چیلر تراکمی هواخنک
چیلر تراکمی هوا خنک با سیکل تبرید تراکمی بخار، آب سرد مورد نیاز برای سرمایش ساختمان را تولید کرده و گرمای جذب شده را مستقیماً از طریق فنهای قوی دفع میکند. این چیلرها برای استفاده در پروژههایی که با کمبود آب مواجه هستند و یا هزینه نگهداری برج خنک کننده توجیهپذیر نیست، گزینه ایدهآلی محسوب میشوند.
چیلرهای تراکمی برای خنک کردن محیط نیازی به آب در برج خنک کننده ندارد. نصب آن ساده انجام شده و هزینههای راهبری و تعمیرات آن نیز مقرون به صرفه است. از طرفی انعطافپذیری عالی برای نصب در هر نوع مکان مانند پشتبام، حیاط و یا هر فضای باز دیگری را دارد.
این در حالی است که برخلاف برج خنک کننده در دماهای بسیار پایین دچار یخزدگی نمیشود. تمام این ویژگیها کافی است تا چیلرهای هوا خنک برای سرمایش ساختمانهای متوسط، صنایع غذایی و دارویی، کارگاهها و مراکز خدماتی و تجاری استفاده شوند. این مقاله یک راهنمای جامع معرفی، بررسی قابلیتهای فنی و نکات خرید چیلر تراکمی هوا خنک است.
نحوه عملکرد چیلر تراکمی هوا خنک
عملکرد چیلرهای هوا خنک مبتنی بر تولید جریان آب سرد از طریق سیکل تبرید تراکمی بخار است. در این سیکل جریان پیوستهای از آب سرد تولید شده که گرمای جذب شده از محیط را در هوای آزاد خارج از ساختمان رها میکند. برای تحلیل نحوه کار این چیلرها باید چرخه تبرید را بررسی کنیم.
چرخه تبرید از تراکم گاز مبرد در کمپرسور آغاز میشود. کمپرسور بخار سرد و کمفشار مبرد را مکیده و با افزایش فشار آن را به گازی داغ تبدیل میکند. سپس این گاز داغ وارد کندانسور میشود تا در مقابل جریان هوای محیط از طریق فنها قرار بگیرد.
در تبادل دمایی کندانسور، گاز مبرد ابتدا به مایع اشباع و سپس به مایع مادون سرد تبدیل شده و ظرفیت سرمایش آن افزایش پیدا میکند. این مایع پرفشار از فیلتر خشککن عبور کرده و به شیر انبساط میرسد. در این شیر با کاهش ناگهانی فشار، سیال مبرد به مخلوطی از مایع و گاز با دمای بسیار پایین تبدیل خواهد شد. در پایان این مخلوط سرد وارد اواپراتور شده و از اطراف لولههای آب گرم برگشتی ساختمان عبور میکند.
اجزای تشکیل دهنده چیلرهای هوا خنک
اجزای اصلی انواع چیلر تراکمی هوا خنک برای تکمیل سیکل تبرید تراکمی بخار به قرار زیر هستند:
کمپرسور
کمپرسور مهمترین بخش فنی در سیستم سرمایش چیلر تراکمی هوا خنک است که مکش بخار مبرد از اواپراتور و متراکم کردن آن تا رسیدن به گاز پرفشار و داغ را بر عهده دارد. این کار باعث میشود تا مبرد پس از کمپرسور توانایی تخلیه گرمای خود به هوای محیط را داشته باشد.
از انواع کمپرسورهای اسکرال (Scroll)، اسکرو (Screw) و سانتریفیوژی برای طراحی سیستم سرمایش چیلرهای هوا خنک استفاده میکنند. کمپرسور اسکرال برای طراحی سیستمهای کوچک و بیصدا زیر ۱۰۰ تن تبرید مناسب است. اما برای ساخت سیستمهای ظرفیت بالاتر از کمپرسورهای اسکرو و یا سانتریفیوژی استفاده میشود.
