چیلر صنعتی

چیلر صنعتی (industrial chiller) به چیلری گفته می شود که درصنایع مختلف با هدف جذب گرمای مازاد در ماشین آلات و فرایندهای تولیدی مورد استفاده قرار می گیرد. بواسطۀ نقش ویژۀ انتقال حرارت (سرمایش) در عملکرد صحیح این ماشین آلات و تولید محصولاتی با کیفیت، ساخت چیلرهای صنعتی مستلزم رعایت نکات مهمی است که طبیعتاً بر روی قیمت خرید این چیلرها تأثیرگزار است.

چیلر صنعتی
چیلر صنعتی

پیش از بررسی جامع انواع چیلر صنعتی، ابتدا در مورد چیلر و انواع آن توضیحات مختصری ارائه می کنیم و در ادامه به طور جامع چیلرهای صنعتی را از لحاظ ساختار و کاربرد مورد بحث قرار می دهیم.

معرفی چیلر

چیلر در لغت به معنای سردکن می باشد. در واقع، چیلر مکانیزمی است که بر اساس یک سیکل برودتی (تراکمی بخار یا جذبی)، با ایجاد جریان سیال سردی بنام مبرد و با به گردش درآوردن آن درون یک مبدل حرارتی (اواپراتور)، آب سرد (Chilled water) تولید می کند. به عبارتی محصول خروجی تمام چیلرها آب سرد در محدوده دمایی 6 الی 7 درجه سانتی گراد هست که از آن به منظور تهویه مطبوع یا برودت صنعتی استفاده می شود. در این مطلب تمرکز ما بر روی چیلرهای صنعتی است.

پیشنهاد مطالعه:

بررسی فنی و جامع انواع چیلر و کاربرد آن ها

شناخت انواع چیلر

اصلی ترین دسته بندی انواع چیلر بر اساس نوع سیکل کاریِ آنها می باشد. چنانکه چیلرها یا تراکمی هستند یا جذبی. این ماشین ها بر اساس پارامترهای دیگری هم دسته بندی می شوند اما نوع سیکل کاری چیلر، رایج ترین عامل تفاوت آن ها است. هر کدام از چیلرهای دسته بندی زیر اگر در برودت صنعتی مورد استفاده قرار بگیرد، در اصطلاح آن را چیلر صنعتی می نامند.

دسته بندی انواع چیلر

چیلر تراکمی بخار

اساس کار چیلر تراکمی بخار، گردش جریان سیالی به نام مبرد در سیکل تبرید تراکمی بخار (کارنو) بوده و بر پایه چهار مؤلفه اصلی شامل: کمپرسور (واحد تراکم) کندانسور (واحد چگالش) شیر انبساط (واحد اختناق) و اواپراتور (واحد تبخیر) شکل می گیرد.

پیشنهاد مطالعه:

معرفی و شناخت انواع چیلر تراکمی

سیکل تبرید تراکمی در چیلر صنعتی

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کمپرسور: بسته به معیارهای متعددی از جمله: ظرفیت برودتی مورد نیاز، شرایط اقلیمی محل پروژه، نوع مبرد مصرفی، کاربری پروژه و … کمپرسور مناسب برای چیلر تراکمی انتخاب می شود که انواع آن عبارتند از:

انواع کمپرسور در چیلر صنعتی تراکمی
انواع کمپرسور در چیلر تراکمی

انواع چیلر تراکمی بر اساس نوع کندانسور: با توجه به ظرفیت برودتی مورد نیاز، شرایط اقلیمی محل پروژه، هزینه های مصرف انرژی و سرویس و نگهداری دستگاه و عواملی دیگر، چگونگی فرایند چگالش در کندانسور تعریف می گردد که انواع آن عبارتند از:

کندانسور آب خنک (Water cooled): از طریق تبادل حرارت با آبِ خنک تولیدشده توسط برج خنک کننده، گرمای مبرد را به منظور چگالش دفع می کند.

پیشنهاد مطالعه:

بررسی فنی و کاربرد چیلر تراکمی آب خنک (چیلر آبی)

ساخت دستگاه چیلر صنعتی آب خنک
چیلر آبی مجهز به کندانسور آبی

کندانسور تبخیری (Evaporatively): از طریق فرایند سرمایش تبخیری، گرمای مبرد را انتقال می دهد.

کندانسور تبخیری در دستگاه چیلر صنعتی تراکمی تبخیری
کندانسور تبخیری در چیلر تراکمی تبخیری

کندانسور هوا خنک (Air cooled):) از طریق تبادل حرارت با هوا، گرمای مبرد را به محیط آزاد دفع می کند تا چگالش پیدا کند.

