چیلر صنعتی چیست؟

چیلر صنعتی چیست؟

چیلر صنعتی یک دستگاه سرمایشی است که برای خنک کردن آب یا مایعات صنعتی و انتقال آن به سیستم‌ های تهویه مطبوع یا فرایندی استفاده می شود. این دستگاه با کاهش دمای مایع و انتقال حرارت، می تواند دمای محیط یا تجهیزات صنعتی را کنترل کند و از گرم شدن بیش از حد جلوگیری نماید. چیلرها معمولا در صنایع بزرگ، ساختمان‌ های تجاری، کارخانه‌ ها و بیمارستان‌ ها کاربرد دارند و بسته به نوع، به دو دسته چیلر تراکمی و چیلر جذبی تقسیم می شوند.

ساختار چیلر صنعتی

چیلرهای صنعتی در صنایع مختلف استفاده می‌شوند و از نوع تراکمی هستند و بسته به شرایط مورد نیاز، می‌توان از مدل های آب خنک یا هوا خنک این چیلرها استفاده کرد. ساختار چیلرهای صنعتی شبیه به چیلر های تراکمی بوده و زیر مجموعه آن به حساب می آید. چیلرهای صنعتی از چهار قسمت کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و اکسپنشن ولو (شیر انبساط) تشکیل شده‌اند. از چیلر های جذبی کمتر استفاده می شود چرا که هزینه خرید، نگهداری و استهلاک آن بسیار بالا است و همچنین چیلرهای جذبی در ظرفیت‌های برودتی بالا طراحی شده اند و نمی توان ظرفیت آنها را کنترل کرد.

کاربرد چیلر صنعتی

چیلر صنعتی یکی از مهمترین تجهیزات سرمایشی در صنایع و ساختمان‌ های بزرگ است که علاوه بر تهویه مطبوع، در فرآیندهای صنعتی نیز نقش کلیدی دارد. کاربردهای این دستگاه گسترده و متنوع است:

1. صنایع تولیدی و کارخانه ها: چیلرهای صنعتی در کارخانه‌ ها برای خنک کردن تجهیزات و ماشین‌ آلات استفاده می شوند. کاهش دمای قطعات صنعتی از داغ شدن موتور و کاهش راندمان جلوگیری می کند و طول عمر دستگاه‌ ها را افزایش می دهد.
2. ساختمان‌ های بزرگ و مراکز تجاری: در مجتمع‌ های تجاری، هتل‌ ها، بیمارستان‌ ها و مراکز اداری، چیلر صنعتی به عنوان منبع سرمایش مرکزی عمل می کند و محیطی مطبوع و سالم برای کارکنان و مشتریان فراهم می کند.
3. صنایع غذایی و دارویی: در صنایع غذایی و دارویی، کنترل دما اهمیت ویژه ای دارد. چیلر صنعتی می تواند دمای مایعات و محصولات را در محدوده استاندارد حفظ کند تا کیفیت و ایمنی محصول تضمین شود.
4. صنایع پلاستیک و قالب گیری: تولید محصولات پلاستیکی و قالب‌ گیری نیازمند خنک کردن قالب‌ ها و خطوط تولید است. چیلر صنعتی با گردش آب سرد باعث افزایش سرعت تولید و جلوگیری از تغییر شکل محصول می شود.
5. صنایع چاپ و کاغذ: در چاپخانه‌ ها و خطوط تولید کاغذ، حرارت ناشی از ماشین‌ آلات زیاد است. چیلر صنعتی با کاهش دمای دستگاه‌ ها، کیفیت چاپ را حفظ کرده و از خرابی زودرس تجهیزات جلوگیری می کند.
6. تجهیزات پزشکی و لابراتواری: برخی دستگاه های پزشکی و آزمایشگاهی نیازمند دمای کنترل‌ شده هستند. چیلر صنعتی با خنک کاری مداوم، عملکرد دقیق و ایمن این تجهیزات را تضمین می کند.

تفاوت چیلر صنعتی با چیلر تهویه مطبوع

چیلرهای صنعتی و چیلرهای تهویه مطبوع هر دو وظیفه خنک سازی را بر عهده دارند، اما نوع کاربرد و محیط استفاده باعث ایجاد تفاوت‌ های اساسی بین آنها می شود. در ادامه مهمترین تفاوت‌ ها را بررسی می نماییم:

1. صدا و لرزش: چیلر صنعتی معمولا در محیط‌ های صنعتی و کارخانه‌ ها نصب می شود که حساسیت کمتری نسبت به صدا و لرزش دارد. به همین دلیل در طراحی و انتخاب نوع چیلر هوا خنک یا آب‌ خنک، محدودیت‌ ها کمتر است و طراحان راحت‌ تر می توانند نوع کمپرسور مناسب را انتخاب کنند.
2. نوع کمپرسور: چیلرهای صنعتی اغلب از کمپرسورهای سیلندر پیستونی استفاده می‌ کنند، زیرا در محیط‌ های صنعتی صدا و لرزش زیاد مشکل جدی ایجاد نمی کند. مزایای این کمپرسورها شامل قیمت مناسب، ساختار ساده، سهولت تعمیر، طول عمر بالا و مقاومت بیشتر است.
3. اواپراتور: در چیلر صنعتی، به دلیل فشار کاری بالاتر و گستره دمایی متنوع می توان از سه نوع اواپراتور بهره برد: اواپراتور صفحه ای، اواپراتور پوسته و لوله و اواپراتور آیس بانکی که برای صنایعی مانند تزریق پلاستیک و محیط‌ هایی که به حجم آب سرد بیشتری نیاز دارند، اواپراتور آیس بانکی بهترین گزینه است.
4. کنترل‌ سیستم های حفاظتی: چیلر صنعتی به دلیل کارکرد مداوم در طول سال، نیازمند استفاده از کنترل‌ های پیشرفته و سیستم‌ های حفاظتی است. بهترین راهکار شامل استفاده از PLC، اکسپنشن ولو الکترونیکی، ترانسمیتر فشار و سنسورهای دمایی می باشد تا فشار، دما و عملکرد دستگاه بهینه و پایدار باقی بماند.

محل نصب چیلرهای صنعتی

برای استفاده بهتر و کاهش هزینه‌ های جانبی، معمولا چیلرهای بزرگ صنعتی در اتاق تجهیزات مکانیکی یا نزدیک به فرایند و تجهیزاتی که باید خنک شوند نصب می شوند. در برخی پروژه‌ ها، چیلرها حتی در فضای باز قرار می‌گیرند. بیتا سرویس در هنگام جانمایی و نصب، فضای کافی برای سرویس و تعمیرات را در نظر می گیرد و اطمینان حاصل می کند که قطعات به راحتی قابل دسترسی باشند.

اهمیت تابلو برق در چیلر صنعتی

تابلو برق یکی از اجزای کلیدی چیلر صنعتی است. این تابلو نه تنها از کمپرسورها و فن‌ ها در برابر اضافه بار و مشکلات برق محافظت می‌کند، بلکه کنترل و مدیریت عملکرد کل دستگاه را نیز بر عهده دارد.
تابلو برق با توجه به ظرفیت چیلر و نیازهای پروژه طراحی می شود. استفاده از PLC و کنترل هوشمند باعث افزایش دقت عملکرد، کاهش خطای دستگاه و افزایش طول عمر چیلر می‌شود. در تابلو برق ساده، مدار فرمان به صورت سیم کشی سنتی انجام می‌ شود، اما در سیستم هوشمند تمام سناریوهای کنترلی و حفاظتی در برد الکترونیکی پیش‌ بینی شده است.

مبرد در چیلر صنعتی

مبرد نقش حیاتی در عملکرد چیلر داشته و این ماده سیال گرمای سیال واسط مانند آب یا ضدیخ را جذب کرده و سرمایش ایجاد می کند. مبردها انواع مختلفی دارند و طبق استاندارد ASHRAE آمریکا بر اساس ایمنی و ترکیب شیمیایی دسته بندی می شوند.

• ایمنی: مبردها بر اساس سمی بودن و قابلیت اشتعال تقسیم‌ بندی می شوند.
• ترکیب شیمیایی: شامل مبردهای معدنی، فلوئور کربن، هیدروکربنی و مخلوط است.

نگهداری و تعمیرات چیلر صنعتی

چیلر صنعتی باید همیشه آماده به کار باشد تا از توقف تولید در واحدهای صنعتی جلوگیری شود. نگهداری و تعمیر به موقع اهمیت بالایی دارد و شامل بررسی های متعددی است:

• کنترل جریان برق مصرفی چیلر
• بررسی فشارهای مکش و دهش
• شستشوی به موقع کندانسور
• کنترل روغن کمپرسور
• بررسی دمای ورودی و خروجی
• بازبینی لوله‌کشی ها و اطمینان از عدم نشتی

اجزای اصلی چیلر صنعتی

چیلرهای صنعتی از اجزای مختلفی تشکیل شده اند که مهمترین آنها شامل موارد زیر است:

اواپراتور چیلر صنعتی

اواپراتور چیلر صنعتی برای جذب گرما از آب و تبدیل آن به آب سرد تعبیه شده است که شامل اواپراتور صفحه‌ای یا پلیت، اواپراتور پوسته لوله یا Shell&Tube و اواپراتور مخزنی یا آیس بانکی می شود.

کندانسور چیلر صنعتی

کندانسور وظیفه دارد گرمای مبرد را تخلیه کند و منجر به کاهش دمای آن شود. با توجه به اینکه چیلر صنعتی نوعی چیلر دائمی است، طراحی کویل‌های کندانسور و کنترل عملکرد فن‌های کندانسور باید به گونه‌ای باشد که همواره در هر شرایطی فشار و دمای سیکل تبرید تراکمی بخار چیلر صنعتی را ایجاد نماید.

کمپرسور چیلر صنعتی

یکی از مهمترین بخش‌های چیلر صنعتی، کمپرسور آن می باشد که به دلیل شرایط عملکرد، از کمپرسورهای پیستونی و اسکرو استفاده می‌شود.