کندانسور هوا خنک
کندانسور در این سیستم مبدلی است که وظیفه آن دفع گرمای جذب شده از ساختمان به هوای محیط آزاد است. گاز داغ و پرفشار خروجی کمپرسور وارد همین کندانسور شده و در سه مرحله فوق گرمزدایی، تقطیر و مادون سرد کردن مجدداً خنک میشود. کندانسور هوای خنک را با کویلهای مسی به همراه پرههای آلومینیومی برای افزایش سطح تبادل حرارت میسازند. فنهای محوری نیز هوای محیط را با دبی بالا از روی این کویلها عبور میدهند تا تبادل دمایی نهایی صورت گیرد.
شیر انبساط
شیر انبساط دقیقاً پس از کندانسور و قبل از اواپراتور قرار میگیرد که دو وظیفه اصلی دارد. از این شیر برای کاهش فشار مبرد پس از کندانسور استفاده میکنند. لذا مایع مبرد با عبور از این شیر به مخلوطی از مایع و گاز با دمای بسیار پایین تبدیل شده و آمادگی کامل جذب گرما از ساختمان را دارد. اما از همین شیر به صورت هوشمند و لحظهای برای تنظیم دقیق جریان مبرد داخل سیستم نیز استفاده میکنند.
اواپراتور
در سیستم سرمایش چیلر تراکمی هوا خنک بخش اواپراتور محل اصلی تبادل سرما و تولید آب سرد است. اواپراتور را باید یک مبدل حرارتی سرماساز معرفی کنیم که در آن سیال مبرد با دمای پایین جریان دارد. این سیال مبرد سرد با جذب گرمای آب در گردش ساختمان، مجدداً تبخیر شده و به سمت کمپرسور برمیگردد.
اواپراتورهای پوسته و لولهای متداولترین نوع برای طراحی چیلرهای تراکمی هستند. اما در چیلرهای بزرگ که ظرفیت اسمی خنکسازی بالایی دارند و در آنها حجم سیال مبرد قابل توجه در جریان است، از صفحات فلزی موجدار و لحیم شده برای گردش مبرد در میان کانالهای آب استفاده میکنند.
فنهای کندانسور
فنهای کندانسور نقش تأثیرگذاری در عملکرد چیلر تراکمی هوا خنک دارند. آنچه به عنوان هوا خنک میشناسیم و باعث شده تا این سیستم به برجهای خنک کننده با آب نیاز نداشته باشد، وجود همین فنهای قدرتمند در کندانسور است. این فنها طراحی شدهاند تا هوای محیط آزاد را مکش کرده و آن را از روی کویل کندانسور عبور دهند. معمولاً از فنهای محوری آکسیال (Axial) با پرههای آیرودینامیکی برای طراحی این بخش استفاده میشود. زیرا این نوع فنها توانایی عالی برای جابجایی حجم زیاد هوا در فشار استاتیکی کم را دارند.
مزایای نصب چیلر تراکمی هوا خنک
چیلرهای تراکمی هوا خنک با رویکرد طراحی ساده و یکپارچه بسیاری از دغدغههای تأسیسات سرمایشی در ساختمانها و مراکز با ابعاد متوسط و حتی بزرگ را برطرف میکنند. حذف کامل برج خنک کننده و مدار آب کندانسور ویژگی برجسته این سیستم است که عملاً مصرف آب را به صفر میرساند.
