چیلر تراکمی هوا خنک چیست ؟

چیلر تراکمی هوا خنک یکی از تجهیزات مهم در سیستم های تهویه مطبوع است که برای تولید آب سرد و تامین سرمایش ساختمان های مسکونی ، اداری ، تجاری ، صنعتی و برخی فرایند های تولیدی استفاده می شود . این دستگاه با استفاده از سیکل تبرید تراکمی ، گرمای هوا را جذب می کند سپس آن را از طریق کندانسور هوا خنک به محیط بیرون انتقال می دهد .

در چیلر هوا خنک ، دفع گرما ، معمولا به کمک کویل کندانسور و فن ها انجام می شود ؛ بنابراین برخلاف چیلر آب خنک ، برای خنک کردن مبرد در کندانسور ، به برج خنک کننده و مدار آب کندانسور نیاز نیست .

شرکت ویکو نیز چیلرهای تراکمی هوا خنک را در ظرفیت های مختلف تولید می کند تا متناسب با نیاز پروژه های گوناگون ، امکان انتخاب دستگاه مناسب فراهم باشد.

در این مقاله با نحوه عملکرد چیلر تراکمی هوا خنک ، انواع کمپرسور ها ، ظرفیت های سرمایشی ، سیستم برق ، تجهیزات کنترلی ، مزایا و نکات مهم انتخاب و نگهداری این دستگاه آشنا می شویم .

چیلر تراکمی هوا خنک چگونه کار می کند ؟

در چیلر هوا خنک ، کمپرسور مبرد را فشرده می کند و دمای آن را افزایش می دهد .سپس مبرد وارد کندانسور می شود و فن ها با عبور دادن هوا از روی کویل ها ، گرمای آن را به محیط بیرون منتقل می کنند .

پس از این مرحله، مبرد از شیر انبساط عبور می کند و فشار و دمای آن کاهش می یابد. در نهایت مبرد در اواپراتور گرمای آب را جذب می کند و آب سرد مورد نیاز سیستم تهویه مطبوع را فراهم می سازد .

اجزای اصلی سیکل تبرید چیلر عبارت اند از :

• کمپرسور : مبرد را فشرده می کند و فشار و دمای آن را افزایش می دهد .
• کندانسور هوا خنک : گرمای مبرد را به هوای محیط انتقال می دهد و موجب تقطیر مبرد می شود .
• شیر انبساط : فشار مبرد را کاهش می دهد تا برای جذب گرما آماده شود .
• اواپراتور : گرمای آب یا سیال واسط را جذب میکند و موجب کاهش دمای آن می شود .

این چرخه به صورت پیوسته انجام می شود تا دمای آب خروجی در محدوده مورد نیاز پروژه حفظ شود .

در چیلر های هوا خنک ، فن های کندانسور وظیفه عبور دادن هوا از روی کویل را بر عهده دارند . به همین دلیل ، محل نصب دستگاه ، دمای هوای محیط و گردش مناسب هوا تاثیر مستقیمی بر عملکرد و راندمان چیلر دارند .

ظرفیت چیلر های تراکمی هوا خنک و کاربرد آن ها :

یکی از مهم ترین معیارها در انتخاب چیلر ، ظرفیت سرمایشی دستگاه است . ظرفیت باید متناسب با بار برودتی واقعی ساختمان یا فرایند صنعتی انتخاب شود .

چیلر های تراکمی هوا خنک ویکو در بازه ظرفیتی حدود 3 تا 80 تن تبرید عرضه می شوند . این تنوع ظرفیتی امکان استفاده از محصولات را در پروژه های کوچک تا متوسط و برخی کاربردهای صنعتی فراهم می کند .

به طور کلی ، کاربرد ظرفیت های مختلف را می توان به این صورت دسته بندی کرد :

ظرفیت های پایین ، حدود 3 تا 10 تن تبرید : مناسب برخی فضاهای کوچک ، تجهیزات خاص و کاربردهای سرمایشی محدود

ظرفیت های متوسط ، حدود 10 تا 30 تن تبرید : قابل استفاده در بسیاری از پروژه های تجاری ، اداری و کارگاه ها

ظرفیت های بالاتر ، حدود 30 تا 80 تن تبرید : مناسب پروژه های با بار سرمایشی بیشتر ، از جمله برخی ساختمان های بزرگ و کاربردهای صنعتی .

