چیلر صنعتی :

به چیلری گفته میشود که با دو روش تراکمی یا جذبی و با سرد کردن سیال مورد استفاده ( آب یا ضد یخ ) تولید برودت ( سرمایش) میکند .چیلرهای صنعتی تفاوت بسیار مهمی با چیلرهای غیر صنعتی یا مسکونی دارند . علت هم آن است که  چیلرهای صنعتی به طور دائم و روزانه ۲۴ ساعت در حال استفاده شدن هستند .

در حالی که در نوع غیر صنعتی و مسکونی چیلرها در زمانهایی خاموش شده و غیر فعال میگردند . به همین دلیل ساخت چیلرهای صنعتی به صورت طراحی چند مرحله ای بوده و زمان و هزینه بیشتری را طلب میکند .

حال که با تعریف چیلر صنعتی آشنا شدیم زمان آن رسیده است که در مورد روشهای تراکمی و جذبی توضیحات لازم را ارائه دهیم . هر دو روش تبریدی و تراکمی بسیار پرکاربرد بوده و در صنایع مختلف به وفور مورد استفاده قرار میگیرند .

عملکرد چیلر صنعتی

این گونه چیلرها باید طی تمام فصول سال قابلیت تولید آب سرد را داشته باشند، و همچنین با توجه به نیاز سرمایی پروسه صنعتی، چیلرهای صنعتی باید قادر به رساندن سیال خنک کننده به دمای زیرصفر را دارا باشند؛ که در این حالت چیلر زیر صفر صنعتی نامیده می شود. چیلر صنعتی، باید قابلیت کارکرد در دمای محیط سرد زمستانی را بدون ایجاد اشکال داشته باشد.

همان طور که می دانیم دو مورد از بیشترین مشکلات چیلر ها در طول کارکرد آن، کارکرد در دمای بالای محیط و دمای پایین محیط می باشد.

چیلر صنعتی در تمام فصول سال در حال کارکرد می باشد، به همین دلیل کنترل  فشار دیسشارژ در چیلر های صنعتی بسیار مورد اهمیت می باشد.

در چیلر صنعتی معمولا از كندانسر های هوایي استفاده ميشود . کندانسور ها را اصولا با اختلاف دمای كاندنس (يعني دماي كاندنسينگ منهاي دماي هواي ورودي به آن ) معرفی می گردد. مثلا یک کندانسور با 10°C انتخاب شده است تقريبا اختلاف دمای کندانس  با تغيير دماي محيط، 10°C ثابت است.

حال اگرچیلر صنعتی با کندانسور هوایی که با دمای طراحی 105°F در تابستان طراحی شده است، در فصل زمستان استفاده کنیم؛ كاندنسر افزايش ظرفيت خواهد داشت. با توجه به این افزایش ظرفیت  در کندانسور باعث كاهش فشار كاندنسينگ و بروز مشكلات اساسي خواهد شد.

در شکل زیر کندانسور با اختلاف دمای را 15°F نشان داده شده است و برای دمای محیط 95°F برای مبرد R22 دمای کندانسینگ آن 110 درجه  فارنهاینت می باشد که فشار معادل آن 240psi می باشد طراحی گردید است.

در صورتی که دمای محیط تا مثلا  65°F کاهش پیدا کند دمای کندانس آن به 80 درجه فارنهاینت کاهش پیدا خواهد کرد که معادل 156psi کاهش پیدا می کند. این کاهش فشار باعث بروز مشکلاتی در چیلر صنعتی می گردد.

چیلر تراکمی :

چیلر تراکمی بسیار پرکاربرد بوده و ساختار و اساس کار جالبی دارد . در چیلر تراکمی بخار گردش  یک جریان سیال به نام مبرد در سیکل تبرید تراکمی بخار انجام میگیرد .  چهار مولفه اصلی آن شامل کمپرسور ، کندانسور ، شیر انبساط و اواپراتور است .

در مورد هر کدام از موارد بالا ابتدا تعریف مختصری بیان میکنیم . سپس به قسمتهای مختلفی تقسیم میشود و در هر مورد توضیحات لازم ارائه میشود .