پیشنهاد مطالعه:

بررسی فنی و کاربرد چیلر تراکمی هوا خنک (چیلر هوایی)

چیلر صنعتی هوا خنک
چیلر تراکمی هوایی مجهز به کندانسور هوایی

 در مقالۀ چیلر تراکمی، در بخش مقایسه چیلر هوا خنک و آب خنک، تفاوت های این نوع چیلرها از جوانب مختلف به تفصیل مورد بررسی قرار گرفته است. اما، بطور کلی می توان گفت که در سال های اخیر به جز در رِنج های دمایی زیر صفر (به ویژه زیر 10- درجۀ سانتی گراد) در اغلب پروژه ها از چیلرهای هوا خنک استفاده می شود.

معرفی چیلر جذبی

مبنای کار چیلر جذبی، سیکل تبرید جذبی می باشد که اساس فرایند سرمایش در آن مشابه سیکل تراکمی بخار است. با این تفاوت که مؤلفه هایی شامل جذب کننده (واحد جاذب)، پمپ (واحد سیرکولاسیون) و ژنراتور (واحد گرم کننده) جایگزین کمپرسور شده اند و علاوه بر مبرد (آب) از سیال دیگری به عنوان جاذب (لیتیوم بروماید) نیز استفاده می گردد که در جذب کننده(Absorber) با مبرد ترکیب شده و محلول غلیظی را شکل می دهند.

پیشنهاد مطالعه:

شناخت انواع چیلر جذبی، بررسی عملکرد و کاربرد انواع چیلر جذبی

سیکل جذبی در چیلر صنعتی جذبی
دیاگرام سیکل تبرید جذبی

همانطور که در شکل شماتیک بالا مشهود است، می توان از یک مبدل حرارتی، بین جذب کننده و ژنراتور، جهت بازیافت انرژی محلول رقیق برگشتی استفاده کرد که تا حدودی در کاهش مصرف انرژیِ ژنراتور مؤثر خواهد بود.

چیلر جذبی صنعتی
چیلر جذبی صنعتی

شناخت انواع چیلر جذبی

چیلر جذبی تک اثره: آن دسته از چیلرهای جذبی که تنها دارای یک ژنراتور در سیکل برودتی خود هستند و بر اساس منبع گرمایی ژنراتور در سه دسته مختلف تعریف می­ شوند:

  • آب گرم: با دمای کمتر از 100  (حدود 95 )
  • آب داغ: با دمای بیشتر از 100
  • بخار فشار پایین: با فشار کمتر از 15 psi

چیلر جذبی دواثره: آن دسته از چیلرهای جذبی که دارای دو ژنراتور دما بالا و دما پایین هستند. با توجه به نوع منبع گرمایی ژنراتور، این نوع از چیلرهای جذبی به دو دسته تقسیم می شوند:

  • شعله مستقیم: با سوزاندن گاز شهری یا گازوئیل
  • بخار فشار بالا: با فشار 110 – 120 psi

با مطالعه مقاله مقایسه چیلر تراکمی و جذبی مشاهده خواهید کرد که پارامترهای متعددی در مقایسۀ کارکرد چیلرهای تراکمی و جذبی دخیل هستند و عملکرد آنها را می توان از زوایای متفاوتی مورد بررسی قرار داد. اما، آنچه که این روزها در کشور شاهدش هستیم این است که در غالب پروژه های صنعتی، حتی پروژه های بسیار بزرگ، چیلرهای تراکمی اولویت اول برای انتخاب می باشند. خصوصاً آنکه با پیشرفت روزافزون سیستم های کنترلی و همچنین با وجود بهره گرفتن از ایده هایی مثل سیستم ذخیره سازی یخ (آیس بانک)، می توان هزینه های تأمین و مصرف برق را در چیلرهای تراکمی به حداقل رساند و قابلیت اطمینان سیستم خنک کاری را ارتقاء داد. بنابراین با توجه به برایند مقایسه هایی که انجام شده، به نظر می رسد جز در مواردی بسیار محدود، استفاده از چیلر تراکمی مناسب ترین انتخاب ممکن باشد.

