چیلر دستگاهی است که گرما را از طریق سیکل تبرید فشرده سازی بخار یا جذب از مایع خارج می کند. سپس این مایع می تواند از طریق مبدل حرارتی به تجهیزات خنک کننده یا جریان فرآیند دیگری منتقل شود.

چیلرهای صنعتی در کاربردهای متنوعی مورد استفاده قرار می گیرند که آب سرد یا مایع از طریق تجهیزات فرآوری شده گردش می کنند. معمولاً برای خنک کردن محصولات و ماشین آلات ، از چیلرهای آب در بسیاری از کاربردهای مختلف از جمله قالب تزریق ، ابزار و برش قالب ، مواد غذایی و آشامیدنی ، مواد شیمیایی ، لیزر ، ابزار ، نیمه هادیها و موارد دیگر استفاده می شود.

عملکرد چیلر صنعتی

عملکرد یک چیلر صنعتی انتقال حرارت از یک مکان (معمولاً تجهیزات پردازش یا محصول) به مکانی دیگر (معمولاً هوای خارج از تأسیسات تولید) است. استفاده از آب یا محلول آب / گلیکول برای انتقال گرما به داخل و از چیلر که ممکن است نیاز به چیلر فرآیند برای داشتن مخزن و سیستم پمپاژ داشته باشد بسیار رایج است. صرف نظر از صنعت و فرآیند ، اطمینان از خنک شدن کافی برای بهره‌وری و صرفه جویی در هزینه بسیار مهم است.

در اکثر برنامه های خنک کننده فرآیند ، یک سیستم پمپاژ آب خنک یا محلول آب / گلیکول را از چیلر به داخل فرآیند می کند. این مایع خنک گرما را از فرایند خارج کرده و مایع گرم به چیلر باز می گردد. آب فرآیند وسیله ای است که با استفاده از آن گرما از فرآیند به چیلر منتقل می شود.

چیلرهای فرآیند حاوی یک ترکیب شیمیایی هستند ، به نام مبرد. مبرد و کاربردهای مختلفی بسته به دمای مورد نیاز وجود دارد ، اما همه آنها بر روی اصل اساسی فشرده سازی و تغییر فاز مبرد از یک مایع به یک گاز و به مایع کار می کنند. این فرآیند گرم کردن و خنک کننده مبرد و تغییر آن از یک گاز به مایع و دوباره چرخه یخچال است.

چرخه تبرید با مخلوط مایع و گازی

چرخه تبرید با مخلوط مایع و گازی با فشار کم که وارد تبخیر کننده می شود ، شروع می شود. در تبخیر کننده ، گرما از محلول آب یا محلول آب / گلیکول مبرد را جوش می دهد ، که آن را از یک مایع کم فشار به یک گاز کم فشار تبدیل می کند.

گاز کم فشار وارد کمپرسور می شود و در آنجا فشرده می شود تا گاز پر فشار وارد شود. گاز پر فشار وارد کندانسور می شود که هوای محیط یا آب کندانسور گرما را از بین می برد تا آن را به مایع با فشار زیاد خنک کند. مایع با فشار بالا به شیر انبساط حرکت می کند ، که کنترل می کند چه مقدار مبرد مایع وارد اواپراتور می شود ، در نتیجه دوباره چرخه تبرید را آغاز می کند.

انواع کندانسور

دو نوع کندانسور وجود دارد که در چیلرها مورد استفاده قرار می گیرند. هوا خنک و آب خنک.

کندانسور خنک کننده هوا از هوای محیط برای خنک کردن و چگال کردن گاز مبرد گرم به داخل مایع استفاده می کند. می تواند در داخل چیلر قرار داشته باشد و یا از راه دور در خارج قرار داشته باشد ، اما در نهایت گرما را از چیلر تا هوا رد می کند. در یک خازن با آب خنک ، آب یک برج خنک کننده سرد شده و مبرد را خنک می کند.

اجزا چیلر

اجزای اصلی چیلر عبارتند از: کمپرسور ، کندانسور ، اواپراتور ، دریچه انبساط ، پنل پاور ، واحد کنترل و Water Box.

کمپرسور چیلر

کمپرسور حرکت دهنده اصلی است ، باعث ایجاد اختلاف فشار برای حرکت مبرد در سیستم می شود. طراحی های مختلفی از کمپرسورهای مبرد وجود دارد که رایج ترین آنها کمپرسورهای نوع سانتریفیوژ ، پیچ ، پیمایش و برگشتی است.