لذا دیگر با هزینههای تأمین آب و یا تصفیه آب و رسوب زدایی روبرو نیستید. علاوه بر این مزایای استفاده از این نوع چیلرها قابل توجه است. مواردی مانند:
- جلوگیری از بیماریهای آلرژیک و بیماریهای تنفسی در ساختمان
- عدم نیاز به سیستم لولهکشی پیچیده و موتورخانه
- نصب و راهاندازی سریع و آسان
- اشغال فضای مفید کوچک مناسب نصب در فضاهای محدود ساختمانی
- انعطافپذیری بالا برای توسعه در آینده
- عدم یخزدگی و توانایی عملکرد ایمن در دماهای زیر صفر
- هزینه سرمایهگذاری اولیه مقرون به صرفه
معایب نصب چیلر تراکمی هوا خنک
با وجود مزایای قابل توجه، این چیلرهای تراکمی محدودیتهایی نیز دارند که باعث میشود تا در انتخاب آنها ملاحظات فنی صورت بگیرد. مصرف برق بالا و راندمان پایین پاشنه آشیل این سیستمهای سرمایشی است. زیرا این دستگاه مجبور است که گرمای خود را به هوای گرم محیط پس دهد و باید از فنهای قدرتمند، پرسروصدا و پرمصرف برای این کار استفاده کند. در کل محدودیتهای استفاده از چیلر تراکمی هوا خنک به قرار زیر است:
- مصرف برق بالا و راندمان پایین در مقایسه با سیستمهای آب خنک
- افت شدید ظرفیت و راندمان در روزهای بسیار گرم
- آلودگی صوتی قابل توجه به دلیل استفاده از فنهای بزرگ محوری
- محدودیت ساخت در ظرفیتهای بسیار بالا
پارامترهای فنی انتخاب چیلر تراکمی هوا خنک
چیلرهای هوا خنک به خوبی میتوانند سرمایش کافی برای یک ساختمان با فضاهای تودرتو و کاربری متنوع را تأمین نمایند. اما در مقابل ممکن است در یک محیط ساختمانی بسیار بزرگ و یا فضاهای صنعتی با افت شدید راندمان مواجه شوند. لذا در هنگام خرید چیلر تراکمی هوا خنک حتماً فاکتورهای فنی را با جزئیات کامل بررسی کرده و مطمئن شوید که سیستمی با ظرفیت مناسب را تهیه میکنید. در ادامه پارامترهای فنی انتخاب چیلرهای تراکمی هوا خنک را بررسی میکنیم.
ظرفیت سرمایش چیلر
ظرفیت سرمایش مهمترین معیار انتخاب چیلرهای تراکمی است. این پارامتر بیان میکند که توانایی چیلر در برداشت گرما از آب در گردش ساختمان در واحد زمان چه مقدار است. این ظرفیت را معمولاً بر حسب کیلو وات (KW) و یا تن تبرید بیان میکنند. به یاد داشته باشید که هر تن تبرید معادل 3.5 کیلو وات است.
در هنگام خرید چیلر تراکمی هوا خنک حتماً فاکتورهای ظرفیت اسمی و ظرفیت واقعی را بررسی کنید. ظرفیت چیلر باید بتواند ظرفیت سرمایشی مورد نیاز ساختمان را تامین کند. ظرفیت نوشته شده در کاتالوگ همان ظرفیت اسمی است که مربوط به یک نقطه کار مشخص عموماً دمای آب خروجی ۷ درجه در یک محیط با دمای ۳۵ درجه است. اما ظرفیت واقعی چیلرها عدد ثابتی نیست و با تغییر شرایط محیط جابجا میشود. همچنین باید شاخص بار جزئی چیلر (IPLV) را بررسی کنید. این شاخص برای بررسی عملکرد چیلر در 25، 50، 75 و 100 درصد ظرفیت اسمی آن است.
دمای آب خروجی از اواپراتور
دمای آب خروجی اواپراتور دومین پارامتر فنی کلیدی هنگام انتخاب و خرید چیلر تراکمی هوا خنک است. این پارامتر نشان میدهد که آب پس از عبور از اواپراتور و تبادل حرارت با مبرد در چه دمایی ساختمان را ترک میکند. مقدار این پارامتر تأثیر مستقیم بر ظرفیت، راندمان و کاربرد چیلرهای هوا خنک دارد.
در اکثر سیستمهای تهویه مطبوع ساختمانی دمای استاندارد طراحی آب خروجی ۷ درجه سانتیگراد است. این عدد یک تعادل مهندسی دقیق بین راندمان چیلر و توانایی فن کویلها و هواساز ها برای سرمایش و رطوبتگیری مؤثر است. همچنین دمای آب برگشتی نیز معمولاً ۱۲ درجه در نظر گرفته میشود. نکته کلیدی رابطه معکوس دمای آب خروجی با ظرفیت سرمایشی چیلر است. هرچه این دما بالاتر باشد، مقدار کار کمپرسور برای رساندن مبرد به آن دما آسانتر است و راندمان چیلر به مقدار قابل ملاحظه افزایش پیدا میکند.