کاربرد دستگاه چیلر صنعتی

استفاده از آب سردِ تولیدی توسط چیلر در ساختمان ها بعنوان یک سیستم تهویه مطبوع آبی، از جمله راهکارهایی می باشد که سالهاست در کنار ترمینال یونیت هایی بنام فن کویل و یا هواسازها، به یکی از رایج ترین و مهمترین تجهیزات سرمایشی تبدیل شده است. اما، همواره یکی دیگر از کاربردهای گستردۀ چیلر، بکارگیریِ آن در صنایع مختلف می باشد. خطوط تولیدیِ بسیاری در صنایع وجود دارند که برای دستیابی به محصول مورد نظر، در بخشی از فرایند خود نیازمند سرمایش می باشند که در اصطلاح آن را Process cooling (خنک­ کاری فرایند یا برودت صنعتی) می نامند. به عبارت دیگر، Process cooling نوعی مکانیزم برودتی است که برای حذف گرما از یک فرایند تولیدی استفاده می شود.

صنعت پلاستیک، تزریق و ریخته ­گری، فلزکاری، جوشکاری، ماشین­ ابزار، پتروشیمی، داروسازی، بهداشت و درمان، تولید و نگهداری مواد غذایی، پرورش ماهی، کاغذ و سیمان، راهسازی و … از جمله صنایعی هستند که از دستگاه چیلر صنعتی برای سرمایش و تولید برودت استفاده می کنند که در ادامه به تأثیر وجود چیلر در برخی از این صنایع اشاره خواهیم کرد.

کاربرد چیلر صنعتی
استفاده از چیلر در برودت صنعتی

چیلر صنعتی در صنعت تزریق پلاستیک

پلاستیک که متریالی با کاربردهای بسیار متنوع و گسترده می باشد، یکی از صنعت هایی است که استفادۀ فراوانی از چیلر در بسیاری از فرایندهای تولیدی خود دارد. در واقع، چیلر جزءِ جدایی ناپذیر کارخانه های تولید پلاستیک به حساب می آید. در صنعت پلاستیک، ممکن است چیلر به منظور خنک کردن پلاستیک داغی که تزریق، اکسترود یا دمیده شده است، بکار رود. چیلر همچنین می تواند تجهیزات مورد استفاده برای تولید محصولات پلاستیکی مثل هیدرولیک دستگاه قالب گیری و یا جعبه دنده و سیلندر اکسترودر را خنک کند. لذا، وجود چیلر صنعتی با کارایی مناسب به تجهیزاتِ این صنعت در داشتن کارکردی مؤثرتر کمک کرده و در افزایش طول عمر آنها نیز کاملاً تأثیرگزار است.

مواد خام در صنعت تزریق پلاستیک
مواد خام در صنعت پلاستیک

اساساً ساخت پلاستیک به مقدار زیادی گرما و انتقال آن گرما از پلاستیک و تجهیزات فرآیند پلاستیک­سازی نیاز دارد. هنگامی که گرما به رزین پلاستیکی اضافه می شود، می توان آن را به راحتی شکل داد. اما، در ادامه این گرما می بایست از قسمت شکل گرفته دفع شود. یافتن کارآمدترین روش برای انتقال گرما، بهره وری از فرایند را به حداکثر می رساند و در نتیجه کیفیت تولید محصول را بهبود می بخشد.

تجهیزات صنعت پلاستیک و کاربرد چیلر صنعتی در آن
تجهیزات صنعت پلاستیک

چیلر صنعتی در پتروشیمی

صنعت پتروشیمی که به آن صنعت نفت نیز می گویند، شامل فرآیندهای جهانی اکتشاف، استخراج، تصفیه، حمل و نقل (غالباً توسط تانکرها و خطوط لوله انتقال نفت) و بازاریابی فرآورده های نفتی است. در واقع خروجیِ این صنعت، محصولاتی شیمیایی از جمله کودهای شیمیایی، مواد شیمیایی و حلال ها، پلاستیک ها، لاستیک ها و الیاف مصنوعی، پودرهای شوینده، مواد اولیۀ رنگ و رزین و بسیاری از مواد مصرفی در لوازم و تجهیزات خانگی و صنعتی است که از مواد خام حاصل از نفت و یا گاز طبیعی تولید می شوند.

مجتمع پتروشیمی و استفاده از تجهیزات برودت صنعتی
مجتمع پتروشیمی

در پالایشگاه ها برای پالایش نفت خام سه مرحلۀ اصلی شامل تفکیک فیزیکی، عملیات شیمیایی و عملیات تصفیه تعریف می شوند که هریک شامل فرایندهایی هستند که یا گرمازا بوده و یا نیاز به دفع حرارت دارند. بنابراین، در هر صورت نیاز به انتقال حرارت و در واقع جذب گرما (سرمایش) نیازی اساسی در این صنعت بحساب می آید. از این رو، چیلر برای تولید آب سرد با دمای پایین در صنعت پتروشیمی کاربرد ویژه ای دارد که با توجه به ارزش بالای متریال مصرفی در این صنعت و حساسیت های موجود در تولید مواد شیمیایی با خلوص مشخص، کارکرد دقیق و درست سیستم هایی مثل چیلر اهمیت زیادی پیدا می کند.