این دسته بندی تقریبی است و انتخاب نهایی باید بر اساس محاسبه بار برودتی ، شرایط اقلیمی ، دمای آب مورد نیاز و شرایط بهره برداری انجام شود .

نکته فنی : هر تن تبرید تقریبا معادل 3,517 کیلو وات ظرفیت سرمایشی است .  بنابراین ظرفیت 80 تن معادل حدود 281 کیلو وات سرمایش خواهد بود .

کمپرسورهای مورد استفاده در چیلر ها :

کمپرسور یکی از اصلی ترین اجزای چیلر تراکمی است و نقش مهمی در ظرفیت سرمایشی ، مصرف انرژی ، عملکرد دستگاه و قابلیت اطمینان آن دارد .

در چیلرهای ویکو ، با توجه به ظرفیت و مدل دستگاه از کمپرسورهای مختلف استفاده می شود .

1 – کمپرسورهای کوپلند  ( copeland )

در بسیاری از مدل های چیلر ویکو ، از کمپرسورهای کوپلند استفاده می شود . کوپلند یکی از نام های شناخته شده در صنعت تبرید و تهویه مطبوع است .

انتخاب کمپرسور متناسب با ظرفیت دستگاه می تواند به عملکرد مناسب ، پایداری سیستم و سهولت سرویس و نگهداری کمک کند .

در مدل های مختلف چیلر ، تعداد کمپرسورها با توجه به طراحی و ظرفیت دستگاه متفاوت است . در برخی مدل های این مجموعه ، از یک تا شش کمپرسور استفاده می شود .

به کار گیری چند کمپرسور می تواند امکان کنترل مرحله ای ظرفیت سرمایشی را فراهم کند ؛ البته نحوه عملکرد و میزان کاهش ظرفیت به مدار کنترل و طراحی هر مدل بستگی دارد .

2 – کمپرسورهای روتاری در ظرفیت های پایین :

در برخی مدل های کوچک تر ویکو ، از جمله مدل های با ظرفیت 3 و 4 تن تبرید ، از کمپرسور روتاری استفاده می شود .

کمپرسورهای روتاری به دلیل ساختار فشرده ، برای برخی کاربردهای سرمایشی با ظرفیت پایین مناسب هستند .

البته نوع کمپرسور ، مدل دقیق آن و مشخصات عملکردی باید هنگام انتخاب دستگاه بررسی شود ؛ زیرا تمام کمپرسورهای روتاری یا کوپلند مشخصات یکسانی ندارند .

برق مصرف چیلر هوا خنک ؛ تک فاز یا سه فاز ؟

نوع برق مصرفی یکی از موارد مهمی است که باید پیش از خرید چیلر بررسی شود .

بر اساس مشخصات اعلام شده برای محصولات ویکو ، برخی مدل های کوچک تر 3 تا 4 تن تبرید با برق تک فاز عرضه می شوند و سایر مدل ها ، بسته به ظرفیت و طراحی ، از برق سه فاز استفاده می کنند .

برق تک فاز می تواند برای برخی کاربرد های کوچک مناسب باشد ؛ در مقابل ، در ظرفیت های بالاتر معمولا برق سه فاز به کار می رود .

با این حال ، پیش از سفارش باید مشخصات فنی مدل مورد نظر بررسی شود . نوع برق ، جریان نامی ، جریان راه اندازی ، توان مصرفی و الزامات حفاظت الکتریکی ممکن است با توجه به مدل متفاوت باشد .

برای نصب صحیح دستگاه ، بررسی ظرفیت سیم کشی ، کلید حفاظتی ، سیستم اتصال زمین و شرایط شبکه برق توسط فرد متخصص ضروری است .

