در مجموعه­‌های تجاری، مسکونی، صنایع و همچنین کارخانجات برای رطوبت زدایی و خنک کاری مجموعه از سیستم­‌های سرمایش و تهویه مطبوع (HVAC) استفاده می‌شود تا بدون در نظر گرفتن شرایط خارجی مجموعه، یک فضای داخلی مطلوب ایجاد شود. chiller مهم‌ترین بخش این سیستم‌ سرمایش سردخانه ای و تهویه مطبوع به حساب می‌­آید. چیلر با وجود اینکه یکی از اجزای اساسی این سیستم­ است، از بزرگترین مصرف کنندگان برق در صنعت نیز محسوب می‌­شود و این نکته علی الخصوص در صنایع و کارخانجات اهمیت فروانی دارد. علاوه بر این، چیلر به دلیل عیوب مختلف عملیاتی می‌­تواند تا حدود 30 درصد مصرف برق را افزایش دهد که تعمیر و عیب یابی چیلر می­‌تواند هزینه­‌های گزافی را به مصرف کنندگان تحمیل کند.
کاربرد چیلر در صنعت

در چیلر تراکمی می‌­توان از دو روش مختلف خنک کاری برای انتقال گرمای نهان تقطیر مبرد استفاده کرد. بنابراین، چیلر تراکمی می­‌تواند از دو نوع کندانسور هوا خنک و یا آب خنک استفاده کند. در ادامه ابتدا به اختصار تفاوت این دو نوع چیلر را شرح می‌­دهیم و سپس معیارهای موجود برای انتخاب یکی از این دو حالت را بررسی می‌­نماییم.

چیلر هوا خنک

کندانسور چیلر هوا خنک شبیه رادیاتوری است که موتور خودرو را خنک می‌­کند. این کندانسور از یک دمنده برای عبور دادن هوا از شبکه­‌ای از خطوط مبرد استفاده می‌­کند و به این ترتیب حرارت از مبرد به هوا منتقل و دفع می‌­گردد. در شکل زیر شمای کلی کندانسور یک چیلر هوا خنک آورده شده است.

شمای کلی کندانسور یک چیلر هوا خنک

چیلر آب خنک

کندانسور چیلر آب خنک همان عملکرد کندانسور چیلر هوا خنک را انجام می‌­دهد، اما برای تکمیل فرآیند انتقال گرما به دو مرحله نیاز دارد. ابتدا گرما از بخار مبرد به آب کندانسور منتقل می‌­شود. سپس، آب گرم کندانسور به یک برج خنک­ کن منتقل می‌­شود که در نهایت این گرما به هوای محیط تخلیه می‌­گردد. در شکل زیر شمای کلی کندانسور یک چیلر آب خنک ملاحظه می‌­شود.

شمای کلی کندانسور یک چیلر آب خنک

برای انتخاب برج خنک­ کن توجه به سه فاکتور الزامیست:

  • دمای حباب تر (wet-bulb) هوای ورودی به برج که هرچه کمتر باشد راندمان برج بیشتر است.
  • اختلاف دمای آب خروجی از برج و دمای حباب تر هوای ورودی به برج که برای کمتر کردن آن نیاز به برج بزرگتری است.
  • اختلاف دمای آب ورودی به برج و خروجی از آن.

 در شکل زیر شمای کلی برج خنک کن نشان داده شده است.

برج خنک کن

همانطور که گفته شد مصرف برق چیلر، چه چیلر آب خنک و چه چیلر هوا خنک، بالا است و از طرف دیگر تفاوت­‌های بنیادینی میان دو نوع مختلف چیلر، یعنی چیلر آب خنک و هوا خنک، وجود دارد. این موارد ممکن است مصرف کننده را در انتخاب یکی از این دو نوع چیلر تراکمی دچار سردرگمی کند. در ادامه تلاش می­کنیم معیارهایی برای انتخاب یکی از این دو نوع چیلر ارائه کنیم.

چیلر آب خنک یا هوا خنک: کدام را انتخاب کنیم؟

اگرچه تنوع زیادی هم در چیلر هوا خنک و هم در چیلر آب خنک وجود دارد، اما می­‌توان از یک سری معیار کلی برای انتخاب یکی از آن­ها استفاده نمود. برای هر یک از شرایط زیر، کاربردی‌ترین نوع چیلر تراکمی که می­‌توان استفاده کرد، شرح داده شده است.

ظرفیت چیلر

چیلر آب خنک عموما نسبت به چیلر هوا خنک مصرف برق کمتر و ابعاد کوچکتری دارد. بنابراین در این نوع چیلرها می­‌توان ظرفیت را تا حد زیادی بالا برد. در شکل زیر محدوده ظرفیت چیلر آب خنک و هوا خنک آورده شده است.

محدوده ظرفیت چیلر آبی خنک و هوا خنک

محیط­‌های با دمای بالا

استفاده از چیلر آب خنک در محیط‌­های با دمای بالا مناسب‌تر است زیرا برای خنک کاری به هوای محیط نیاز ندارد. بنابراین، می­‌توان از چیلر آب خنک به راحتی در محیط­‌های مکانیکی گرم و یا در فضاهایی با حداقل تهویه استفاده نمود.

محیط­ بسته و فضای باز

هم چیلر هوا خنک و هم چیلر آب خنک قابل نصب در این دو نوع محیط­ هستند. اما تقریبا تمام تأسیسات تهویه مطبوع از چیلر هوا خنک در فضای باز استفاده می‌­کنند چرا که این چیلر نیاز به مصرف هوای تازه دارد تا بتواند گرمای کندانسور را به سادگی در هوای محیط تخلیه کند. باید این نکته را در نظر گرفت که یک چیلر هوا خنک اگر در محیط­ بسته نصب ­شود، به تهویه هوا به محیط بیرون نیاز دارد. در شکل زیر نمونه‌ای از یک چیلر هوا خنک نصب شده در فضای آزاد ملاحظه می­‌شود.

چیلر هوا خنک در محیط آزاد

چیلر آب خنک نیازی به تهویه یا هوای تازه ندارد و بنابراین معمولا از همین نوع چیلر در محیط‌­های داخلی و بسته مانند داخل موتورخانه استفاده می‌­شود. چیلر آب خنک از آب برای خنک کاری استفاده می‌­کند. آب سرد برج خنک کن که در فضای آزاد نصب شده است، به موتور خانه منتقل شده و مبرد را خنک می‌­کند.

مناطق کم آب

در این مناطق حتما از یك چیلر هوا خنک استفاده كنید. کندانسور یک چیلر هوا خنک به برج خنک کن احتیاج ندارد. این چیلر به طور کلی نگرانی­‌های زیست محیطی پیرامون تصفیه و مصرف آب را ندارد. بنابراین چیلر هوا خنک باید بهترین انتخاب برای صرفه جویی در مصرف آب باشد.

فضاهای کوچک

کندانسور موجود در چیلر آب خنک نسبت به یک کندانسور چیلر هوا خنک که به همان اندازه سرمایش تولید می­‌کند، ابعاد کوچکتری دارد. این نکته، خصوصا در مورد چیلر با ظرفیت بالا، می‌­تواند منجر به ایجاد یک واحد تهویه مطبوع کوچکتر شود. بنابراین در محیط­‌هایی که محدودیت فضا وجود دارد، استفاده از یک چیلر آب خنک به صرفه‌­تر خواهد بود. در شکل زیر چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک در کنار هم ملاحظه می‌شوند. همانطور که دیده می­‌شود، طراحی چیلر آب خنک به گونه‌­ای است که در مکان­‌هایی که محدودیت فضا وجود دارد، راحت‌تر قابل استفاده­ است.

قیمت تمام شده

در انتخاب چیلر، مانند هر تجهیز دیگر، قیمت چیلر نیز باید در نظر گرفته شود. لازم است بدانید که ممکن است تفاوت در هزینه­ اولیه­‌ی خرید چیلر هوا خنک و آب خنک گمراه کننده باشد. بنابراین مهم است که تمام هزینه‌ها در نظر گرفته شوند تا بتوان چیلر آب خنک و هوا خنک را دقیق­‌تر مقایسه کرد.

 با نصب چیلر هوا خنک، هزینه­‌های مربوط به کانال، فن­‌ها و کنترل­‌هایی که برای حفظ دمای مناسب هوا در محیط انجام می­‌شود باید در نظر گرفته شود. به علاوه هزینه‌های مصرف انرژی برای چیلر هوا خنک به دلیل طراحی خاص آن بیشتر است. همچنین کندانسور هوایی نسبت به کندانسور آبی قیمت بالاتری دارد. در نتیجه با در نظر گرفتن تمام موارد اشاره شده، اغلب اوقات قیمت یک چیلر هوا خنک بالاتر از یک چیلر آب خنک خواهد بود.

مطلب مهم این است که هزینه­‌های عملیاتی چیلر آب خنک بیشتر از چیلر هواخنک است. برای مثال هزینه نصب برج خنک کن به سایر هزینه­‌های جاری در این چیلر افزوده می­‌شود. در ضمن هنگام استفاده از برج خنک کن، هزینه­‌های اضافی نظیر نظارت منظم بر کیفیت آب، تصفیه‌­ آب، عملکرد فن‌­ها و پمپ­‌ها هم باید به هزینه­‌های جاری دیگر افزوده شود. با این وجود فشار کاری پایین‌­تر این نوع چیلر به نسبت چیلر هواخنک، کارایی آن را بهبود می‌­بخشد.

بنابراین می­‌توان نتیجه گرفت که به­‌صورت کلی چیلر هوا خنک هزینه اولیه بیشتر، هزینه برق مصرفی بالاتر و هزینه نگهداری کمتری دارد در حالی که در چیلر آب خنک هزینه اولیه کمتر، هزینه برق مصرفی پایین‌تر و هزینه نگهداری بیشتر است.

عواملی مانند هزینه‌­های آب و برق و راندمان می‌­توانند به طور چشمگیری هزینه­‌های جاری یک چیلر را تغییر دهند. پس لازم است قبل از انتخاب یکی از این دو نوع چیلر تمام عوامل را بسنجید و با یک نگاه بلند مدت اقدام به تهیه و سفارش محصول مورد نظر خود نمایید.