نمونه سیکل برودتی در صنعت پتروشیمی و استفاده از چیلر صنعتی
نمونه سیکل برودتی در صنعت پتروشیمی

چیلر صنعتی در صنایع داروسازی

صنعت داروسازی، درواقع کشف و تولید مواد اولیه (با خاصیت دارویی)، تبدیل آنها به دارو و عرضه محصول به دست آمده در بازار برای استفادۀ بیماران می باشد. تولید این مواد دارویی که در حقیقت خود یکی از صنایع شیمیایی به حساب می آید، شامل فرایندهایی است که بعضاً نیاز به آب سرد دارند. آب سردی که معمولاً به کمک چیلر تأمین می شود.

تقریباً تمام تولیدکنندگان دارو از تجهیزات برودت صنعتی به عنوان بخشی از فرایندهای تولید خود استفاده می کنند. این تجهیزات، آب خنک کننده را برای کاربردهای مهمی مانند تحقیق و توسعه، پردازش دسته ای، خنک کاری کرم و پماد، عقیم سازی مایع، تشکیل قرص، بسته بندی و موارد دیگر فراهم می کنند.

ساخت چیلر صنعتی برای تولید دارو
فرآیند و تجهیزات تولید و ساخت دارو

چیلر صنعتی برای تولید و نگهداری مواد غذایی

صنایع غذایی یک شبکه پیچیده و جهانی از مشاغل متنوع است که بیشتر مواد غذایی مصرفی توسط مردم جهان را تأمین می کند. اصطلاح صنایع غذایی، مجموعه ای از فعالیت های صنعتی از جمله تولید، توزیع، فرآوری، تبدیل، تهیه، نگهداری، حمل و نقل، صدور گواهینامه و بسته بندی مواد غذایی را شامل می شود.

ساخت چیلر صنعتی برای تولید مواد غذایی
نمونه ای از تجهیزات صنعتی در تولید مواد غذایی

چیلر در صنایع غذایی، کاربرد بسیار گسترده ای دارد و می توان استفاده از آن را در دو بخش تولید و نگهداری مواد غذایی مورد بررسی قرار داد. در واقع هدف عمده از بکارگیری چیلر در این صنعت، کاهش و یا حفظ دمای محصولات غذایی برای مدت زمانی مشخص می ­باشد. الزام بسیاری از فرایندهای تولید مواد غذایی، انتقال گرما به مواد اولیه می­باشد. بنابراین پس از اتمام فرایند تولید، برای آنکه بتوان محصول تولیدی را بسته بندی نمود، نیاز به سرمایش (جذب گرما) اجتناب ناپذیر خواهد بود.

استفاده از ایرکولرهای مجهز به دستگاه چیلر صنعتی برای سردخانه
استفاده از ایرکولرها برای سردخانه

اِیرکولر (Air cooler) ساختاری دقیقاً مشابه اواپراتورهای هوایی دارد. با این تفاوت که بجای مادۀ مبرد، محلول سردِ آب و گلیکول درون لوله های کویلِ آن جریان می یابد.

بخش عمده ای از نیازِ به آب سرد در صنایع غذایی بویژه صنایع لبنی، از طریق آیس بانک تأمین می شود و این در حالی است که در سال های اخیر استفاده از آیس بانک های گلیکولی بسیار رایج شده است. آیس بانک هایی که محلولِ سرد آب و گلیکول مورد نیاز آنها توسط چیلرهای زیر صفری تولید می شود. از این چیلرها برای تغذیۀ ایرکولرهایی که در بعضی از سردخانه ها جایگزین اواپراتور شده اند نیز استفاده می شود.

دستگاه چیلر صنعتی و آیس بانک
چیلر و آیس بانک

نکات طراحی و ساخت چیلر صنعتی

در مقایسه با چیلرهای تهویه مطبوع، می بایست الزامات ویژه ای در طراحی، ساخت و تولید چیلرهای صنعتی لحاظ شوند که مهمترین آن ها را می توان در دو دسته مورد بررسی قرار داد:

– قابلیت کارکرد در فصل زمستان

– تولید آب سرد با قابلیت اطمینان بالا

1- قابلیت کارکرد در فصل زمستان:

از آنجایی که چیلرهای صنعتی، دائم الکار هستند و در تمام طول سال زیر بار می باشند، باید قابلیت کارکرد در فصل زمستان را داشته باشند. شاید تصور بعضی ها این باشد که فرایند سرمایش در ماه های سرد زمستان، امر ساده تری بوده و چالش های کمتری به دنبال خواهد داشت. اما اتفاقاً حقیقت آن است که شرایط پیچیده تر می شود.