سیستم کنترل هوشمند و تجهیزات حفاظتی :

سیستم کنترل ، عملکرد کمپرسورها ، فن ها و سایر اجزای چیلر را مدیریت می کند و به حفظ دمای آب و جلوگیری از عملکرد نامناسب دستگاه کمک می کند .

در مدل های مجهز به کنترلر الکترونیکی ، امکاناتی مانند نمایش آب ، پایش فشارهای کاری ، مدیریت عملکرد کمپرسورها و بررسی برخی خطاهای سیستم در دسترس قرار می گیرد .

در برخی مدل های ویکو نیز قابلیت کنترل از راه دور از طریق سیتم کنترلی و اپلیکیشن موبایل ارائه شده است .

وجود این امکانات می تواند برای مدیران ساختمان ، تکنسین های تاسیسات و مجموعه هایی که نیاز به نظارت مستمر بر تجهیزات سرمایشی دارند ، مفید باشد .

البته امکانات دقیق کنترل هوشمند و قابلیت اتصال به اینترنت باید بر اساس مشخصات همان مدل بررسی شود .

اواپراتور شل اند تیوب( shell & tube ) دو مداره :

اواپراتور یکی از اجزای اصلی چیلر است که در آن گرمای آب یا سیال واسط به مبرد منتقل می شود .

یکی از انواع رایج اواپراتورها ، مبدل حرارتی پوسته و لوله یا shell & tube است .

در این ساختار ، انتقال حرارت میان سیال و مبرد از طریق سطوح انتقال حرارت انجام می شود . طراحی مناسب اواپراتور می تواند به عملکرد پایدار دستگاه و انتقال حرارت موثر کمک کند .

در برخی مدل های چیلر ویکو ، از اواپراتور شل اند تیوب دو مداره استفاده می شود . دو مداره بودن به طراحی مدارهای دستگاه مربوط است و می تواند در نحوه توزیع ظرفیت و آرایش سیستم نقش داشته باشد .

انتخاب نوع اواپاتور باید با توجه به ظرفیت سرمایشی ، دبی آب ، افت فشار ، دمای ورودی و خروجی و شرایط کاری دستگاه انجام شود .

کندانسور هوا خنک با طراحی FPI14 :

کندانسور هوا خنک وظیفه دفع گرمای جذب شده از آب به علاوه گرمای حاصل از فرایند تراکم را به محیط دارد .

این بخش معمولا از کویل های دارای لوله و فین و فن های محوری تشکیل شده است . فن ها هوا را از روی کویل عبور می دهند تا مبرد گرمای خود را از دست بدهد .

در برخی مدل های ویکو از کندانسور با مشخصه FPI14 استفاده می شود .  FPI به تعداد فین ها در هر اینچ از طول کویل اشاره دارد .

تراکم فین ها بر انتقال حرارت ، افت فشار هوا و حساسیت کویل به آلودگی تاثیر می گذارد ؛ بنابراین ، ارزیابی عملکرد کندانسور باید با در نظر گرفتن طراحی کامل کویل ، دبی هوا و شرایط محیطی انجام شود .

برای حفظ راندمان چیلر ، تمیز نگه داشتن سطح کویل کندانسور و اطمینان از گردش آزاد هوا در اطراف دستگاه اهمیت زیادی دارد .

مبرد R22 در چیلر های تراکمی :

مبرد ماده ای است  که در سیکل تبرید جریان دارد و وظیفه انتقال گرما را بر عهده دارد .

در اطلاعات فنی ارائه شده برای برخی مدل های مورد نظر ، مبرد R22 ذکر شده است . با این حال نوع مبرد باید برای هر مدل به صورت جداگانه بررسی شود .

برای انتخاب چیلر ، بهتر است علاوه بر ظرفیت و قیمت ، نوع مبرد ، الزامات زیست محیطی و امکان سرویس و تامین قطعات نیز در نظر گرفته شود .

تابلو برق چیلر تراکمی هوا خنک :

تابلو برق یکی از بخش های مهم چیلر تراکمی هوا خنک است که وظیفه کنترل ، حفاظت و مدیریت عملکرد تجهیزات الکتریکی دستگاه را بر عهده دارد . عملکرد صحیح تابلو برق تاثیر مستقیمی بر ایمنی دستگاه ، پایداری عملکرد کمپرسورها و فن های کندانسور و سهولت عیب یابی و تعمیرات دارد .

