در مواردی که ماده گلیکول به آب اضافه شود چیلر بالای صفر به چیلر زیر صفر تغییر حالت خواهد داد و آب خالص در دمای صفر درجه سانتی گراد یخ خواهد زد. اواپراتور در نظر گرفته شده برای چیلر که به عنوان مبدل حرارتی پوسته و لوله‌ای میباشد که در آن آبی که قرار است سرد شود با مبرد امکان تبادل حرارتی برای آن‌ها فراهم می‌شود و مبرد موجود در اواپراتور باید در دمای 12- درجه سانتی گراد و یا سردتر از این مقدار باشد تا تبادل حرارتی به صورت موثر بین آب و مبرد انجام شود.
اگر قصد دارید با دستگاه چیلر، کاربرد و انواع آن بیشتر آشنا شوید، کلیک کنید.
بررسی کاربرد چیلرهای زیر صفری در صنایع مختلف
چیلرهای زیر صفر معمولاً در مصارف خانگی کاربرد ندارند و به عنوان چیلر صنعتی در بازار شناخته می‌شوند. استفاده از چیلرهای زیر صفری در صنایعی که در ادامه به آن‌ها اشاره می‌کنیم ضروری و مورد نیاز است.
- صنایع غذایی جهت انجماد سریع مواد غذایی مختلف اعم از گوشت، محصولات دریایی و فرآورده‌‌های لبنی
- صنعت داروسازی و پزشکی جهت نگهداری واکسن‌ها، داروهای حساس به دما و مواد بیولوژیک که به دماهای زیر صفر احتیاج دارند.
- صنایع تزریق پلاستیک جهت کنترل دمای پایین برای قالب‌‌های پیچیده در قالب‌‌های بزرگ و یا با جزئیات بالا، خنک کردن قالب به دمای پایینتر از معمول جهت کمک به بهبود کیفیت محصول نهایی.
- آزمایشگاهها و تحقیقات جهت کنترل دما در فرآیندهای حساس به دما
- صنایع پتروشیمی و فرآوری گاز جهت انجام تغییرات فاز و یا واکنش‌‌های شیمیایی خاص
- انبارهای سرد جهت نگهداری مواد در انبارهای سرد و یخچال‌های صنعتی که نیاز به دماهای بسیار پایین دارند.
- صنایع هوا فضا و نظامی
- چیلر صنعتی زیر صفر برای سوخت هیدروژنی، صنایع نیمه هادی، صنایع داروسازی و پزشکی
- انتخابی مناسب به عنوان چیلر یخساز
- انتخابی مناسب به عنوان چیلر رطوبت گیری
- انتخابی مناسب به عنوان چیلر سالن‌های اسکیت روی یخ
تفاوت‌های کلیدی بین چیلرهای زیر صفر و معمولی
برای این که در مورد تفاوت‌های موجود در بین دو این چیلرها اطلاعات کافی داشته باشید در این بخش به بررسی پارامترهای مهم در این مورد خواهیم پرداخت.
کمپرسور
مهم ترین تفاوت بین این دو دستگاه مربوط به کمپرسورهای در نظر گرفته شده برای آن‌ها میباشد. کمپرسور انتخاب شده به گونه‌ای طراحی شده است که می‌توانند در دماهای پایین کار کنند. امکان استفاده از سیستمهای فشرده سازی چند مرحله‌ای جهت کاهش بیشتر دمای مبرد و حفظ دماهای پایین و پایدار وجود دارد.
مسئله‌ای که باید مورد توجه قرار بگیرد این است که چیلرهای معمولی از کمپرسورهای تک مرحله‌ای استفاده می‌کنند و برای حفظ دماهای بالاتر، معمولاً بالای صفر درجه، مناسب هستند. طراحی آن‌ها جهت برخورد با چالش‌های دما و فشار ناشی از مبردها در دماهای پایین، بهینه سازی نشده است.
محدوده دما
از نظر ساختاری چیلرهای زیر صفر به گونه‌ای هستند که می‌توانند در دماهای بسیار پایین عمل کنند. در بیشتر موارد در محدوده 10-°F تا 50-°F امکان کار کردن دارند ولی چیلرهای معمولی در دماهای بالای 32°F عمل می‌کنند.
