چیلر چیست ؟ چیلر در واقع یک آبسرد کن است فقط در ابعاد بزرگ !
چیلر دستگاه مقابل دیگ آب گرم است ، دیگ آب گرم و پکیج گرمایشی در زمستان خانه را گرم میکنند ولی چیلر در تابستان خانه را سرد میکند !!!
مصارف غیر نوشیدنی آب سرد خیلی بیشتر است مثلا برای سرد کردن اتاق استفاده می شود ( که سرمای خیلی دلپذیری دارد ) و ظروف پلاستیک آشپزخانه میدانید با ذوب کردن مواد پلاستیک تهیه می شود و پس از ذوب برای شکل دهی داخل قالب با آب چیلر سرد میشود !!!!
چیل کلمه انگلیسی به معنی سرماست چیلر یعنی سرما ساز ولی تقریبا اکثر چیلر ها آب را سرد میکنند چون انتقال سرما به کمک آب خیلی آسان است .
حالا سوال هایی پیش می آید مثل اینکه خب چیلر چطوری سرما را تولید میکند و قیمتش چند است ؟
چیلر در اینجا به صورت ساده و کوتاه بررسی شده است :
- تاریخچه کوتاه از چیلر و سرمایش
- روش های تولید سرما ( در حالت کلی )
- چیلر و جایگاه آن در زندگی انسان های مختلف
- کاربرد چیلر چیست ؟ ( چیلر به چه دردی میخورد و در کجا استفاده می شود ؟ )
- انواع چیلر
- ساختار و نکات فنی چیلر
- روش کار چیلر چیست ( چگونه چیلر آب را سرد میکند ) ؟
- نکات خرید چیلر
- چیلر و بهینه سازی ( مالی و انرژی)
- نکات نگهداری و نظافت چیلر
- تکنولوژی های جانبی انواع چیلر
تاریخچه کوتاه از چیلر و سرمایش
شاید از روزی که انسان آتش را کشف کرد آرزوی کشف راهی برای سرما سازی را هم در سر داشت.
در ابتدا که منبع سرما برای آمریکایی ها خرید یخ بود ، یخ هایی که با کشتی از نزدیک قطب آورده میشدند ( هنوز چیلر ها را بر مبنای تن تبرید معرفی می کنند – یعنی برای تصور قدرت سرمایش یک چیلر پرسیده می شود که این چیلر اندازه چقدر یخ سرما تولید میکند ؟ )
حالا اگه روش های خنک کاری با آ ب را در نظر نگیریم احتمالا چیلر های جذبی که نوع بزرگ یخچال نفتی یا یخچال انیشتین بوده اند می توانند اولین نسل چیلر باشند .
چیلر های تراکمی و گاز های فریون بعدا ساخته شده اند و از نظر مقدار مصرف انرژی بهینه تر هستند .
اولین چیلر جهان
این عکس نسبت داده می شود به اولین چیلر جهان
که ساخته آقای ویلیس کریر پدر علم تهویه مطبوع جهان است .
گویا از نوع تراکمی اپن درایو بوده و با موتور بخار کار میکرده است و در یک کارخانه چاپ نسب شده است .
بعد ها از آب سرد چیلر برای خنک سازی ساختمان نیز استفاده شد .
این عکس و اطلاعات از سایت بیتزر ایران دات آی آر نقل شده است می توانید برای اطلاعات بیشتر مراجعه بفرمایید .
روش های تولید سرما ( در حالت کلی )
در حالت اصلی همه چیز سرد است ، در اعماق زمین کمی گرما مانده است و سطح زمین با واسطه به کمک خورشید گرم میشود ، کافی است گرما به بیرون از محل مورد نظر منتقل شود !!!
سرما در واقع جذب گرما است و بیشتر روش های تولید سرما ، به نوعی گرما را منتقل یا جذب می کنند :
- تولید سرما از طریق تماس با سیال سرد تر طبیعی
- تولید سرما از طریق تبخیر مایع
- تولید سرما الکترونیکی
- سرمایش با بمباران الکترون
- خنک کننده تصادفی
- تولید سرما با لوله گردبادی
- تولید سرما با صوت
تولید سرما از طریق تماس با سیال سرد تر طبیعی
در این نوع سرمایش جسم گرم تر در اثر تماس باجسم سردتر گرمای خود را از دست میدهد .
مثل باد پنکه
مثل هندوانه در آب
مثل بادگیر های یزد
و مثل انتقال گرمای نیروگاه هسته ای به آب دریا
تولید سرما از طریق تبخیر مایع
این نوع تولید سرما اقتصادی ترین روش برای تولید سرما است و از همه دیگر روش ها پر کاربرد تر است .
بیشتر رودخانه ها و جاهای تفریحی طبیعی سرد و دلپذیرند چون در کنار آبهای در حال تبخیراند و اگر رودخانه خشک شود از حالت تفریحی خارج می شوند !!!
اکثر کولر های آبی ، کولر های گازی ، سرد خانه ها ، چیلر های جذبی و چیلر های تراکمی با این روش سرما تولید میکنند .