دمای هوا در محیط مورد نظر
این پارامتر به معنای حداکثر دمای هوای بیرونی است که چیلر باید در آن لحظه بحرانی همچنان قابلیت کافی تولید سرمایش مورد نیاز ساختمان را داشته باشد. انتخاب نادرست این پارامتر باعث میشود که چیلر نتواند در اوج گرما مقدار سرمایش ایدهآل ساختمان را تولید کند. شما هرگز نباید چیلر را براساس حداکثر رکورد تاریخی دمای منطقه انتخاب کنید، بلکه باید معیارهای 1 یا ۴ درصد را محاسبه کرده و در نظر بگیرید:
- معیار 1 درصد
مقدار دمایی است که در طول سال هوای منطقه فقط یک درصد از ساعات کل سال فراتر از آن است. این مقدار تقریباً ۹۰ ساعت در طول سال است. از این معیار برای انتخاب چیلرهای معمولی برای ساختمانهای ساده مسکونی و یا تجاری استفاده میکنند.
- معیار 4 درصد
مقدار دمایی است که فقط 0.4 درصد از ساعات سال گرمتر از آن هستند. این دما قاعدتاً قرار است در اوج روزهای گرم و به طور متوسط یک بار در سال رخ دهد. از این معیار سختگیرانه برای انتخاب چیلر در مراکز حساس مانند بیمارستانها و یا دیتاسنترها استفاده میشود. به طور مثال این معیار برای تهران ۳۸ درجه و برای اهواز ۴۸ درجه سانتیگراد است.
نوع و تعداد کمپرسور
انتخاب نوع و تعداد کمپرسور در چیلر تراکمی هوا خنک قطعاً استراتژیکترین تصمیم شما در لحظه خرید است که مستقیم بر راندمان انرژی برای بارهای جزئی، قابلیت عملکرد مطمئن و هزینههای تعمیر و نگهداری تأثیر میگذارد. در نظر گرفتن تعداد کمپرسورها مهمترین پارامتری است که باید به آن توجه کنید. محاسبه ظرفیت و تعداد کمپرسورها از موضوعات کاملاً مهندسی است که برای افزایش راندمان، گردش کار و کاهش جریان هجومی سیستم سرمایشی نقش دارد. از سه نوع کمپرسور برای طراحی انواع چیلر تراکمی هوا خنک استفاده میکنند:
- کمپرسور اسکرال (Scroll)
این نوع کمپرسورها بهترین انتخاب برای طراحی سیستمهای ظرفیت پایین تا متوسط هستند و عملکردی بسیار نرم، لرزش بسیار کم و صدای ناچیزی دارند. از چیلرها با کمپرسور اسکرال معمولاً به عنوان سیستمهای سرمایش کوچک پشت بامی و یا چیلرهای ماژولار با عملکرد مستقل در یک ساختار بزرگ استفاده میکنند. در پروژههای مسکونی بهتر است از این نوع چیلرهای تراکمی هوا خنک تهیه کنید.
- کمپرسور اسکرو (Screw)
این کمپرسورها برای طراحی سیستمهای سرمایش با ظرفیت کاری متوسط و بالا مناسب هستند. زیرا از قابلیت تنظیم پیوسته ظرفیت استفاده کرده و راندمان مکانیکی بالایی در بار کامل دارند. اما در کل مقدار لرزش و صدای آنها از مدلهای اسکرال بیشتر است. برای راهاندازی چیلرها در پروژههای بزرگ تجاری و صنعتی بهتر است از این مدلها تهیه کنید.
- کمپرسور سانتریفیوژی (Centrifugal)
چیلرهای طراحی شده با این نوع کمپرسورها ظرفیتهای اسمی بسیار بالا دارند و میتوانند سرمایش قابل توجه در حجمی وسیع را تولید نمایند. تراکم در این نوع کمپرسور از طریق نیروی گریز از مرکز و پروانه بدون تماس فلز با فلز انجام میشود تا در کل راندمان فوقالعاده بالایی داشته باشند. برای راهاندازی چیلرهای غولپیکر در پروژههای بسیار بزرگ مانند بیمارستانها از این نوع کمپرسور استفاده میکنند.
