انواع دستگاه خنک کننده آب

ما در این مقاله قصد داریم تا انواع دستگاه خنک کننده آب (چیلر ، برج خنک کن و مبدل) را برای انواع کاربردهای صنعتی معرفی و طرز کار ، کاربرد و قیمت ، مزایا و معایب آنها را نسبت به هم مقایسه کنیم. شناخت انواع دستگاه خنک کننده آب (چیلر ، برج خنک کننده و مبدل) و مقایسه از نظر قیمت و طرز کارانواع دستگاه خنک کننده آب را می توان در سه دسته کلی دسته بندی نمود. این سه دسته عبارتند از چیلر خنک کننده آب ، مبدل حرارتی هوا خنک و برج خنک کننده . اگر برخی پارامتر هایی ضروری را هنگام خرید برج خنک کننده فایبرگلاس، در نظر نگیرید، دستگاه شما، در عین حال که قادر نیست نیاز سرمایشی شما را برطرف کند

1 . برج خنک کننده

این دستگاه خنک کننده آب ، ساختاری مکعبی یا مدور شکل دارد که آبگرم از قسمت بالایی آن وارد شده و بر روی یک قطعه به اسم پکینگ افشانده می شود. هوا نیز از قسمت پایینی دستگاه وارد شده و با آبگرم تماسی مستقیم پیدا می کند. به طوری که مولکول های آب و مولکول های هوا در اثر برخورد مستقیم ، با یکدیگر تبادل حرارتی انجام می دهند و دمای آب چند درجه کاهش می یابد.

در مقام مقایسه از بین انواع دستگاه خنک کننده آب (چیلر ، برج خنک کننده و مبدل) این دستگاه از نظر قیمت از همه ارزان قیمت تر است ولی نکته مهمی که وجود دارد این است که اولا در ماکزیمم توانایی برج خنک کننده برای کاهش دمای آب همانند مبدل حرارتی هوا خنک محدودیت وجود دارد و نهایتا می تواند به اندازه دمای حباب تر محیط که به شرایط آب و هوایی محل نصب دستگاه مربوط می شود،

دمای آب را کاهش دهد و دوما اینکه با تماس مستقیم ذرات آب با هوا، بخش قابل توجهی از قطرات آب با هوا ادغام شده و تبخیر می شود و در نتیجه سیستم دائما آب مصرف می کند و سوم اینکه همین باز بودن فضای آب و تماس مستقیمی که با هوا دارد باعث می شود تا در آب آلودگی ایجاد شود و باید آب در مدار دائما تصفیه و به صورت دوره ای دستگاه سرویس شود.

بنابرین مزایا و معایب برج خنک کننده در مقایسه با سایر دستگاه های خنک کننده آب عبارتند از :

1 . قیمت ارزان تر آن نسبت به چیلر و مبدل

2 . مصرف بالای آب به علت تبخیر بخشی از آب

3 . آلوده شدن آب به خاطر تماس مستقیم با هوا و نیاز به پاکسازی های دوره ای

4 . نیاز به استفاده از سختی گیر در مسیر آب برای جلوگیری از ایجاد رسوب

5 . وابسته بودن میزان کاهش دمای آب به درجه حرارت هوای محیط و محدودیت در میزان کاهش دمای آب

6 . عدم امکان استفاده در شرایط آب و هوایی مرطوب به خاطر افت راندمان ناشی از وجود رطوبت در هوا

2 . مبدل حرارتی هوا خنک

ساختار این نوع دستگاه خنک کننده آب ، شبیه یک رادیاتور فن دار است. آب گرم از یک سمت وارد مبدل شده و حرارت خود را از جداره لوله ها و صفحات مبدل به هوایی که توسط فن دمیده شده ، می دهد.این مبدل ها معمولا در 3 طرح مطابق شکل زیر ساخته می شوند. در مقام مقایسه از نظر قیمت این دستگاه نسبت به چیلر ارزان تر ولی نسبت به برج خنک کن گران تر است.

در این دستگاه خنک کننده آب (یا هر سیال دیگر مثل روغن یا غیره) نیز همانند برج خنک کن در حداکثر میزان کاهش دمای آب محدودیت وجود داشته و وابسته به درجه حرارت هوای محیط است که هر چه دمای هوای محیط بیشتر باشد توان مبدل حرارتی هوا خنک برای کاهش دمای آب کاهش می یابد. در مقام مقایسه با برج خنک کننده و بر خلاف آن ، در این دستگاه آب در مداری بسته گردش می کند و بنابرین نه در معرض آلودگی قرار دارد و نه در معرض تبخیر.

بنابرین مزایا و معایب مبدل حرارتی هوا خنک در مقایسه با سایر دستگاه های خنک کننده آب عبارتند از :

1 . قیمت بیشتر نسبت به برج خنک کن و قیمت کمتر نسبت به چیلر

2 . عدم مصرف آب به علت بسته بودن سیستم و تبخیر نشدن آب

3 . عدم آلوده شدن آب به خاطر بسته بودن مدار گردش آب

4 . عدم نیاز به نصب سختی گیر در مسیر آب به علت بسته بودن مدار گردش آب

5 . وابسته بودن میزان کاهش دمای آب به درجه حرارت هوای محیط و محدودیت در میزان کاهش دمای آب

6 . امکان استفاده در شرایط آب و هوایی مرطوب به خاطر بسته بودن مدار گردش آب و عدم تماس مستقیم آب با هوا

3 . چیلر خنک کننده آب

در میان انواع دستگاه خنک کننده آب (چیلر ، برج و مبدل) چیلر پرکاربردترین و دقیق ترین دستگاه خنک کننده آب محسوب می شود. چیلرها از نظر حوزه کاربرد به دو دسته چیلر برودتی یا سرمایشی (برای سرمایش ساختمان) و چیلر خنک کننده آب برای کاربرد صنعتی ، طبقه بندی می شوند. اساس کار هر دو عینا مشابه یکدیگر است و در هر دو روش کار چیلر یکسان و وظیفه آن سردسازی آب و پمپاژ آن به واحدهای مصرف کننده است.

ساختار و قیمت چیلر برودتی برای سرمایش ساختمان و چیلر خنک کننده آب برای مصارف صنعتی ، بسیار شبیه و نزدیک یکدیگر است که در زیر به تشریح عملکرد هر یک می پردازیم. در اینجا مبحث ما در رابطه با چیلر تراکمی است که در مدار آن کمپرسور متراکم کننده قرار دارد و به عنوان پر کاربردترین نوع چیلر شناخته می شود.

چیلر برودتی نوع تراکمی در دو نوع کلی چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک تولید می شود که در شکل زیر نوع هوا خنک آن نمایش داده شده است. وقتی گفته می شود چیلری آب خنک یا هوا خنک است منظور این نیست که یکی آب را سرد می کند و دیگری هوا را (هر دو در نهایت دمای آب را کاهش می دهند) بلکه منظور این است که نحوه دفع گرمای مبرد (گاز فرئون) به هوای محیط (اتمسفر) توسط آب انجام می شود

یا هوا که در شکل زیر مشاهده می کنید که گرمای مبرد در قسمت کندانسور توسط چند فن که هوا را از اطراف کویل کندانسور می دمند دفع می شود و به آن چیلر تراکمی هوا خنک می گوییم. برای آشنایی با نحوه کار چیلر خنک کننده آب از نوع تراکمی، به طور مختصر در زیر روش کار چیلر تراکمی را توضیح داده ایم. انتخاب درست گام انواع پکینگ برج خنک کننده نوع فیلمی در بازه استاندارد هنگام طراحی امر مهمی به شمار می‌آید.

در مقام مقایسه انواع دستگاه خنک کننده آب (چیلر ، برج و مبدل) چیلر از نظر قیمت هم از برج خنک کن گران تر است و هم از مبدل حرارتی هوا خنک و هیچ محدودیتی در میزان کاهش دمای آب ندارد و با دقت بالا و به هر میزان که نیاز باشد می توان دمای آب را کاهش داد. چیلر تراکمی هوا خنک هیچ گونه مصرف آب ندارد (چونکه آب در مداری بسته گردش می کند) و در شرایط آب و هوایی مرطوب نیز می تواند به خوبی آب را خنک کند.

بنابرین مزایا و معایب چیلر تراکمی هوا خنک در مقایسه با سایر دستگاه های خنک کننده آب عبارتند از :

1 . قیمت بیشتر نسبت به برج خنک کن و مبدل حرارتی هوا خنک

2 . عدم مصرف آب به علت بسته بودن سیستم و تبخیر نشدن آب

3 . عدم آلوده شدن آب به خاطر بسته بودن مدار گردش آب

4 . عدم نیاز به نصب سختی گیر در مسیر آب به علت بسته بودن مدار گردش آب

5 . وابسته نبودن میزان کاهش دمای آب به درجه حرارت هوای محیط و عدم وجود محدودیت در میزان کاهش دمای آب

6 . امکان استفاده در شرایط آب و هوایی مرطوب به خاطر بسته بودن مدار گردش آب و عدم تماس مستقیم آب با هوا

کاربردهای چیلر خنک کننده آب

1 . چیلر خنک کننده آب برای مصارف ساختمانی (تهویه هوا)

چیلر برودتی به دو شکل در یک ساختمان نصب می شود. در حالت اول، چیلر برودتی آب را سرد کرده و با لوله کشی و پمپ به دستگاه های پخش کننده هوای سرد و گرم مانند ها و های داخل ساختمان ارسال می کند تا آب سرد در کویل های (لوله های) این دستگاه ها جریان پیدا کرده و فن با عبور دادن هوا از اطراف کویل ها، دمای هوا را کاهش و در مناطق مختلف ساختمان توزیع کند.

در ظرفیت های کم نیز به جای چیلر می توان از یک یا چند مینی چیلر آپارتمانی استفاده نمود. همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید، چیلر برودتی هوا خنک در بیرون از ساختمان (فضای آزاد) و سایر اجزا (سیستم گرمایشی) در موتورخانه نصب شده اند.

در حالت دوم نیازی نیست که چیلر برودتی ساختمان، آب را سرد کند، بلکه مبرد موجود در مدار چیلر که آب را سرد می کند، مستقیما به کویل های هواساز متصل می شود و درون کویل های آن جریان پیدا می کند و این بار مبرد به طور مستقیم دمای هوای دمیده شده توسط فن را کاهش می دهد که به این نوع نصب، اتصال DX (کویل انبساط مستقیم) گفته می شود.

در این حالت چیلر و هواساز در یک دستگاه مشترک به نام پکیج یونیت (روف تاپ پکیج) ساخته می شوند. هوای خروجی از قسمت هواساز دستگاه پکیج یونیت که دما و رطوبت تنظیم شده دارد، با کانال های توکار سقفی در سرتاسر ساختمان توزیع می شود. پکینگ برج خنک کننده اسپلش به طور سنتی از چوب ساخته می‌شود، ولی طراحی‌ های جدید آن با جنس پی وی سی (PVC) و در انواع مختلفی ساخته می‌ شود.

2 . چیلر خنک کننده آب برای کاربردهای صنعتی

بسیاری از دستگاه های صنعتی وجود دارند که آب خنک کننده برای خنک کاری آن از ضروریات دستگاه محسوب می شود. در چنین مواقعی به چند روش می توان دستگاه را خنک نمود. اگر ظرفیت خنک کاری کمی نیاز باشد، می توان از یک مدار آب ساده به همراه رادیاتور و یا به روش هوا خنک (فن) دستگاه را خنک نمود. اگر به کنترل دقیق درجه حرارت و نیز ظرفیت بالای خنک کاری نیاز باشد باید از چیلر خنک کننده آب (از نوع تراکمی) استفاده نمود و آب سرد شده در چیلر را در مدار دستگاه به گردش در آورد.