چیلرهای هوا خنک یکی از پرکاربردترین سیستم‌های سرمایشی در صنایع و ساختمان‌ها هستند که وظیفه‌ی اصلی آن‌ها، خنک کردن آب برای استفاده در فرآیندهای مختلف است. این دستگاه‌ها به دلیل کارایی بالا، سهولت نصب و نگهداری، و قابلیت استفاده در مناطق مختلف، توجه بسیاری از کاربران را به خود جلب کرده‌اند. درک چگونگی عملکرد این نوع چیلرها می‌تواند به تصمیم‌گیری بهتر برای انتخاب سیستم مناسب کمک کند، به‌ویژه زمانی که موضوع قیمت چیلر هوا خنک نیز در میان باشد.
چیلر هوا خنک بدون نیاز به برج خنک‌کننده عمل کرده و گرمای تولیدشده در چرخه تبرید را از طریق هوا دفع می‌کند. فرآیند خنک‌سازی به این صورت انجام می‌شود که مبرد در داخل کمپرسور فشرده شده و سپس وارد کندانسور می‌شود. در کندانسور، مبرد با هوای محیط تبادل حرارت انجام می‌دهد و به حالت مایع تبدیل می‌شود. این مایع سپس به اواپراتور منتقل می‌شود، جایی که با کاهش فشار، به حالت گاز تبدیل شده و گرمای محیط را جذب می‌کند. در نهایت، آب خنک‌شده به سیستم‌های تهویه مطبوع یا فرآیندهای صنعتی منتقل می‌شود.
یکی از مزایای اصلی چیلرهای هوا خنک، عدم نیاز به منابع آب زیاد است که آن‌ها را برای مناطق خشک یا کم‌آب ایده‌آل می‌سازد. همچنین، طراحی ساده‌تر و نبود قطعاتی مانند برج خنک‌کننده به کاهش هزینه‌های نصب و نگهداری کمک می‌کند. از سوی دیگر، قیمت چیلر هوا خنک به عوامل متعددی مانند ظرفیت، نوع کمپرسور، و برند دستگاه بستگی دارد. به همین دلیل، خریداران باید علاوه بر بررسی مشخصات فنی، به هزینه‌های اولیه و بلندمدت نیز توجه داشته باشند.
در نهایت، انتخاب یک چیلر هوا خنک مناسب، نیازمند ارزیابی دقیق نیازهای پروژه و در نظر گرفتن عواملی مانند کارایی انرژی، قابلیت اطمینان، و هزینه‌های مرتبط است. با آگاهی از طرز کار این دستگاه و شناخت مزایا و محدودیت‌های آن، می‌توان بهترین گزینه را انتخاب کرد و از سرمایش بهینه بهره‌مند شد.
فهرست مطالب
چیلر هوا خنک چیست و چگونه کار می‌کند؟
چیلر هوا خنک یکی از انواع سیستم‌های خنک‌کننده است که برای تولید آب سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. این آب سرد برای تهویه مطبوع ساختمان‌ها، خنک‌سازی فرآیندهای صنعتی و بسیاری از کاربردهای دیگر به کار می‌رود. وجه تمایز اصلی چیلر هوا خنک از چیلرهای آب خنک، نحوه دفع حرارت اضافی است؛ به‌طوری‌که در این نوع چیلر، حرارت مستقیماً به هوای محیط منتقل می‌شود و نیازی به برج خنک‌کننده ندارد.
آشنایی با اجزای اصلی چیلر هوا خنک
چیلر هوا خنک از چندین بخش کلیدی تشکیل شده است:
1. کمپرسور
کمپرسور به‌عنوان قلب سیستم چیلر هوا خنک، یکی از مهم‌ترین اجزای این دستگاه است. وظیفه اصلی آن، فشرده‌سازی مبرد و آماده‌سازی آن برای ادامه چرخه تبرید است. این فرآیند با افزایش فشار و دمای مبرد همراه است و انرژی لازم برای انتقال حرارت در مراحل بعدی را فراهم می‌کند. کمپرسور، مبرد را از حالت کم‌فشار و کم‌دما خارج کرده و آن را به یک گاز پرفشار و داغ تبدیل می‌کند. این گاز پرفشار سپس به کندانسور منتقل می‌شود، جایی که فرآیند خنک‌سازی آغاز می‌شود.