کمپرسور : اصلی ترین بخش چیلر صنعتی کمپرسور آن است . علت هم این است که مهمترین وظیفه یعنی فشرده سازی گاز مبرد بر عهده آن است . گاز مبرد پس از آن که مراحل فشرده سازی را در کمپرسور طی کرد به وسیله لوله های انتقال به کندانسور منتقل میشود .

کندانسور : در واقع اصلیترین کار کندانسور خنک سازی مبرد است . اینکه این خنک سازی به چه شکلی انجام میشود در ادامه توضیح داده خواهد شد ‌.

اواپراتور : یکی از مهمترین قسمتهای چیلر است که وظیفه انتقال مبرد را داشته و از لوله و پوسته ساخته میشود . در اطراف لوله ها آب جهت خنک ساختن وجود دارد که مبرد میتواند گرمای آب را بگیرد و آنرا خنک کند ‌.

شیر انبساط : وظیفه اصلی شیر انبساط تبدیل مبرد مایع به گاز است . شیر انبساط توانایی این را دارد که حدودا یک چهارم مبرد مایع را به گاز تبدیل کرده و بقیه آن را به اپراتور جهت خنک سازی انتقال دهد .
حال که با تعریف اجزای تشکیل دهنده چیلر تراکمی آشنا شدیم لازم است که در مورد کندانسور و کمپرسور توضیحات بیشتری بدهیم ‌.

در این دو مورد تقسیم بندی های گوناگونی وجود دارد که در ادامه به صورت کامل توضیح داده میشود .

چیلر صنعتی چیست؟

تفاوت چیلر صنعتی با چیلر تهویه مطبوع

• صدا و لرزش: در چیلرهای صنعتی به دلیل استفاده در کارخانه ها حساسیت کم تری نسبت به صدا وجود دارد. این مورد دقیقا متضاد است با چیلرهای تهویه مطبوع که کم صدا بودن بسیار مهم است و این امرموجب می شود که در چیلرهای صنعتی حساسیتی در مورد انتخاب چیلر هوا خنک یا چیلر آب خنک و نوع کمپرسور با چالش کمتری روبرو شود.
• نوع کمپرسور: با توجه به اینکه صدا و لرزش در چیلرهای صنعتی خیلی اهمیت ندارد می توان از کمپرسور رفت و برگشتی (پیستونی) استفاده کرد این کمپرسورها به دلیل ساختار ساده ، قیمت پایینی که دارند و قابل تعمیر هستند و عمر بالایی دارند گزینه مناسبی می باشند.
• اواپراتور: با توجه به تنوع دمایی درچیلرهای صنعتی می توان از سه نوع اواپراتور استفاده کرد. اواپراتور صفحه ای ، اواپراتور پوسته و لوله و اواپراتور آیس بانکی.
• لوازم کنترلی و ابزار دقیق: به این دلیل چیلرهای صنعتی در طول سال مدام در حال کار کردن هستند لازم است از نوع دستگاه های کنترلی و حفاظت ها در تابلو برق و همین طور جهت کنترل فشارها و دماها استفاده گردد.
• مدار تبرید: چیلرهای صنعتی علاوه براینکه مدارهای تبرید مستقل، دارای مدارهای گردش آب مستقل هستند. این امر کمک می کند که در صورت خرابی تجهیزات کمک می کند که سیستم با نصف ظرفیت خود به کار ادامه دهد ولی این مدارهای آب مستقل در سیستم تهویه مطبوع مورد استفاده قرار نمی گیرد. در چیلرهای صنعتی به دلیل اینکه از اواپراتورهای مستقل استفاده می شود  اگر اواپراتوری خراب شود باقی سیستم به کار خود ادامه می دهند ولی در چیلرهای تهویه مطبوع خرابی اواپراتور برابر با از کار افتادن کل سیستم است.
• نوسانات فصلی دما: چیلرهای صنعتی به گونه ای طراحی می شوند که در تمام فصول سال و در هر شرایط آب و هوایی قابل استفاده باشند . اما چیلرهای تهویه مطبوع اغلب اوقات به خصوص در فصل زمستان نیازی به استفاده از آنان نیست.
• سیستم مجهز: چیلرهای صنعتی اغلب به مجموعه ای از پمپ ها ، مخازن ذخیره وسیستم های کنترلی مجهز هستند ولی درمقابل چیلرهای تهویه مطبوع نیازی به مجهز بودن این دستگاه ها ندارند.
• 

انواع چیلر صنعتی براساس کمپرسور :

۱- روتاری : اغلب در ظرفیتهای بسیار پایین تهویه مطبوع استفاده میشود . از لحاظ عملکرد شبیه کمپرسورهای پیستونی هستند با این تفاوت که برخلاف آنها به صورت دورانی حرکت میکنند .

