چیلر چیست و چگونه کار می کند

اطلاع از نحوه عملکرد یک چیلر صنعتی و انواع مختلف آن به شما کمک می کند تا انتخاب مناسبی داشته باشید.

چیلر چیست؟

چیلر صنعتی یک سیستم خنک کننده است که برای کاهش دمای ماشین آلات، فضاهای صنعتی و سیالات پردازشی با حذف گرما از سیستم و انتقال آن به جای دیگر استفاده می شود. چیلرهای صنعتی برای تنظیم دما در فرآیندهای صنعتی مانند قالب گیری تزریقی، آبکاری فلزات، تولید میدان نفتی و فرآوری مواد غذایی ضروری هستند.

چرا از چیلر استفاده کنیم؟

سیستم های چیلر صنعتی برای فعالیت هایی که در آن حفظ دمای عملیات مورد نیاز است مفید هستند. چیلرها، از آسیب حرارتی به تجهیزات جلوگیری می کنند و از عدم تغییر محصولات نهایی در اثر قرار گرفتن در معرض دمای نامناسب اطمینان حاصل می کنند.

اصول کار

چیلرهای صنعتی بر اساس اصول زیر کار می کنند.

تغییر فاز: هنگامی که خنک کننده مایع گرم می شود، فاز آن به گاز تغییر می‌کند و هنگامی که خنک شود، دوباره به مایع تبدیل می گردد.

شارش گرما: انرژی گرمایی همیشه از ناحیه ای با غلظت بالا به ناحیه ای با غلظت پایین تر جریان می یابد.

نقطه جوش: کاهش فشار روی یک مایع باعث کاهش نقطه جوش آن و افزایش فشار باعث افزایش نقطه جوش آن می شود.

چیلر چگونه کار می کند؟

یک سیستم چیلر صنعتی با یکی از این دو اصل عملیاتی هدایت می شود:

• جذب حرارت
• فشرده سازی بخار

چیلرهای جذب حرارت (چیلرهای جذبی)، مبدل‌های حرارتی را یکپارچه کرده و گرما را از هر فرآیند مرتبط خارج می کند و آن ها را به بیرون پخش می کند. مبدل های حرارتی معمولاً از لوله های حاوی سیالات خنک کننده (هوا، آب یا مخلوطی از آب و مایعات دیگر) تشکیل شده اند.

چیلرهای تراکمی بخار (چیلرهای تراکمی) با گردش مایع خنک کننده در لوله ها از طریق فرآیندهایی که نیاز به خنک کننده دارند، به یک اثر خنک کننده دست می یابند. این امر گرما را از هر فرآیند مرتبط به داخل خنک کننده جذب می کند، که سپس به یک سیستم مبرد که سیال چیلر را خنک می کند منتقل می‌شود و آن را برای یک چرخه جدید آماده می کند.

چیلرها از چهار جزء ضروری اواپراتور، کمپرسور،  کندانسور و واحد انبساطتشکیل شده اند. علاوه بر این، هر سیستم چیلر حاوی یک مبرد نیز می باشد.

فرآیند با ورود مبرد کم فشار به اواپراتور شروع می شود. در داخل اواپراتور، مبرد چیلر گرم می شود و باعث تبدیل آن به گاز می شود. در مرحله بعد، مبرد گازی وارد کمپرسور می شود و فشار آن افزایش می یابد. مبرد پرفشار به کندانسور می رود تا گرما را با استفاده از آب خنک کننده برج خنک کننده یا هوای محیط اطراف دفع کند و آن را به یک مایع پرفشار متراکم کند. مبرد تغلیظ شده سپس به واحد انبساط می رود که دارای دریچه ای است که به عنوان دستگاه اندازه گیری برای محدود کردن جریان مبرد عمل می کند.

در نتیجه، فشار مبرد را کاهش داده و فرآیند خنک سازی را دوباره آغاز می‌کند. کل فرآیند به عنوان چرخه تبرید شناخته می شود.

