتری نسبت به ا دیگر کمپرسورهای موجود در بازار دارند. همچنین در کمپرسورهای اسکرال با حذف بخشهای متحرک دستگاه، میتوان میزان استهلاک کمپرسور را نیز پایین آورده تا کمتر نیاز به سرویس کردن پیدا کند. گاهی نیز ممکن است در طراحی این دستگاهها از دو کمپرسور اسکرال در کنار هم استفاده شود که این کار کمک میکند تا در صورت خرابی هر یک از کمپرسورها، دستگاه همچنان بتواند با نیمی از ظرفیت سرمایش خود به کارش ادامه دهد.
ازآنجاکه عمدهترین مصرف مینی چیلرها در ساختمانهای مسکونی میباشد، بهرهبرداری آسان از آنها، اهمیت ویژهای پیدا میکند. لذا با توجه بهسادگی فرآیند سرویس و نگهداری چیلرهای هوا خنک، کندانسور مورداستفاده در این سیستمها، غالباً از نوع کندانسور هوایی (هوا خنک) است. کندانسور دستگاههایی به جهت انجام فرایند میعان میباشد و میتواند با استفاده از کوئل هوای خنک و فن محوری، گرمای بخار داغ خروجی از کمپرسور را به هوای محیط پس دهد. بهطورکلی کندانسور های هواییِ از دو نوع کوئل هوا خنک استفاده میکنند که به شرح زیر میباشد:
جالب است بدانید که ساختار این کوئلها از تعدادی لوله مسی و فین آلومینیومی (جهت افزایش سطح انتقال حرارت) تشکیلشده و در کندانسورهای هوایی مورداستفاده قرار میگیرد.
این نوع از کوئلها نوع پیشرفتهای از کوئل های کندانسور، با ساختاری مشابه کوئلهای قبلی است که شامل تعدادی کانال آلومینیومی بسیار کوچک و فینهای آلومینیومی فشرده میباشند.
شیر فشارشکن قطعهای است که بهصورت خودکار، فشار زياد و متغير ورودي را، به فشار كم و ثابت خروجي تبديل میکنند و چنانچه در شبكه بعد از شير فشارشكن، مصرف آب وجود نداشته باشد براي جلوگيري از انباشته شدن فشار استاتيك، شير فشارشکن بهطور اتوماتيك جريان را قطع میکند. جالب است بدانید که فشارشکنها عامل مهمی در ایمنی سیستم هستند و سلامت سایر اجزا را تضمین میکند.
بهطورکلی تبخیرکنندهها در هر دستگاهی نقش پایین آوردن دمای آب یا هوا را دارند. همچنین در مینی چیلرها نیز این فرایند را انجام داده و آب سرد موردنیاز فنکوئلها یا هر مصرفکننده دیگری را تأمین میکند، بهطوریکه آب گرم ورودی به تبخیرکننده در اثر انتقال حرارت با سیال مبرد سرد ورودی، خنک میشود. بهطورمعمول در این نوع از دستگاهها از دو نوع تبخیرکننده میتوان استفاده نمود که شامل:
یکی از رایجترین انواع مبدل حرارتی نوع پوسته و لوله میباشد که از تعدادی لوله درون پوستهای استوانهای تشکیلشده است. در این نوع از تبخیرکنندهها جریان سیال مبرد از درون لولهها و جریان آب از درون پوسته (بیرون لولهها) عبور میکند و طی همین فرایند گرما از طریق دیواره لولههای بین دو سیال منتقلشده و بهاینترتیب دمای آب کاهش مییابد.
نوع دیگری از مبدل که در آن از صفحات نازک فلزی جهت انتقال حرارت بین دو جریان سرد و گرم استفاده میشود، مبدل حرارتی صفحهای است. در این نوع تبخیرکننده صفحاتی با سطوح صاف و یا موجدار وجود دارد که ضمن ایجاد کانالهایی برای جریانهای سیال، آنها را از هم جدا میکنند. مزیت عمده تبخیرکنندههای صفحهای این است که جریان سیال مبرد را در معرض سطح بزرگتری جهت تبادل گرما قرار میدهد؛ درنتیجه برای تولید حجم یکسانی از آب سرد، اندازه یک تبخیرکنندهی صفحهای بهمراتب کوچکتر از اندازه یک تبخیرکنندهی پوسته و لوله خواهد بود.