همه چیلرها دارای اجزایی هستند که ممکن است در برابر دمای بسیار پایین زمستان آسیب پذیر باشند. بعلاوه، دمای پایین هوا می تواند مکانیزم عملکرد چیلر را نیز دچار اختلالاتی کند. بهمین علت، برای آنکه بتوان از یک چیلر صنعتی در سرمای فصل زمستان نیز بخوبی بهره برداری نمود، بایستی نکات ویژه ای را در طراحی و تولید آن بکار گرفت.

چیلرهای صنعتی با قابلیت کارکرد در فصل زمستان
چیلرهای صنعتی با قابلیت کارکرد در فصل زمستان

کاهش شدید فشار حداکثرِ سیکل تبرید و یخ زدگی اواپراتور از اصلی ترین پیامدهای منفی سرمای هوا در عملکرد چیلر محسوب می شوند.

– کاهش شدید فشار حداکثر سیکل تبرید: عبور هوای خیلی سرد از روی کویل های کندانسور در چیلرهای هوا خنک و همچنین عبور آب خیلی سرد از دورن لوله های کندانسور آبی در چیلرهای آب خنک، منجر به کاهش شدید فشار کندانسور خواهد شد. در نتیجه، جریان مبرد، فشار کافی را برای پیمودن ادامۀ مسیر و برگشت به کمپرسور نخواهد داشت. چراکه در واقع، سیال مبرد به کمک اختلاف فشار ایجادشده توسط کمپرسور و شیر انبساط، در سیکل تبرید جریان می یابد و با افت فشار کندانسور، عملاً این اختلاف فشار دیگر به اندازۀ کافی نبوده و این چنین، سیستم دچار کاهش ظرفیت می گردد.

دو راهکار عمده برای مقابله با این پدیده در فصل زمستان وجود دارد:

  • استفاده از سیستم Head pressure control
  • کنترل حجم هوای عبوری از روی کویل کندانسور (در چیلرهای هوا خنک)

1- استفاده از سیستم Head pressure control: مکانیزم ساده ای که در زمان افت فشار کندانسور (هنگام کاهش شدید دمای هوای محیط)، مقداری از جریان مبرد خروجی از کمپرسور را به بعد از کندانسور (قبل از رسیور) بای پس می کند تا این گونه کاهش جریان مبرد در اثر افت فشار کندانسور جبران شود.

موقعیت قرارگیری شیر Head pressure control در سیکل تبرید تراکمی بخار
موقعیت قرارگیری شیر Head pressure control در سیکل تبرید تراکمی بخار

بنابراین، با توجه به شکل بالا می توان نتیجه گرفت که Head pressure control مشابه یک شیر سه راهه عمل می کند که بسته به میزان فشار کندانسور مسیر بای پس را به قبل از رسیور باز می کند. در واقع، تقابل فشار کندانسور و فنری که متصل به یک دیافراگم در بالای شیر می باشد، مقدار جریان بای پس شده را تعیین خواهد کرد.

ساختار شیر Head pressure control

 2- کنترل حجم هوای عبوری از روی کویل کندانسور (در چیلرهای هوا خنک):

در چیلرهای هوا خنک دو روش رایج برای کنترل حجم هوای عبوری از روی کویل های کندانسور وجود دارد:

 Fan cycling: در این روش، فن ها با توجه به میزان فشار کندانسور، یکی یکی وارد مدار می شوند. یعنی ابتدا فن اول روشن شده و در ادامه با افزایش فشار کندانسور، فن های بعدی به ترتیب وارد مدار می گردند. بهمین ترتیب اگر فشار کندانسور کاهش یابد، فن ها یکی یکی خاموش شده تا فشار حداکثر سیکل از حد مجاز پایین تر نیاید. باید توجه داشت که در این روش هرچه تعداد فن ها بیشتر باشد، روی حجم هوای عبوری از روی کویل ها، کنترل بیشتری می توان اعمال نمود.