در چیلر های تراکمی هوا خنک ویکو ، در ساخت تابلو برق از قطعات الکتریکی مرغوب کره ای استفاده می شود . انتخاب قطعات با کیفیت ، در کنار طراحی و مونتاز اصولی تابلو برق ، می تواند به افزایش قابلیت اطمینان دستگاه و کاهش احتمال بروز اختلالات الکتریکی کمک کند .

مزایای چیلر های تراکمی هوا خنک :

چیلر های هوا خنک در بسیاری از پروژه ها به دلیل ویژگی های زیر مورد توجه قرار می گیرند :

• عدم نیاز به برج خنک کننده : در مقایسه با بسیاری از سیستم های آب خنک ، به برج خنک کننده و مدار آب کندانسور نیاز ندارند .
• نصب نسبتا ساده : در صورت وجود فضای مناسب ، امکان نصب دستگاه در فضای باز فرهم است .
• عدم نیاز به مصرف آب در مدار دفع حرارت  : گرمای کندانسور مستقیما به هوا منتقل می شود ؛ البته ممکن است سایر بخش های تاسیسات مصرف آب داشته باشد .
• قابلیت استفاده در پروژه های مختلف : از برخی کاربردهای کوچک تا پروژه های تجاری و صنعتی .
• امکان کنترل مرحله ای ظرفیت : در مدل های دارای چند کمپرسور امکان تطبیق بهتر ظرفیت تولید با بار سرمایشی وجو دارد .
• دسترسی مناسب برای سرویس : در صورت رعایت قضای نصب و الزامات ایمنی ، بررسی و سرویس تجهیزات قابل انجام است .

البته عملکرد و مصرف انرژی چیلر به شرایط آب وهوایی ، دمای محیط ، بار سرمایشی، طراحی دستگاه و کیفیت نصب وابسته است .

نکات مهم در انتخاب چیلر :

برای انتخاب چیلر مناسب ، تنها توجه به ظرفیت اسمی کافی نیست . موارد زیر باید بررسب شوند :

1 – محاسبه بار برودتی : ظرفیت دستگاه باید متناسب با نیاز واقعی پروژه انتخاب شود .

2 – شرایط آب و هوایی : دمای بالای محیط می تواند ظرفیت قابل ارائه و راندمان چیلر را تحت تاثیر قرار دهد .

3 – نوع برق مصرفی : تک فاز یا سه فاز بودن دستگاه باید با امکانات محل نصب هماهنگ باشد .

4 – نوع و تعداد کمپرسورها : تعداد کمپرسور ها ، امکان کنترل مرحله ای ظرفیت و مشخصات فنی آن ها اهمیت دارد .

5 – نوع اواپراتور و کندانسور : ظرفیت انتقال حرارت و افت فشار این تجهیزات باید با شرایط طراحی هماهنگ باشد .

6 – سیتسم کنترل و حفاظت : وجود حفاظت های الکتریکی و کنترلی مناسب برای بهره برداری مطمئن ضروری است .

7 – خدمات پس از فروش و قطعات : امکان دسترسی به قطعات مصرفی ، تعمیرکار متخصص و خدمات فنی باید در تصمیم گیری لحاظ شود .

8 – شرایط نصب : فضای کافی برای گردش هوا ، دسترسی سرویس ، کنترل صدا و استحکام محل نصب اهمیت دارد .

سرویس و نگهداری چیلر تراکمی هوا خنک :

سرویس منظم می تواند به حفظ راندمان ، کاهش احتمال خرابی و افزایش عمر مفید دستگاه کمک کند .