مقایسه کمپرسورها برای انتخاب چیلر تراکمی هوا خنک
مشخصه فنی | اسکرال (Scroll) | اسکرو (Screw) | سانتریفیوژ (Centrifugal) |
بازه ظرفیت متداول | ۵ الی ۱۵۰ تن | ۷۰ الی ۵۰۰ تن | ۲۰۰ الی 2000 تن |
مکانیزم کار | دو چرخدنده حلزونی | دو روتور مارپیچی | پروانه پرسرعت |
نسبت راندمان | خوب | خیلی خوب | عالی |
تنظیم ظرفیت | پلهای | پیوسته | پیوسته |
سطح صدا و لرزش | بسیار کم | نسبتاً بالا | کم |
هزینه تعمیرات | کم | بالا | بسیار بالا |
کاربرد پیشنهادی | مسکونی و تجاری کوچک | مجتمعهای بزرگ | صنایع عظیم با ساختمانهای بسیار بزرگ |
تنظیم سرعت اینورتری
در چیلرهای معمولی، کمپرسور فقط با یک سرعت ثابت کار میکند. در این صورت اگر بار سرمایشی ساختمان کاهش پیدا کند کمپرسور مجبور است که برای تطبیق بار خاموش شود. این خاموش و روشن شدنهای متوالی باعث پیک جریان، مصرف انرژی بسیار بالا و استهلاک مکانیکی زود هنگام خواهد شد. اما هم اکنون چیلرهای مدرن با کنترل اینورتری طراحی شده که قادر هستند تا عملکرد کمپرسور در بار جزئی را مدیریت کنند.
اگرچه قابلیت کنترل سرعت اینورتری باعث افزایش قیمت چیلر تراکمی هوا خنک خواهد شد اما در کل یک جهش فناورانه محسوب میشود که نحوه عملکرد کمپرسور دستگاه را از حالت روشن و خاموش ساده به یک تنظیم پیوسته و هوشمند تغییر داده است. چیلر تراکمی هوا خنک اینورتری چند مزیت کلیدی دارد:
- صرفهجویی چشمگیر در مصرف برق با حدود ۵۰ درصد
- عملکرد آرام و حذف جریان هجومی در لحظه راهاندازی دستگاه
- توانایی عالی برای کنترل دقیقتر دما و افزایش عمر مفید چیلر
شاخصهای مصرف انرژی و راندمان چیلر
بدون تردید هنگام خرید چیلر تراکمی هوا خنک باید تمام شاخصهای مصرف انرژی آن را بررسی کنید. این شاخصها در واقع کارنامه عملکرد واقعی چیلر هستند و نشان میدهند که دستگاه در ازای هر واحد برقی که مصرف میکند، چقدر سرما تحویل خواهد داد. درک فنی این پارامترها برای انتخاب یک دستگاه کم مصرف و جلوگیری از تحمیل هزینههای سنگین برق در طول عمر مفید چیلر کاملاً حیاتی است. اما این شاخصها چه هستند؟
- شاخص نسبت بازده انرژی (EER)
این شاخص عملکرد چیلر در یک لحظه مشخص و در بار کامل را بیان میکند. معمولاً این شاخص را در دمای محیط ۳۵ درجه و دمای آب خروجی ۷ درجه محاسبه میکنند. دقت کنید که شاخص EER معیار کلیدی برای مقایسه در گرمترین روز سال است. عدد بالاتر این شاخص نشان میدهد که چیلر قادر است تا در لحظات بحرانی مقدار سرمایش کافی را با برق کمتری تولید نماید. البته در نظر داشته باشید که چیلرها به ندرت در این نقطه بحرانی کار میکنند.
- شاخص راندمان در بار عملیاتی (IPLV)
این شاخص مهمترین فاکتور بررسی راندمان و انرژی چیلر است. زیرا با بررسی این شاخص میتوانید عملکرد چیلر در شرایط واقعی و سالیانه را پیش بینی کنید. از آنجایی که چیلرها در ۹۹ درصد از ساعات سال در بار کامل کار نمیکنند، شاخص IPLV یک معیار وزنی برای میانگین گیری راندمان در ۴ نقطه کاری است. برای انتخاب هوشمند بهتر است که شاخص IPLV چیلر را با شاخص EER مقایسه کنید. مثلاً چیلری که EER بالا اما IPLV پایین دارد، قاعدتاً خیلی بد طراحی شده و مصرف برق سالیانه آن بسیار زیاد است. بررسی کامل این شاخص بسیار پیچیده و فراتر از حوصله این مطلب است اما قطعا در هنگام خرید چیلر باید در نظر گرفته شود.