انواع مختلفی از کمپرسورها در چیلرهای هوا خنک استفاده می‌شوند، از جمله کمپرسورهای اسکرال، اسکرو و رفت‌وبرگشتی. کمپرسورهای اسکرال به دلیل طراحی ساده، راندمان بالا و صدای کم، در بسیاری از چیلرهای کوچک و متوسط کاربرد دارند. در مقابل، کمپرسورهای اسکرو برای ظرفیت‌های بزرگ‌تر و شرایطی که به کارکرد پایدارتر نیاز است، انتخاب می‌شوند. کمپرسورهای رفت‌وبرگشتی نیز در برخی مدل‌ها به کار می‌روند و به دلیل توانایی تحمل فشارهای بالا، در کاربردهای خاص مفید هستند.
یکی از نکات مهم در عملکرد کمپرسور، تأثیر مستقیم آن بر مصرف انرژی کل سیستم است. کمپرسوری که به درستی طراحی و نگهداری شود، می‌تواند با کارایی بالا عمل کند و هزینه‌های بهره‌برداری را کاهش دهد. همچنین، خرابی کمپرسور می‌تواند به طور قابل توجهی عملکرد چیلر را مختل کرده و هزینه‌های تعمیر و تعویض قطعات را افزایش دهد. بنابراین، نظارت بر شرایط کاری کمپرسور، روانکاری مناسب و انجام تعمیرات دوره‌ای از جمله نکات حیاتی در نگهداری این بخش محسوب می‌شود.
یکی دیگر از نکات مهم در مورد کمپرسور، قابلیت تنظیم سرعت آن است. در بسیاری از چیلرهای مدرن، از کمپرسورهای دارای درایو فرکانس متغیر (VFD) استفاده می‌شود. این فناوری امکان تنظیم سرعت کمپرسور بر اساس نیاز لحظه‌ای سیستم را فراهم می‌کند و باعث کاهش مصرف انرژی در شرایطی که چیلر با بار کامل کار نمی‌کند، می‌شود. این ویژگی به‌ویژه در پروژه‌هایی که بهره‌وری انرژی اهمیت بالایی دارد، بسیار مورد توجه است.
علاوه بر این، انتخاب نوع کمپرسور باید بر اساس نیازهای پروژه، ظرفیت سرمایشی و شرایط محیطی انجام شود. کمپرسور مناسب می‌تواند عمر مفید چیلر را افزایش دهد و عملکرد بهتری در طول زمان ارائه دهد. این جزء کلیدی، به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین مصرف‌کننده‌های انرژی در سیستم چیلر، نقش مهمی در کاهش هزینه‌های کلی و افزایش راندمان سیستم ایفا می‌کند.
در نهایت، کمپرسور به‌عنوان یکی از بخش‌های پیچیده و حساس چیلر هوا خنک، نقشی محوری در عملکرد کلی دستگاه ایفا می‌کند. آشنایی با ویژگی‌ها و وظایف این قطعه، به کاربران و تکنسین‌ها کمک می‌کند تا در نگهداری، تعمیر و انتخاب دستگاه مناسب، تصمیمات بهتری بگیرند.
2. کندانسور هوا خنک
کندانسور هوا خنک یکی از اجزای اصلی و حیاتی در عملکرد چیلر هوا خنک است که وظیفه‌ی اصلی آن، دفع گرمای جذب‌شده از محیط یا فرآیندهای صنعتی است. این بخش از دستگاه به‌طور مستقیم با محیط بیرون در ارتباط است و گرمای موجود در مبرد را به هوای اطراف انتقال می‌دهد. فرآیند اصلی در کندانسور هوا خنک شامل تبادل حرارتی میان مبرد گرم‌شده و جریان هوا است که در نهایت باعث کاهش دمای مبرد و تبدیل آن به مایع می‌شود.