بهطورکلی از تابلو برق برای نظارت و کنترل بخشهای مختلف دستگاه استفاده میشود.
در این بخش از مقاله شما را دعوت میکنیم تا با مزایای این دستگاه بیشتر آشنا شوید که این مزایا به شرح زیر میباشد:
یکی از مهمترین مزایای استفاده از مینی چیلرها، سایز و اندازه کوچک آنها است. چراکه از مینی چیلرها به دلیل ابعاد کوچکشان میتوان در هر جای ساختمان استفاده نمود و بهراحتی آن را جابهجا کرد. لازم به یادآوری است که برای استفاده از مینی چیلر نیازی به موتورخانه نیست و همین انعطافپذیر عاملی برای استفاده و نصب این دستگاه در فضای بیرون از ساختمان است.
ازآنجاییکه مینی چیلرها با هوا کار میکنند نسبت به چیلرهای آبخنک قیمت کمتری نیز دارند. چراکه آمینی چیلرها با توجه به ساختارشان به برج خنککننده و پمپ آب کندانسور نیازی نداشته و تنها با فن کندانسور خنک میشوند. البته لازم به ذکر است که قیمت مینی چیلرها بستگی به برند و نوع آن نیز دارد اما بهطورکلی خرید آنها ازجمله موارد مقرونبهصرفه میباشد.
مینی چیلرها اثرات تخریبی کمتری برای محیطزیست دارند چراکه به دلیل و سوارشدن سیال مبرد و مبدل حرارتی در همان مکان عمل کاهش دما و سرد کردن آب بهطور بهینهتری انجام میشود، اما در اسپیلتها و داکتها گاز مبرد پیوسته در لولههای مسی یونیت داخلی و خارجی در جریان است و گرمای زیادی را تولید کرده که به محیطزیست آسیب جدی وارد میکند.
هوای خنک مینی چیلر و عدم نیاز به برج خنککننده و پمپ آب کندانسور باعث میشود تا این نوع از دستگاهها برق و آب کمتری مصرف کرده و طبیعتاً استفاده از آنها باعث شود تا در بسیاری از هزینهها صرفهجویی به عمل آید.
به دلیل اینکه در ساخت مینی چیلرها از تجهیزات و وسایل کمتری استفادهشده است، نصب و نگهداری آنها نیز راحتتر میباشد. درواقع زمانی که تجهیزات و وسایل کمتری در دستگاه سوار باشد، هزینهی تعمیرات آن بسیار کاهش پیدا میکند. از طرفی هزینههای نصب این نوع از چیلرها نیز بهمراتب کمتر میباشد چراکه به دلیل تجهیزات کمتر و استفاده از فناوری سادهتر در ساختشان پیچیدگی نصب کمتری را دارا میباشند.
بهطورکلی مینی چیلر به دلیل اینکه از سیستم هوا خنک استفاده میکند در هوای مرطوب عملکرد بهتری دارد، چراکه آب وقتی گرم شود، رطوبت بیشتری تولید میشود درحالیکه در مینی چیلر از آب برای خنکسازی هوا استفاده نمیشود و از هوا بهره گرفته میشود.
باوجود مزایای اشارهشده در مورد مینی چیلر استفاده از آنها معایبی هم دارد که در ادامه بیشتر بررسی خواهیم کرد که این موارد شامل:
اساساً به دلیل اینکه مینی چیلرها برای ساختمانهای مسکونی و شرکتهای تجاری و اداری کوچک طراحیشدهاند. تجهیزات و وسایل موجود در این چیلرها نیز بهگونهای ساختهشده است که توان و قدرت خنککنندگی کارخانهها، مراکز صنعتی و ساختمانهای بلندمرتبه را ندارند و تنها قابلیت پوشش دهی محیطهای کوچک را دارا میباشد.