کاربردها
با توجه به این که چیلرهای زیر صفر در فرآیندهایی که نیاز به کنترل دقیق دما برای مواد حساس دارند نیاز هستند ولی از چیلرهای معمولی جهت خنک سازی عمومی در کاربردهای تجاری و صنعتی استفاده خواهد شد.
مصرف انرژی
چیلرهای زیر صفر به خاطر قطعات و اجزای در نظر گرفته شده برای آن برای حفظ دماهای پایین تر نیاز است تا انرژی بیشتری مصرف کنند ولی در عوض چیلرهای معمولی معمولاً برای کاربردهای با دماهای بالاتر، انرژی بیشتری بهینه هستند.
پیچیدگی سیستم
طراحی در نظر گرفته شده برای چیلرهای زیر صفر به گونه‌ای میباشد که معمولاً نیاز به مجموعه‌ای پیچیده‌تر با کنترل‌های پیشرفته و ویژگی‌های ایمنی و سیستمهای نظارت دارند در حالی که چیلرهای معمولی می‌توانند در مکانیزم‌های کنترل ساده‌تری کار کنند.
انتخاب نوع کمپرسور در مدل‌های زیر صفر بستگی به نیاز سرمایش، دمای مورد نیاز و ظرفیت سیستم دارد. (کمپرسورهای اسکرو برای سیستمهای بزرگ صنعتی و با ظرفیت بالا، کمپرسورهای اسکرال برای سیستمهای کوچک‌تر و تجاری و کمپرسورهای پیستونی نیز برای سیستمهای کوچک‌تر انتخاب مناسب‌تری میباشد.)
برای این که اطلاعات بیشتری در مورد کمپرسورها داشته باشید در جدول زیر به بررسی تفاوت‌های موجود بین مدل‌های مختلف آن خواهیم پرداخت.
نگاهی به انواع کمپرسور چیلرهای زیر صفری
| مشخصات | مدل پیستونی | مدل اسکرو | مدل اسکرال | مدل سانتریفیوژ |
|---|---|---|---|---|
| ظرفیت | کم تا متوسط | متوسط تا بالا | کم تا متوسط | بسیار بالا |
| راندمان | متوسط | بالا | بالا | بالا (در ظرفیت‌های بالا) |
| ارتعاش | زیاد | کم | کم | کم |
| صدا | زیاد | کم | کم | کم |
| اندازه | بزرگ | متوسط | کوچک | بزرگ |
| هزینه اولیه | پایین | متوسط | متوسط | بالا |
| قابلیت تنظیم ظرفیت | بالا | متوسط | بالا | کم |
گلیکول (ضد یخ) مورد استفاده در چیلرهای زیر صفری
امکان در نظر گرفتن انواع ضد یخ جهت جلوگیری از یخ زدن آب درون لوله‌های اپراتور و مبدل‌های چیلر وجود دارد و نحوه استفاده آن به این صورت است که مقداری از آن درون مخزن سیستم اضافه می‌شود. انجام این کار کمک می‌کند تا چیلر بالای صفر به چیلر زیر صفر تبدیل شود. گلیکول در دو نوع و به دو شکل پروپیلن گلیکول و اتیلن گلیکول موجود هستند.
توجه داشته باشید که اتیلن گلیکول در مقایسه با نوع دیگر کاربرد بیشتری دارد ولی استفاده از پروپیلن گلیکول خالص نسبت به اتیلن گلیکول، گزینه مناسب‌تری برای مواردی میباشد که در تماس مستقیم با محصولات صنعتی هستند.
(تغییر غلظت گلیکول با دمای آب ارتباط مستقیمی دارد به همین خاطر هر چقدر غلظت گلیکول بیشتر باشد میزان دما برای انجماد آب نیز کاهش بیشتری پیدا می‌کند.)
انواع چیلر زیر صفر و تأثیر آن‌ها بر بهینه‌سازی انرژی
چیلرهای زیر صفری با توجه به نوع سیستم کمپرسور به کار رفته در آن‌ها در مدل‌هایی که در ادامه به آن ها اشاره می‌کنیم طراحی و تولید می‌شوند.
چیلر زیر صفر سانتریفیوژی
چیلر زیر صفر سانتریفیوژی در ظرفیت‌های 300 الی 1000 تن تبرید طراحی و تولید می‌شوند و امکان کاهش دمای آب از صفر درجه سانتی گراد تا 25- درجه سانتی گراد را برای شما فراهم می‌کند. از نظر طول عمر این نوع محصول از عمر طولانی‌تری برخوردار است و هزینه نگهداری آن بسیار کمتر خواهد بود.
امکان استفاده از این مدل در صنایع مختلف اعم از صنایع بیولوژیکی دارویی، صنایع انجماد مواد غذایی، صنایع پتروشیمی و... برای شما فراهم شده است.
چیلر زیر صفر پیستونی
همان طور که از نام این محصول پیداست کمپرسور انتخاب شده برای این نوع چیلر از نوع سیلندر پیستونی میباشد و با توجه به نیاز دستگاه امکان استفاده در شرایط دمایی پایین برای آن فراهم شده است. (در دو دسته هوا خنک و آب خنک موجود هستند.)
با توجه به این که قابلیت تحمل فشار بسیار بالایی دارند انتخاب مناسبی برای استفاده در مناطق با شرایط آب و هوای شرجی و گرم می‌باشند. مسئله‌ای که در مورد این مدل باید مورد توجه قرار بگیرد این است که پاک سازی دوره‌ای اجزای داخلی و دریچه‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.
چیلر زیر صفر اسکرال
از کاربردهای به کارگیری چیلر زیر صفر اسکرال می‌توان به هتل‌ها و رستوران ها، سینما و تالار ها، باشگاه‌ها و مدارس، ساختمان‌های مسکونی و سوله‌ها، واحدهای صنعتی و... اشاره کرد.
به دلیل این که ابعاد و حجم کمتری در مقایسه با دیگر مدل‌ها دارند انتخاب مناسبی برای فضاهایی میباشد که با محدودیت روبرو هستند.
چیلر زیر صفر اسکرو
از مزیت‌های انتخاب کمپرسور چیلر اسکرو (مارپیچی) می‌توان به لرزش و صدای کمتر، کنترل ظرفیت به صورت پیوسته، ابعاد کوچک و وزن کمتر و... اشاره کرد.
مزایای چیلرهای زیر صفر: راه‌حل‌های نوین برای نگهداری دما در شرایط بحرانی
از نظر ساختاری چیلرهای صنعتی زیر صفر دارای تفاوت‌هایی به نسبت مدل‌های معمولی دارند و این مورد باعث شده است تا برای کارکرد دائمی در تمام فصل‌های سال و تامین آب با دمای بسیار پایین انتخاب مناسبی باشد.
استفاده از ضد یخ در این دستگاه به عنوان یکی از مهم‌ترین موجود بین این دو مدل محسوب می‌شود. از دیگر مزیت‌های انتخاب مدل‌های زیر صفری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.
- در نظر گرفتن کمپرسورهای مخصوص جهت کارکرد دائمی و تامین آب با دمای پایین باعث می‌شود تا راندمان مناسبی داشته باشد.
- ظرفیت‌های انتخاب شده برای شیر انبساط نیاز است تا بیشتر از چیلرهای تهویه مطبوع باشد.
- قرار دادن و طراحی کردن پمپ و مخازن نگهداری آب با در نظر گرفتن میزان ضد یخ اضافه شده به مدار
- انتخاب مایع شکن (آکومولاتور) جهت تبدیل شدن همه ماده مبرد از مایع به گاز و سپس ورود آن به کمپرسور. (تبادل حرارت پایینی که در اواپراتور دستگاه انجام می‌شود ممکن است باعث شود تا همه مایع مبرد به گاز تبدیل نشود و با ورود به کمپرسور به آن آسیب وارد کند.)
- قرار دادن مدار ضد یخ دستگاه جهت جلوگیری از انجماد آب در مبدل‌های حرارتی و هر یک از بخش‌های دیگر
عملکرد بهینه چیلر زیر صفر در سیستمهای برودتی
چیلرهای صنعتی زیر صفر امکان ایجاد سرمایش زیر صفر را در صنایعی که نیاز به دمای بسیار پایین را دارند برای شما فراهم می‌کند و برای این که به دمای زیر صفر برسد نیاز است تا در آن از ضد یخ استفاده شود. علت استفاده از ضد یخ به این خاطر است که دمای آب زیر صفر یخ می‌زند و از فعالیت دستگاه جلوگیری می‌کند.