۲ – اسکرال : مانند کمپرسور روتاری ظرفیت پایینی دارند و عمدتا در وسایل مرتبط با تهویه مطبوع به کار میروند . ویژگی خاص آنها این است که شامل دو قسمت حلزونی جهت افزایش فشار گاز مبرد میباشند .

۳ – پیستونی : ظرفیتهای آنها به طور معمول از روتاری و اسکرال بالاتر بوده و در رده میانی جای میگیرند . کمپرسور پیستونی علاوه بر تهویه مطبوع ، برای برودت صنعتی نیز استفاده میشود . قسمت عمده  تشکیل دهنده آن از میل لنگ ، شاتون ، پیستون و سوپاپ است .

۴ – اسکرو : معمولا در ظرفیتهای بالا بکار رفته و در هردو قسمت تهویه مطبوع و برودت صنعتی استفاده میشود . همزمان از دو مارپیچ نر و ماده برای ایجاد تراکم در گاز مبرد استفاده میکنند .

۵- سانتریفیوژ : به طور معمول در حجمهای بسیار بالا و برای پروژه های بزرگ استفاده میشود . در هر دو قسمت تهویه مطبوع و برودت صنعتی نیز کاربرد دارد . این کمپرسورها با افزایش انرژی جنبشی گاز ، فشار آن را بالا میبرند ‌ . در نهایت سرعت گاز با عبور از دیفیوزر کاهش یافته و انرژی جنبشی گاز با کم شدن سرعت به فشار تبدیل میشود .

برخی از مهمترین کاربردهای دستگاه چیلر صنعتی :

در کاربردهای صنعتی از آب سرد شده توسط چیلر علاوه بر خنک کاری محیط می توان در تجهیزات فرآیند و آزمایشگاه استفاده کرد.

به عنوان مثال از این آب سرد شده در صنایع تزریق پلاستیک و قالب های بادی ، برش دهنده های فلز ، تجهیزات جوشکاری ، دایکست ، ماشین ابزار ، فرآیندهای شیمیایی ، صنایع داروسازی و غذا ، صنایع کاغذ و سیمان ، سیستم های خلا ، صنایع X-Ray ، ایستگاه های تبدیل توان ، نیمه هادی ها ، کمپرسورها ، در صنایع بیمارستانی جهت خنک سازی دستگاه های MRI و لیزرها و … می توان استفاده نمود.

در این کاربردها یا چیلر مستقیما با سردسازی آب (یا هر سیال دیگری) و پمپاژ آن به مدار خنک کاری ماشین آلات عمل سرمایش را انجام می دهد و یا اینکه آب سرد شده به یک مبدل حرارتی (معمولا از نوع شل اند تیوب) ارسال و با سیال داغ صنعتی تبادل حرارت انجام می دهد.

۱ . اماکنی مانند سردخانه های صنعتی یا بیمارستان ها که برای سرمایش هوای داخل از چیلر به صورت ۲۴ ساعته استفاده می شود.

۲ . دستگاه های برش لیزر برای خنک کاری دستگاه و فرآیند

۳ . خنک کاری روغن هیدرلیک در صنعت

۴ . خنک کاری ماشین تزریق پلاستیک ، قالب های بادی و فرآیندهای ریخته گری

۵ . صنعت جوشکاری

۶ . صنعت ماشین ابزار

۷ . صنایع پزشکی برای کاهش دمای کاری دستگاه MRI و سی تی اسکن

۸ . خنک کاری اسید

۹ . صنایع الکترونیکی

۱۰ . صنایع شیمیایی

و هر نوع کاربرد صنعتی که در آن به خنک کاری نیاز باشد.