Fan speed controlling: در این روش، با کنترل سرعت چرخش فن، حجم هوای عبوری از روی کویل های کندانسور تنظیم می شود. طبیعتاً با چنین راهکاری، هوادهی فن های کندانسور را دقیق تر می توان تحت کنترل داشت. از جمله مکانیزم هایی که قادرند سرعت چرخش فن را کنترل کنند عبارتند از:

1-  درایو فرکانس متغیر (VFD) یا همان اینورتر

2- بُرد کنترلی FCR

3- کنترلر تحت فشار مستقیمِ مبرد

4- کنترلر الکترومکانیکی

تجهیزات کنترلی در چیلر صنعتی
تجهیزات کنترلی در چیلر صنعتی

نوع خاصی از فن های محوری تحت عنوان فن های EC (Electronically Commutated) وجود دارند که خودشان بدون نیاز به هیچ مکانیزم اضافیِ دیگری قابلیت کنترل دور داشته و اصطلاحاً دور متغیر هستند. این فن ها سیستم الکترونیکی کاملاً یکپارچه ای دارند و می توان آن ها را مستقیماً بدون هیچ واسطه ای به برق متصل کرد.

یخ زدگی اواپراتور در چیلرهای صنعتی

بسیاری از چیلرهای صنعتی، در تمام طول مدت شبانه روز، روشن نیستند. بنابراین، در مناطقی که شب های بسیار سردی در فصل زمستان دارند، در صورت روشن نبودن چیلر و عدم گردش آب در آن، خطر یخ زدگی اواپراتور وجود خواهد داشت. راهکارهایی برای جلوگیری از این اتفاق وجود دارند. از جمله:

1- استفاده از ضد یخ: یکی از ساده ترین روش های موجود برای جلوگیری از یخ زدگی اواپراتور در شب های فصل زمستان، اضافه کردن ضد یخ (گلایکول) به جریان آب در گردش می باشد. بطوری که هرچه کمینۀ دما در محل پروژه کمتر باشد، باید درصد ضد یخِ بیشتری را به آب اضافه نمود.

2- روشن نگه داشتن پمپ: اگر پمپ سیرکولاسیون چیلر در تمام طول مدت شبانه روز روشن باشد و اجازه ندهد که هرگز آب از گردش بیفتد، دیگر خطر یخ زدگی آب در اواپراتور وجود ندارد. البته این روش کمی ریسکی خواهد بود؛ چراکه ممکن است به هر دلیل پمپ دچار مشکل شده و از کار بیفتد. در نتیجه، بهتر است خصوصاً در چیلرهای صنعتی از پمپ رزرو به موازات پمپ اصلی استفاده شود.

3- اِلمنت های حرارتی: نوعی از المنت های حرارتی وجود دارد که زیر عایق اواپراتور و روی پوسته نصب می شود. این مکانیزم اجازه نخواهد داد که دمای سطح پوستۀ اواپراتور از حد مشخصی پایین تر بیاید. البته این المنت های حرارتی می بایست در آن بخشی از لوله های رفت و برگشتِ چیلر که در مجاورت هوای آزاد قرار دارند، استفاده شوند.

تولید آب سرد با قابلیت اطمینان بالا به وسیله چیلرهای صنعتی

کیفیت عملکرد بسیاری از فرایندهای صنعتی و ماشین آلات تولیدی که از چیلر برای نیاز خود به خنک کاری استفاده می کنند، به شدت بستگی به کیفیت آب سردی دارد که توسط چیلر تولید می شود. در واقع، در این صنایع یکی از فاکتورهای مؤثر در کیفیت و میزان تیراژ محصولات تولیدی، قابلیت اطمینان بالای سیستم خنک کاری است. از جمله مصداق های این قابلیت اطمینان بالا عبارتند از:

– تولید آب سرد با کمترین انحراف دمایی:

در برخی از فرایندهای صنعتی، کیفیت محصولات تولیدی و صحت عملکرد ماشین آلاتی که به خنک کاری نیاز دارند، کاملاً متأثر از دمای آب سردی است که دریافت می کنند. در واقع، یکی از تفاوت های موجود بین چیلرهای صنعتی و چیلرهای تهویه مطبوع همینجاست. در چیلرهای صنعتی، انحراف دماییِ آب سردی که تولید می شود نسبت به نیاز تعریف شده باید بسیار کم باشد (بعضاً تا زیر 1/0 درجه سانتی گراد). در حالی که در چیلرهای تهویه مطبوع، شاید تولید آب 5/7 درجه سانتی گراد یا حتی گرمتر بجای آب 7 درجه (شرایط استاندارد تهویه مطبوع) چندان تأثیر محسوسی در شرایط آسایش افراد نداشته باشد.

بهمین علت، در ساخت چیلرهای صنعتی، بویژه در طراحی و تولید مبدل های حرارتیِ آن می بایست دقت ویژه ای لحاظ شود. استفاده از شیرهای انبساط الکترونیکی بجای شیرهای انبساط مکانیکی و بکارگیری سیستم و الگوریتم های کنترلیِ دقیق، از دیگر عوامل مؤثر در دستیابی به کمترین تلرانس ممکن هستند.