بهطورکلی مینی چیلر در فضای باز نصب میشود و همین مسئله میتوان استفاده از این دستگاهها را با مشکلات و چالشهایی همراه کند. چراکه مینی چیلرها در برابر باد و شرایط آب و هوایی مختلف آسیبپذیر بوده و ممکن است در فضای بیرون ساختمان بخشی از قطعات و تجهیزات آنها خراب شود.
در مینی چیلر از تجهیزات و وسایل کمتری به دلیل سایز و اندازه کوچکتر و در کنار آن از فناوری سادهتری برای ساخت آنها استفادهشده است؛ بنابراین تجهیزات و وسایل موجود در این چیلرها در برابر باران، برف و گرما آسیبپذیر بوده و طبیعتاً طول عمر کمتری دارند.
همانطور که دیدید مینی چیلرها در فضای باز نصب میشوند و همین مسئله میتواند عاملی برای عدم امنیت و ایمنی کمتری این وسیله باشد همچنین از طرف دیگر مینی چیلرها میتوانند در معرض خرابکاری و سرقت نیز قرار بگیرند. همچنین مینی چیلرها برخلاف چیلرهای دارای سیستم آبخنک، نمیتوانند مواد سمی و شیمیایی موجود در هوا را از بین ببرند و هوای سالم و تمیزی برای فضا ایجاد نمایند که ازجمله معایب مهم آن به شمار میرود.
همانطور که دیدید ازآنجاکه این مدل از چیلرهای کوچک ظرفیت محدودی نیز دارند، عمدۀ کاربرد آنها در واحدهای مسکونی ازجمله آپارتمانها، ملکهای شخصی و بسیاری از محیطهای کوچک میباشد. از همین رو در بازارِ دستگاههای برودتی و تهویه مطبوع مینی چیلرها با نامهایی از قبیل چیلر خانگی یا مینی چیلر آپارتمانی شناخته میشوند. جالب است بدانید که اساساً در فرایند تولید مینی چیلر، تنها این شرایط کاری دستگاه است که تعیینکننده خواهد بود، به این معنا که استفاده از دستگاه برای مصارف تهویه مطبوع در خانه است و یا کاربرد صنعتی دارد؛ بنابراین در غیر این صورت، تفاوت کاربری پروژه فقط در محاسبه ظرفیت برودتی دستگاه مؤثر خواهد بود.
محل نصب مینی چیلر در ساختمان همواره بهنوعی چالش محسوب شده است. درواقع بهطورکلی مینی چیلرهای ساختمانی و یا نوعی که در آپارتمانهای مسکونی استفاده میشود معمولاً در تراس یا بالکن ساختمان نصب میشود تا طول لولهکشی فنکوئلها به حداقل برسد؛ اما با توجه به رشد جمعیت اغلب آپارتمانهای فعلی فضای کوچکی دارند، بنابراین غالباً فضای بالکن جوابگوی نصب این نوع از چیلرها نبوده و در چنین مواردی دستگاه بر روی پشتبام ساختمان نصب میشود. از طرف دیگر ازآنجاکه اغلب مینی چیلرها هوا خنک هستند و به حریمی جهت عبور جریان هوای کافی نیاز دارند، نصب آن در اکثر تراسها با مشکل مواجه میشود، مگر اینکه فضای کافی در تراس وجود داشته باشد؛ بنابراین در حالت کلی فضای نصب این نوع چیلر همواره یکی از چالشهای بزرگ این سیستم در منازل و ساختمانهای مسکونی بهحساب میاید.
همانطور که تا بدین جای این مقاله از سازه افزار مطالعه نمودید هدف ما از این نوشتار آشنایی کامل شما با دستگاههایی به نام مینی چیلر میباشد. بهطورکلی در این مقاله جامع چگونگی عملکرد این دستگاه در کنار مزایا و معایب آن بهطور کاملی بررسی شد که امیدواریم تمام موارد ذکرشده برای شما عزیزان مفید واقعشده باشد. در پایان نیز از اینکه با سازه افزار همراه هستید بیاندازه سپاسگزاریم.