کندانسور هوا خنک معمولاً از تعدادی لوله یا کویل ساخته شده است که به‌صورت مارپیچی یا شبکه‌ای طراحی شده‌اند. این کویل‌ها از موادی با رسانایی حرارتی بالا، مانند مس یا آلومینیوم، ساخته می‌شوند تا تبادل حرارت به بهترین شکل ممکن انجام شود. هوا توسط فن‌های تعبیه‌شده، روی سطح این کویل‌ها عبور داده می‌شود و گرمای مبرد به هوای عبوری منتقل می‌شود.
در بسیاری از طراحی‌ها، پره‌هایی (فین‌ها) روی لوله‌های کندانسور نصب می‌شود تا سطح تبادل حرارت افزایش یابد. این طراحی باعث می‌شود که عملکرد دستگاه بهینه شود و میزان گرمای دفع‌شده در هر چرخه بیشتر باشد.
عملکرد کندانسور به این صورت است که مبرد داغ و پرفشار که از کمپرسور خارج شده است، وارد لوله‌های کندانسور می‌شود. این مبرد در حالت گازی است و دمای بسیار بالایی دارد. فن‌های قدرتمند کندانسور هوا را از روی کویل‌ها عبور می‌دهند و این جریان هوا گرمای مبرد را جذب کرده و آن را خنک می‌کند. در نتیجه، مبرد به‌مرور به حالت مایع تبدیل می‌شود. این مایع سپس به سمت شیر انبساط حرکت می‌کند تا در چرخه‌ی تبرید به مرحله بعدی منتقل شود.
مزایای کندانسور هوا خنک
- عدم نیاز به آب: برخلاف کندانسورهای آبی که برای دفع گرما به مقادیر زیادی آب نیاز دارند، کندانسور هوا خنک تنها از جریان هوا برای خنک‌سازی استفاده می‌کند. این ویژگی، چیلر هوا خنک را به گزینه‌ای مناسب برای مناطق خشک یا کم‌آب تبدیل می‌کند.
- نصب آسان‌تر: به دلیل عدم نیاز به برج خنک‌کننده یا تجهیزات مرتبط با آن، نصب چیلرهای هوا خنک نسبت به انواع آب خنک ساده‌تر است.
- هزینه‌های نگهداری کمتر: چون سیستم از آب استفاده نمی‌کند، مشکلاتی مانند رسوب‌گذاری، خوردگی یا نیاز به تصفیه آب در آن وجود ندارد.
نکات مهم در نگهداری کندانسور هوا خنک
- تمیزکاری کویل‌ها: گردوغبار، آلودگی‌ها و چربی ممکن است روی سطح کویل‌ها جمع شوند و تبادل حرارت را کاهش دهند. بنابراین، تمیز کردن دوره‌ای کویل‌ها با تجهیزات مناسب ضروری است.
- عملکرد فن‌ها: فن‌ها نقش کلیدی در عملکرد کندانسور دارند و خرابی یا کاهش راندمان آن‌ها می‌تواند تأثیر زیادی بر عملکرد کلی چیلر داشته باشد. بررسی و تعمیر منظم فن‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است.
- محل نصب: کندانسور باید در محیطی با جریان هوای مناسب نصب شود تا هوا به‌راحتی بتواند از روی کویل‌ها عبور کند. مسدود شدن مسیر هوا یا وجود موانع اطراف کندانسور می‌تواند راندمان دستگاه را کاهش دهد.
کاربردهای کندانسور هوا خنک
کندانسورهای هوا خنک در صنایع مختلف از جمله ساختمان‌های تجاری، واحدهای صنعتی، و حتی سیستم‌های تهویه مطبوع خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع کندانسور به دلیل سازگاری با شرایط محیطی گوناگون، در بسیاری از پروژه‌ها ترجیح داده می‌شود.
در مجموع، کندانسور هوا خنک بخشی کلیدی در عملکرد چیلر هوا خنک است که تأثیر مستقیمی بر راندمان و کارایی دستگاه دارد. نگهداری صحیح و طراحی مناسب آن می‌تواند به‌طور چشمگیری در کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد سیستم نقش داشته باشد.
