چیلر
چیلر چیست؟
چیلر یک سامانه سرمایشی است که با استفاده از خنک کردن سیال موجود در آن ، باعث برودت می شود. چیلر ها به دو دسته چیلرهای جذبی و چیلرهای تراکمی دسته بندی می شوند.
در سیستم های تهویه مطبوع، چیلر از جمله تجهیزات بسیار مهم هستند. چیلر دستگاهی است برای فراهم کردن آب سرد جهت مصارف صنعتی و تهویه مطبوع و می توان گفت یکی از روش های اصلی سرمایش ساختمان های مسکونی و عمومی، سرمایش به وسیله گاز طبیعی یا گاز مایع است.
این وسیله از جمله تجهیزاتی است که در موتور خانه یا در مدل هایی خاص (تناژ های پایین) در پشت بام یا محیط باز نصب می شود و با اتصال به یک سیستم تهویه مطبوع نظیر هواساز یا فن کویل که هوای تازه ساختمان را تأمین کرده با چند انشعاب فضای داخل ساختمان را خنک می کند. در ادامه سلسله گزارش های پیام ساختمان تحت عنوان «کالای برتر»، با چند تن از فعالان فروش و توزیع چیلر به گفتگو پرداختیم. لازم به ذکر است مطالب عنوان شده، اظهارات فعالان تولید و توزیع این محصول بوده و نظر نشریه پیام ساختمان نیست؛ ضمن اینکه از اظهارنظر مخاطبان و منتقدان استقبال خواهیم کرد.
انواع چیلرهای سرمازا
جابجایی فصل سرما به گرما و جایگزینی سیستم های سرمایشی به گرمایشی ها، فرصت آشنایی با چیلرهای خنک کننده به عنوان تجهیزات مهم سرمایشی را فراهم کرده است.
به گزارش پیام ساختمان، چیلرها ازجمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش هستند که به طورکلی می توان آن ها را به دودسته تراکمی و جذبی تقسیم کرد. به طورکلی چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می کنند.
فناوری تبرید جذبی روشی عالی برای تهویه مطبوع مرکزی در تأسیساتی است که ظرفیت دیگ اضافی داشته و می توانند بخار یا آب داغ موردنیاز برای راه اندازی چیلر را تأمین نمایند. چیلرهای جذبی ظرفیت بین 25 تا 1200 تن برودتی را به راحتی تأمین می کنند. البته قابل ذکر است که برخی از تولیدکنندگان ژاپنی موفق شده اند چیلرهای جذبی با ظرفیت معادل5000 تن نیز تولید کنند. در سیستمهای جذبی غالباً از آب به عنوان مبرد استفاده می شود. گرمای موردنیاز برای کارکرد این چیلرها به طور مستقیم از گاز طبیعی یا گازوئیل تأمین می گردد. منابع غیرمستقیم گرما در چیلرهای جذبی عبارت اند از آب داغ بخار پرفشار و کم فشار. بر این اساس تولیدکنندگان مختلف در جهان سه نوع اصلی چیلر جذبی ارائه می نمایند که عبارت اند از : شعله مستقیم ، بخار و آب داغ. در یک تقسیم بندی عمومی می توان چیلرهای جذبی را در دو دسته چیلرهای جذبی آب و آمونیاک و چیلرهای جذبی لیتیوم بروماید و آب طبقه بندی نمود. درواقع در هر سیکل تبرید جذبی یک سیال جاذب و یک سیال مبرد وجود دارد که تقسیم بندی فوق بر این مبنا انجام شده است. در سیستم آب و آمونیاک، سیال مبرد آمونیاک و سیال جاذب آب است. در سیستم لیتیوم بروماید و آب، سیال مبرد آب و سیال جاذب، محلول لیتیوم بروماید است.
اما برحسب اجزای سیستم هم می توان تقسیم بندی های دیگری ارائه کرد مثلاً می توان سیکل های تبرید جذبی را به سیکل های تبرید یک اثره، دو اثره و سه اثره طبقه بندی کرد. امروزه سیکل های تبرید جذبی تک اثره و دو اثره در مقیاس بسیار وسیع و در اشکال متنوع ساخته می شوند و سیکل های سه اثره همچنان در دست مطالعه می باشند.
تفاوت های اصلی چیلرهای جذبی و تراکمی عبارت اند از :
الف) چیلرهای تراکمی برای گردش مبرد از کمپرسور استفاده می کنند درحالی که چیلرهای جذبی فاقد کمپرسور بوده و به جای آن از انرژی گرمایی منابع مختلف استفاده کرده و غلظت محلول جاذب را تغییر می دهند، همچنان که غلظت تغییر می کند، فشار نیز در اجزای مختلف چیلر تغییر می کند. این اختلاف فشار باعث گردش مبرد در سیستم می گردد.
ب) ژنراتور و جذب کننده در چیلرهای جذبی جانشین کمپرسور در چیلرهای تراکمی شده است.
ج) در چیلرهای جذبی از یک جاذب استفاده می شود که عموماً آب یا نمک لیتیوم بروماید است.
د) مبرد در چیلرهای تراکمی یکی از انواع کلروفلئوروکربن ها یا هالوکلروفلئوروکربن ها است درحالی که در چیلرهای جذبی مبرد معمولاً آب یا آمونیاک است.
ه) چیلرهای تراکمی انرژی موردنیاز خود را از انرژی الکتریکی تأمین می کنند درحالی که انرژی ورودی به چیلرهای جذبی از آب گرم یا بخار واردشده به ژنراتور تأمین می شود. گرما ممکن است از کوره هوای گرم یا دیگ آمده باشد. در بعضی اوقات از گرمای سایر فرایندها نیز استفاده می شود مانند بخار کم فشار یا آب داغ صنایع، گرمای بازگرفته شده از دود خروجی توربین های گازی و یا بخار کم فشار از خروجی توربین های بخار.
مهم ترین مزایای چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی:
الف) صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی: همان طور که گفته شد چیلرهای جذبی از گاز طبیعی ، گازوئیل یا گرمای تلف شده به عنوان منبع اصلی انرژی استفاده می کنند و مصرف برق آن ها بسیار ناچیز است. به میزان مصرف برق، مقایسه و تحلیل های کمی در فصول بعدی اشاره خواهد شد.
ب) صرفه جویی در هزینه خدمات برق: هزینه نصب سیستم شبکه الکتریکی در پروژه ها بر اساس حداکثر توان برداشت قابل تعیین است. یک چیلر جذبی به دلیل اینکه برق کمتری مصرف می کند، هزینه خدمات را نیز کاهش می دهد. در اکثر ساختمان ها نصب چیلرهای جذبی موجب آزاد شدن توان الکتریکی برای مصارف دیگر می شود.
ج) صرفه جویی در هزینه تجهیزات برق اضطراری: در ساختمان هایی مانند مراکز درمانی و یا سالن های کامپیوتر که وجود سیستم های برق اضطراری برای پشتیبانی تجهیزات خنک کننده ضروری است، استفاده از چیلرهای جذبی موجب صرفه جویی قابل توجهی در هزینه این تجهیزات خواهد شد.
د) صرفه جویی در هزینه اولیه موردنیاز برای دیگ ها: برخی از چیلرهای جذبی را می توان در زمستان ها به عنوان هیتر مورداستفاده قرارداد و آب گرم لازم برای سیستم های گرمایشی را با دماهای تا حد 203 تأمین نمود. در صورت استفاده از این چیلرها نه تنها هزینه خرید دیگ کاهش می یابد بلکه صرفه جویی قابل ملاحظه ای در فضا نیز به دست خواهد آمد.
ه) بهبود راندمان دیگ ها در تابستان: مجموعه هایی مانند بیمارستان ها که در تمام طول سال برای سیستم های استریل کننده، اتوکلاوها و سایر تجهیزات به بخار احتیاج دارند مجهز به دیگ های بخار بزرگی هستند که عمدتاً در طول تابستان با بار کمی کار می کنند. نصب چیلرهای جذبی بخار در چنین مواردی موجب افزایش بار و مصرف بخار در تابستان ها شده و درنتیجه کارکرد دیگ ها و راندمان آن ها بهبود قابل توجهی خواهد یافت.
و) بازگشت سرمایه گذاری اولیه: چیلرهای جذبی به دلیل نیاز کمتر به برق در مقایسه با چیلرهای تراکمی، هزینه های کارکردی را کاهش می دهند. اگر اختلاف قیمت یک چیلر جذبی و یک چیلر تراکمی هم ظرفیت را به عنوان میزان سرمایه گذاری و صرفه جویی سالانه از محل کاهش یافتن هزینه های انرژی را به عنوان بازگشت سرمایه در نظر بگیریم، می توان با قاطعیت گفت که بازگشت سرمایه گذاری صرف شده برای نصب چیلرهای جذبی با شرایط بسیار خوبی صورت خواهد گرفت.
ز) کاسته شدن صدا و ارتعاشات: ارتعاش و صدای ناشی از کارکرد چیلرهای جذبی به مراتب کمتر از چیلرهای تراکمی است. منبع اصلی تولیدکننده صدا و ارتعاش در چیلرهای تراکمی، کمپرسور است. چیلرهای جذبی فاقد کمپرسور بوده و تنها منبع مولد صدا و ارتعاش در آن ها پمپ های کوچکی هستند که برای به گردش درآوردن مبرد و محلول لیتیم برماید کاربرد دارند. میزان صدا و ارتعاش این پمپ های کوچک قابل صرف نظرکردن است.
ح) حذف مخاطرات زیست محیطی ناشی از مبردهای مضر: چیلرهای جذبی برخلاف چیلرهای تراکمی از هیچ گونه ماده CFC یا HCFC که موجب تخریب لایه ازن می شوند، استفاده نمی کنند. لذا برای محیط زیست خطری ایجاد نمی نمایند. چیلرهای جذبی غالباً از آب به عنوان مبرد استفاده می کنند. یک چیلر جدید در هر شرایطی، یک سرمایه گذاری بیست وچندساله است. تغییرات دائمی قوانین و مقررات استفاده از مبردها موجب می شود تا استفاده از مبردی طبیعی مانند آب در چیلرهای جذبی گزینه ای بسیار قابل توجه به شمار آید.
ط) کاستن از میزان تولید گازهای گلخانه ای و آلاینده ها: میزان تولید گازهای گلخانه ای (مانند دی اکسید کربن) که تأثیر قابل توجهی در گرم شدن کره زمین دارند و آلاینده ها (مانند اکسیدهای گوگرد، اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق) توسط چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی بسیار کمتر است.
نرخ انواع چیلر
شجاعی افزود: نرخ چیلر تراکمی و جذبی متفاوت است و هر یک تن تبرید نرخ مشخصی دارد. در تهران برای هر 40 مترمربع ظرفیت یک تن تبرید در نظر می گیرند. برای یک ساختمان 200 متری چیلر با ظرفیت 5 تن متناسب با آب و هوای شهر تهران است. متناسب با آب و هوای شهرستان نیز ضریب متفاوتی لحاظ می شود هرچه هوای منطقه موردنظر گرم تر باشد طبیعتا تناژ کمتری را پوشش می دهد.
به گفته این فعال تأسیساتی، حداقلی و حداکثری قیمت مورد معامله در بازار، برای چیلر 5 تنی، قیمت 12 میلیون یعنی هر تن 2 میلیون و 100 تومان محاسبه می شود و برای هر تن تبرید از 2 تا 5 میلیون تومان قیمت گذاری می شود؛ اما به طور معمول متوسط قیمت ها تا سقف 40 میلیون و هر تن 8 میلیون محاسبه می شود.
او همچنین با اشاره به اینکه معمولا محصولات چیلر را متناسب با موقعیت جغرافیایی مصرف آن پیشنهاد می دهیم، ادامه داد: چیلر تراکمی با کمپرسور کار می کنند اما چیلر جذبی انرژی را از ژنراتور می گیرند و مصرف گاز دارند. هرچند در ایران تولید کمپرسور نداریم و از کشورهای اروپایی و آمریکایی وارد می کنیم.
این مدیر فروش تجهیزات چیلر به خریداران و مصرف کنندگان توصیه کرد: برای مصارف خانگی از مینی چیلر تراکمی و جذبی استفاده شود، معمولا ما به خریدارانی هم که قصد نصب چیلر لوکس را دارند، مینی چیلر جذبی را پیشنهاد می کنیم. ممکن است در ابتدا هزینه اولیه راه اندازی بالایی داشته باشد اما در درازمدت هزینه های پایین تری داشته و کاربری آن آسان است.
همچنین در تناژهای متوسط یا بالا بین 20 تا 100 تن، چیلر تراکمی اسپرال را پیشنهاد می دهیم. بالای 100 تن تا 150 تن هم مدل های سیلندری پیستونی را پیشنهاد می کنیم.
انتخاب متناسب با مصرف انرژی
یک توزیع کننده این نوع محصولات نیز معتقد است: امروزه انتخاب سیستم تهویه مطبوع مناسب با لحاظ کردن مصرف انرژی، هزینه های اولیه و جاری آن در یک ساختمان برای بسیاری از مصرف کنندگان اهمیت پیدا کرده است.
اشرفی با بیان اینکه هر نوع چیلر برای پروژه ای خاص و با ظرفیت متناسب با آن انتخاب می شود، ادامه داد: انواع چیلر با توجه به نوع کمپرسور آن تقسیم بندی و تولید می شوند، نحوه اولویت بندی این سیستم شامل ظرفیت چیلر، نوع کمپرسور، مصرف برق، صدای چیلر، ابعاد و وزن آن و بر اساس کاربری یک ساختمان است.
به گفته او، استفاده از مینی چیلر در همه کشورها با کمپرسورهای اسکرال، چیلرهای اسکرال یکپارچه تا ظرفیت 150 تن تبرید، چیلر اسکرو از ظرفیت 150 تن تبرید تا 300 تن تبرید و چیلر سانتریفیوژ از ظرفیت 300 تن به بالا استفاده می شود که در ایران به دلیل مشکلات تأمین برق در ظرفیت های بالا از چیلر جذبی استفاده می شود.
این فعال تأسیساتی درخصوص نگهداری و استفاده از این دستگاه گفت: نگهداری و به کارگیری چیلر به خصوص نوع تراکمی آن بسیار ساده است، چون نیازی به اپراتور متخصص در زمینه چیلر جذبی و همچنین تعبیه سیستم بخار که نگهداری آنها مشکل و پرهزینه است ندارد و کاربر چیلر تراکمی با یک آموزش چندساعته می تواند از عهده نگهداری این دستگاه برآید. معمولا آنچه شرکت بهینه سازی مصرف سوخت با توجه به مصرف انرژی آن توصیه می کند، استفاده از چیلر جذبی 5 تنی گاز سوز است که برای سرمایش فضای 200 متر مناسب هستند و قابلیت استفاده در ساختمان های بزرگ هم با سری کردن این دستگاه ها امکان پذیر است.