شیر انبساط چیلر صنعتی

شیر انبساط در سیکل تبرید چیلر صنعتی، وظیفه دارد که مقدار مبرد ورودی به داخل اواپراتور را کنترل نماید و اختلاف فشار بین کندانسور (ناحیه فشار بالا) و اواپراتور (ناحیه فشار پایین) را حفظ نماید.

بررسی انواع چیلر صنعتی

اگر بخواهیم طبقه بندی چیلرها را بر اساس نوع چرخه چیلر تنظیم کنیم شامل موارد زیر می شود:

چیلر تراکمی

چیلرهای تراکمی از پرکاربردترین نوع چیلر های صنعتی می باشند که در صنایع مختلف با مدل های متعدد مورد استفاده قرار می گیرند. بسیاری از صاحبان صنایع اولویت انتخاب سیستم تبرید برای فرایندها و تجهیزات مختلف خود را بر روی چیلرهای تراکمی قرار داده اند.

چیلر جذبی

چیلرهای جذبی از چرخه جذبی بخار برای خنک سازی مبرد استفاده می کنند و عملکرد پیچیده ای دارند و در فرایندهای صنعتی و خنک کاری تجهیزات، بسیار محدودتر مورد استفاده قرار می گیرند.

اما اگر طبقه بندی چیلرها را بر اساس نوع سیال عامل چیلر در نظر بگیرید، موارد زیر مشخص می شود:

چیلر صنعتی هوا خنک

در چیلر صنعتی هوا خنک میزان ظرفیت چیلر پایین بوده و دسترسی به آب وجود ندارد. در این چیلر از کندانسورهایی استفاده شده است که خنک کاری آن ها با استفاده از هوا انجام می شود. معمولا ظرفیت این چیلرها پایین تر از چیلرهای آب خنک و تبخیری می باشد.

چیلر صنعتی آب خنک

در کندانسور چیلر صنعتی آب خنک با استفاده از آب، مبرد در یک مبدل حرارتی خنک شده و دمای آبی که مبرد را خنک کرده، به مراتب افزایش می یابد و به برج خنک کن فرستاده می شود تا گرمای خود را به هوای محیط انتقال دهد. این نوع از چیلرها دارای سیستم پیچیده تری هستند و به همین دلیل استفاده و نگهداری از آن ها دشوارتر است.

چیلر صنعتی با کندانسور تبخیری

این چیلر صنعتی در واقع طرحی بین چیلر آب خنک و هوا خنک است. در این چیلرها معماری کندانسور شبیه به چیلرهای هوا خنک است در حالی که در سمت هوای مبدل حرارتی، روی پره ها یا لوله ها آب پاشیده می شود تا با تبخیر آب، گرمای بیشتری از مبرد، جذب شود.

کمپرسورهای مورد استفاده در چیلرهای صنعتی

کمپرسورهای چیلر صنعتی در مدل های مختلفی وجود دارد که در ادامه به بررسی بیشتر آن می پردازیم:

کمپرسور رفت و برگشتی

کمپرسور رفت و برگشتی از پیستون و سیلندر هایی استفاده می کند که توسط یک میل لنگ به حرکت در آمده و توان این کمپرسورها برای چیلر صنعتی از 3 تا 60 اسب بخار متغیر می باشد. این کمپرسورها از نوع نیمه بسته هستند که یعنی به راحتی قابل تعمیر می باشند.

کمپرسور گریز از مرکز

کمپرسورهای گریز از مرکز دارای چند قطعه متحرک هستند و به همین دلیل از محبوبیت بالایی برخوردار هستند. همچنین این کمپرسورها دارای بازدهی بالایی می باشند و در مقایسه با کمپرسور رفت و برگشت، دبی بیشتری از مبرد را فشرده می سازند. این کمپرسورها برای چیلر صنعتی با ظرفیت بین 60 تا چندین تن تبرید مناسب می باشند.

کمپرسور اسکرو

کمپرسور اسکرو از دو پیچ نر و ماده جفت شده در یک بدنه ثابت استفاده می کند که با دوران پیچ ها، مبردی که در بین پیچ ها قرار گرفته، با کاهش حجم فشرده می شود. این کمپرسورها نیمه بسته هستند و محدوده توان بین 40 تا 1000 اسب بخار دارند که برای چیلر صنعتی بسیار می تواند انتخاب مناسبی باشد.

کمپرسور اسکرال

کمپرسورهای اسکرال توانی بین 2 تا 34 اسب بخار دارند که نسبت به سایر کمپرسورها مقداری پایین تر است و تنها در کاربردهای صنعتی سبک مورد استفاده قرار می گیرد.

هزینه چیلر صنعتی

تعیین هزینه چیلرهای صنعتی به فاکتورهای متعددی از نوع چیلر (هوا خنک یا آب‌ خنک) گرفته تا ظرفیت برودتی، رنج دمای عملکردی، شرایط اقلیمی محل نصب و میزان کارکرد دستگاه در طول سال بستگی دارد. کارشناسان بیتا سرویس با بررسی دقیق این جزئیات و شرایط پروژه، قیمت نهایی و مناسب هر چیلر صنعتی را تعیین می‌کنند.