برنامه نگهداری باید متناسب با مدل ، ساعات کارکرد و شرایط محیطی تنظیم شود ؛ اما معمولا بررسی موارد زیر ضروری است :

• تمیزکاری و بررسی وضعیت کویل کندانسور
• کنترل عملکرد فن ها و بررسی صدا یا لرزش غیر عادی
• بررسی اتصالات الکتریکی و تجهیزات حفاظتی توسط فرد متخصص
• بررسی فشارها و دماهای کاری در شرایط استاندارد
• کنترل جریان اب ، دبی و وضعیت فیلترهای مدار آب
• بررسی عملکرد کمپرسورها و ثبت خطاهای کنترلر
• بررسی نشتی احتمالی مبرد توسط تکنسین مجاز
• ثبت اطلاعات سرویس برای مقایسه عملکرد دستگاه در دوره های مختلف

توجه : شارژ مبرد ، تعمیر مدار تبرید و کار روی تجهیزات برق باید توسط افراد دارای صلاحیت و با رعایت الزامات ایمنی انجام شود . همچنین مقدار مبرد نباید صرفا بر اساس حدس یا فشار لحظه ای تعیین شود ، روش صحیح باید مطابق دستورالعمل سازنده و شرایط کاری دستگاه باشد .

چرا چیلر تراکمی هوا خنک ویکو را بررسی کنیم ؟

چیلر مناسب باید از نظر ظرفیت سرمایشی ، نوع کمپرسور ، برق مصرفی ، تجهیزات انتقال حرارت و سیستم کنترل با نیاز پروژه هماهنگ باشد .

محصولات ویکو در ظرفیت های مختلف ، امکان بررسی گزینه های متنوع برای پروژه های کوچک و متوسط و برخی کاربردهای صنعتی را فراهم می کنند .

براساس اطلاعات ارائه شده برای این محصولات ، در مدل های مختلف از کمپرسورهای کوپلند یا روتاری ، اواپراتورهای متناسب با طراحی دستگاه ، کندانسور هوا خنک و تجهیزات کنترلی استفاده می شود .

سوال های متداول در مورد چیلر های تراکمی :

• چیلر تراکمی هوا خنک برای چه مکان هایی مناسب است ؟

این نوع چیلر برای بسیاری از ساختمان های مسکونی ، اداری ، تجاری ، کارگاهها و کاربردهای صنعتی مناسب است ؛ به شرط آنکه ظرفیت دستگاه و شرایط نصب به درستی انتخاب شوند .

• چیلر هوا خنک بهتر است یا آب خنک ؟

انتخاب بین این دو به شرایط پروژه بستگی دارد ، چیلر هوا خنک معمولا به برج خنک کننده و مدار آب نیاز ندارند ، اما در دمای بالای محیط ممکن است با افت ظرفیت یا افزایش مصرف انرژی مواجه شود . چیلر آب خنک نیز به تجهیزات و نگهداری مربوط به مدار آب و برج خنک کننده نیاز دارد .

• چیلر هوا خنک ویکو در چه ظرفیت هایی تولید می شود ؟

محصولات مورد نظر در ظرفیت های حدود 3 تا 80 تن تبرید هستند .

• آیا چیلر هوا خنک به برق سه فاز نیاز دارد ؟

نوع برق به ظرفیت های دستگاه بستگی دارد . برخی مدل های کوچک (3 و 4 تن تبرید ، با کمپرسور روتاری ) تک فاز هستند .در حالی که بسیاری از مدل های بزرگ تر به برق سه فاز نیاز دارند .

• در چیلر های هوا خنک از چه کمپرسوری استفاده می شود ؟

با توجه به طراحی و ظرفیت ، از کمپرسورهای روتاری یا کمپرسور کوپلند استفاده می شود .در محصولات ویکو در ظرفیت های کوچک 3 و 4 تن از کمپرسور روتاری و ظرفیت های بیشتر از 4 تن ، کمپرسور کوپلند استفاده می شود .

• چه عواملی بر مصرف برق چیلر هوا خنک تاثیر می گذارند ؟

ظرفیت سرمایشی ، دمای هوای محیط ، دمای آب ورودی و خروجی ، راندمان کمپرسور ، وضعیت کویل کندانسور ، بار واقعی ساختمان و تنظیمات کنترلی از عوامل مهم هستند .