چیلرها از جمله دستگاه‌هایی هستند که به منظور سرمایش و گرمایش جریان هوا می‌توان از آن‌ها استفاده کرد. این دستگاه‌ها در انواع مختلفی تولید می‌شوند و قابلیت استفاده از محیط‌های صنعتی و محیط‌های خانگی را دارند. به شکلی که امروزه از یک دسته بندی کلی برای طبقه بندی مدل‌های خانگی و صنعتی استفاده می‌شود. چیلرهای صنعتی ممکن است به صورت جذبی یا تراکمی طراحی شوند و در نوع تراکمی نیز می‌توانند هواخنک یا آب خنک باشند.
از چیلرهای صنعتی به منظور سرمایش محیط‌های صنعتی و سردخانه‌ای و همچنین تولید هوای سرد در فرایندهای صنعتی استفاده می‌شود. چیلرهای خانگی نسبت به چیلرهای صنعتی در ابعاد کوچکتری ساخته می‌شوند و دارای توان کمتری هستند. با توجه به اینکه از چیلرهای خانگی به منظور سرمایش فضاهای ساختمانی مثل آپارتمان‌ها و ساختمان‌های اداری و تجاری استفاده می‌شود، طراحی آن‌ها بیشتر به صورت چیلرهای تراکمی هوا خنک است.
چیلرهای هوا خنک دارای ساختمان ساده‌تری هستند و برای مکان‌های مسکونی و تجاری گزینۀ مطلوب‌تری محسوب می‌شوند. در این مقاله قصد داریم به مقایسۀ چیلرهای صنعتی و چیلرهای خانگی بپردازیم و نحوۀ عملکرد و تفاوت‌های آن‌ها را در کنار هم بسنجیم.
آشنایی با چیلرها
چیلرها از جمله دستگاه‌های تهویۀ مطبوعی هستند که امروزه از آن‌ها بیشتر به عنوان یک سیستم سرمایش مرکزی یا دستگاه سرماساز استفاده می‌شود. در طراحی چیلرها معمولاً از دو طراحی خاص بهره می‌برند که دستۀ اول به چیلرهای جذبی شهره هستند و دستۀ دوم چیلرهای تبرید تراکمی خوانده می‌شوند. از چیلرهای جذبی بیشتر در محیط‌های صنعتی استفاده می‌کنند و فقط تحت شرایط خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما چیلرهای تراکمی از تنوع بالایی برخوردارند و به واسطۀ طراحی سادۀ آن‌ها و قدرت سرمایشی بالایی که دارند، بیشتر مورد توجه خریداران قرار دارند.
چیلر جذبی
چیلرهای تراکمی بر مبنای تبرید یک سیال مبرد عمل سرمایش را انجام می‌دهند و اساس کار آن‌ها سیکل یخچال است. به این صورت که با تأمین انرژی لازم برای جریان یافتن سیکل می‌توانید انرژی گرمایی را از یک منبع سرد به یک منبع گرم انتقال دهید. وظیفۀ تأمین این انرژی در چیلرهای تراکمی برعهدۀ کمپرسور دستگاه است که معمولاً با جریان برق کار می‌کند. به همین خاطر است که از کمپرسور به عنوان قلب چیلرها نام برده می‌شود. در کمپرسور سیال مبرد که حالت گازی دارد، فشرده شده و دما و فشار آن بالا می‌رود. سپس با خروج از کمپرسور وارد یک کندانسور می‌گردد.
داخل کندانسور عمل خنک سازی گاز مبرد انجام می‌گیرد. در این مرحله فشار گاز ثابت باقی می‌ماند. مرحلۀ سوم، مرحلۀ عبور از یک شیر انبساطی یا همان فشار شکن است. مرحله‌ای که باعث افت فشار سریع سیال مبرد شده و دمای آن را نیز کاهش می‌دهد. به شکلی که سیال مبرد به مخلوطی از گاز و مایع اشباع تبدیل می‌شود. در آخرین مرحله از سیکل کار سرمایش اصلی انجام می‌گیرد. به این شکل که سیال وارد بخش اواپراتور می‌شود و در تماس با جریان آب قرار می‌گیرد.
طراحی اواپراتورها به شکل یک مبدل حرارتی پوسته لوله است. در این مبدل حرارتی به خاطر اختلاف دمایی که بین جریان آب و سیال مبرد وجود دارد، گرما از جریان آب به سیال مبرد انتقال داده می شود. سیال مبرد با دریافت این گرما دوباره به حالت گازی تغییر فاز داده و آمادۀ ورود به کمپرسور می‌گردد. از جریان آب نیز پس از خنک شدن، می‌توان در دستگاه‌های تهویه مطبوع مختلف مثل فن کویل‌ها استفاده کرد؛ یا اینکه به صورت مستقیم در فرایندهای صنعتی از ان بهره برد.
مهم‌ترین نکته در سیکل‌ها تبرید تراکمی، نحوۀ طراحی کندانسور دستگاه است که این چیلرهای تراکمی را در دو دستۀ هوا خنک و آب خنک طبقه بندی می کند. در چیلرهای آب خنک از جریان آب سرد به منظور خنک کردن سیال مبرد استفاده می‌شود. این آب سرد به کمک یک برج خنک کننده تأمین می شود. در چیلرهای هوا خنک اما نیازی به جریان آب نیست و این کار به کمک چندین فن دمنده انجام می‌گیرد. به شکلی که جریان هوا روی لوله‌های کویل دمیده می‌شود و عمل خنک سازی سیال مبرد در داخل کندانسور انجام می‌شود.
بررسی چیلرهای صنعتی
چیلرهایی که در صنایع به کار گرفته می‌شوند، ممکن است از هر سه نوع: چیلرهای جذبی، چیلرهای تراکمی هوا خنک و چیلرهای تراکمی آب خنک باشند. انتخاب نوع چیلر بستگی به شرایط آب و هوایی، مکان نصب چیلر، کارایی آن و محدودیت‌هایی مانند عدم دسترسی به آب جهت راه اندازی برج آب خنک دارد. این چیلرها در صنعت کاربردهای متفاوتی دارند. که از این جمله می‌توان به مواردی مثل طراحی سردخانه‌ها، فرایندهای شیمیایی، سردسازی محصولات تولیدی، سرمایش محیط‌های صنعتی و … اشاره کرد.
در صنایع معمولاً از چیلرهایی با ظرفیت سرمایشی بالا استفاده می‌شود؛ که اگر به مقایسۀ انواع چیلرها بپردازیم، مشخص می‌شود که نوع چیلرهای آب خنک از ظرفیت سرمایشی بالاتری برخوردار هستند. به همین خاطر است که در اغلب فرایندهای صنعتی از چیلرهای آب خنک استفاده می‌شود و به ندرت اتفاق می‌افتد که چیلرهای هوا خنک انتخاب بهتری باشند. البته راه اندازی چیلرهای آب خنک دردسرهای بیشتری دارد. برای مثال، این چیلرها به صورت یک تکه طراحی نمی‌شوند و باید در کنار نصب خود چیلر، به فکر راه اندازی یک برج خنک کننده نیز باشید.
مسئله‌ای که هم از نظر پیچیدگی کار و هم از نظر هزینه‌های جاری خرید و نصب حائز اهمیت است. به علاوه نباید فراموش کنید که برای نصب چیلرهای آب خنک نیاز به فضای بزرگتری دارید. با این حال استفاده از این چیلرها به واسطۀ ظرفیت سرمایشی بالاتر و عملکرد بهتر در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مسئلۀ بعدی، دسترسی به آب است. راه اندازی چیلرهای صنعتی آب خنک نیاز به جریان آب فراوانی دارد. این آب در برج خنک کننده به جریان افتاده، پس از خنک شدن وارد کندانسور چیلر می‌شود. سپس با عبور از چیلر مجدداً به برج خنک کننده برمی‌گردد؛ اما از این آب چندین بار بیشتر نمی‌توان استفاده کرد و لازم است که کمبود آب موجود دوباره تأمین شود. به همین خاطر اگر قصد استفاده از یک چیلر آب خنک در صنعتی خاص دارید، باید پیش از هرچیز به فکر تأمین آب مورد نیاز آن باشید.
بررسی چیلرهای خانگی
چیلرهای خانگی در حقیقت نوعی از چیلرهای تبرید تراکمی هوا خنک هستند که ظرفیت سرماشی آن‌ها نیز خیلی بالا نیست. از این دستگاه‌ها معمولاً به عنوان یک سیستم سرمایشی مرکزی استفاده می‌شود. به نحوی که چیلر در روی پشت بام ساختمان نصب شده، سپس به کمک لوله کشی به دستگاه‌ها واسطۀ سرمایشی مانند فن کویل‌ها متصل می‌شود. به این شکل از یک چیلر یا مینی چیلر خانگی می‌توان برای سرمایش چندین واحد آپارتمانی یا یک ساختمان اداری و تجاری استفاده برد.
دلیل انتخاب چیلرهای هوا خنک برای مصارف خانگی ویژگی‌هایی است که این دستگاه تهویۀ مطبوع از آن‌ها بهره می‌برد. مهم‌ترین ویژگی این دستگاه‌ها عدم نیازشان به جریان آب برای خنک سازی کندانسور است. موضوعی که به خصوص در شهرهایی که با کمبود آب روبرو هستند حائز اهمیت است. همچنین برای شهرهایی که دارای آب و هوای گرم و مرطوبی هستند، آب نمی‌تواند گزینۀ مناسبی باشد. نکتۀ دوم فضای مورد نیاز برای نصب چیلرهای خانگی است.
چیلرهای هوا خنک به صورت یک تکه طراحی می‌شوند و نصب آن‌ها دردسرهای چیلرهای آب خنک را ندارد. برای نصب این چیلرها اغلب از فضای پشت بام ساختمان استفاده می‌شود. فضایی که هم از نظر اشغال نکردن فضای اصلی ساختمان و هم دسترسی راحت به جریان هوا گزینۀ مطلوبی به حساب می‌آید. به علاوه که در زمان تعمیر و راه اندازی مجدد، به راحتی می‌توان این کار را انجام داد.
نکتۀ دیگر اینکه چیلرهای هوا خنک از نظر مصرف انرژی نسبت به چیلرهای آب خنک در ردۀ بالاتری قرار می‌گیرند و مصرف بهینه‌تری دارند. موردی که برای نصب در فضاهای ساختمانی از اهمیت بالایی برخوردار است. به علاوه که دیگر نیازی به دستگاه‌های اضافه مثل برج‌های خنک کننده و لوله کشی آب نخواهد بود و در نتیجه هزینه‌های نصب، سرویس و بهره برداری از این چیلرها بسیار کمتر از یک چیلر آب خنک خواهد بود.
البته چیلرهای هوا خنک دارای معایب و محدودیت‌هایی نیز هستند که گاهی فرایند سرمایش را با مشکل روبرو می‌کند. برای مثال گاهی ظرفیت سرمایشی پایین چیلرهای خانگی مشکل ساز است. زیرا نمی‌توان از آن‌ها برای سرمایش ساختمان‌های بزرگ و آپارتمان‌های مرتفع بهره برد. البته در این گونه موارد استفاده از دو یا چند چیلر خانگی گزینۀ مطلوبی به نظر می‌رسد و می‌تواند تا حدودی این مشکل را رفع کند.
عیب دوم دستگاه خشک بودن هوای تولید شده در چیلرهای هوا خنک است. با توجه به اینکه در چیلرهای خانگی امکان رطوبت زنی جریان هوا وجود ندارد، در مناطقی که دارای آب و هوای خشک هستند، گهگاه این مسئله مشکل ساز می‌شود.
جمع بندی
چیلرها از جمله دستگاه‌های تهویه مطبوعی هستند که هم در صنعت و هم مصارف خانگی قابل استفاده می‌باشند. چیلرها اغلب در دو نوع چیلرهای جذبی و تراکمی طراحی و ساخته می‌شوند. با این وجود استفاده از چیلرهای تراکمی معمولاً در اولویت خریداران قرار دارد. این چیلرها خود به دو دستۀ هوا خنک و آب خنک تقسیم بندی می‌شوند؛ که چیلرهای آب خنک از نظر توان سرمایشی در مرتبۀ بالاتری از چیلرهای هوا خنک قرار می‌گیرند. اگرچه راه اندازی آن‌ها دارای پیچیدگی بیشتری است و محدودیت‌هایی را به وجود می‌آورد.
از جمله اینکه برای راه اندازی آن‌ها نیاز به یک برج خنک کننده خواهید داشت و این برج خنک کننده باعث تحمیل هزینه‌های بیشتری می‌گردد. معمولاً در صنایع مختلف بیشتر از چیلرهای آب خنک اسفاده می‌شود. دلیل این انتخاب قدرت سرمایشی بیشتر این چیلرها است. مهم‌ترین استفاده‌ها از یک چلر در مصارف صنعتی، خنک سازی محصولات تولیدی، استفاده در فرایندهای شیمایی و خنک سازی فضای کارخانه است.
چیلرهای خانگی از نوع هوا خنک هستند. در این چیلرها برای خنک سازی کویل حرارتی کندانسور به جای آب از جریان هوای آزاد استفاده می‌شود. به همین خاطر است که چیلرهای خانگی را باید در فضای آزاد نصب کرد. بهترین مکان برای نصب این چیلرها پشت بام ساختمان‌ها است. از این نظر که فضای خاصی را اشغال نمی‌کند و مشکل دسترسی نیز برای تعمیر و راه اندازی مجدد ایجاد نمی‌کند. این چیلرها نسبت به چیلرهای صنعتی و آب خنک انرژی کمتری مصرف می‌کنند و با توجه به اینکه نیاز به جریان آب ندارند هم گزینۀ مطلوبی برای مصارف ساختمانی به حساب می‌آیند.