اجزای چیلر شامل موارد زیر است:

• کندانسور
• کمپرسور
• اواپراتور
• دریچه های انبساط
• واحد قدرت
• واحد کنترل
• جعبه های آب

کندانسور‌‌

کار کندانسور چیلر حذف گرما از مبردی است که در چیلر به گردش در می آید. این امر با گردش آب بین برج خنک کننده و یا دمیدن هوای خنک روی لوله های کندانسور اتفاق می افتد.

کمپرسور

کمپرسور قسمت پیشران هر چیلر است. این شیب فشار لازم برای حرکت مبرد در چیلر برای رسیدن به فرآیند خنک سازی را فراهم می کند. کندانسورهای مختلفی موجود هستند که محبوب ترین آنها کمپرسورهای سانتریفیوژ (گریز از مرکز)، پیچی و نوسانی است.

اواپراتورها

اواپراتور بین شیر انبساط قرار می گیرد, کندانسور گرما را از فرآیندهای در ارتباط با مبرد از گردش خارج می کند. سپس بسته به سیستمچیلر به برج خنک کننده هدایت، یا با هوا خنک می شود.

شیرهای انبساط گرمایی

دریچه‌های انبساط گرمایی که بین کمپرسور و اواپراتور قرار گرفته اند، برای انبساط مبرد عبوری استفاده می شوند. این عمل باعث کاهش فشار و بهبود فرایند حذف گرما از اواپراتور می شود.

واحد قدرت

هر چیلر دارای یک پاور است که جریان انرژی الکتریکی را در سیستم کنترل می کند. اجزای پاور معمولاً شامل استارت ها، پانل های مانیتورینگ برق و قطع کننده های مدار است.

کنترل پنل ها

پنل های کنترل کل فرآیند عملیات خنک کنندگی را تنظیم می کنند. آنها معمولاً سنسورها، آلارم‌ها و صفحه های نمایش را با هم هماهنگ می‌کنند که به کار اجازه می دهد تنظیمات سیستم را برای کنترل حرارتی بهینه تنظیم کند.

جعبه های آب

این قطعات ممکن است بر روی اواپراتور سیستم چیلر یا کندانسور آب خنک آن نصب شوند. هدف آنها هدایت موثر جریان آب است.

انواع چیلرهای صنعتی

سه نوع چیلر اصلی که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند عبارتند از: چیلرهای هوا خنک، چیلرهای آب خنک و چیلرهای جذبی. همچنین به طور خلاصه به برج های خنک کننده (یک سیستم خنک کننده جایگزین یا مکمل) و چیلرهای ویژه مانند گلیکول و سانتریفیوژ خواهیم پرداخت.

انتخاب چیلر مناسب به شما کمک می کند تا در هزینه ها صرفه جویی کنید، مدت از کار افتادگی را کاهش دهید و راندمان عملیاتی را بهبود بخشید.

چیلرهای آب خنک

این چیلرها از آب یک برج خنک کننده خارجی برای دفع گرمای مبرد گازی در کندانسور قبل از تغییر فاز به مایع استفاده می کنند.

چیلرهای هوا خنک

به جای آب، چیلرهای هوا خنک از هوای محیط برای دفع گرما از مبرد در کندانسور استفاده می کنند. درباره مقایسه چیلرهای هوا خنک و چیلرهای آب خنک در ادامه بیشتر بخوانید.

چیلرهای تراکمی

این نوع چیلر از مبرد برای خنک کردن سیالات و فضاهای پردازش استفاده می کند. از کمپرسور به عنوان نیروی محرکه برای پمپاژ مبرد در اطراف سیستم استفاده می شود.

چیلرهای جذبی

این نوع چیلرها فاقد کمپرسور در سیستم هستند. در عوض، آنها از یک منبع گرما مثل انرژی خورشیدی یا گرمای تلف شده برای هدایت مایع خنک کننده در سیستم استفاده می کنند.