نحوه انتخاب چیلر مناسب

در مورد نحوه انتخاب چیلر مناسب،موضوعی که باید ابتدا مورد توجه قرار گیرد، تعیین و بررسی موقعیت پروژه است. سپس در ادامه باید نوع چیلر مناسب و ظرفیت آن را مشخص کرد. البته در این میان یک سری پارامترهای مهم در انتخاب و خرید چیلر وجود دارد که در این مقاله از کارا فناور اطلس پارسی قصد داریم تا آنها را مورد بررسی قرار بدهیم.

چیلر چیست؟

چیلر یک دستگاهی است که وظیفه کاهش دمای آب (آب چیلد) را برعهده دارد. دمای آب چیلد در اکثر چیلرها از 12 درجه سانتی گراد یا 55 درجه فارینهایت به 7 درجه سانتی گراد یا 45 درجه فارنهایت متغیر است. آب چیلر 7 درجه سانتی گراد جهت استفاده در فن کویل‌ها و هواسازها بوده و باعث تولید هوای خنک می‌شود.

نحوه کارکرد چیلر تراکمی به این صورت می باشد که گاز مبرد به حالت گاز توسط کمپرسور فشار و دمای آن افزایش می‌یاید. سپس گاز مبرد وارد کندانسور شده و در آنجا گرمای خود را در چیلرهای هوا خنک به هوای محیط و در چیلرهای آب خنک به آبی که بین کندانسور و کولینگ تاور در جریان است انتقال می دهد و گاز مبرد به مایع تبدیل می شود و دمای خود را از دست می دهد. پس از آن به سمت شیر انبساط حرکت می کند، در شیر انبساط مبرد فشار خود را از دست می دهد و به حالت دو فازی درآمده و آماده تبخیر می گردد. سپس در اِواپراتور، گاز مبرد که آماده تبخیر می باشد گرمای آب چیلد را گرفته و دمای آب چیلر را کاهش داده و گاز مبرد تبخیر می شود و به صورت گازی تبدیل می شود؛ سپس به سمت کمپرسور رفته و دوباره سیکل تکرار می شود.

“چیلرهای تراکمی هوا خنک، فقط مصرف برق دارند و چیلر تراکمی آب خنک مصرف برق و آب دارند.”

چیلر جذبی نوع دیگری از چیلرها است که با استفاده از دیگ که گاز طبیعی، نفت و گازوئیل مصرف می کند، آب گرم یا بخار تولید کرده و در ژنراتور این نوع چیلرها استفاده می شود. چیلرهای جذبی که اکثراً با لیتیوم بروماید و آب ساخته می شوند، به این صورت عمل می کنند که آب چیلد 12 درجه سانتی گراد ابتدا درون لوله و در قسمت اواپراتور چیلر جذبی که فشار در این محیط برابر 0.01 بار است، در جریان است و آبی (مبرد) که توسط نازل یا سینی پخش کن بر روی لوله های آب چیلد ریزش می شود، مبرد آبی در این فشار پایین می خواهد تبخیر شود و گرمای آب چیلد درون لوله ها را می گیرد و تبخیر شده و دمای آب چیلد را به 7 درجه سانتی گراد می رساند.

بخار ایجاد شده از تبخیر آب مبرد در اواپراتور توسط لیتیوم بروماید که جاذب آب است جذب لیتیوم بروماید موجود در ابزوربر شده و لیتیوم بروماید را رقیق می کند. سپس لیتیوم بروماید رقیق توسط پمپ به سمت مبدل حرارتی می رود که در آنجا لیتیوم بروماید رقیق با دمای کمتر و لیتیوم بروماید غلیظ با دمای بیشتر با هم تبادل حرارت انجام می دهند و لیتیوم بروماید رقیق را کمی گرم‌تر می کند. در ادامه این فرایند، لیتیوم بروماید رقیق وارد ژنراتور شده و در آنجا با بخار یا آب داغ دیگ که درون لوله است تبادل حرارت انجام می دهد تا آب درون لیتیوم بروماید تبخیر شده و لیتیوم بروماید در فشار 0.1 بار ژنراتور غلیظ می شود.