3. شیر انبساط
شیر انبساط یکی از اجزای مهم و حیاتی در چرخه تبرید چیلر هوا خنک است که وظیفه تنظیم فشار و دمای مبرد را بر عهده دارد. این قطعه کوچک اما کلیدی، نقش بزرگی در عملکرد صحیح سیستم تبرید ایفا می‌کند. وظیفه اصلی شیر انبساط این است که فشار مبرد را به‌طور کنترل‌شده کاهش دهد و آن را برای ورود به اواپراتور آماده کند. در واقع، شیر انبساط به عنوان یک نقطه تفکیک میان فشار بالا (کندانسور) و فشار پایین (اواپراتور) عمل می‌کند.
شیر انبساط زمانی که مبرد از کندانسور خارج می‌شود، آن را از یک حالت مایع پرفشار و داغ به یک مایع با فشار پایین و دمای کمتر تبدیل می‌کند. این فرآیند کاهش فشار باعث می‌شود که مبرد بتواند در اواپراتور حرارت بیشتری را جذب کند. مبرد پس از عبور از شیر انبساط به صورت یک ترکیب دو فازی (مایع و بخار) وارد اواپراتور می‌شود. در اواپراتور، این مبرد گرمای محیط اطراف یا آبی که نیاز به خنک‌سازی دارد را جذب کرده و به گاز تبدیل می‌شود.
انواع شیرهای انبساط
- شیر انبساط ترموستاتیک (TXV):
این نوع شیر انبساط بر اساس دمای خروجی مبرد از اواپراتور، جریان مبرد را تنظیم می‌کند. TXV یکی از متداول‌ترین انواع شیرهای انبساط است که به طور دقیق کنترل می‌کند چه مقدار مبرد به اواپراتور وارد شود. - شیر انبساط الکترونیکی (EEV):
این نوع پیشرفته‌تر است و از حسگرهای دقیق برای کنترل جریان مبرد استفاده می‌کند. در سیستم‌های مدرن و هوشمند، این نوع شیرها بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا کارایی و دقت بیشتری دارند. - شیر انبساط ثابت:
در این نوع، جریان مبرد به‌صورت ثابت تنظیم می‌شود و برای کاربردهای ساده‌تر و چیلرهای کوچک مناسب است.
اهمیت عملکرد شیر انبساط
عملکرد صحیح شیر انبساط برای حفظ راندمان کلی سیستم بسیار مهم است. اگر شیر انبساط به درستی عمل نکند، ممکن است مشکلاتی در چرخه تبرید ایجاد شود:
- اگر جریان مبرد بیش از حد باشد، اواپراتور نمی‌تواند تمام مبرد را به گاز تبدیل کند، که می‌تواند منجر به بازگشت مایع به کمپرسور شود و باعث خرابی آن شود.
- اگر جریان مبرد کافی نباشد، ظرفیت خنک‌سازی چیلر کاهش می‌یابد و سیستم کارایی لازم را نخواهد داشت.
مزایای استفاده از شیر انبساط مناسب
- افزایش راندمان سیستم: تنظیم دقیق جریان مبرد به اواپراتور باعث بهبود کارایی و کاهش مصرف انرژی می‌شود.
- کاهش فشار روی کمپرسور: تنظیم فشار مناسب مبرد، عملکرد کمپرسور را بهینه می‌کند و از آسیب‌های احتمالی جلوگیری می‌کند.
- بهبود عملکرد خنک‌سازی: شیر انبساط تضمین می‌کند که مبرد با شرایط مناسب وارد اواپراتور شود و حداکثر جذب حرارت ممکن را انجام دهد.
نگهداری و عیب‌یابی شیر انبساط
برای حفظ عملکرد بهینه شیر انبساط، موارد زیر باید به‌طور منظم بررسی شوند:
- تمیزی سیستم: وجود آلودگی یا ذرات در مبرد می‌تواند عملکرد شیر انبساط را مختل کند.
- تنظیمات صحیح: اطمینان حاصل کنید که شیر انبساط به درستی برای نیازهای سیستم تنظیم شده باشد.
- بررسی نشتی‌ها: نشتی در خطوط متصل به شیر انبساط ممکن است باعث کاهش کارایی آن شود.
4. اواپراتور
اواپراتور یکی از مهم‌ترین اجزای چیلر هوا خنک است که نقش کلیدی در فرآیند خنک‌سازی ایفا می‌کند. وظیفه اصلی این بخش، جذب گرمای آب (یا هر مایع دیگر) و خنک کردن آن از طریق تبادل حرارتی با مبرد است. اواپراتور به‌عنوان نقطه‌ای در چرخه تبرید عمل می‌کند که در آن، انرژی گرمایی از آب به مبرد منتقل می‌شود. این فرآیند اساسی برای تأمین سرمایش در سیستم‌های تهویه مطبوع و خنک‌کننده‌های صنعتی است.
عملکرد اواپراتور در چیلر هوا خنک به این صورت است که مبرد، پس از عبور از شیر انبساط، وارد این بخش می‌شود. در این مرحله، مبرد به صورت یک مخلوط دو فازی (مایع و گاز) است و فشار آن کاهش یافته است. اواپراتور شامل یک مبدل حرارتی است که در آن، مبرد گرمای آب یا سیال دیگری را که در سیستم جریان دارد، جذب می‌کند.
وقتی مبرد گرما را جذب می‌کند، از حالت مایع به گاز تبدیل می‌شود (فرآیند تبخیر)، در حالی که دمای آب کاهش می‌یابد. این آب خنک‌شده سپس به سیستم‌های تهویه مطبوع، فن‌کویل‌ها، یا فرآیندهای صنعتی ارسال می‌شود تا نیازهای سرمایشی تأمین شوند.
انواع اواپراتورها در چیلر هوا خنک
- اواپراتور پوسته و لوله (Shell and Tube):
این نوع اواپراتور معمولاً در چیلرهای بزرگ‌تر استفاده می‌شود. در این طراحی، آب از داخل لوله‌ها عبور می‌کند و مبرد در پوسته اطراف آن جریان دارد. تبادل حرارت بین آب و مبرد در این سیستم با راندمان بالا انجام می‌شود. - اواپراتور صفحه‌ای (Plate Heat Exchanger):
این نوع اواپراتور در چیلرهای کوچک‌تر و با ظرفیت کمتر استفاده می‌شود. طراحی آن از صفحات نازک فلزی تشکیل شده که به صورت متناوب چیده شده‌اند و سیال‌ها در کانال‌های ایجادشده بین این صفحات جریان می‌یابند.
ویژگی‌های کلیدی اواپراتور
- مبدل حرارتی: هسته اصلی اواپراتور، مبدل حرارتی آن است که امکان تبادل حرارت کارآمد بین مبرد و آب را فراهم می‌کند.
- عایق حرارتی: اواپراتورها معمولاً با مواد عایق پوشیده می‌شوند تا از اتلاف حرارت و افزایش راندمان سیستم جلوگیری شود.
- کنترل دما: سیستم‌های کنترلی در اواپراتور به تنظیم دمای آب خروجی کمک می‌کنند و عملکرد دستگاه را بهینه می‌سازند.
اهمیت عملکرد صحیح اواپراتور
عملکرد اواپراتور به‌طور مستقیم بر راندمان و کارایی کلی چیلر تأثیر می‌گذارد. اگر اواپراتور به‌درستی عمل نکند، چیلر نمی‌تواند آب را به دمای موردنظر برساند و در نتیجه، کارایی کل سیستم کاهش می‌یابد. عواملی مانند تشکیل رسوب یا انسداد در لوله‌ها می‌تواند تبادل حرارت را مختل کند و باعث کاهش عملکرد اواپراتور شود.
مزایای طراحی و نگهداری مناسب اواپراتور
- افزایش راندمان سیستم: طراحی بهینه اواپراتور و انتخاب مناسب آن برای شرایط کاری می‌تواند راندمان چیلر را به طور چشمگیری افزایش دهد.
- کاهش هزینه‌های عملیاتی: اواپراتور با تبادل حرارتی کارآمد می‌تواند انرژی کمتری مصرف کند و هزینه‌های عملیاتی را کاهش دهد.
- طول عمر بیشتر: نگهداری صحیح، مانند شست‌وشوی دوره‌ای و جلوگیری از رسوب‌گذاری، عمر مفید اواپراتور را افزایش می‌دهد.
