فروش تجهیزات سردخانه

چیلر چیست و چه مزایا و معایبی دارد ؟

وجه تمایز انواع چیلر تراکمی در نوع کمپرسور (اسکرال ، پیستونی ، اسکرو یا سانتریفیوژ) و نیز نوع کندانسور (آب خنک یا هوا خنک) و چیلر جذبی در تک اثره یا دو اثره بودن آن است. با وجود اینکه انواع چیلرها اجزا و طرز کار متفاوتی نسبت به هم دارند ولی در کل همه انواع آنها یک کار و وظیفه مشترک بر عهده دارند. چیلر دستگاهی است که گرمای یک سیال مایع (مانند آب) یا گازی (مانند هوا) را با استفاده از سیکل تبرید تراکمی و یا سیکل جذبی گرفته و آن را سرد می کند. انواع چیلر به دو گروه عمده تراکمی و جذبی تقسیم بندی می شود که وظیفه همه آنها سرمایش یک سیال است. سیال سرد شده کاربرد تهویه مطبوع ساختمانی و یا صنعتی دارد.

دمای آب سرد شده معمولا بین ۲ تا ۷ درجه سانتی گراد است و در برخی کاربردها (با توجه به نیاز مصرف کننده) می توان با افزودن مواد ضد یخ به آب ، دمای آن را تا زیر صفر (در برخی کاربردها تا ۸۰ درجه زیر صفر) کاهش داد.

چیلرهای متعارف مورد استفاده در صنعت تهویه با ظرفیت هایی بین ۱۵ تا ۲۰۰۰ تن تبرید موجود هستند و برخی از سازندگان توانایی تولید چیلرهایی تا ظرفیت ۵۲۰۰ تن تبرید را نیز دارند. در ظرفیت های کمتر از ۱۵ تن تبرید معمولا از واژه مینی چیلر استفاده می شود که در شکل زیر نمونه هایی از انواع چیلر را مشاهده می کنید.

کاربرد ساختمانی چیلر

در کاربرد ساختمانی ، سیال سرد شده (برای مثال آب سرد) از طریق سیستم لوله کشی به مبدل های حرارتی مانند هواساز و فن کویل جهت سرمایش ساختمان منتقل شده و در آنجا با تبادل حرارت با هوای داخل اتاق ها و سالن ها ، گرمای هوا را گرفته و محیط داخل ساختمان را خنک می کند. آب سرد که گرمای هوای محیط داخل را گرفته و مجددا گرم شده است به چیلر بازگردانده می شود تا دوباره در آن سرد شود.

آب سرد شده در چیلر که جهت خنک کاری به کویل (دسته ای از لوله های پر پیچ و خم) فن کویل و هواساز پمپاژ می شود، درون کویل به گردش در آمده و یک فن با هدایت جریان هوا از اطراف کویل ، موجب کاهش دمای جریان هوا می شود. در همین حین ، سطح سرد لوله های کویل باعث تقطیر بخار آب موجود در هوا بر سطح لوله ها شده و منجر به کاهش رطوبت هوا نیز می شود. برای مثال در شکل زیر تجهیزات مستقر در موتورخانه و فن کویل های مستقر در هر طبقه از ساختمان به شکل شماتیک نشان داده شده است.

موتورخانه فن کویل

همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، فن کویل تنها یک مبدل حرارتی هوا به آب است. با جریان یافتن آب سرد در لوله های مسی کویل، به سرعت گرمای هوا به آب سرد داده شده (مس ضریب انتقال حرارت بسیار بالایی دارد) و هوای ساختمان خنک می شود. مزیت بزرگ این سیستم این است که هر فن کویل در هر اتاق یک کنترلر دارد که هر فرد در اتاق خود می تواند بدون تاثیر بر سایر فن کویل ها، فن کویل اتاق خود را خاموش و روشن نموده و نیز دمای آن را به هر مقدار دلخواه تنظیم کند و تمام این فن کویل ها در کل واحدهای ساختمان فقط به یک چیلر متصل می شوند.

از دیگر مزایای چیلر به همراه فن کویل ها این است که دیگر ساختمان به لوازم گرمایشی مثل رادیاتور یا گرمایش قرنیزی یا گرمایش از کف و … هم نیازی ندارد و همین فن کویل ها به بهترین و مطلوب ترین شکل ممکن برای گرمایش هم استفاده می شوند و فقط کافی است که آبگرم ساختمان را به آن متصل کنیم. برای شناخت بیشتر فن کویل ها پیشنهاد می کنیم که مقاله انواع فن کویل را مطالعه کنید.

فن کویل

حال اگر بخواهیم در یک سالن بزرگ (مثل سالن سینما یا تالار عروسی یا سالن کنفرانس و …) یا یک سوله هوا را سرد یا گرم کنیم، فن کویل ها نمی توانند پاسخگوی نیازها باشند و باید از هواساز استفاده کنیم. مطابق شکل زیر هواساز بسیار شبیه فن کویل است ولی در ابعادی بسیار بزرگتر که حجم بسیار زیادی از هوا را سرد یا گرم کرده و با کانال کشی در کل سالن یا سوله مورد نظر توزیع می کند. برای گرمایش هم دقیقا همانند فن کویل ها کافی است که درون کویل، آبگرم جاری شود.

کاربرد صنعتی انواع چیلر

چیلر صنعتی ، سیال سرد شده در چیلر به مدار خنک کننده دستگاه صنعتی ارسال شده و جهت خنک کاری مورد استفاده قرار می گیرد. برای مثال جهت خنک کاری محلول اسید سولفوریک ۲۰ درصد در یک کارخانه از یک مبدل حرارتی استفاده می شود که از یک سمت آن اسید سولفوریک وارد شده و از سمت دیگر آب سرد شده در دستگاه چیلر که در اثر تبادل حرارت بین اسید سولفوریک و آب سرد ، حرارت از اسید به آب منتقل می شود.

مبدل حرارتی می تواند از نوع پوسته و لوله (شل اند تیوب) یا صفحه ای (پلیتی) و … باشد. کاربرد چیلر در صنعت بسیار وسیع است و برای مثال می توان به انواع چیلر دستگاه تزریق پلاستیک یا صنایع شیمیایی و … اشاره کرد که تمام آنها با همان اصولی که گفتیم عمل کرده و فقط آب را سرد می کنند. در ضمن نوع صنعتی آن آپشن های مخصوصی دارد تا بتواند بدون وقفه در ۳۶۵ روز سال کار کند.

چیلر صنعتی و مبدل حرارتی

دو نوع اصلی چیلرها ، چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی هستند که هر کدام از آنها به انواع مختلفی تقسیم می شوند. برای مثال انواع تراکمی آن از نظر نوع کندانسور به دو نوع آب خنک (کندانسور شل اند تیوب آب خنک که گرمای اضافی مبرد در آن توسط آب گرفته می شود) و نوع هوا خنک (کندانسور فن دار هوا خنک که گرمای اضافی مبرد در آن توسط هوا گرفته می شود) و از نظر نوع کمپرسور به انواع پیستونی ، اسکرو ، سانتریفیوژ و اسکرال تقسیم بندی می شوند.

۱ . چیلرهای تراکمی

چیلرهای تراکمی به دو شکل و در کل در ۶ مدل مختلف دسته بندی می شوند. یکی بر اساس نوع کندانسور و یکی هم بر اساس نوع کمپرسور.

انواع چیلر تراکم

۱ . ۱ . دسته بندی بر اساس کندانسور

ابتدا سوالی که پیش می آید این است که کندانسور چه وظیفه ای بر عهده دارد؟

کندانسور چیلرهای تراکمی می تواند به صورت آب خنک (که به آن چیلر تراکمی آب خنک یا آبی گفته می شود) و یا هوا خنک (که به آن چیلر تراکمی هوا خنک یا هوایی گفته می شود) باشد که این دو نوع بیشترین کاربرد را در ساختمان و صنعت دارند.

به اشتباه برخی تصور می کنند که آب خنک یعنی اینکه چیلر ، آب را سرد می کند و هوا خنک یعنی اینکه چیلر ، هوا را سرد می کند. خیر اینطور نیست. همانطور که در بالا اشاره کردیم همه چیلرها فقط و فقط یک کار انجام می دهند و آن هم سرد کردن آب است.

کندانسور قسمتی از چیلر است که در آن گرمای چیلر باید دفع شود که اگر با فن دفع شود به آن هوا خنک می گویند و اگر توسط آب دفع شود به آن آب خنک می گویند. وقتی توسط فن دفع می شود خب تکلیف مشخص است و هوای آزاد دائما در دسترس است و مشکلی از این بابت نداریم. با دقت به شکل زیر نگاه کنید. کندانسور نوع هوا خنک در بالایی ترین بخش چیلر قرار گرفته و شامل لوله های مسی است که مبرد داغ و فشرده در آن لوله ها حرکت کرده و چند فن هوا را از اطراف لوله ها می دمند تا دما و فشار مبرد داخل کندانسور کاهش یابد.

اگر کندانسور هوا خنک باشد راندمان نسبت به آب خنک کمتر می شود ولی دیگر به برج خنک کننده نیازی نیست و توسط فن های موجود در بالای دستگاه ، کندانسور خنک می شود که باید آن را در فضای باز مانند پشت بام و … نصب کرد.

سیستم سرمایشی چیلر

ولی اگر توسط آب دفع شود، آب که به صورت بی نهایت در دسترس نیست و باید به طریقی همین آب هم گرمای خود را از دست بدهد تا مجددا بتواند گرمای مبرد داغ و فشرده را در کندانسور دریافت کند که برای این کار از برج خنک کننده استفاده می شود که آب کندانسور به برج می رود و پس از اینکه در برج گرمای خود را به هوای آزاد داد مجددا به کندانسور برگردد. بنابرین کندانسور آب خنک دارای فن نیست و از نوع شل اند تیوب (پوسته و لوله) است و مطابق شکل زیر مشاهده می کنید که به چه نحوی این قسمت ها با هم ارتباط داشته و در واقع چیلر نوع آب خنک دارای ۲ مدار آب است. یکی آب سرد چیلر که به مصرف کننده های نهایی فرستاده می شود و یکی هم آب در گردش کندانسور که به برج خنک کننده فرستاده می شود تا حرارت خود را در برج از دست بدهد و مجددا با پمپ برگردانده شود.

مدار آب سرد چیلر و آب برج خنک  کننده

برای آشنایی بیشتر با اجزا و ساختار کندانسورهای شل اند تیوب (پوسته و لوله) مقاله مبدل حرارتی پوسته و لوله چیست ؟ را مطالعه بفرمایید.

اگر کندانسور آب خنک باشد راندمان سیستم بالاتر می رود (نسبت به هوا خنک) ولی می بایستی که از تجهیزاتی مانند کولینگ تاور (برج خنک کننده) جهت خنک کردن آب کندانسور استفاده شود. چیلر آب خنک را می توان در فضاهای بسته مانند موتورخانه نصب نمود زیرا که آب کندانسور با لوله کشی به برج خنک کننده ای که در فضای آزاد نصب می شود منتقل می گردد.

چیلر آب خنک و برج خنک کننده

۱ . ۲ . دسته بندی بر اساس کمپرسور

در کل چهار نوع کمپرسور جهت راه اندازی سیکل و فشرده سازی مبرد وجود دارد که عبارتند از کمپرسور پیستونی یا رفت و برگشتی ، کمپرسور اسکرو یا مارپیچی Screw ، نوع اسکرال یا حلزونی Scroll و نوع گریز از مرکز یا سانتریفیوژ. کمپرسور توسط موتور الکتریکی ، موتور احتراق داخلی پیستونی ، توربین گاز یا بخار و … می تواند به گردش درآید که معمولا از موتور الکتریکی استفاده می شود.

قسمت های اصلی چیلر تراکمی :

۱ . کمپرسور و موتور الکتریکی محرک آن

۲ . مبرد (گاز فریون) سیکل که می تواند گاز R134A ، R407C و … باشد.

۳ . شیر انبساط که کار آن کاهش فشار مبرد درون سیکل است.

۴ . مبدل حرارتی اواپراتور که گرمای سیالی که قرار است سرد شود را گرفته و به مبرد می دهد.

۵ . مبدل حرارتی کندانسور که در آن مبرد با محیط اطراف خود تبادل حرارت کرده و گرمای اضافی خود را از دست می دهد تا از حالت گازی شکل به حالت مایع تغییر فاز دهد.

۲ . چیلرهای جذبی

چیلرهای جذبی به سه شکل و در کل در ۶ مدل مختلف دسته بندی می شوند. اول بر اساس اینکه انرژی مورد نیاز برای راه اندازی سیکل جذبی ، شعله مستقیم آتش است یا اینکه شعله غیر مستقیم مانند حرارت اضافه یک کوره. دوم بر اساس اینکه از سیستم آب و آمونیاک به عنوان سیستم جاذب و مبرد استفاده می شود یا اینکه از آب و لیتیوم بروماید. سوم بر اساس اینکه کل سیستم به طور تک اثره عمل می کند یا دو اثره.

چیلرهای جذبی

ضریب عملکرد COP چیلر جذبی نسبت به تراکمی بسیار کمتر و اغلب بین ۰٫۵ تا ۱ می باشد (در چیلر تراکمی ضریب عملکرد حداقل ۳ است) و این مسئله یکی از بزرگترین معایب سیستم جذبی محسوب می شود. از نوع جذبی بهتر است فقط زمانی استفاده شود که از یک منبع حرارتی بدون استفاده که در حال تلف شدن است استفاده کنیم و سیکل آن را راه بیاندازیم. این منبع حرارتی می تواند آب گرم و یا بخار ، حرارت دفع شده از توربین گاز ، گرمای دودکش کوره ها و بویلرها و هر نوع حرارت مستقیم و یا غیر مستقیمی باشد که بتوان آن را با سیکل جذبی بازیافت و جهت سردسازی آب استفاده نمود. انواع آن عبارتند از تک اثره و دو اثره که در نوع تک اثره ، آب به عنوان مبرد و ماده لیتیوم بروماید به عنوان جاذب استفاده می شود.

تشریح اجزا و نحوه خنک کاری آب در چیلرهای جذبی و نیز پی بردن به مهمترین مزایا و معایب و کاربرد آنها و نیز آشنایی با نحوه قیمت گذاری آن مبحث بسیار مفصلی است که ما آن را در یک مقاله مجزا به طور کامل تشریح کرده ایم که می توانید در مقاله چیلر جذبی آن را مطالعه کنید.

آیس بانک 

آیس بانک (Ice bank) یا به عبارتی سیستم ذخیره سازی انرژی برودتیِ یخ، مکانیزمی است نسبتاً جدید به منظور بهینه سازی مصرف انرژی که در تهویه مطبوع و برودت صنعتی، در کنار چیلر تراکمی به منظور کاهش مصرف برق مورد بهره برداری قرار می گیرد. همچنین این سیستم، مشخصاً در صنایع غذایی بخصوص صنعت لبنیات نیز بسیار پرکاربرد بوده و در فرایند های مختلفِ تولید محصولات لبنی مورد استفاده قرار می گیرد.

 توجه داشته باشید که آیس بانک یک روش ذخیره سازی انرژی گرمایی (Thermal Energy Storage = TES) در دمای پایین می باشد. ممکن است این موضوع کمی در ابتدا عجیب به نظر برسد که چطور یک مکانیزم تولید سرما، نوعی سیستم ذخیره سازی گرما محسوب می شود؟ اما دلیل این موضوع ساده است. سرما مفهوم فیزیکی ندارد و در واقع نبود یا کاهش انرژِی گرمایی سبب کاهش دما و ایجاد سرما می شود. به همین دلیل آیس بانک یک نوع سیستم ذخیره سازی گرما در دمای پایین به حساب می آید. به عبارت دیگر، تولید یخ در آیس بانک نتیجه و محصول نبود گرماست و ما در این روش پس از تولید یخ (ذخیره گرما در دمای پایین) سعی داریم از انرژی برودتی آن در زمان دیگری استفاده کنیم.

در تهویه مطبوع و برودت صنعتی یکی از چالش های موجود، میزان مصرف برق چیلرهای تراکمی است، اعم از چیلر تراکمی هوا خنک، چیلر تراکمی آب خنک و یا حتی مینی چیلرها. کمپرسور موجود در سیکل تبرید تراکمیِ این دستگاه ها، بیشترین سهم برق مصرفی را دارد.

از طرفی چون کاربرد چیلرها در سرمایش واحدهای مسکونی، تجاری، اداری و حتی برودت صنعتی مدام رو به افزایش بوده و استفاده از آنها بسیار رایج شده است، بکارگیریِ آیس بانک ها (بخصوص در پروژه های بزرگ) نیز روز به روز در حال توسعه می باشد. بعلاوه افزایش هزینه و تعرفۀ انرژی ها از جمله انرژی الکتریسیته (برق) سبب گسترش بیشتر استفاده از آیس بانک ها شده است. آیس بانک در تهویه مطبوع با عنوان سیستم ذخیره سازی یخ (Ice storage system) نیز شناخته می شود.

قیمت آیس بانک 

اجزا و ساختار آیس بانک

آیس بانک ها شامل اجزا و ساختار پیچیده ای نیستند و مهم ترین قسمت تشکیل دهندۀ آن همان مخازن ذخیره یخ و کویل برودتیِ موجود در این مخازن می باشد. البته تعدادی شیر کنترلی نیز در مدار دستگاه نصب می شوند. ممکن است با توجه به نوع سیستم و فرآیندی که قصد داریم در کنار آن ها از مخزن یخ استفاده کنیم، یک سری قطعات جانبی اضافه یا حذف شوند، اما مخزن و کویل یا همان مبدل جرارتی موجود در مخزن دو مؤلفۀ اصلی آیس بانک ها به حساب می آیند.

تانک یخ و کویل موجود در آن

تانک یا مخزن یخ در سیستم های ذخیره سازی یخ (آیس بانک) در انواع گوناگون، مطابق با فضای موجود و البته نیاز پروژه در نظر گرفته می شود، اما رایج ترین آن ها در سیستم های گلیکولی، مخازن استوانه ای استاتیک است که کویل یا مبدل حرارتی در داخل آن قرار می گیرد. لوله های کویل داخل مخزن معمولا از جنس فولاد، پلی اتیلن یا پلی پروپیلن می باشند.

اجزای آیس بانک

ساختار و اجزای آیس بانک

با توجه به شکل فوق مشخص است که در طول روز، بار برودتی داخل ساختمان از طریق فن کویل ها و یا هواسازها جذب شده و جریان آبی که گرمای داخل ساختمان را جذب کرده مجدداً به چیلر باز می گردد تا دمایش از طریق دفع گرما به محیط کاهش یابد. به همین دلیل چیلر را یک ماشین انتقال گرما یا پمپ انرژی می نامند. اما تفاوت مکانیزم فوق در مقایسه با شرایط مرسوم این است که بخشی از کاهش دمای آب برگشتی از ساختمان، توسط آیس بانک و به کمک ذوب یخ های ذخیره شده اتفاق می افتد. در ادامه توضیح خواهیم داد که این نوع از ذخیره سازی یخ را Partial storage (ذخیره سازی جزئی) می نامند.

اگرچه آیس بانک ها ساختارساده ای دارند، اما می بایست توجه داشت که طراحی و تولید اصولی آنها، رعایت الزامات مربوط به اتصالات و همچنین اعمال درست فرآیندهای کنترلیِ لازم، اهمیت بسیاری در بهره برداری درست از سیستم ذخیره سازیِ یخ خواهند داشت.

نحوۀ عملکرد و کارکرد آیس بانک

پس از آشنایی با اجزا و نحوۀ بکارگیریِ آیس بانک، ممکن است این سؤال برای شما پیش بیاید که یخ موجود در آیس بانک ها چگونه و با چه روشی تولید می شود؟

در سال های گذشته، آیس بانک های بکار رفته در صنعت، عمدتاً از نوع DX بوده اند. به این معنا که بجای چیلر از کندانسینگ یونیت برای تولید یخ در آنها استفاده می شد. اما، امروزه در تمامی پروژه های تهویه مطبوع و حتی در برودت صنعتی، آیس بانک های گلیکولی، بکار گرفته می شوند. یعنی برای آنکه بتوان بجای مبرد، جریان آب را با دمای مورد نیاز (حدود 5- درجۀ سانتی گراد) توسط چیلر تولید نمود و برای تولید یخ از داخل کویل آیس بانک عبور داد، درصدی گلیکول (ضد یخ) به جریان آب اضافه می شود. این چنین با عبور آب و گلیکولِ 5- درجۀ سانتی گرادی از داخل لوله های کویل آیس بانک، آب موجود در مخزن یخ زده و آمادۀ ذخیره سازی خواهد شد.

به طور معمول ماده گلیکولی 25% و آب 75% این ترکیب را تشکیل می دهند. نقطه انجماد این محلول حدود منفی 12 درجه سانتی گراد است.

هدف اصلی از بکارگیری آیس بانک در پروژه های تهویه مطبوع، کاهش هزینه های تأمین و مصرف برق می باشد. اما، سؤال اینجاست که مگر برای تولید یخ در آیس بانک از خود چیلر استفاده نمی شود. پس چطور میزان برق مورد نیاز و نیز هزینه های برق مصرفی در سیستم دخیره سازی یخ کاهش می یابد؟

پیش از این نیز توضیح داده شد که تعرفۀ برق در ساعات کم مصرف (شب تا صبح) بمراتب کمتر از طول روز است. نمودار زیر مربوط به منحنی بار برودتیِ یک ساختمان در طول 24 ساعت می باشد. همانطور که مشاهده می کنید، از حدود ساعت 6 بعد از ظهر به بعد، بار برودتی به شدت کاهش یافته و در ساعات 12 شب تا 6 صبح تقریباً بار برودتی صفر است. ساعاتی که مصرف برقِ شبکۀ شهری حداقل بوده و بهمین علت تعرفۀ برق بین 2 تا 5 برابر ارزانتر است. تولید یخ در آیس بانک درست در همین ساعات اتفاق می افتد. بنابراین ما با هزینۀ بسیار کمتری یخ را تولید کرده و از انرژی برودتی آن در طول روز (بخصوص ساعات اوج بار برودتی) که هزینۀ مصرف برق به مراتب بیشتر است، استفاده می کنیم.

علاوه بر کاهش هزینۀ برق مصرفی، به کمک سیستم ذخیره سازی یخ (آیس بانک) می توان مقدار برق مورد نیاز برای پروژه (Demand) را نیز کاهش داد و به این ترتیب کارفرما در راه اندازی پروژه مبلغ کمتری را برای خرید برق ساختمان پرداخت خواهد کرد.

بار برودتی ساختمان و کاربرد آن در آیس بانک

منحنی بار برودتی ساختمان

منحنی یا گراف بار برودتی بر اساس کاربری ساختمان (مسکونی، اداری، تجاری، خدماتی و …) می تواند متفاوت باشد و از آنجا که شکل نوسانات بار برودتی در طراحی و ظرفیت سنجیِ آیس بانک نقش بسیار مهمی دارد، می بایست این نوسانات را با توجه به کاربری ساختمان به دقت بررسی نمود.

محدوده های زمانی پر مصرف و کم مصرف ( On-peak vs Off-peak)

محدوۀ ساعاتی که مصرف برقِ شبکۀ شهری بالاست را ناحیه پیک یا اوج بار (On-peak) و محدوۀ ساعاتِ خارج از آن را ناحیه کم مصرف یا غیر پیک (Off-peak) می نامند.

بهمین دلیل در بازۀ زمانی پیک یا پر مصرف، تعرفه و هزینۀ بیشتری از سمت دولت یا شرکت های تولید کنندۀ برق به منظور کاهش مصرف و به دنبال آن کاهش فشار بر روی شبکه تولید و توزیع برق در نظر گرفته می شود. همچنین طرح های تشویقی دولت برای تولید لامپ های کم مصرف، تخفیف بیشتر به مشتریان کم مصرف و خرید تضمینی برق از نیروگاه های CHP از جمله اقداماتی است که در راستای کاهش فشار شبکۀ تولید و توزیع صورت می گیرد.

با توجه به توضیح فوق دو راه کار و استراتژی مشخص برای کاهش هزینه های مصرف برق وجود دارد:

کاهش میزان تقاضای برق در زمان پیک مصرف (Peak shaving)

انتقال بار الکتریکی مورد تقاضا به ناحیه کم مصرف یا غیر پیک (Load shifting)

در واقع سیستم ذخیره سازی یخ یا آیس بانک می تواند از جمله مصداق های ویژه ای باشد که هر دو استراتژی Peak shaving و Load shifting را شامل می شود. بطوریکه با کوچک شدن و یا حتی حذف چیلر در مقایسه با شرایط مرسوم، میزان تقاضای برق در زمان پیک مصرف به حداقل رسیده و از طرف دیگر بخشی یا تمام بار الکتریکی موجود در زمان پیک مصرف به ساعاتِ غیر پیک منتقل می شود که این چنین همانطور که قبلاً هم گفته شد، علاوه بر کاهش هزینۀ مصرف برق، کارفرما پول کمتری را در ابتدای راه اندازیِ پروژه برای تأمین برق مورد نیاز پرداخت می کند.

مقایسۀ پیک سایی و جابجایی بار (Peak shaving vs Load shifting)

ممکن است در نگاه اول اینطور تصور شود که هر دو استراتژیِ پیک سایی و انتقال بار الکتریکی مشابهِ یکدیگر هستند. اما در واقع این دو روش با هم تفاوت دارند و بسته به نوع ذخیره سازی یخ در آیس بانک (جزئی و کامل) و شکل پروفیل بار برودتی، می توان هر دو روش را پیاده کرد. در ادامه تفاوت این دو استراتژی را بررسی می کنیم.

کاربرد چیلر در تهویه مطبوع

چیلر یکی از مصادیقِ سیستم تهویه مطبوع آبی به شمار می رود. چنانکه آب سرد خروجی از چیلر با گردش درون مبدل­ های حرارتی هوایی (کویل) مانند فن کویل، کویل هواساز و اِیر کولر، جریان هوای خنک مورد نیاز جهت سرمایش فضاهای مسکونی، اداری، تجاری، صنعتی و … را فراهم می کند. این چنین، دمای آب ورودی به کویل با دریافت گرما از هوای فضای مورد نظر، افزایش پیدا کرده و برای سرد شدن تا دمای استاندارد تهویه (7 درجۀ سانتی گراد) مجدداً به چیلر باز می گردد.

می توان گفت هوای سرد خروجی از فن کویل، هواساز و یا اِیر کولر که با آب سرد چیلر تغذیه می شوند، نسبت به کولر آبی و کولر گازی (یا سایر سیستم های DX مثل داکت اسپلیت و VRF) هوای مطبوع تری است. چراکه بر خلاف کولر آبی رطوبت زیادی ندارد؛ در نتیجه قادر است گرمای نهان موجود در فضا را نیز بخوبی جذب کند. از طرفی بر خلاف کولر گازی، داکت اسپلیت و یا VRF هوای خشکی را تولید نمی کند که خصوصاً در مناطقی با اقلیم خشک، اساساٌ هوای مناسبی نخواهد بود. بنابراین، چیلر می تواند شرایط متعادل تری را ایجاد کند.

 چیلر و فن کویل

رایج ترین استفاده از آب سرد چیلر در حوزۀ تهویه مطبوع، در کنار ترمینال یونیت هایی بنام فن کویل می باشد.فن کویل همان طور که از نامش پیداست، شامل فن دمنده و مبدل حرارتی (کویل) است که با فیلتر و یک مدار کنترلی ساده ترکیب می شود. به کمک فن کویل و با استفاده از آب گرمِ دیگ یا پکیج، این امکان فراهم می شود که بتوان گرمایش مورد نیاز پروژه را نیز تأمین نمود.با توجه به استفاده از فن کویل برای هر فضای تفکیک شده ای، امکان کنترل مستقل دمای هر فضا ایجاد می شود. موضوعی که در کاربری هایی از جمله ساختمان های مسکونی، اداری و مجتمع های تجاری اهمیت بسیاری دارد.

کاربرد چیلر صنعتی

چیلر در دو حوزه تهویه مطبوع و صنعتی کاربرد دارد.

چیلر تهویه مطبوع

در کاربرد تهویه مطبوع، آب سرد شده در چیلر برای سرد کردن و کاهش رطوبت هوا در واحدهای اداری، صنعتی و تجاری متوسط تا بزرگ استفاده می‌شو.

چیلر صنعتی

در کاربرد صنعتی، آب سرد شده برای خنک‌کاری کنترل شده محصولات، مکانیزم‌ها و ماشین آلات کارخانه استفاده می‌شود. برای مثال، چیلر صنعتی در صنایع پلاستیک، قالب‌سازی، ریخته‌گری، صنایع شیمیایی، صنایع غذایی، صنایع دارویی و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چیلر تراکمی چیست ؟

چیلر تراکمی بر اساس تراکم گاز مبرد، عمل سرمایش را انجام می‌دهد. ابتدا فشار گاز توسط کمپرسور افزایش یافته و سپس وارد کندانسور شده و با از دست دادن حرارت، به مایع تبدیل می‌شود و سپس از طریق شیر انبساط و کاهش دما و فشار، وارد اواپراتور شده و گرمای آب در مجاورت با اواپراتور را می‌گیرد. در نتیجه آب سرد شده در چیلر تولید می‌شود.

اجزای چیلر تراکمی

چیلر تراکمی قسمت های مختلفی دارد که مهمترین آن ها عبارتند از: کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، شیر انبساط، لرزه گیر، تابلو برق.

شکل زیر، سیکل تبرید تراکمی را به صورت خلاصه نمایش می‌دهد.

چیلر جذبی چیست؟

مبنای کار چیلر جذبی و تراکمی یکسان می‌باشد با این تفاوت که از روش دیگری برای افزایش فشار گاز خروجی از اواپراتور با هدف انتقال به کندانسور استفاده می‌شود. بخار آب پس از اواپراتور، توسط مایعی مانند لیتیوم بروماید جذب می‌شود. محلول مایع جذب کننده و آب به وسیله پمپ به مولد حرارتی انتقال می‌یابد. سپس این محلول گرم می‌شود و در نتیجه، آب محلول، بخار شده و وارد کندانسور می‌شود. بقیه سیکل همانند سیکل تراکمی انجام می‌گیرد.

از گرمای اتلافی در سایر منابع می‌توان به عنوان مولد حرارتی استفاده کرد که باعث افزایش بازدهی می‌شود.

سردخانه صنعتی

حال که قصد داریم دربارۀ این دستگاههای سرمایشی و انواع آن صحبت کنیم، در ابتدا با این شروع کنیم که منظورمان از سردخانه‌ صنعتی چیست ؟ و این صنایع در چه وقت‌هایی مورد نیاز ما قرار می‌گیرد. همین طور که از اسم آن بر می‌آید، منظور از آن محلی است که در آن سرما تولید شده و از این سرمای تولیدی برای نگهداری برخی مواد فسادپذیر استفاده می‌شود. این مواد اغلب شامل مواد غذایی، محصولات کشاورزی و پروتئینی و محصولات دارویی می‌شود. اگرچه در بسیاری از صنایع دیگر مانند صنایع شیمیایی و نظامی نیز ممکن است به اتاقک‌های سرماساز نیاز پیدا شود.

سردخانه‌های صنعتی گاه به صورت قابل حمل طراحی می‌شوند. به شکلی تأسیسات لازم برای راه اندازی سردخانه در یک واحد کانتینر نصب شده و در مواقع لزوم قابل جابه‌جایی است. گاهی نیز سردخانه‌ها به صورت ثابت طراحی می‌شوند. به شکلی که انبار یا ساختمانی برای طراحی سردخانه ساخته شده، سپس تجهیزات لازم برای راه اندازی آن در اتاقکی جدا نصب می‌شود؛ که این تجهیزات در کنار هم وظیفۀ کاهش دما را در انبار یا ساختمان احداث شده برعهده خواهند داشت.

مهم‌ترین کاربرد سردخانه‌های صنعتی همان انبار کالاها و محصولاتی است که در مجاورت با گرما دچار آسیب‌های فیزیکی و شیمیایی شده و تازگی و کیفیت اولیه خود را از دست می‌دهند. این محصولات می‌توانند شامل محصولات پروتئینی مانند انواع گوشت حیوانات، محصولات غذایی، صنایع دارویی، محصولات کشاورزی و … باشد. طبیعی است اگر یک سردخانه صنعتی نتواند محصولات مورد نظر را تحت شرایط طراحی شده طی مدت زمانی خاص و با کیفیتی خاص نگه‌ دارد، به این معناست که سردخانۀ فوق تحت شرایط استاندارد طراحی نشده است و کارایی لازم را ندارد. به همین خاطر کار طراحی و ساخت سردخانه‌های صنعتی به دانش بالا، تجهیزات با کیفیت و نظارت کامل نیاز دارد.

تجهیزات سردخانه

 انواع تجهیزاتی که در ساختار کارکرد سردخانه دخیل هستند می توان به دو بخش عمده دسته بندی کرد: بخش اول تجهیزات داینامیک سردخانه و بخش دوم تجهیزات استاتیک سردخانه تقسیم بندی نمود.

سوالی که بسیاری از دوستان از ما می پرسند این است که با وجود این دو تقسیم بندی کار تجهیزات داینامیک سردخانه و تجهیزات استاتیک سردخانه چیست؟

جواب این سوال بسیار واضح و ساده است کار بخش داینامیک سردخانه تولید برودت هوای سرد می باشد و کار بخش استاتیک سردخانه این است که برودتی که توسط بخش تجهیزات داینامیک سردخانه تولید شده است را حفظ نماید و از هدر رفت برودت هوای سرد جلوگیری به عمل آورد.

تجهیزات داینامیک سردخانه

برای اینکه بتوانید یک سردخانه صنعتی با توجه به نیاز خود تهیه نمایید باید با تجهیزات سردخانه آشنایی داشته باشید که در ادامه قسمت های مهم تجهیزات داینامیک سردخانه که شامل کندانسور و اواپراتور و کمپرسور را مورد بررسی قرار می دهیم:

کاربرد کندانسور سردخانه

کندانسور سردخانه مبدلی است حرارتی که بین شیر انبساط و کمپرسور قرار می گیرد و مبرد را توسط آب یا هوا خنک می نماید با این کار فاز مبرد از حالت گاز به مایع تغییر پیدا می کند در واقع کندانسور باعث خنک شدن کمپرسور می شود و گاز گرم شده حاصل از فعالیت کمپرسور را سرد می نماید.

کاربرد اواپراتور سردخانه

کار اواپراتور یا دمنده، این است که دمای گاز فریون سرد را که به وسیله کندانسور و شیر انبساط و در فضای بسته شبکه ی شکل شان را وارد اتاق سردخانه می کند و به وسیله اواپراتور یا دمنده ها در درون اتاق پخش می نماید.

کاربرد کمپرسور سردخانه

کمپرسور در دو نوع اسکرو و اسکرال در صنعت سردخانه به کار برده می شود و کار فشرده سازی گازها را به عهده دارد و وقتی عمل فشرده سازی را انجام می دهد گاز گرم شده حاصل می شود که به وسیله کندانسور خنک می شود.

ساختار استاتیک سردخانه

علاوه بر ساختار داینامک سردخانه دارای ساختار استاتیک می باشد که در ادامه این سه جز اصلی ساختار استاتیک را باهم بررسی می کنیم:

ساندویچ پنل سردخانه

این قسمت از سه لایه تشکیل شده به وسیله یک لایه با جنس فوم پلی پورتان در میان دو لایه فلزی داخلی و خارجی با جنس آلومینیوم یا ورق گالوانیزه یا ورق آلوزینک قرار داده شده است که کار لایه میانی عایق کردن محیط و پایین آوردن مقدار انتقال حرارت توسط این لایه می باشد.

قفسه بندی سردخانه

کار این قفسه بندی ایجاد جریان گاز سرد در بین تمام قسمت های داخل سردخانه است که توسط اواپراتور در داخل اتاق سردخانه دمیده می شود را به قسمت های مختلف داخل کابین منتقل می کند.

درب سردخانه

این بخش از سردخانه به دو دلیل از اهمیت بالایی برخوردار است: اول اینکه درب سردخانه باید به راحتی باز و بسته شود و دوما باید عایق مناسبی باشد و از برودت هوای سرد داخل به بیرون جلوگیری نماید.

هزینه ساخت سردخانه

ابعاد سردخانه : از مهم ترین موارد تاثیر گذار روی قیمت این دستگاه ها ابعاد و اندازه آنهاست که هرچه بزرگتر باشد قیمت هم بیشتر میشود.

درب و عایق سردخانه : امروزه از ساندویچ پانل و درب های پلی یورتان برای ساخت این محصولات استفاده میشود که ضخامت و برند آنها روی قیمت تاثیر میگذارند.

میزان دمای سردخانه : سردخانه ها قالباً به دو دسته زیر صفر و بالای صفر تقسیم می گردند. دمای نگهداری سردخانه یکی از عوامل مؤثر بر قیمت تمام شده سردخانه می باشد.

نوع و برند کمپرسور : کمپرسور های دارای انواع مختلفی مانند هرمتیک، سمی هرمتیک، پیستونی، اسکرو و غیره هستند که هرچه برند معتبر تر باشد ، کیفیت بیشتر میشود و قیمت هم بالاتر میرود.

اواپراتور و کندانسور : کیفیت ساخت و برند اواپراتور و کندانسور سردخانه در قیمت تمام شده مؤثر هستند.

برق مصرفی : جهت ساخت سردخانه استفاده از برق سه فاز هم از نظر سرمایه گزاری اولیه و هم از نظر هزینه های مصرف برق مقرون به صرفه تر می باشد. البته ساخت سردخانه های کوچک با برق تک فاز ممکن است ولی باعث افزایش قیمت تجهیزات سردخانه می گردد.

تابلو برق : تجهیزات تابلو برق سردخانه می تواند از برندهای زیمنس، اشنایدر، هیوندای و غیره باشد.

شیرآلات و کنترل آلات : نوع و برند شیرآلات و کنترل آلاتی که در ساخت سردخانه مورد استفاده قرار می گیرند در بهای تمام شده سردخانه مؤثر می باشد.

کیفیت نصب و راه اندازی : طراحی و اجرای اصولی و مهندسی سردخانه از عوامل مهم مؤثر در قیمت ساخت سردخانه می باشد.

آیس بانک چیست 

آیس بانک (Ice bank) یا به عبارتی سیستم ذخیره سازی انرژی برودتیِ یخ، مکانیزمی است نسبتاً جدید به منظور بهینه سازی مصرف انرژی که در تهویه مطبوع و برودت صنعتی، در کنار چیلر تراکمی به منظور کاهش مصرف برق مورد بهره برداری قرار می گیرد. همچنین این سیستم، مشخصاً در صنایع غذایی بخصوص صنعت لبنیات نیز بسیار پرکاربرد بوده و در فرایند های مختلفِ تولید محصولات لبنی مورد استفاده قرار می گیرد.

آیس بانک صنعتی 

توجه داشته باشید که آیس بانک یک روش ذخیره سازی انرژی گرمایی (Thermal Energy Storage = TES) در دمای پایین می باشد. ممکن است این موضوع کمی در ابتدا عجیب به نظر برسد که چطور یک مکانیزم تولید سرما، نوعی سیستم ذخیره سازی گرما محسوب می شود؟ اما دلیل این موضوع ساده است. سرما مفهوم فیزیکی ندارد و در واقع نبود یا کاهش انرژِی گرمایی سبب کاهش دما و ایجاد سرما می شود. به همین دلیل آیس بانک یک نوع سیستم ذخیره سازی گرما در دمای پایین به حساب می آید. به عبارت دیگر، تولید یخ در آیس بانک نتیجه و محصول نبود گرماست و ما در این روش پس از تولید یخ (ذخیره گرما در دمای پایین) سعی داریم از انرژی برودتی آن در زمان دیگری استفاده کنیم.

در تهویه مطبوع و برودت صنعتی یکی از چالش های موجود، میزان مصرف برق چیلرهای تراکمی است، اعم از چیلر تراکمی هوا خنک، چیلر تراکمی آب خنک و یا حتی مینی چیلرها. کمپرسور موجود در سیکل تبرید تراکمیِ این دستگاه ها، بیشترین سهم برق مصرفی را دارد.

از طرفی چون کاربرد چیلرها در سرمایش واحدهای مسکونی، تجاری، اداری و حتی برودت صنعتی مدام رو به افزایش بوده و استفاده از آنها بسیار رایج شده است، بکارگیریِ آیس بانک ها (بخصوص در پروژه های بزرگ) نیز روز به روز در حال توسعه می باشد. بعلاوه افزایش هزینه و تعرفۀ انرژی ها از جمله انرژی الکتریسیته (برق) سبب گسترش بیشتر استفاده از آیس بانک ها شده است. آیس بانک در تهویه مطبوع با عنوان سیستم ذخیره سازی یخ (Ice storage system) نیز شناخته می شود.

قیمت آیس بانک 

شرکت مهندسی اکستراکول با تکیه بر دانش علمی و تجربیِ کارشناسان خود همواره سعی دارد، بهینه ترین سیستم های برودتی و تهویه مطبوع را متناسب با تمامی شرایط پروژه ،برای مشتریان خود در نظر بگیرد. سابقۀ طراحی و تولیدِ انواع آیس بانک برای صنایع غذایی به ویژه کارخانجات لبنی، کاهش شدید تقاضا برای خرید چیلرهای جذبی و البته مطالعات و بررسی های گستردۀ این مجموعه در استفاده از آیس بانک برای مصارف تهویه مطبوع، سبب شده است که این شرکت آمادگی خود را برای طراحی، تولید و اجرای سیستم های ذخیره سازیِ یخ اعلام کند تا این چنین بتواند در کاهش هزینه های کارفرما برای خرید برق و نیز در کاهش هزینه های بهره بردار در مصرف برق، قدم بزرگی بردارد.

برای ارتباط با کارشناسان شرکت مهندسی تهویه نگار، انجام مشاوره رایگان و استعلام قیمت با ما در تماس باشید.

extracoolco.com

در سیکل تبرید تراکمی چهار عضو اصلی آن یعنی کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور با تغییر فاز دادن یک سیال باعث انتقال حرارت از داخل به محیط بیرون می‌شوند. برای آشنایی بیشتر با این سیکل می‌توانید مقاله مربوط به آن را مطالعه نمایید. این سیال که با نام مبرد یا سردکننده شناخته می‌شود، ماده یا ترکیبی از مواد است، که معمولاً به شکل سیال بوده و در سیستم‌های تبرید استفاده می‌شود. مبردها در اکثر چرخه‌های تبرید تغییر فاز داده و از مایع به گاز و سپس برعکس تبدیل می‌شوند، که با این کار می‌توانند حرارت را جذب سپس دفع نمایند. این مبردها با شماره نامگذاری می‌شدند مثل R22  یا R134  و … در این مقاله قصد داریم با انواع مبرد و روش نامگذاری آنها آشنا شویم.

تاریخچه مبرد (Refrigerant)

در اواسط قرن نوزدهم که کولر گازی اختراع و روانه بازار شد از اتر (ether) به عنوان گاز مبرد در آن استفاده می‌شد. بعد از گذشت سال‌ها از دیگر مواد مانند دی‌اکسید کربن و یا آمونیاک در کولر گازی استفاده می‌شد. پس از گذشت چند دهه و پیشرفت علم، تولید ابزار و تجهیزات پیشرفته‌تر و همچنین توجه به محیط زیست و ایمنی استفاده از این مبردها به دلیل داشتن مشکلات ایمنی و همچنین سمی و قابل اشتعال بودن، منسوخ شد. اولین مبرد CFC یا کلروفلروکربن در سال 1926 میلادی توسط مهندس مکانیک آمریکایی به نام Thomas Midgley با نام تجاری R22 کشف و ارائه شد.

انواع مبرد

مبردها را بر اساس ترکیبات و ساختار شیمیایی دسته‌بندی می‌کنند. در یک دسته‌بندی کلی مبردها به پنج گروه تقسیم می‌شوند :

هالوکربن‌ها

هیدروکربن‌ها (مواد آلی)

ترکیبات معدنی

ترکیبات ایزوتروپیک

ترکیبات زیوتروپیک

هالوکربن ها

متشکل از اتم‌های کلر، بروم، ید و فلور هستند. این دسته یکی از پرکاربردترین نوع مبردها هستند. گاز فریون اشاره به این نوع مبردها دارد که در حقیقت یک نام تجاریست، مثل آرکتون، ایزوترون و… همچنین در این دسته‌بندی اگر از گاز کربن نیز استفاده شود به آن کلروفلوروکربن به اختصار CFC می‌گویند. از معروفترین CFCها می‌توان به R11 ،R12 ،R113 ،R22 و… اشاره کرد.

هیدروکربن ها

هیروکربن ها یا مواد آلی، از دسته مبردهایی هستند که در ترکیبات آنها عناصر کربن و هیدروژن وجود دارد. مثل متان (R50)، اتان (R170)، پروپان (R290) و …. این نوع مبردها با وجود قیمت پایین‌تر و اثرات مخرب زیست محیطی کمتر، به علت اشتعال پذیری بالا از محبوبیت کمتری برخوردارند.

ترکیبات معدنی

ترکیبات معدنی عبارتند از کلیه ترکیبات شیمیایی که منحصراً شامل عوامل شیمیایی آلی (مانند ترکیبات با پیوند کربن-هیدروژن) در ساختار مولکولی خود نباشند. از انواع گازهای معدنی در انواع مبرد استفاده می‌شود، که معروفترین آن آمونیک R717 می باشد. از گاز کربن دی اکسید R744  نیز در گذشته استفاده می‌شد.

انواع مبرد

ترکیبات ایزوتروپیک

این ترکیبات در اصل مخلوطی از دو یا چند مبرد هستند به طوری که بعد از مخلوط شدن یک ماده واحد را تشکیل می‌دهند. خواص ماده جدید با هر کدام از مواد تشکیل دهنده آن متفاوت است. درصد مواد تشکیل‌دهنده ترکیبات ایزوتروپیک در حالت‌های گاز و مایع برابر است.

از معروفترین مبردهای ایزوتروپیک می‌توان به R502، اشاره کرد که ترکیبی است از 48.8% گاز R22 و 51.2% R115 . همچنین مبردهای R500، R503 و R504 از این خانواده می‌باشند.

ترکیبات زیوتروپیک

این ترکیبات مخلوطی از دو یا چند مبرد هستند که بعد از مخلوط شدن یک ماده واحد را تشکیل می‌دهند. بر خلاف ایزوتروپیک‌ها در حالت‌های گاز و مایع نسبت برابری ندارند. از این نوع مبردها می‌توان به R407  اشاره کرد.

شماره سری‌های مبردها به قرار زیر است.

مبردهای بر پایه متان با سری 000 نام گذاری می‌شوند. مثل R22

مبردهای بر پایه اتان با سری 100 نام گذاری می‌شوند. مثل R134

مبردهای بر پایه پروپان با سری 200 نام گذاری می‌شوند. مثل R290

مبردهای دارای ترکیبات حلقوی با سری 300 نام گذاری می‌شوند. مثل R318

مبردهای زیوتروپیک با سری 400 نام گذاری می‌شوند. مثل R410

مبردهای ایزوتروپیک با سری 500 نام گذاری می‌شوند. مثل R504

مبردهای آلی متفرقه با سری 600 نام گذاری می‌شوند. مثل R600

مبردهای معدنی با سری 700 نام گذاری می‌شوند. مثل R717 یا همان آمونیاک

روش نامگذاری مبردها

همانطور که دیدیم، مبردهای مورد استفاده در صنعت تبرید دارای نامهایی هستند که از ترکیب حرف انگلیسی R و یک عدد دو یا سه رقمی است. اما این اعداد به چه معناست؟ در این قسمت به پرسش پاسخ می‌دهیم.

در قسمت‌های قبل اشاره شد که مبردها از ترکیبات شیمایی هستند که از اعناصر مختلفی همچون فلور، هیدروژن و کربن تشکیل شده‌اند. برای نامگذاری آنها از ترکیب حرف R که مخفف Refrigerant که معادل مبرد یا سرد کننده است و یک عدد که در حقیقت نشان‌دهنده تعداد اتم‌های هر یک از عناصر فلور، هیدروژن و کربن است، استفاده می‌شود. به این شکل:

اولین عدد از سمت راست معرف تعداد اتم‌های فلور است.

دومین عدد از سمت راست معرف تعداد اتم‌های هیدروژن به اضافه یک است.

سومین عدد از سمت راست معرف تعداد اتمی‌های کربن منهای یک است. اگر عدد سوم از سمت راست صفر باشد، یعنی در ترکیب مبرد یک اتم کربن وجود داشته باشد، عدد صفر نوشته نمی شودِ مثل R12.

برای تشریح موارد گفته شده یک مثال را بررسی می‌کنیم. به عنوان مثال مبرد R134 را در نظر بگیرید.

عدد چهار تعداد اتم‌های فلور، عدد سه تعداد اتم‌های هیدروژن به اضافه یک یعنی دو اتم و عدد یک تعداد اتم‌های کربن منهای یک یعنی دو اتم است. با این توصیف فرمول شیمیایی  این گاز  می‌باشد.

چیلر صنعتی یک تجهیز برودتی است که حرارت تولید شده در فرآیندهای صنعتی را دفع می نماید و از این طریق و فارغ از فرآیند و صنعت مورد نظر به افزایش راندمان طول عمر تجهیزات و ادامه روند تولید آن ها کمک مهمی می کند. چیلر صنعتی در واقع سیستم تبریدی می باشد که از تجهیزاتی همچون کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور و مبردهایی همچون گاز فریون و یا حتی آمونیاک برای تأمین سرمایش مورد نیاز در یک مجموعه صنعتی و فرآیندی استفاده می کند و به طور مکرر آب خنک را در یک سیکل بسته به گردش در می آورد تا منجر به کاهش دما، بهبود فرآیند و یا کاهش زمان فرآیند در فعالیت های صنعتی و فرآیندی شود.

چیلرهای صنعتی در صنایع و کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن ها حرارت باید از سیالی که وظیفه خنک کاری محصولات و یا تجهیزات را بر عهده دارد گرفته شود. افزایش میزان پیچیدگی فرآیندهای صنعتی و سرمایه گذاری اولیه توسط واحدهای صنعتی نشان می دهد که استفاده از دقیق ترین و بهترین تجهیزات برودتی با زمان خرابی صفر که در 24 ساعت شبانه روز و 365 روز سال با قابلیت اطمینان بالا به تنظیم و کنترل دقیق دما می پردازند برای یک فرآیند صنعتی یک لزوم قطعی است.

چیلرهای صنعتی به منظور کنترل دما و تأمین سرمایش در صنایع بسیاری استفاده می شوند. انتخاب چیلر صنعتی مناسب برای کاربرد صنعتی مورد نظر می تواند منجر به کاهش هزینه های خنک کاری، کاهش زمان خرابی و بهبود راندمان عملکرد فرآیند شود. صنایع غذایی و دارویی، جوشکاری، ریخته گری، فرآیندهای شیمیایی، صنایع پلاستیک، چاپ و ... همگی از چیلرهای صنعتی برای تولید محصول و نگه داشتن واحد صنعتی خود در دمای ایمن یا کاهش زمان فرآیند استفاده می کنند.

ظرفیت سرمایش چیلرهای صنعتی بر حسب تن تبرید اندازه گیری می شود. محدوده ظرفیتی چیلرهای صنعتی از مقادیر کم تر از 3 تن تبرید در مینی چیلرهای پرتابل شروع شده و در واحدهای بزرگ و چندگانه به 1000 تن تبرید یا بیشتر می رسد.

چیلر صنعتی

چیلرهای صنعتی با چیلرهای استاندارد به کار رفته در سیستم های تهویه مطبوع که در ساختمان های اداری، مسکونی و ... استفاده می شوند تفاوت دارند و بر خلاف چیلرهای تجاری یا چیلرهای به کار رفته در سیستم های تهویه مطبوع برای خشن ترین محیط ها و شرایط آب و هوایی و کار پیوسته و مداوم طراحی شده اند.

عملکرد چیلرهای صنعتی

چیلرهای صنعتی بر مبنای سیکل تبرید تراکمی یا جذبی فعالیت می کنند و به تولید سرمایش می پردازند. چیلر جذبی صنعتی برای راه اندازی سیکل تبرید از منبع حرارت استفاده می کند، در حالی که محرک چیلر تراکمی صنعتی کمپرسور با توان الکتریکی است. هر دو این فرآیندها شامل سیکل تقطیر و تبخیر هستند، به طوری که حرارت در جایی دفع و در جایی دیگر جذب می شود تا سرمایش مورد نیاز را تأمین نماید.

در حین فرآیند تقطیر، بسته به نوع کندانسور موجود در ساختار چیلر (کندانسور آب خنک یا هوا خنک) آب یا هوای بیرون برای خنک کردن گاز مبرد متراکم شده استفاده می شود تا آن را مجدداً به مایع تبدیل کند. چیلرهای آبی صنعتی به دلیل راندمان بالای خود برای فعالیت سرمایش کارآمدترین گزینه هستند، اما به پمپ آب نیاز دارند. همچنین در صورت نیاز به بازیافت آب باید به برج خنک کننده مجهز باشند. چیلرهای هوایی صنعتی نیز از هوای بیرون برای دمیدن بر روی لوله های کندانسور هوایی خنک کننده گاز مبرد استفاده می کنند و بخشی از انرژی حرارتی را دفع کرده و به اتمسفر منتقل می کنند.

در چیلرهای تراکمی صنعتی که کارآمدتر و پرکاربرد تر از چیلرهای جذبی صنعتی هستند، همانند سایر سیستم های تبرید تراکمی چهار جز اصلی وجود دارد که هر کدام نقش مهمی در فرآیند سرمایش ایفا می کنند.

1) کمپرسور

2) کندانسور

3) شیر انبساط

4) اواپراتور

در ابتدای فرآیند سرمایش گاز مبرد وارد یک کمپرسور می شود. کمپرسور قلب سیستم تبرید تراکمی است و توان آن توسط نیروی الکتریکی تأمین می شود. طی این فرآیند فشار مبرد افزایش می یابد. مبرد پس از خروج از کمپرسور وارد کندانسور شده و در کندانسور ضمن دفع گرمای خود از حالت بخار به مایع تغییر فاز می دهد (در چیلرهای هوایی، بخار مبرد در دمای بالاتری نسبت به هوای عبوری از روی لوله های کندانسور قرار دارد و در چیلرهای آبی نیز بخار مبرد در مقایسه با آب در جریان درون لوله های کندانسور از دمای بالاتری برخوردار است). سپس مبرد وارد شیر انبساط شده و دما و فشارش کاهش پیدا می کند. در ادامه نیز مبرد به اواپراتور می رود و در آن جا حرارت را از سیال نیازمند خنک کاری ( آب، روغن و... ) که درون کویل های اواپراتور در جریان است دریافت کرده و تبخیر می شود. در نهایت مبرد دوباره وارد کمپرسور شده و سیکل تبرید به صورت پیوسته تکرار می گردد.

مراحل فوق اساس سیکل تبرید است. اما در کاربردهای صنعتی، فرآیند سرمایش پیچیده تر است و این پیچیدگی به دلایل زیر اتفاق می افتد :

کاربردهای صنعتی با بارهای بزرگ در زمان های طولانی سر و کار دارند و از این جهت برای بهبود عملکرد فرآیند صنعتی مورد نظر به طور قابل ملاحظه ای نیازمند منابع بیشتری هستند.

در کاربردهای صنعتی ممکن است دماهای پایین تری لازم باشد و این موضوع نیازمند حجم زیادی از عایق کاری است.

در سیستم های سرمایش چند مرحله ای، ممکن است چندین کمپرسور و اواپراتور نیاز باشد.

در نتیجه در چیلرهای صنعتی، تجهیزات و واحدهای دیگری مورد استفاده قرار می گیرند که برخی از آن ها عبارتند از :

گیرنده مایع (Liquid Receiver) : واحدهایی هستند که نزدیک کندانسورها قرار می گیرند و مبرد هدر رفته را دریافت و جمع آوری می کنند.

تله مکش یا جذب (Suction Trap) : تله مکش از ورود مایع مبرد به کمپرسور جلوگیری می کند و معمولاً در نزدیکی اواپراتور و کمپرسور تعبیه می شود.

گیرنده فشار پایین (Low Pressure Receiver) : گیرنده فشار پایین به جدا کردن مایع از بخار کمک می کند.

تفاوت چیلرهای صنعتی و چیلرهای تجاری یا تهویه مطبوع

چیلرهای صنعتی و چیلرهای مورد استفاده در سیستم های تهویه مطبوع تمایزات متنوعی از نظر طراحی و عملکرد دارند. مهم ترین تفاوت های چیلرهای صنعتی و چیلرهای تجاری در ادامه مطرح شده است.

مدار آب و تبرید

چیلرهای صنعتی علاوه بر مدارهای تبرید مستقل، دارای مدار گردش آب مستقل و مجزایی هستند. این موضوع در مواقع خرابی تجهیزات حائز اهمیت است. چرا که اگر یک مدار دچار خرابی شود، سیستم هچنان می تواند با نصف ظرفیت معمول به فعالیت خود ادامه دهد. در مقابل برخی از چیلرهای تجاری یا تهویه مطبوع مدارهای تبرید مستقل دارند، اما مدارهای آب مستقل ندارند. چیلرهای تهویه مطبوع از یک اواپراتور چند مداره استفاده می کنند و در صورتی که اواپراتور خراب شود، چیلر از کار می افتد و کل فرآیند متوقف می شود. در حالی که به دلیل وجود اواپراتورهای مستقل در چیلرهای صنعتی، اگر یک اواپراتور دچار خرابی شود سیستم همچنان با ظرفیت حداقل 50% قادر به ادامه فعالیت است.

نوسانات فصلی دما

چیلرهای صنعتی به گونه ای طراحی شده اند که در تمام شرایط آب و هوایی فعالیت کنند، در حالی که چیلرهای تهویه مطبوع اغلب در زمستان غیرفعال هستند. زیرا تجهیزات تهویه هوا در یک سیستم تهویه مطبوع به دلیل عدم نیاز به سرمایش در آب و هوای سرد نیازی به انجام فعالیت ندارند، بر خلاف فرآیندهای صنعتی که در تمام فصول سال و فارغ از شرایط آب و هوایی عملیاتی باقی می مانند.

تجهیزات موجود

چیلرهای صنعتی به مجموعه پمپ ها، مخازن ذخیره و سیستم های کنترلی تنظیم کننده دما و جریان آب کندانسور مجهز هستند. در حالی که بیشتر چیلرهای مورد استفاده در سیستم های تهویه مطبوع چنین تجهیزات اساسی و مهمی را ندارند. در نتیجه در صورت نیاز به مجهز شدن به چنین تجهیزاتی، چیلرهای تهویه مطبوع هزینه های نصب و راه اندازی بالاتری دارند چرا که هر تجهیز اضافه هزینه های خرید و نصب را به همراه دارد.

کاربردهای صنعتی

چیلرهای صنعتی به گونه ای ساخته شده اند که سرمایش مورد نیاز فرآیندهای صنعتی و تولیدی را به صورت پیوسته و مستقیم تأمین کنند. اما چیلرهای تهویه مطبوع طوری طراحی شده اند که دمای محیط را در فضاهای مورد نظر تنظیم نمایند. با وجود اینکه چیلرهای تجاری برای برخی مصارف صنعتی نیز مورد استفاده قرار می گیرند، اما چیلرهای صنعتی در مواردی که سرمایش فرآیندی مستقیم لازم است به چیلرهای تجاری ارجحیت دارند.

بعد از انجام مشاوه، بررسی دقیق مالی و نوشتن یک طرح توجیهی مناسب، اقلام و قطعات مورد نیاز برای ساخت سردخانه باید به درستی شناسایی و تهیه شود. برای این کار می توانید لیستی از لوازم مورد نیاز خود را که شامل هزینه ی خرید قطعات و تجهیزات، برند و کیفیت آن ها است، تهیه کنید. پیشنهاد می کنیم این کار را به پیمانکاران و متخصصان با سابقه ی گروه صنعتی دی بسپارید که قادر هستند تمام لوازم یک سردخانه را از برند های روز دنیا با کیفیت مناسب تامین کنند. بعد از خرید قطعات و تجهیزات مورد نیاز، محصولات خریداری شده باید به محل احداث سردخانه منتقل شود که متناسب با ابعاد سردخانه، وسایل حمل و نقل تعیین می شود. در هنگام انتقال تجهیزات سردخانه صنعتی به مکان مورد نظر باید دقت شود که محصولات دچار تکان شدید و یا ضربه نشوند. حمل کمپرسور از حساسیت بیشتری برخوردار است و باید دقت شود که برعکس بارگیری نشود؛ زیرا باعث تخلیه ی روغن آن می شود.

بررسی کلی مراحل احداث یک سردخانه

اولین مرحله در احداث سردخانه، نصب کابین می باشد که متناسب با ابعاد آن ممکن است چند ساعت یا چندین ماه طول بکشد. در این مرحله نیاز به یک تیم اجرایی مجرب است که بتواند به درستی از عهده ی این کار بر بیاید. تیم اجرایی مورد نظر باید تجهیزات مخصوصی مانند لیفتراک و جرثقیل جهت انتقال پنل ها را داشته باشد.

تامین لوازم سردخانه صنعتی

در هنگام نصب پنل دیواره ها باید دقت شود که کاملا به صورت عمودی نصب شود و کجی نداشته باشد. بعد از نصب دیواره ها نوبت به نصب سقف می رسد که سخت ترین مرحله در ساخت کابین است. برای کف سردخانه ها معمولا از یونولیت یا ساندویچ پنل استفاده می کنند که می تواند عایق کاری و ایزوله شود. نصب درب های کابین یکی از حساس ترین بخش ها در تامین و نصب لوازم سردخانه است. در نصب درب باید دقت شود که درست در جای مناسب خود و کاملا تراز شده قرار بگیرند و تمام درز های آن عایق کاری شود.

بعد از انجام مراحلی که ذکر شد، نصب تجهیزات و قطعات سردخانه که در ادامه به صورت کامل توضیح داده می شود، انجام می شود. بعد از نصب کابین، موتور و تجهیزات مکانیکی نوبت به چسب کاری و عایق بندی سیستم می رسد که باید با حساسیت زیادی انجام شود.

معرفی لوازم به کار رفته در سردخانه

گروه صنعتی دی به کمک دانش فنی و روز افزون خود در تلاش است، شما عزیزان را در خصوص احداث یک سردخانه ی مناسب یاری دهد و تمام تجهیزات و قطعات مورد نظر را در اختیارتان قرار دهد و تامین کند. لوازم مورد نیاز برای هر سردخانه به 6 نوع کلی تقسیم می شوند که شامل موارد زیر است:

کمپرسور (Compressor)

• کندانسور به منظور سرد کردن گاز مبرد و تبدیل آن به مایع (Condensor)
• اواپراتور (Evaporator)
• شیر انبساط برای ایجاد افت فشار در مایع مبرد (Expansion valve)
• تابلو برق سردخانه
• تجهیزات و ملزومات نصب
• تابلو برق

تامین تجهیزات سردخانه

مرکز فرماندهی یک سردخانه تابلو برق آن است که وظیفه ی کنترل و تامین برق تمام بخش های سردخانه را دارد که شامل الکترو موتور اصلی، الکترو پمپ روغن، هیتر روغن، الکتروفن ، الکترو پمپ آب، کنترل سطح، تغذیه مخزن، پمپ های آمونیاک، فن های اواپراتور، ایستگاه شیرآلات و فن های تخلیه می باشد. تابلو برق ها متناسب با ظرفیت سردخانه طراحی و ساخته می شود. در تابلو برق سردخانه قطعات الکتریکی به کار رفته در آن  به دو بخش قدرت و فرمان تقسیم می شود. تجهیزات به کار رفته در بخش قدرت شامل کنتاکتورهای (کمپرسور،کندانسور، اواپراتور، المنت دیفراست) یمتال، فیوز اصلی، کلید سلکتور اصلی ترمینال های قدرت و… می باشد. تجهیزات بخش کنترل هم شامل ترموستات، کنترل فاز ،کنترل بار،  ساعت فرمان، ترمیستور،کلید تاخیری اوپراتور، ترمودیسک، تیغه های کمکی کنتاکتور(N.O N.C) چراغ های سیگنال، نشانگر ها و… است.

کمپرسور

کمپرسور دو مرحله‌ ای بیتزر

مهم ترین تجهیز به کار رفته در یک سردخانه کمپرسور است و وظیفه متراکم کردن گاز را جهت افزایش فشار و دمای گاز بر عهده‌ دارد. انواع کمپرسور های با کیفیت از برند های معتبر نظیر کمپرسور اسکرو و پیستونی بیتزر، اسکرال و منیروپ دانفوس، اسکرال و پیستونی کوپلند و سکاپ را در اختیار دارد و با مشاوره ی دقیق با توجه به نیاز سردخانه شما کمپرسور مناسب را پیشنهاد می کند. برای دریافت اطلاعات بیشتر از کمپرسور ها می توانید با ما تماس بگیرید.

اواپراتور و کندانسور

• کندانسور تبادل کار AB
• کندانسور تبادل کار AB
• اواپراتور هوایی تبادل کار سری LC مدل (LC7(6-4
• اواپراتور هوایی تبادل کار سری LC مدل (LC7(6-4

وظیفه ی کندانسور این است که گاز گرم شده ناشی از فعالیت کمپرسور را خنک کند. اواپراتور مهم ترین تجهیزی است که در یک سیکل تبریدی به کار می رود و مایع مبرد را تبدیل به گاز کرده  و محیط اطراف را سرد می کند. کندانسور ها به سه نوع کندانسور هوایی، آبی و تبخیری تقسیم می شوند. اواپراتور ها نیز دارای دو نوع کویلی پره دارکه دارای لوله های مسی به صورت کویل هستند و اواپراتور کویلی بدون پره که اواپراتور صفحه ای نیز نامیده می شود،تقسیم می شوند. نکته ی قابل توجه این است که بار سرمایشی سردخانه و مواد درون آن باید برابر با بار سرمایشی اواپراتور باشد.

ساندویچ پنل های سردخانه ای

ساندویچ پنل ها یک نوع عایق بندی حرارتی محسوب می شوند که از 3 لایه تشکیل شده است. ساندویچ پنل سردخانه ای از عایق پلی اورتان ساخته شده است که استحکام حرارتی، مقاومت به سایش و عایق حرارتی دارد. ساندویچ پنل ها با توجه نوع لایه بیرونی خود به نوع پلی استایرن سخت، فوم پلی اورتان (PUR)، پلی ایزوسیونات (PIR) و الیاف معدنی – پشم شیشه و پشم سنگ تقسیم می شوند. ساندویچ پنل ها دارای انواع دیواری و سقفی می باشند و در ساندویچ پنل های سردخانه ای از 3 نوع روکش استفاده می شود. قیمت ساندویچ پنل ها با توجه به جنس و ضخات ورق روکش، چگالی فوم به کار رفته در هسته و ضخامت آن تعیین می شود.

ادوات و تجهیزات به کار رفته در یک سردخانه

سردخانه مانند هر سیستم برودتی نیازمند یک سری ادوات اصلی در قسمت کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و … می باشد. ادوات اصلی کندانسور شامل مخزن و پمپ آب، فن هوا، هیتر، شیر تخلیه ی آب، شیر شناور، شیر های ورودی گاز، شیر های خروجی مایع، شیر تخلیه ی هوا، دستگاه های کنترل فشار، فشار سنج ها و … می باشد.

اواپراتور نیز دارای ادواتی همچون کویل، فن برای گردش هوا، ترموستات جهت تنظیم درجه حرارت با توجه به نوع مواد غذائی موجود در سردخانه، شیر های دستی، شیر های برقی، شیر های یک طرفه، شیر انبساط، فیلتر درایر، شیر PM ، شیر های پایلوت CVM و CVP ، شیر CVMD و … می باشد.

کمپرسور ها نیز شامل الکترو موتور، اویل سپراتور، اویل کولر برای خنک کردن روغن، پمپ روغن، سیستم کنترل ظرفیت و … هستند. از دیگر قطعات به کار رفته می توان به شیر سه طرفه روغن، هیتر روغن،  شیر ورودی گاز سرد، شیر خروجی گاز داغ، شیر ورودی مایع مبرد به اویل کولر، شیر خروجی گاز مبرد از اویل کولر، شیر اطمینان، شیر ورودی از الکنومایرز، شیرهای سرویس، شیر تخلیه روغن، شیر شارژ روغن، ، سنسورهای فشار و حرارت، دستگاه‌ های کنترل فشار و حرارت و … اشاره کرد.

لوازم مورد نیاز در احداث سردخانه های صنعتی

 افتخار دارد در طراحی، احداث و تامین تجهیزات و لوازم مورد نیاز سردخانه های فریونی شما مشتریان گرامی را همراهی کند. این شرکت با تکیه بر دانش و سابقه کاری خود به یکی از بزرگترین شرکت های ساخت سردخانه های فریونی تبدیل شده است.

تفاوت عمده سیکل های تبرید آمونیاکی و فریونی به نوع مبرد آن ها بر می گردد. در سیستم های آمونیاکی بر خلاف سیستم های فریونی، از یک موتورخانه تشکیل شده است که همه ی اجزا به غیر از اواپراتور در آن قرار می گیرد. در سیستم‌ های تبرید فریونی، مبرد استفاده شده از نوع فریون است. در این نوع سیستم‌ های برودتی ابتدا مبرد به وسیله کمپرسور که می‌تواند از نوع ‌کمپرسور اسکرال باشد، فشرده می‌گردد. ‌کمپرسور اسکرال دارای دو حلزونی ثابت و متحرک، شیر یک طرفه و … است. شیر یک طرفه در ‌کمپرسور اسکرال به مبرد فشرده شده اجازه بازگشت به داخل کمپرسور را نمی‌ دهد. بقیه فرایند هایی که به وسیله سیستم تبرید فریونی انجام می شود مانند سیستم‌ تبرید آمونیاکی است.

‌شیرآلات آمونیاکی و فریونی هم از لحاظ عملکرد مانند یکدیگر هستند فقط با توجه به نوع مبرد (فریونی یا آمونیاکی) که در سیستم استفاده می شود، انتخاب می شوند. تجهیزات و لوازم مورد نیاز برای سردخانه های فریونی نظیر اواپراتور، کویل اواپراتور، فن اواپرتور و دفراست اواپراتور فریونی و انواع کمپرسور های فریونی را که با گاز های R22 ، R404A ، R507A ، R449A ، R448A ، R134a ، R407c و … کار می کنند، از برند های معتبر تامین و تهیه کند. این شرکت تمام تجهیزات مکانیکی نظیر شیر های دستی، سایت گلاس ها ، فیلتر درایر ها با اتصال جوشی و مهره ای، انواع اکسپنشن ولو ها ، کر درایر ها و … را که با انواع گازهای فریونی سازگار است، در اختیار دارد.