بعد از عبور از مبدل حرارتی به درون ابزوربر که در قسمت پایین اواپراتور قرار دارد و ارتباط مستقیم با آن دارد ریخته می شود. آب تبخیر شده توسط پمپ به نازل ها و سینی پخش کن وارد شده و بر روی لوله‌های اواپراتور ریخته شده و سیکل دوباره تکرار می شود. چیلرهای تراکمی برای تناژهایی از 3 تن به عنوان مینی چیلر تا 800 تن تبرید در ظرفیت های بالا و تعداد کمپرسور های بیشتر و چیلرهای جذبی معمولاً از 100 تن تا 2000 تن تبرید است.

5 نکته اساسی برای انتخاب چیلر مناسب

1. انتخاب گاز مبرد

یکی از روش‌های انتخاب چیلر، انتخاب گاز مبرد است. انتخاب گاز مبرد بستگی به شرایط محیطی دارد. ما چند گاز مبرد معروف داریم که عبارتند از R22, R134a, R407C, R410a که به بررسی هر کدام می پردازیم. لازم به ذکر است که هر گاز مبرد در جهان رنگ کپسول گاز مختص به خود را دارد.

• گاز R22 که این نوع گاز با توجه به اینکه باعث تخریب لایه اوزون می شود به طور کامل منسوخ شده است و شرکت های تولید شیرآلات دیگر این نوع گاز را ساپورت نمی کنند. پس بهتر است در انتخاب چیلر خود از این نوع گاز مبرد استفاده نشود. البته گاز R22 بهترین عملکرد و بازده را نسبت به سایر گازهای دیگر دارد. این نوع گاز تک مولکولی است.

  

• گاز R134a این نوع گاز دارای فشار کاری کم نسبت به سایر گازها بوده و برای مناطق گرم و خشک و مناطقی که دمای خشک آن مانند مناطق استوایی بالا می‌باشد، بسیار مناسب است. این نوع گاز نیز یک گاز تک مولکولی است. البته دارای کمپرسورها و اواپراتور و کندانسور بزرگتری نسبت به گازهای دیگر بوده و قیمت چیلر را افزایش می دهد.

• گاز R407C این نوع گاز دارای فشار بالا است و به هیچ وجه برای مناطق گرم و خشک و دارای دمای خشک بالا توصیه نمی شود. این نوع گاز برای مناطق سرد یا معتدل که دارای دمای خشک متوسط هستند، مناسب است. کمپرسورها و اواپراتور و کندانسور این گاز نسبت به R134a کوچکتر و نسبت به R22 بزرگتر است.
  این نوع گاز از سه نوع گاز دیگر به وجود آمده که عبارتند از R32(23%) R125 (25%) ,R134a (52%). اگر لوله‌های چیلر دارای نشت باشد، چون نمی‌دانیم کدام گاز از چیلر خارج شده، بهتر است تا کل گاز مبرد را از چیلر خارج کرده و دوباره گاز مبرد جدید تزریق گردد تا عملکرد چیلر مختل نشود.

• گاز R410a این نوع گاز که فشار کاری آن بالاتر از R407C است و معمولاً برای مینی چیلرها و اسپلیت‌ها استفاده می‌شود. این نوع گاز اصلاً برای مناطق گرمسیر توصیه نمی‌گردد. این گاز مبرد چند مولکولی است که درصد آنها عبارتند از R125 (50%) و R32 (50%) و همانند گاز R407C. اگر نشت گازی در چیلر رخ دهد، باید کل گاز تخلیه و گاز مبرد جدید به چیلر شارژ شود.

2. انتخاب نوع کندانسور

روش انتخاب مناسب چیلر بستگی به نوع کندانسور نیز دارد، دو نوع کندانسور آب خنک و کندانسور هوا خنک وجود دارد که بسته به شرایط می‌توان از آنها استفاده کرد. اگر در مناطق خشک و حاره ای چیلر نصب شود بهتر است از کندانسور هوا خنک استفاده شود. چون برج خنک کننده در مناطق با دمای مرطوب بالا قادر نیست تا دمای مناسب آب کندانسور چیلر را تامین کند یا در مناطقی که آب وجود نداشته باشد، بهتر است از چیلر هواخنک استفاده شود.

در مناطقی که آب وجود دارد و مناطق سرد با دمای مرطوب پایین می‌توان از چیلر آب خنک یا برج خنک کننده و کنداسور آب خنک استفاده کرد. البته باید در نظر گرفت وقتی از کندانسور هواخنک استفاده می‌شود نباید از مصرف برق فن های این نوع کندانسور ها غافل شد. بازده چیلرهای تراکمی آب خنک بیشتر از بازده چیلرهای تراکمی هوا خنک است.

3. انتخاب کمپرسور

نحوه انتخاب یک چیلر صنعتی بستگی به نوع کمپرسور دارد، انتخاب کمپرسور ها معمولاً با استفاده از نرم افزار کمپرسور سازنده انجام می‌شود. در چیلرهای هوا خنک دمای کندانسور را باید با اختلاف 8 الی 12 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای خشک محیط در نظر گرفت و در آب خنک باید دمای کندانسور را 35 الی 37 درجه در نظر گرفت. دمای اواپراتورهای DX را بین 2 الی 3 درجه سانتی گراد در نظر گرفته و دمای سوپرهیت را بین 5 الی 10 درجه سانتی گراد در نظر می‌گیریم.

سابکول هم بستگی به نحوه طراحی و ساخت کندانسور شرکت چیلرساز است که بین 0 الی 8 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می‌شود. با وارد کردن این موارد، دمای کمپرسور در نرم افزار مشخص شده و برودت قابل تولید و بازده کمپرسور نیز تعیین می‌گردد.

در ظرفیت های بالا از کمپرسور اسکرو استفاده می کنند که بهتر است از کمپرسور های Step by Step و اینورتردار استفاده شود با یک مثال دلیل این انتخاب را توضیح می دهیم.

فرض کنید می خواهیم یک چیلر 100 تن تبرید را انتخاب کنیم. همانطور که می دانیم همیشه ما در طول روز نیاز به 100 تن برودت نداریم. پس بهتر است از دو کمپرسور 50 تن استفاده کنیم تا زمانی که بار برودت مورد نیاز نصف می باشد چیلر با تمام ظرفیت خود کار نکند و در مصرف برق صرفه جویی شود. حال فرض کنید که کمپرسور دارای 3 یا  4Step باشد. در این صورت اگر کمپرسور دارای 4Step باشد، کمپرسور می تواند 25%، 50%، 75% و 100% کار کند. یعنی اگر برودت ما 12.5 تن باشد و دو کمپرسور 4 مرحله ای داشته باشیم، یک کمپرسور با درصد 25% کار خواهد کرد و پاسخ برودت ما را می دهد.

حال اگر 25 تن مورد نظر باشد یک کمپرسور با درصد 50% کار خواهد کرد. پس استفاده از کمپرسورهای Step by Step توصیه می شود. کمپرسورهای اینورتر دار بهتر می باشد. ولی هزینه آن بسیار بالا می باشد و در کمپرسورهای اینورتر دار یا درایو دار ما این توانایی را داریم که کمپرسور براساس برودت خواسته شده مقدار برق مصرف کند و تولید برودت نماید که به این نوع کمپرسورها continuous می گویند.

کمپرسورهای اسکرال برای ظرفیت های کوچکتر معمولا به صورت خاموش و روشن یا On-Off می باشند و برای اینکه در تولید برودت کنترل داشته باشیم، بهتر است که از چندین کمپرسور اسکرال استفاده کرد. برای همین چیلرهای دارای کمپرسور اسکرال را معمولاً 4 کمپرسور می‌سازند.

4. COP یا بازده چیلر

بازده چیلر یکی از عوامل مهم در انتخاب چیلر است. به این معنی که هر چه قدر COP یا بازده چیلر بالاتر باشد، چیلر در ازای مصرف برق کمتر برودت مورد نیاز را تامین می‌کند. بازده چیلر از فرمول ذیل محاسبه می‌شود.

بازده چیلرهای آب خنک بیشتر از چیلرهای هواخنک است، به همین علت مصرف برق کمپرسورهای چیلرهای آب خنک کمتر از چیلرهای هواخنک است. معمولاً بازده چیلرهای آب خنک حدوداً 4 و چیلرهای هوا خنک حدوداً 3 و چیلرهای جذبی تک اثره (Single effect) 0.7 و چیلرهای جذبی دو اثره (Double effect) 1.2 است.

5. تعداد مدار و کمپرسور

بهتر است که تعداد مدار با تعداد کمپرسور ها یکسان باشد تا در برگشت روغن در کمپرسور به مشکل برخورد نکنیم. به یک سیکل کامل، یک مدار می‌گویند. برای مثال فرض کنید که چیلری دارای 2 کمپرسور و 2 مدار باشد؛ یعنی هر کمپرسور دارای کندانسور و اواپراتور و شیر اکسپنشن یا شیر انبساط جدا و لوله کشی جدا است، اما توسط یک تابلو برق بار برودت کنترل می‌شود. در این صورت اگر یک کمپرسور دچار سوختگی و خرابی شد، مدار دیگر نصف دیگر برودت را می‌تواند تولید کند. معمولاً کاتالوگ چیلر شرکت‌ها دارای جدول انتخاب چیلر است که می توان از آن مقدار ظرفیت دستگاه را مشخص کرد.

تناژ یا ظرفیت واقعی یا نامی چیلر

در بعضی از شرکت‌ها، چیلر را با ظرفیت نامی یا اسمی به مشتری معرفی می‌کنند که با ظرفیت واقعی متفاوت است. کمپرسور در یک دماهای خاص اواپراتور، کندانسور، سابکول و سوپرهیت با گاز R22 ظرفیت نامی آن مشخص می شود و برخی نیز به آن توان، توان اسبی یا Horse Power کمپرسور می‌گویند. فرض می‌کنیم یک کمپرسور داریم با ظرفیت نامی 50 تن که این ظرفیت در شرایط دمایی خاص و با گاز R22 به دست آمده است.

نوع مبرد و دماهای طراحی چیلر معمولی که شامل اواپراتور، کندانسور، و سوپرهیت و سابکول است را در نرم افزار کمپرسور وارد می کنیم. در این صورت کمپرسور ظرفیت واقعی کمتری را نشان می‌دهد. معمولاً یک کمپرسور 50 تن نامی، در چیلر هوا خنک در شهر تهران 20 تن واقعی با گاز R134a  و 28 تن واقعی با گاز R407C  و 29 تن با گاز R22 تولید می کند. در چیلر آب خنک 23 تن واقعی با گاز R134a و 34 تن واقعی با گاز R407C و 34 تن واقعی نیز با گاز R22 تولید می‌کند. اگرچه هرچقدر کندانسور بزرگتر و بازده چیلر بیشتر یا دمای اواپراتور بیشتر باشد، تناژ واقعی بیشتر می‌شود.

جمع بندی

در نهایت باید گفت که نحوه انتخاب چیلر مناسب (choose the right chiller)، از مهمترین مراحل طراحی، ساخت و خرید تأسیسات مکانیکی است. بطوری که در صورت عدم توجه لازم و بررسی کارشناسی و مهندسی، خسارات جبران‌ناپذیر و هزینه‌های گزافی را متوجه پروژه خواهد کرد.

در هنگام انتخاب چیلر مناسب، باید از کارشناسان خبره تأسیسات مکانیکی تهویه مطبوع و تبرید استفاده کرد تا با بررسی همه جانبه مسئله از جمله مشخصات، محدودیت‌ها و ظرفیت سرمایشی مورد نیاز برای پروژه و همچنین ویژگی‌های و امکانات دستگاه چیلر مورد نیاز، در نهایت نسبت به خرید سیستم اقدام کرد. در هنگام خرید نیز علاوه بر توجه به موضوعات و ویژگی‌های فنّی، باید به مواردی از جمله گارانتی چیلر، خدمات پس از فروش شرکت سازنده و همچنین در دسترس بوده قطعات یدکی نیز دقت بسیاری کرد.

شرکت کارا فناور اطلس پارسی (بادران تهویه صنعت)

تلفن تماس: ۰۲۱۲۶۷۰۹۹۱۸ / ۰۲۱۲۶۷۰۹۳۶۸ / ۰۲۱۲۲۶۴۵۸۹۰ / ۰۲۱۲۶۶۰۲۷۷۶

تماس فوری / واتس اپ:۰۹۲۱۳۶۰۲۶۹۰

وب سایت رسمی:Badrantahvieh.net

ایمیل:badran.tahvieh@gmail.com

گروه تلگرام:Cooling tower

سوالات تکمیلی