پس می‌توان گفت که استفاده از محلول ضد یخ در لوله‌های اپراتور و مبدل‌های چیلر مانع از یخ زدن دستگاه و اختلال در عملکرد آن خواهد شد.
در ادامه به بررسی گام به گام عملکرد این دستگاه خواهیم پرداخت.
- با توجه به این که از چهار بخش اصلی (کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط) تشکیل شده است از نظر کارکرد به این صورت است که مبرد در فاز گازی وارد کمپرسور می‌شود و در فشار بالا متراکم می‌شود. زمانی که در این حالت قرار دارد دمای مبرد افزایش پیدا می‌کند و بعد از آن بخار داغ وارد کندانسور شده و خنک می‌شود و تبدیل به مایع اشباع خواهد شد.
- مایع مبرد پس از این که از شیر انبساط عبور کند این مورد باعث افت فشار زیاد خواهد شد و باعث می‌شود تا بخشی از مایع مبرد تبخیر شود و در نتیجه دمای آن کاهش پیدا کند. (اختلاف دمای به وجود آمده بین مخلوط مایع و بخار مبرد و محیط اطراف در اواپراتور سیال دوفازی به صورت کامل با جذب گرما تبخیر شده و به بخار داغ تبدیل می‌شود.) در انتهای کار جریان بخار خروجی از اواپراتور وارد کمپرسور شده تا سیکل تبرید به صورت مجدد انجام می‌شود.
- انتخاب پلی اتیلن گلیکول به عنوان ضد یخ جهت کاهش انجماد آب به غلظت گلیکول بستگی دارد. پس هر چقدر غلظت گلیکول بیشتر باشد نقطه انجماد آب نیز کاهش پیدا می‌کند. (دمای انجماد محلول آب و گلیکول در حدود ۱۰ تا ۱۴ درجه پایینتر است.)
- برای تغییر فاز کامل مبرد از فاز مایع به فاز گاز در داخل اواپراتور و جلوگیری از ورود مایع مبرد به کمپرسور از آکومولاتور استفاده می‌شود و این مورد باعث می‌شود تا مایع به صورت کامل به گاز تبدیل شود.
قیمت چیلر زیر صفر به چه پارامترهایی بستگی دارد؟
در تعیین قیمت چیلرهای صنعتی فاکتورهای متعددی اعم از نوع کمپرسور چیلر زیر صفر، ظرفیت دستگاه، شرکت تولید کننده و کیفیت قطعات به کار برده، میزان خنک کنندگی دستگاه و حداقل دمای آن، بهره مندی دستگاه از گارانتی و مدت زمان آن، نوع ضد یخ به کار برده شده در چیلر، نوع کندانسور (چیلر هواخنک یا آب خنک) و... تاثیرگذار هستند.
جهت استعلام قیمت می‌توانید با شماره‌های درج شده در سایت تماس بگیرید تا همکاران ما بتوانند به شما کمک کنند بهترین مدل موجود در بازار را برای خرید انتخاب کنید.
هنگام انتخاب چیلر زیر صفر به چه نکاتی باید توجه داشته باشیم؟
توجه به نکاتی که در این بخش به آن ها اشاره می‌کنیم به شما کمک می‌کند تا بهترین انتخاب را هنگام خرید داشته باشید.
- قدرت سرمایش: نیاز است تا قدرت سرمایشی چیلر زیر صفر و توانایی آن در تامین سرمایش مورد نیاز برای فضای مد نظر شما توسط چیلر انتخابی امکان پذیر باشد.
- سیستم تبرید: توجه به نوع سیستم تبرید انتخاب شده برای دستگاه که باید یکی از این موارد باشد: سیستم تبرید کمپرسوری، سیستم جذبی و یا سیستم پیلت‌های حرارتی.
- کنترل و مانیتورینگ: توجه به نوع سیستم کنترل و مانیتورینگ چیلر برای کنترل دما، فشار و عملکرد بهینه آن.
- انرژی مصرفی: میزان انرژی مصرفی توسط چیلر و بهره‌وری آن در تولید سرمایش مورد بررسی قرار بگیرد.
- نگهداری و خدمات پس از فروش: با توجه به این که به نگهداری، تعمیرات و خدمات پس از فروش برای حفظ عملکرد بهینه و طول عمر چیلر نیاز دارند نیاز است به این مورد توجه داشته باشید.
مقالات مرتبط: