چیلرها و مینی چیلرها هر دو از دستۀ چیلرها هستند و از نظر عملکردی تقریباً شبیه به یکدیگر هستند. با این تفاوت که از مینی چیلرها بیشتر به عنوان یک چیلر خانگی استفاده می‌شود. دلیل این انتخاب ظرفیت سرمایشی پایین‌تر مینی چیلرها نسبت به چیلرها است؛ که به این ظرفیت سرمایشی در بازار فروش تناژ تبرید نیز گفته می‌شود. البته این یک حکم قطعی نیست و گاهی ممکن است چیلرهای آب خنک نیز با ظرفیت‌های پایین‌تر از حد معمول تولید شوند و این موضوع بیشتر به سفارش کارفرما بستگی دارد. همین‌طور که مینی چیلرها ممکن است در ظرفیت‌های بالاتری طراحی و ساخته شوند. در این مقاله قصد داریم به سراغ تفاوت‌ها و شباهت‌های دستگاه‌های چیلر و مینی چیلر برویم و آنها را بررسی کنیم.
فهرست مطالب
آشنایی با عملکرد چیلرها و مینی چیلرها
وقتی صحبت از مقایسۀ چیلرها و مینی چیلرها به میان می‌آید، منظور از چیلر، چیلرهای تراکمی است. زیرا در ساخت مینی چیلرها نیز درست از همین سیکل تبرید تراکمی برای عمل سرمایش محیط استفاده می‌شود. این در صورتی است که چیلرها انواع دیگری نیز دارند که از این میان می‌توان به چیلرهای جذبی اشاره کرد.
سیکل تبرید تراکمی بر اساس چهار جزء اصلی طراحی می‌شود؛ که مهم‌ترین جزء این سیکل کمپرسور دستگاه است. عملکرد کمپرسور و توان آن به صورت مستقیم روی ظرفیت تبریدی چیلرها تأثیر می‌گذارد. در کمپرسور سیال گازی فشرده شده و دما و فشار آن بالا می‌رود. در حقیقت وظیفۀ کمپرسور تأمین انرژی لازم جهت به گردش در آوردن سیال مبرد در طول سیکل است. جزء دوم دستگاه، کندانسور آن است. سیال مبرد پس از اینکه توسط کمپرسور فشرده شد، وارد بخش کندانسور شده و دمای آن طی یک فرایند فشار ثابت کاهش پیدا می‌کند.
این عمل می‌تواند به کمک جریان آب و یا جریان هوای آزاد صورت گیرد. طراحی صورت گرفته برای مینی چیلر همواره بر مبنای طراحی هوا خنک است. در حالی که چیلرهای صنعتی بیشتر از نوع آب خنک هستند. پس از اینکه دما سیال تا حد مشخصی پایین آمد، نوبت به عبور سیال از شیر فشارشکن یا همان شیر انبساطی می‌شود. در این مرحله به یکباره فشار سیال افت پیدا کرده و سیال به مخلوطی از مایع و بخار اشباع تبدیل می‌شود. البته زمانی که فشار سیال پایین باشد، دمای جوش آن نیز پایین خواهد آمد. مرحلۀ چهارم عبور سیال مبرد از بخش اواپراتور است.
در این مرحله سیال مبرد تمایل دارد تا تماماً به حالت گازی تغییر فاز دهد. اما برای این کار نیاز به دریافت گرما دارد؛ که این گرما را به کمک مبدل حرارتی اواپراتور جذب می‌کند. سیکلی که سیال مبرد در چیلرها طی می‌کند درست شبیه سیکلی است که در مینی چیلرها طی خواهد کرد. تنها تفاوت موجود در اندازۀ اجزاء دستگاه است که روی تناژ تبریدی سیستم تأثیر می‌گذارد. در ادامه به بررسی تفاوت‌های موجود بین این دو دستگاه تهویۀ مطبوع خواهیم پرداخت.