در کولر های آبی آب تبخیر می شود ؛
در کولر های گازی گاز فریون بخار می شود؛
در سرد خانه ها و چیلر های تراکمی مایع بخار شونده آمونیاک یا نوعی فریون یا دی اکسید کربن یا نوعی گاز طبیعی مثلا گاز فندک و یا مایعی شیبه اینها می جوشد و تبخیر می شود.
در چیلر جذبی هم در بیشتر موارد آب مقطر یا نوعی ترکیب از آب مقطر و الکل بخار شده و تولید سرما میکند.
حتی یخچال های نفتی هم روش کاری شبیه چیلر جذبی داشته اند یعنی مایعی تبخیر می شده است ،
حالا اختلاف تمام اینها در نوع بازیافت مایع بخار شده پس از تبخیر است یعنی :
چیلر تراکمی و کولر گازی با متراکم کردن بخار دوباره آن را مایع میکنند ؛
در چیلر جذبی و یخچال نفتی بخار جذب یک مایع شده و داخل آن حل شده مایع میشود وبعد جدا سازی می شود .
در کولر آبی هم مایع تبخیر شده بازیافت نمی شود !!!!
تولید سرما الکترونیکی
نوعی آی سی شبیه قطعات معمول در بورد های الکترونیکی لوازم صوتی و تصویری وجود دارد که اگر برق دار شود یک طرف آن سرد و طرف دیگر آن گرم میشود .
از نام آی سی ترمو الکتریک برای این قطعه چیپست استفاده میکنند .
این قطعه هم برای گرمایش استفاده میشود و هم برای سرمایش مثلا در نوعی از یخچال های خودرو میتواند چند قوطی نوشیدنی را سرد کند و فقط با یک کلید سرمایش تبدیل به گرمایش میشود و می تواند غذا را گرم کند . ( کافی است جای برق مثبت و منفی آن را عوض کنید !!! )
این نوع قطعه و یخچال در ایران وجود دارد و برق مصرفی اکثر آنها از نوع برق خودرو است.
روش کار آن به این صورت است که یک اختلاف دمایی در دو سر آی سی ایجاد میشود و اگر شما با یک هیت سینک طرف داغ آن را سرد کنید طرف سرد آن از دمای یخ زدگی پایین تر می رود و اگر چند تا از این قطعات را پشت سر هم به هم بچسبانبد دمای قسمت سرد تا پنجاه درجه زیر صفر میرسد.
برای سرد کردن سی پی یو ها و قطعات حساس و پر اهمیت هم در الکترونیک کار برد دارد .
از نطر بهینه بودن مصرف برق به اندازه سرمایش با فریون و تبخیری بهینه نیست و برق زیادی مصرف میکند ولی در عوض دقت خیلی زیادی دارد ( تا یک صدم درجه ) ، فرض کنید برای زوم نگه داشتن یک لیزر شما نیاز دارید که با دقت خیلی زیادی یک عدسی را در یک دمای بدون نوسان نگهدارید میتوانید از این قطعه استفاده کنید .
ساختار آسانی دارد قیمت اولیه خرید آن کم است طول عمر زیادی دارد و خرابی آن کم است و قطعات جانبی ندارد!!! ( سرمایش بدون کمپرسور )
نکته جالب دیگر اینکه حالا اگر با روشی قسمت داغ آن را داغ کنید و قسمت سرد آنرا سرد کنید دو سر سیم آن ولتاژ ایجاد میشود یعنی یک ژنراتور تولید برق عالی محسوب میشود!!
رادیو های نفتی قدیم با روشی شبیه این کار می کرده اند ، با این روش و یک شمع به راحتی می شود یک شارژر موبایل ساخت و همچنین خودرو ساز ها برای استفاده بهینه از گرمای اگزوز خودروها و تولید آن به برق ، بجای دینام خودرو تحقیقات کرده اند .
سرمایش با بمباران الکترون
این نوع سرمایش با نام سرمایش الکترونی شاخه ای از علم فیزیک هسته ای است و با سرمایش نوع الکترونیکی که شاخه ای از علم علم الکترونیک است فرق دارد .
مخترع این روش پرفسور بودکر عضو آکادمی علوم کشور شوروی بوده است .
نوعی پرتو از الکترون ایجاد میشود و سپس با نوعی پرتو از یون ادغام میشود ( سرعت الکترون ها را تا حد امکان به سرعت متوسط یون ها نزدیک میکنند )
ذرات این دو پرتو با هم برخورد میکنند و اصطلاحا تکانه ایجاد میشود ولی وزن ذره یون از وزن ذره الکترون خیلی بیشتر است و چون در نهایت اینها مجبورن به یک تعادل ترمودینامیکی برسند ، ( فرض کنید یک گوی اهنی سنگین به یک گوی سبک تر برخورد کند این باعث میشود که سرعت حرکت گوی سبک خیلی زیاد شود و در عوض سرعت گوی سنگین تر کم شود ).
این کم شدن سرعت در یون ها با عث کم شدن انرژی جنبشی و سرمایش میشود .
که گاهی پایین تر از دویست درجه زیر صفر و نزدیک صفر مطلق می شود.