- شاخص کلاس بهرهوری انرژی
بسیاری از کشورها درج برچسب انرژی را اجباری کردهاند. این برچسب از سطح A تا G تمام تجهیزات را از نظر راندمان و مقدار مصرف انرژی طبقهبندی میکند. توصیه میکنیم که در هنگام خرید چیلر تراکمی هوا خنک حتماً این معیار را در نظر گرفته و دستگاهی با کلاس بهرهوری انرژی بالا را تهیه کنید.
انتخاب سرانگشتی ظرفیت چیلر تراکمی هوا خنک
برای انتخاب نوع و ظرفیت چیلر تراکمی هوا خنک، انجام محاسبات مهندسی الزامی است. اما این محاسبات بسیار پیچیده، طولانی و با جزئیات زیاد است و قاعدتاً در این لحظه علاقه دارید تا یک محاسبه سرانگشتی انجام دهید. جدول زیر نیز یک محاسبه سرانگشتی برای انتخاب ظرفیت چیلر براساس متراژ و نوع کاربری ساختمان است. این جدول را براساس اقلیم گرم و معتدل تنظیم کردهایم. اما قاعدتاً شرایط در اقلیمهای دیگر و یا محیطهای خاص تغییر میکند.
زیربنای مفید ساختمان (مترمربع) | کاربری مسکونی (تن تبرید) | کاربری تجاری (تن تبرید) |
۱۰۰ الی ۱۵۰ | ۴ الی ۵ | ۶ الی ۸ |
۲۰۰ الی ۳۰۰ | ۸ الی ۱۰ | ۱۲ الی ۱۵ |
۴۰۰ الی ۶۰۰ | ۱۵ الی ۲۰ | ۲۵ الی ۳۰ |
۶۰۰ الی 1000 | ۲۵ الی ۳۰ | ۳۵ الی ۴۵ |
1000 الی 2500 | ۵۰ الی ۸۰ | ۹۰ الی ۱۲۰ |
بالای 2500 | 100+ | ۱۴۰+ |
برندهای برتر تولید کننده چیلر تراکمی هوا خنک
شرکتهای بزرگ با ابعاد بینالمللی در زمینه طراحی و عرضه انواع چیلر تراکمی هوا خنک فعالیت میکنند که هر کدام از آنها توانستهاند تا به خوبی از تکنولوژیهای مدرن استفاده کنند. در فروشگاه اینترنتی پیکاتک میتوانید انواع این چیلرها را از برترین برندها با بهترین قیمت تهیه کنید. برندهایی از قبیل:
- Carrier
- Trane Technologies
- Daikin Industries
- York
- Mitsubishi Electric
- Midea Group
- Gree Electric
قیمت چیلر تراکمی هوا خنک
قیمت چیلرهای تراکمی هوا خنک تحت تأثیر فاکتورهای بسیار زیاد و کاملاً متغیر قرار دارد. شما با صرف هزینه ۵۰۰ میلیون تومانی میتوانید یک چیلر کوچک 5 تنی را تهیه کنید. اما قیمت مدلهای بسیار سنگین در ابعاد صنعتی ممکن است تا فراتر از ۲۰ میلیارد تومان نیز باشد.
ظرفیت سرمایش مهمترین فاکتور تعیین کننده قیمت چیلر تراکمی هوا خنک است. زیرا افزایش هر تن تبرید مستلزم به کارگیری کویل بزرگتر، کمپرسور قویتر و فنهای گرانقیمت تری است. همچنین نوع سیستم راهاندازی به شکل ساده یا اینورتری نیز در قیمت نهایی محصول نقش دارد.
در نهایت این اعتبار برند سازنده است که قیمت چیلر تراکمی هوا خنک را تعیین خواهد کرد. شما میتوانید برای بررسی قیمتها و همچنین مشاوره فنی تخصصی جهت انتخاب چیلر مناسب شرایط پروژه با کارشناسان فنی در فروشگاه اینترنتی پیکاتک تماس بگیرید. کارشناسان پیکاتک به شما کمک میکنند تا کاملاً مهندسی شده و با توجه به نوع کاربری فضا دستگاه چیلر تراکمی مناسب را با بهترین قیمت و تضمین اصالت کالا از برندهای اصلی بازار تهیه نمایید.