چالش‌ها و راهکارها در نگهداری اواپراتور
یکی از مشکلات رایج در اواپراتورها، رسوب‌گذاری در لوله‌ها یا صفحات مبدل حرارتی است. این مشکل می‌تواند تبادل حرارت را به شدت کاهش دهد. برای جلوگیری از این مشکل، استفاده از آب تمیز و فیلتراسیون مناسب بسیار مهم است. همچنین، بازدیدهای دوره‌ای و تمیزکاری منظم اواپراتور می‌تواند از کاهش راندمان جلوگیری کند.
دیگر چالش‌های مرتبط با اواپراتور شامل نشتی مبرد و خرابی عایق حرارتی است. برای رفع این مشکلات، نظارت بر فشار و دمای سیستم و استفاده از تجهیزات کنترلی پیشرفته توصیه می‌شود.
5. فن‌ها و کنترل‌ها
فن‌ها و سیستم‌های کنترل یکی از اجزای حیاتی در عملکرد صحیح چیلرهای هوا خنک هستند. این دو بخش با هم کار می‌کنند تا جریان هوا را در کندانسور به حداکثر برسانند و عملکرد کلی چیلر را بهینه‌سازی کنند. نقش فن‌ها و سیستم کنترل نه‌تنها در بهبود کارایی دستگاه بلکه در کاهش مصرف انرژی و افزایش طول عمر چیلر نیز بسیار مهم است.
فن‌ها در چیلر هوا خنک به طور مستقیم در خنک‌سازی مبرد نقش دارند. این فن‌ها بر روی کندانسور نصب شده‌اند و جریان هوای مورد نیاز برای دفع گرمای مبرد را تأمین می‌کنند. مبرد گرم‌شده که از کمپرسور خارج شده و وارد کندانسور می‌شود، باید با هوای محیط تبادل حرارت کند تا به حالت مایع تبدیل شود. این وظیفه بر عهده فن‌ها است که هوای تازه را از روی کویل‌های کندانسور عبور داده و گرما را به محیط اطراف منتقل کنند.
انواع فن‌ها در چیلرهای هوا خنک
- فن‌های محوری (Axial Fans):
این فن‌ها معمولاً در چیلرهای کوچک‌تر و متوسط استفاده می‌شوند. طراحی ساده، راندمان بالا، و مصرف انرژی کم از مزایای این نوع فن است. - فن‌های گریز از مرکز (Centrifugal Fans):
این نوع فن‌ها در چیلرهای بزرگ‌تر و سیستم‌هایی که نیاز به جریان هوای قوی‌تر دارند، به کار می‌روند. این فن‌ها توانایی بیشتری در تولید جریان هوای پرفشار دارند.
نقش سیستم کنترل در چیلر هوا خنک
سیستم کنترل چیلر یکی از بخش‌های پیشرفته دستگاه است که وظیفه نظارت و بهینه‌سازی عملکرد چیلر را بر عهده دارد. این سیستم از سنسورها، ماژول‌های کنترلی و نرم‌افزارهای هوشمند تشکیل شده است که داده‌ها را از اجزای مختلف جمع‌آوری می‌کند و بر اساس آن‌ها تصمیم‌گیری می‌کند.
وظایف سیستم کنترل
- مدیریت دمای کندانسور و اواپراتور:
سیستم کنترل، دما را در نقاط مختلف چرخه تبرید اندازه‌گیری می‌کند و در صورت نیاز، دستور تنظیم سرعت فن‌ها یا سایر اجزا را صادر می‌کند. - کنترل سرعت فن‌ها:
با استفاده از سیستم‌های درایو فرکانس متغیر (VFD)، سرعت فن‌ها به طور هوشمند تنظیم می‌شود تا میزان جریان هوای لازم برای خنک‌سازی تأمین شود. این تنظیمات باعث بهبود راندمان انرژی و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود. - نظارت بر فشار مبرد:
فشار مبرد در کندانسور و اواپراتور به طور مداوم نظارت می‌شود تا از کارکرد صحیح سیستم اطمینان حاصل شود. اگر فشار خارج از محدوده مجاز باشد، سیستم کنترل اقدامات اصلاحی انجام می‌دهد یا دستگاه را خاموش می‌کند تا از آسیب جلوگیری شود. - تشخیص خرابی‌ها:
سیستم کنترل پیشرفته قادر است مشکلاتی مانند عملکرد نادرست فن‌ها، کاهش جریان هوا، یا نقص در سنسورها را شناسایی کند و هشدارهای لازم را به کاربر بدهد.
مراحل عملکرد و طرز کار چیلر هوا خنک از ابتدا تا انتها
چیلر هوا خنک، یکی از انواع سیستم‌های سرمایشی است که برای خنک کردن آب به‌منظور استفاده در تهویه مطبوع یا فرآیندهای صنعتی به کار می‌رود. فرآیند خنک‌سازی در این سیستم به طور کلی به چهار مرحله اصلی تقسیم می‌شود. در ادامه، هر یک از این مراحل با جزئیات بیشتری توضیح داده شده است:
1. فشرده‌سازی مبرد
نخستین مرحله در چرخه تبرید، فشرده‌سازی مبرد توسط کمپرسور است. کمپرسور به‌عنوان قلب سیستم عمل می‌کند و وظیفه آن افزایش فشار و دمای مبرد است.
- نحوه عملکرد:
مبرد در حالت گاز کم‌فشار و کم‌دما وارد کمپرسور می‌شود. کمپرسور این گاز را فشرده کرده و فشار و دمای آن را به میزان قابل‌توجهی افزایش می‌دهد. - نتیجه:
مبرد با فشار بالا و دمای زیاد آماده می‌شود تا وارد کندانسور شود و گرمای خود را دفع کند.
کمپرسورهایی که در چیلر هوا خنک استفاده می‌شوند، می‌توانند انواع مختلفی داشته باشند، از جمله اسکرال، اسکرو و رفت‌وبرگشتی. هر نوع کمپرسور بسته به ظرفیت و نیازهای سیستم انتخاب می‌شود.
2. تبدیل گرما در کندانسور
مرحله دوم، انتقال گرمای مبرد به محیط اطراف است که در کندانسور انجام می‌شود. این بخش برای دفع گرما از مبرد به هوای محیط طراحی شده است.
- عملکرد:
مبرد داغ و پرفشار وارد کندانسور می‌شود. در این بخش، فن‌های کندانسور هوای محیط را از روی کویل‌های حاوی مبرد عبور می‌دهند. مبرد گرمای خود را به جریان هوا منتقل می‌کند و به تدریج خنک شده و از حالت گاز به مایع تبدیل می‌شود. - اهمیت این مرحله:
کندانسور هوا خنک، بدون نیاز به آب، گرمای مبرد را دفع می‌کند که این ویژگی آن را برای مناطق خشک و کم‌آب ایده‌آل می‌سازد.
3. کاهش فشار در شیر انبساط
مرحله سوم، عبور مبرد مایع از شیر انبساط است. این قطعه کوچک اما حیاتی، وظیفه تنظیم فشار مبرد را بر عهده دارد.
- نحوه عملکرد:
مبرد پرفشار و مایع، هنگام عبور از شیر انبساط، دچار کاهش فشار می‌شود. این کاهش فشار باعث می‌شود که دمای مبرد نیز به شدت کاهش یابد. در نتیجه، مبرد به حالت مخلوط مایع و گاز (دو فازی) تبدیل می‌شود. - اهمیت این مرحله:
آماده‌سازی مبرد برای جذب گرما در اواپراتور، یکی از وظایف اصلی شیر انبساط است. عملکرد صحیح این قطعه برای حفظ راندمان سیستم ضروری است.
4. جذب گرما در اواپراتور
آخرین مرحله در فرآیند خنک‌سازی، جذب گرمای آب توسط مبرد در اواپراتور است.
- عملکرد:
مبرد که اکنون در فشار و دمای پایین قرار دارد، وارد اواپراتور می‌شود. در این بخش، مبرد گرمای آب (یا هر مایع دیگری) را جذب کرده و به طور کامل تبخیر می‌شود. این فرآیند باعث خنک شدن آب می‌شود. - نتیجه:
آب خنک‌شده برای استفاده در سیستم‌های تهویه مطبوع، فن‌کویل‌ها یا فرآیندهای صنعتی به گردش در می‌آید. مبرد نیز به حالت گازی درآمده و دوباره به کمپرسور بازمی‌گردد تا چرخه تبرید از نو آغاز شود.