کاربرد چیلر چیست ؟
گفتیم خود چیلر فقط برای تولید آبسرد استفاده میشود ولی آشنا ترین استفاده آبسرد چیلر :
- سرد سازی منازل و ساختمان ( تهویه مطبوع )
- استفاده در صنعت برای کنترل دمای پروسه تولید برای رسیدن به کیفیت بیشتر
- استفاده جهت خنک کاری تجهیزات
- استفاده به عنوان خشک کن
- سایر استفاده ها
چیلر برای خنک کاری ساختمان ها ( تهویه مطبوع )
برای سرد کردن منازل مسکونی گران قیمت و ادارات ، بیمارستان ها و سایر ساختمان های پر اهمیت از چیلر استفاده می شود . به این صورت که آب سرد چیلر با پمپ به یک مبدل یا فن کویل منتقل شده و در تماس با هوای اتاق باعث سرد شدن هوای محیط می شود.
برای سرمایش منازل کوچک تر و ارزان تر از کولر گازی یا کولر آبی استفاده می شود ، ولی سرمایش چیلر به دلیل عدم ایجاد رطوبت از کولر آبی بهتر است همچنین به دلیل ایجاد سرمای یکنواخت از کولر گازی دلپذیر تر است .
شاید بتوان گفت استفاده از چیلر برا ی خنک کاری ساختمان یکی از کاربرد های کوچک چیلر باشد .
استفاده از سرمای چیلر برای دریافت محصول با کیفیت
امروزه انواع چیلر ها با تعداد زیاد یا قدرت های زیاد تقریبا در تمام کارخانه ها پیدا می شوند و از سرمای آن هر کارخانه نسبت به نوع فعالیت خود استفاده مخصوص به خود دارد مثلا کارخانه های مواد غذایی برای خنک کاری محصول و کنترل دمای پروسه کارخانه های چاپ برای کنترل کیفیت چاپ ، کارخانه های دارو سازی و لاستیک و پلاستیک برای خنک کاری محصول و عموما وقتی در ارتباط با محصول از آ ب سرد برای کنترل دمای فرایند تولید و بالا بردن کیفیت محصول استفاده میشوند و میتوانند محصولات خود را گران تر بفروشند .
استفاده از چیلر برای خنک کاری دستگاه ها
در جاهایی استفاده از چیلر اجباری است مثل خنک کاری تجهیزات صنعتی در کارخانه ها کشتی ها پتروشیمی ها ، اتاق کنترل نیرو گاه ها و سایر جاهایی که تجهیزات برای ادامه کار نیاز ضروری به خنک کاری دارند. همچنین اتاق های کامپیوتر های گران قیمت مثل اتاق سرور و اتاق تولید بیت کوین به چیلر نیاز دارند .
استفاده از چیلر برا جذب رطوبت
همچنین یکی از کاربرد های خیلی مهم چیلر استفاده به عنوان خشک کن در محیط های مرطوب است مثل انبار حبوبات ، اتاق کنترل کشتی ( به دلیل صدمات رطوبت دریا به تجهیزات دقیق ) ، کارخانه های مواد غذایی پودری ، و همینطور درایر های هوای فشرده ( خشک کن هوا ) در کارخانه ها ( بعضی از تجهیزات نیاز به هوای فشرده دارند و چون هوا رطوبت دارد باید از آن حذف شود وگر نه باعث خرابی دستگاه میشود ولی اگر هوای فشرده سرد شود رطوبت آن شبنم زده و از هوا جدا میشود .)
سرمایش با بمباران الکترون
روش کار چیلر چیست ؟
در اینجا میخواهیم بدانیم چه اتفاقی می افتد که آب هنگام عبور از چیلر سرد میشود ،
آسان ترین جواب این است که آب داخل چیلر از کنار یک ماده خیلی سرد تر عبور داده میشود .
آن ماده در چیلر تراکمی گاز فریون ( گاز یخچال / گاز چیلر ) و در چیلر جذبی آب مقطر است . ( که به آن ماده ، ” مبرد ” – یعنی خنک کننده – میگویند ) .
حالا خود ماده مبرد چند بار مصرف است یعنی مقداری از ماده مصرف شده و باعث سرما میشود و دوباره در چیلر احیا شده و برای مصرف دوباره آماده میشود .
یک مثال آسان ( که دقیقا چیلر ها با همین روش سرما تولید میکنند ) یک استکان آب است که روی پیراهن شما پاشیده می شود .
اگر روی پیراهن شما آب پاشیده شود یکباره احساس سرما میکنید ، چون آب سریعا شروع میکند به خشک شدن و برای تبخیر شدن نیاز به گرما دارد . این گرما را از بدن شما جذب میکند و بدن شما واقعن سرد میشود.
داخل چیلر ، آب از داخل تعداد زیادی لوله مسی عبور میکند حالا این ماده سرما ساز روی لوله ها پاشیده می شود و لوله ها سرد می شوند .
کمپرسور چیلر بخار حاصل از پاشش را جمع میکند فشرده سازی و سرد میکند ( تا دوباره مایع شود و آماده استفاده دوباره شود. )