مقایسه مینی چیلرها و چیلرها بر اساس ظرفیت تبرید دستگاه
همین طور که گفتیم، مهم‌ترین تفاوت مینی چیلرها و چیلرها در ظرفیت تبریدی دستگاه است که در بازار فروش به آن تناژ تبرید یا تن تبرید نیز گفته می‌شود. مینی چیلرها معمولاً تا ده تن تبرید طراحی و ساخته می‌شوند. این در حالی است که طراحی چیلرهای صنعتی تازه از ده تن تبرید شروع شده و تناژ دستگاه می‌تواند خیلی بالاتر از این اعداد باشد. دلیل تفاوت ظرفیت تبرید دستگاه نیز به کارایی آن برمی‌گردد. از چیلرهای صنعتی اغلب برای خنک سازی محصولات صنعتی یا طراحی فرایندهای صنعتی استفاده می‌شود. در این موارد گفته شده نیاز به سرمایش با حجم بالا و دمای پایین‌تری است. این در صورتی است که اغلب از مینی چیلرها به عنوان چیلر خانگی یا آپارتمانی نام برده می‌شود و مهم‌ترین استفادۀ آنها سرمایش محیط های ساختمانی و فضاهای اداری و تجاری است. به همین خاطر نیازی نیست که دستگاه با ظرفیت تبریدی بالایی تولید شود. البته اگر تحت شرایط خاصی نیاز به مینی چیلری با ظرفیت بالاتر وجود داشته باشد، امکان طراحی و ساخت آن وجود دارد.
تفاوت نوع کمپرسور در مینی چیلرها و چیلرها
یکی از اساسی‌ترین تفاوت ها در دستگاه‌های مینی چیلر نسبت به چیلرها، نوع کمپرسور دستگاه است. کمپرسوری که در مینی چیلرها مورد استفاده قرار می‌گیرد معمولاً از نوع اسکرال است. دلیل این انتخاب راندمان بالای کمپرسورهای اسکرال و همچنین طول عمر بالای آنها است. کمپرسورهای اسکرال از کمترین قطعات متحرکت ساخته می‌شوند و به همین خاطر کمتر دچار مشکل می‌شوند. به علاوه که تعمیرات آن ها و روغن کاری آن ها نیز ساده‌تر صورت می‌گیرد.
در طراحی چیلرهای صنعتی اما به کار بردن کمپرسورهای اسکرال خیلی مرسوم نیست. در طراحی این چیلرها بسته به نوع و ظرفیت دستگاه ممکن است از کمپرسورهای رفت و برگشتی یا همان پیستونی، کمپرسورهای روتاری، سانتریفیوژی و اسکرو استفاده شود. کمپرسورهایی که قدرت بالایی دارند و گسترۀ کاری آنها بیشتر از کمپرسورهای اسکرال است. انتخاب نوع کمپرسور در چیلرها به شرایطی مثل نوع عملکرد مورد نظر، شرایط محیطی، تناژ چیلر و … بستگی دارد.
مقایسه بخش کندانسور چیلرها و مینی چیلرها
یکی دیگر از بخش‌هایی که تفاوت‌های مهم چیلرها و مینی چیلرها را رقم می‌زند، بخش کندانسور دستگاه است. نوع کندانسور در سیکل‌های تبرید تراکمی می‌تواند به صورت هوا خنک و یا آب خنک طراحی شود. در طراحی هوا خنک از جریان هوای آزاد برای خنک کردن سیال مبرد جاری در کویل‌های حرارتی کندانسور استفاده می‌شود. برای این کار به صورت مستقیم روی کندانسور از چندین فن کمک گرفته می‌شود که جریان هوا را روی کویل‌های کندانسور دمیده و عمل خنک کردن سیال را ممکن می‌کند. در نوع آب خنک اما نوع طراحی کندانسو کاملاً متفاوت است. در این مدل کندانسور به صورت یک مبدل حرارتی پوسته – لوله طراحی می‌شود. به شکلی که سیال مبرد در داخل پوسته جریان می‌یابد و برای خنک سازی آن از جریان آب سرد استفاده می‌شود. این آب سرد به کمک یک برج خنک کننده باید تأمین شود. برج خنک کننده‌ای که در کنار چیلر نصب شده و پیوسته آب مورد نیاز چیلر را تأمین می‌نماید. آبی که در بخش کندانسور جریان می‌یابد پس از خروج دوباره به برج خنک کننده برگردانده می‌شود تا مجدداً پس از خنک شدن به مسیر فرایند برگردد.
با این توضیحات زیاد سخت نیست که متوجه شویم در ساخت و طراحی مینی چیلرها همواره از کندانسورهای هوا خنک استفاده می‌شود. نوع هوا خنک دارای طراحی ساده‌تری است و برای استفاده از آن دیگر نیاز به کمک تجهیزات اضافی وجود ندارد. گزینه‌ای که برای مینی چیلرها یک گزینۀ مطلوب محسوب می‌شود. به علاوه که مینی چیلرها اغلب به عنوان یک تهویه مطبوع مرکزی برای ساختمان‌ها تعریف می‌شود و روی پشت بام ساختمان نصب می‌شود. همین مسئله استفاده از کندانسور هوا خنک را برای مینی چیلرها ساده تر نیز می‌نماید. زیرا این نوع از چیلرها نیاز به هوای آزاد دارند که روی پشت بام کاملاً در دسترس است.
کندانسور چیلرها ممکن است از هر دو نوع هوا خنک و آب خنک باشد. انتخاب نوع کندانسور برای چیلرها مجدداً بستگی به عوامل محیطی و ظرفیت تبریدی چیلر دارد. البته در نمونه‌های صنعتی بیشتر از چیلرهای آب خنک استفاده می‌شود. زیرا چیلرهای آب خنک دارای ظرفیت تبریدی بالاتری خواهند بود و عملکرد بهتری را از خود نشان می‌دهند. اگرچه راه اندازی آنها نیاز به مقدار زیادی آب خواهد داشت و هزینه‌هایی را نیز برای نصب برج خنک کننده به خریدار تحمیل می‌کند.
مقایسه مینی چیلرها و چیلرها بر اساس قطعات ساخت
طبق انچه دربارۀ نوع کمپرسور و کندانسور مینی چیلرها و چیلرها گفته شد، می‌توان نتیجه گیری کرد که در طراحی مینی چیلرها همواره سعی می‌شود طراحی به ساده‌ترین شکل ممکن صورت بگیرد و از قطعاتی در ساخت این دستگاه های تهویه مطبوع استفاده شود که دارای اجزاء متحرک کمتری هستند و نگهداری و تعمیر آنها راحت‌تر بوده و هزینه‌های کمتری را در برخواهد داشت. این مسئله شامل تجهیزات کنترلی دستگاه نیز می‌شود. مینی چیلرها نیاز به تجهیزات کنترلی زیادی ندارند و همینکه ایمنی دستگاه در مصارف خانگی تضمین شود، کفایت می‌کند. اما اوضاع برای چیلرها و به خصوص چیلرهای صنعتی متفاوت است. نوع آب خنک این چیلرها که عملاً نیاز به یک برج خنک کننده خواهد داشت.
برج خنک کننده‌ای که فضای زیادی را اشغال می‌کند و هزینه‌های بیشتری را برای خریدار می‌تراشد. علاوه بر مسئلۀ برج خنک کننده، کنترل دستگاه‌های چیلر در صنایع از اهمیت بالایی برخوردار است. نخست به این دلیل که چیلرها جزء تجهیزات گران قیمت صنعتی دسته بندی می‌شوند و دلیل دیگر هم اینکه خرابی این دستگاه‌ها می‌تواند به دیگر دستگاه‌های صنعتی نیز آسیب وارد کند. دربارۀ نوع کمپرسور این دستگاه‌های سرمایشی هم که بحث کردیم. در مینی چیلرها اغلب از کمپرسورهای اسکرال استفاده می‌شود که دارای قطعات متحرک کمتری نسبت به دیگر کمپرسورهای موجود در بازار است. درحالی که برای چیلرها معمولاً کمپرسورهای پیستونی، اسکرو، سانتریفیوژی و روتاری در اولویت قرار دارند.
جمع بندی
چیلرها و مینی چیلرها از دستگاه‌های سرمایشی هستند که اغلب از آنها به عنوان یک سیستم مرکزی سرمایشی نام برده می‌شود. ساختمان داخلی این دو دستگاه تقریباً شبیه یک دیگر است. با این تفاوت که در مینی چیلرها سعی می‌شود تا حد امکان سادگی طراحی حفظ شود و از قطعاتی در طراحی آن استفاده شود که کمتر دچار مشکل شده و نگهداری و تعمیر آن هزینه‌های کمتری را دربر خواهد داشت. مهم‌ترین تفاوت چیلرها و مینی چیلرها در ظرفیت سرمایشی این دستگاه‌ها است که بر مبنای تن تبرید بیان می‌شوند. مینی چیلرها اغلب دارای تناژ تبریدی زیر ده تن هستند. این در صورتی است که طراحی چیلرها تازه از ده تن تبرید آغاز شده و بالاتر می‌رود. این تفاوت ظرفیت دستگاه‌ها بر اساس نوع کمپرسور، نوع کندانسور دیگر اجزاء سیکل تبرید رخ می‌دهد. برای مثال در مینی چیلرها از کمپرسورهای اسکرال استفاده می‌شود که توان عملکردی بهینه‌ای دارند و از نظر ساختمانی بسیار ساده هستند. همچنین کندانسور مینی چیلرها از نوع هوا خنک است که به صورت یکپارچه روی دستگاه نصب می‌شود.