– عدم خارج شدن سیستم خنک کاری از سرویس دهی:

با توجه به هزینه های بالای تولید در هر صنعتی، راندمان مناسب ماشین آلات تولید و کیفیت ایده آلِ محصولات خروجی، از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. بنابراین، از کار افتادن خط تولید به هر دلیلی می تواند ضرر و زیان فراوانی را به تولیدکننده تحمیل کند. مخصوصاً که مدت زمان زیادی فرایند تولید متوقف شود. در نتیجه، سرویس دهی همیشگیِ چیلرهای صنعتی، همواره از جمله نگرانی های مهمِ تولیدکنندگان بوده است.

 بهمین علت، در تعیین تعداد و ظرفیت چیلرهای صنعتی، نکات ویژه ای می بایست لحاظ شوند. چنانکه در پروژه های صنعتی، پس از تخمین نیاز برودتی خط تولید، درصد بیشتری در مقایسه با پروژه های تهویه مطبوع، بعنوان ضریب اطمینان در نظر گرفته شده و ظرفیت بیشتری مبنای انتخاب چیلرها قرار خواهد گرفت. طبیعتاً، در پروژه هایی با حساسیت های بالاتر، میزان درصد منظور شده بیشتر خواهد بود.

بمنظور ارتقای قابلیت اطمینان سیستم خنک کاری، معمولاً بیش از یک چیلر برای تأمین نیاز برودتی در نظر گرفته می شود که حتی بعضاً یکی از این چیلرها بعنوان چیلر رزرو (Stand by) انتخاب خواهد شد. طرح دیگری که غالباً برای بهبود کیفیت سرویس دهی سیستم خنک کاری لحاظ می شود، افزایش تعداد کمپرسورها و تعداد مدارهای سیکل تبرید است. بطوری که دست کم یکی از کمپرسورها رزرو بوده و در صورت نیاز وارد مدار می شود. ضمن آنکه وجود کمپرسور رزرو می تواند طول عمر مفید دستگاه را نیز افزایش دهد که این موضوع در چیلرهای صنعتی همیشه اهمیت زیادی داشته است.

دیگر تجهیزات برودت صنعتی

فرایندها و تجهیزاتی که در صنایع مختلف، بمنظور سرمایش و دفع حرارت نیاز به آب سرد دارند، بسیار متنوع هستند و بهمین دلیل رِنج دماییِ آب سردِ مورد استفاده در صنعت بسیار گسترده است. همانطور که در مقاله چیلر به این موضوع نیز اشاره شده است، از چیلر برای تولید آب سرد از دمای -40  درجۀ سانتی گراد تا +3  درجۀ سانتی گراد بیشتر از دمای مرطوب محیط استفاده شده و برای این رِنج دمایی، کمپرسورها و مبردهای مخصوصی تعریف می شوند. برای تولید آب سرد با دماهای بالاتر، بعلت قیمت و مصرف انرژیِ بالای چیلر در مقایسه با سایر سیستم های تولیدکنندۀ آب سرد، ترجیج داده می شود که از سیستم های دیگری استفاده گردد، هرچند که محدودۀ کاری کمپرسورها نیز بگونه ای است که اجازۀ تولید آب با دماهای خیلی بیشتر را نمی دهد. دو راهکار مشخص برای چنین مصارفی وجود دارد:

1- استفاده از برج خنک کننده:

اساس کار برج خنک کننده، سرمایش تبخیری است. به این معنا که دفع حرارت از جریان آب داغ ورودی به برج خنک کننده، بواسطه تبخیر مقداری از جریان آب صورت می گیرد. چنانکه پس از تماس ایجادشده میان آب و جریان طبیعی یا اجباری هوا درون برج، بخشی از آب در گردش، تبخیر شده و به این ترتیب دمای آب باقی مانده کاهش می یابد.

کولینگ تاور (برج خنک کننده) در برودت صنعتی
کولینگ تاور

به عبارت ساده تر، گرمای آب داغ ورودی از طریق فرایند تبخیر به جریان هوای عبوری منتقل شده و اینگونه ضمن پایین آمدن دمای آب، گرمای نهان هوا و در واقع دمای مرطوب آن به شدت افزایش می یابد.

بنابراین، میزان توانایی برج خنک کننده در کاهش دمای آب، بستگی به مقدار رطوبتی دارد که هوای ورودی به برج می تواند جذب کند. بطوریکه کاهش دمای آب در برج خنک کننده تا نزدیک به 3 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای مرطوب هوای محیط، امکان پذیر خواهد بود. به همین علت، در مناطق شرجی که هوای مرطوبی دارند، امکان استفاده از برج خنک کننده محدود می شود.

استفاده از درای کولر:

درای کولر از دو مؤلفه اصلی شامل کویلِ Fin & Tube و تعدادی فن محوری در بالای یونیت تشکیل شده است. بطوریکه جریان آب داغ، از طریق اتصال کلکتور ورودی (نشان داده شده به رنگ قرمز در شکل زیر) وارد کویل درای کولر شده و حرارت خود را ابتدا به جداره لوله ها و سپس به فین های کویل انتقال می دهد. در ادامه با عبور جریان هوای محیط از روی کویل (بوسیله فن های محوری تعبیه شده)، گرمای آب داغ عبوری از داخل لوله ها به جریان اجباری هوا منتقل شده و در محیط آزاد دفع می گردد. نهایتاً جریان خنک شدۀ آب از طریق اتصال کلکتور خروجی (نشان داده شده به رنگ آبی) به سمت مصرف کننده پمپ می شود.

درای کولر در برودت صنعتی
درای کولر

با توجه به اینکه سیال خنک­کننده در درای کولر، جریان هوای محیط می­باشد، بسته به اندازۀ کویل (میزان سطح تبادل حرارتی)، دمای آب عبوری را تا نزدیک به 5 درجه سانتی گراد بیشتر از دمای محیط، می­توان کاهش داد. این در حالی است که در صورت بکارگیری سیستم­های رطوبت­زنی، امکان کم کردن این اختلاف دما و دستیابی به آبی با دمای پایین­تر نیز وجود خواهد داشت. بنابراین، در مناطق گرمسیر که هوای به شدت گرمی دارند، امکان استفاده از درای کولر محدود می گردد.

در تمامی مصارفی که از درای کولر استفاده می شود، به لحاظ رِنج دمایی، امکان بکارگیری برج خنک کننده نیز وجود دارد. اما، معمولاً با وجود قیمت و مصرف برق بیشترِ درای کولر، بعلت سرویس و نگهداری بسیار آسان و نداشتن مصرف آب که در اقلیم هایی از جمله اغلب شهرهای ایران با کمبود منابع آن مواجه هستیم، درای کولر را به سیستم محبوبی تبدیل کرده است. ضمن آنکه مکانیزم کاری برج های خنک کننده (به جز نوع مدار بسته) بگونه ای است که باعث کثیفی جریان آب در گردش نیز می شود.

ساخت و قیمت چیلر صنعتی و تجهیزات برودت صنعتی

چیلر صنعتی اگرچه از لحاظ ساختار کلی تفاوت عمده ایی با سایر چیلرهای تهویه مطبوع ندارد، اما طراحی اصولی و مهندسی آن با توجه به نوع کاربرد آن، به شدت بر روی فرآیندهای تولید و یا خنک کاری ماشین آلات بسیار اثر گذار است. شرکت مهندسی تهویه نگار با بیش از یک دهه تجربه در طراحی و فروش انواع چیلر صنعتی برای صنایع تزریق پلاسیتک، سیمان، کاشی و سرامیک، خودروسازی، رنگ و پلیمر، صنایع غذایی و داروسازی، نفت و پتروشیمی، صنایع کاغذ، چاپ و بسته بندی و… تجربه بسیار ارزشمندی دارد.

چیلرهای صنعتی تهویه نگار برای شرایط تمام کار (Heavy duty) نیز کاربرد دارند و برای خنک کاری دستگاه هایی که به طور دائم فعال هستند نیز به خوبی عمل می کند.

به منظور ارتباط با کارشناس فروش با شماره زیر تماس بگیرید

کارشناس فروش(عمادی) 09904494274

سوالات متداول مشتریان در زمینه خرید چیلر صنعتی

قیمت چیلر صنعتی چه مقدار بیشتر از چیلرهای تهویه مطبوع است؟

بستگی به شرایط کارکرد چیلر صنعتی و استفاده از تجهیزات اضافی در آن دارد

ساخت چیلر صنعتی چقدر زمان می برد؟

با توجه به پیچیدگی فرآیندی که در آن قصد استفاده دارید، و همچنین ازدحام خط تولید،ساخت چیلر صنعتی بین 1 الی 3 ماه زمان می برد

در زمان خرید دستگاه چیلر صنعتی به چه نکاتی باید توجه کرد؟

به دلیل آنکه چیلرهای صنعتی ممکن است در شرایط خاصی مورد استفاده قرار بگیرند، در زمان خرید چیلر صنعتی باید به تجربه و سابقه تولید کننده توجه شود

0 پاسخ

پاسخ دهید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
مشارکت رایگان.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *