راهنمای دسته بندی و انتخاب چیلر تراکمی

با اشاره به تنوع انواع چیلر تراکمی ، الگو های دسته‌ بندی بر اساس کندانسور ، اواپراتور ، کمپرسور با توجه به ظرفیت و بر اساس ماده مبرد با توجه به اثرات زیست محیطی معرفی شدند. سپس حالت‌های مختلف ترکیب اجزا در کنار یکدیگر با توجه به مشخصات پروژه (بار سرمایشی و محل اجرا) ذکر شدند. در نهایت جمع‌ بندی مطالب صورت گرفته و مشاوره با کارشناس تأسیسات جهت انتخاب توصیه شد.

راهنمای دسته‌ بندی و انتخاب چیلر تراکمی

خنک‌ کن‌ های تراکمی با توجه به این که هیچ محدودیت خاصی در کاربری و اقلیم برای به‌ کار گیری ندارند ، طیف وسیع و متنوعی از تجهیزات سرمایشی را به خود اختصاص می‌ دهند ؛ کولر های گازی کوچک ، اسپلیت‌ های مدرن ، و تجهیزات سرمایشی پرظرفیت تحت عنوان چیلر تراکمی جزء تجهیزات سرمایش تراکمی محسوب می‌ شوند. در این مطلب ما به بررسی انواع چیلر تراکمی به عنوان یک راهنما  جهت انتخاب چیلر مناسب می‌ پردازیم.

دسته‌ بندی انواع چیلر تراکمی

چیلر تراکمی همچون سایر تجهیزات سرمایش تراکمی از سه عنصر اصلی کمپرسور ، کندانسور و اواپراتور تشکیل می‌ شود. دو ماده در درون سیکل تراکمی یک چیلر تراکمی به گردش در می‌ آیند: ماده مبرد و سیال ناقل حرارت. در تصویر زیر الگوی شماتیک عملکرد چیلر تراکمی را مشاهده می‌ نمایید.

تقسیم بندی انواع چیلر ها بر اساس ساختار و مکانیسم سه عنصر اصلی یعنی کمپرسور ، کندانسور ، اواپراتور و دو ماده واسط یعنی ماده مبرد و سیال مورد استفاده یعنی آب یا هوا می‌ تواند صورت گیرد که در ادامه به خلاصه‌ای از دسته‌ بندی‌ ها اشاره می‌ کنیم.

• انواع چیلر تراکمی بر اساس کندانسور: در چیلر تراکمی کندانسور به عنوان واحد تقطیر کننده می‌ تواند با آب یا هوا خنک شود که اصطلاحا کندانسور آبی یا کندانسور هوایی نامیده می‌ شود.

کندانسور آبی:

از آنجایی که مقاومت حرارتی آب نسبت به هوا کمتر و ظرفیت حرارتی آن نسبت به هوا بیشتر است ، کندانسور آبی گزینه‌ ای بهینه برای استفاده در ظرفیت‌ های بالا محسوب می‌ شود. اما استفاده از آن‌ ها با عیب‌ هایی نیز همراه است از جمله اینکه گران‌ تر هستند ، نیازمند برج خنک‌ کن و منبع آب بوده و در فضای سر پوشیده و درون ساختمان قرار می‌ گیرند که این امر با توجه به حجیم و جا گیر بودن این تجهیزات کاربران را با مشکلاتی رو به ‌رو می‌ سازد.

کندانسور هوایی :

کندانسور های هوایی ارزان‌ تر بوده و در فضای بیرونی نصب می‌ شوند. تجهیزات جانبی خاصی نیاز نداشته و لازم نیست در موتور خانه با ملاحظات و مشخصات خاص جای‌ گذاری شوند. می‌توان آن‌ ها را روی بام یا در محوطه نصب کرد. با این حال این کندانسور ها عمر کمتری نسبت به کندانسور آبی داشته و عامل ایجاد ارتعاش و سر و صدا در محوطه خواهند بود. کندانسور هوایی معمولا به عنوان گزینه مناسب برای کاربرد با ظرفیت کم در نظر گرفته می‌ شوند ولی گاهی هزینه آن‌ ها با توجه به بهینه نبودن مصرف و طول عمر کوتاه و آسیب‌ پذیری بیشترشان ، بسیار بیشتر از کندانسور های آبی خواهد بود.

انواع چیلر تراکمی بر اساس اواپراتور:

اواپراتور به عنوان عنصر خنک کننده در چیلر تراکمی هم چون کندانسور می‌ تواند از نوع آبی یا هوایی باشد. در ساختمان‌ های با بار سرمایشی پایین اواپراتور هوایی هوا را خنک کرده و مستقیما به فضا های مد نظر هدایت می‌ کند. در صورت استفاده از اواپراتور آبی ، سیال ناقل حرارت که آب است توسط اواپراتور سرد شده و به پایانه‌ های انتقال حرارتی همچون هواساز یا فن کویل ارسال می‌شود تا چرخه سرمایش فضا تکمیل شود.

انواع چیلر تراکمی بر اساس کمپرسور:

چیلر ها بر اساس واحد متراکم کننده یا کمپرسورشان نیز می‌ توانند طبقه‌ بندی شوند. در ظرفیت‌ های بالا و برای ساختمان‌ های بزرگ استفاده از کمپرسور های گریز از مرکز همچون توربوکور (Turbocor compressors) و سانتریفیوژر (centrifugal compressors) اجتناب‌ ناپذیر است. در ظرفیت‌ های متوسط می‌ توان از کمپرسور های اسکرو (screw compressors) یا توربوکور بهره گرفت. در ظرفیت‌ های پایین و برای ساختمان‌ های کوچک معمولا از کمپرسور های اسکرال (scroll compressors) استفاده می‌ شود.

انواع چیلر تراکمی بر اساس ماده مبرد:

ماده مبرد پایه در چیلر تراکمی فرئون است که جزء کلرو فلورو کربن‌ ها (CFC) بوده و به دلیل آلایندگی و تخریب محیط زیست استفاده از آن‌ منسوخ شده است. مواد جایگزین فرئون و CFCها، مبردهای هیدرو کلروفلوروکربن (HCFC) هستند که آثار تخریبی کمتری بر محیط زیست داشته و در حال حاضر به عنوان جایگزین موقت کلرو فلورو کربن‌ ها به کار گرفته می‌ شوند. جدیدترین و سالم‌ ترین نسل مبرد ها هیدرو فلورو کربن‌ها (HFC) هستند که کلر به کلی در ساختار آن‌ ها حذف شده و هیچ اثر تخریبی بر محیط زیست و لایه اوزون ندارند.

انتخاب چیلر تراکمی

در خصوص انتخاب کندانسور ، با وجود آن که در ظرفیت‌ های پایین کندانسور های هوایی ارزان‌ تر و سهل‌ الوصول‌ تر به نظر می‌ رسند ، به دلیل طول عمر و هزینه‌ های بلند مدت ، استفاده از کندانسور آبی توصیه می‌ شود. تنها حالتی که کندانسور هوایی به کندانسور آبی ترجیح داده می‌شود استفاده از چیلر در آب و هوای مرطوب است. چراکه کندانسور آبی نیازمند به کارگیری برج خنک کننده بوده و برج خنک کننده به عنوان وسیله‌ ای با سرمایش تبخیری عملکرد مناسبی در آب‌ و هوای مرطوب ندارد.

انتخاب ترکیب‌ های مختلف چیلر تراکمی:‌ پس از انتخاب نوع کندانسور به عنوان انتخاب کلیدی می‌ توان سایر اجزا را بر اساس ظرفیت ساختمان انتخاب و تعیین کرد. با تعیین نوع تک تک عناصر تشکیل دهنده یک چیلر تراکمی می‌ توان ترکیب در خصوص نحوه ترکیب عناصر با یکدیگر تصمیم گرفت. چیلرهای تراکمی می‌ توانند یک‌ تکه یا دوتکه باشند.

چیلر تراکمی یک‌تکه:

در چیلر های تراکمی یک‌ تکه هر سه عنصر اصلی کندانسور ، اواپراتور و کمپرسور در کنار دیگر و بر روی یک شاسی قرار می‌گیرند.

• در ظرفیت‌های پایین هم کندانسور و هم اواپراتور از نوع هوایی انتخاب شده و چیلر به طور کامل در فضای بیرون قرار می‌ گیرد. چیلر تراکمی پشت بامی از مثال‌ های رایج این حالت است.
• در صورتی که ظرفیت بالاتری مد نظر باشد از واحد های مشابه اما با اواپراتور آبی استفاده می‌ شود که در این صورت همان طور که در بخش اواپراتور اشاره شد نیازمند بهره‌ گیری از تجهیزات تبادل حرارتی همچون هواساز یا فن کویل خواهیم بود.

واحد های یک‌ تکه که هر دو عنصر کندانسور و اواپراتورشان آبی باشد در فضای داخلی و در محیط موتور خانه نصب می‌ شوند. پر ظرفیت‌ ترین حالت چیلر تراکمی همین حالت است که برای ساختمان‌های بزرگ مورد استفاده قرار گرفته و نیازمند استفاده از برج خنک‌کن و تجهیزات تبادل حرارتی (هواساز و فن کویل) برای تکمیل عملکرد این سیستم خواهیم بود.

انتخاب چیلر تراکمی دو‌تکه:

در چیلر های تراکمی دو تکه بخشی از سیستم در درون ساختمان و بخشی از آن در فضای بیرون قرار می‌ گیرد. تمامی چیلر های تراکمی دو تکه کندانسور مورد استفاده از نوع کندانسور هوایی خواهد بود.

• در صورتی که چیلر تراکمی دو تکه در ظرفیت‌ های کم مورد استفاده قرار گیرند کندانسور و کمپرسور در فضای بیرون نصب شده و اواپراتور در درون فضا نصب می‌ شود.
• در چیلر های تراکمی دو تکه با ظرفیت بالا ، کندانسور به تنهایی در فضای بیرون نصب شده و کمپرسور و اواپراتور روی یک شاسی و در موتورخانه برای تأمین ظرفیت بالا نصب می‌شوند.

همان گونه که ملاحظه شد تنوع در انواع و نحوه ترکیب تجهیزات در چیلر تراکمی بسیار بالاست و دست کاربران و طراحان برای انتخاب و بهره‌گیری از انواع سیستم‌ ها متناسب با وضعیت ساختمان کاملا باز است. مهم‌ ترین عنصر در تعیین نوع چیلر تراکمی معمولا کندانسور است که بر اساس ظرفیت مورد نیاز ، وضعیت اقلیمی محل اجرای پروژه و بودجه در نظر گرفته شده انتخاب می‌ شود و پس از انتخاب کندانسور با مشاوره کارشناسان طراح و مشاور تأسیسات ساختمان، می‌توان سایر اجزا و نحوه ترکیب این اجزا را تعیین کرد.