هر نوع آن طرفدار و متعارف خاص خود را دارد. همیشه بین اواپراتور و کندانسور قرار دارد. این معمولاً تا حدی عایق بندی شده است و موتور الکتریکی به عنوان نیروی محرک آن وصل شده است ، این کار به صورت داخلی یا خارجی نصب می شود.

کمپرسورها می توانند بسیار پر سر و صدا باشند ، معمولاً یک صدای بدون سر و صدا عمیق ثابت با سطح بالای پوشش ، محافظت از شنوایی باید در هنگام نزدیکی با چیلر پوشیده شود.

کندانسور چیلر

کندانسور بعد از کمپرسور و قبل از شیر انبساط قرار دارد. هدف از کندانسور ، گرما از مبرد که در اواپراتور برداشت شده است ، خارج می شود.
دو نوع اصلی خازن ، هوای خنک و آب خنک کننده وجود دارد.
کندانسورهای خنک کننده با آب به طور مکرر چرخش "آب کندانسور" را بین برج خنک کننده و کندانسور ، مبرد گرم که از کمپرسور وارد کندانسور می شوند ، گرمای خود را به داخل این آب منتقل می کنند که به برج خنک کننده منتقل شده و از ساختمان رد می شوند. مبرد و آب با هم مخلوط نمی شوند و توسط یک لوله لوله جدا می شوند ، آب درون لوله جریان می یابد و مبرد در قسمت خارج جریان می یابد.

کندانسورهای روی چیلرهای خنک کننده هوا کمی متفاوت عمل می کنند ، از برج خنک کننده استفاده نمی کنند بلکه در عوض هوا را در لوله های کندانسور در معرض ضربه می اندازند با این که مبرد از این زمان در داخل لوله جریان می یابد.

شیر انبساط چیلر

شیر انبساط بین کندانسور و اواپراتور قرار دارد. هدف این است که مبرد را کاهش داده و فشار آن را کاهش داده و حجم آن را افزایش می دهد که به آن امکان می دهد گرمای ناخواسته را در اواپراتور بگیرد. انواع مختلفی از دریچه انبساط وجود دارد ، رایج ترین آنها در ویل انبساط حرارتی ، دریچه باند انبساط حرارتی ، دریچه انبساط الکترونیکی و شیر انبساط دهانه ثابت.

اواپراتور چیلر

اواپراتور بین شیر انبساط و کمپرسور قرار دارد ، هدف آن جمع آوری گرمای ناخواسته از ساختمان و انتقال این ماده در مبرد است به گونه ای که می توان آن را به برج خنک کننده ارسال و رد کرد. با خنک شدن گرما توسط مبرد ، این "آب سرد" در اطراف ساختمان پمپ می شود تا تهویه مطبوع را فراهم کند ، این "آب سرد" سپس به اواپراتور باز می گردد و گرمای ناخواسته ساختمان را با خود به همراه دارد.

واحد قدرت چیلر 

واحد برق یا مستقیماً بر روی چیلر نصب شده است یا می توان آن را جدا و نصب کرد و با دیواری از اتاق کارخانه که کابلهای برق بین آنها جریان دارد ، نصب و تنظیم کرد. هدف از واحد قدرت ، کنترل جریان انرژی الکتریکی به چیلر است. اینها معمولاً شامل استارت ، مدارهای متناوب ، کنترل سرعت و تجهیزات نظارت بر انرژی است .

واحد کنترل چیلر

واحد کنترل به طور معمول بر روی چیلر سوار می شود. هدف این است که جنبه های مختلف عملکرد چیلرها را کنترل کرده و با انجام تنظیمات آنها را کنترل کنیم. واحد کنترل برای گروه های مهندسی آلارم ایجاد می کند و با خیال راحت سیستم را خاموش می کند تا از آسیب دیدن به واحد جلوگیری شود. اتصالات BMS نیز معمولاً برای کنترل و نظارت از راه دور وجود دارد.

جعبه های آب چیلر

جعبه های آب روی اواپراتورها و همچنین کندانسورهای چیلرهای خنک کننده آب نصب شده اند. هدف از جعبه آب جهت جریان مستقیم و همچنین تفکیک ورودی و خروجی است. بسته به تعداد گذرگاههای اواپراتور و كندانسور ، جعبه های آب ممكن است دارای 1-2 سوراخ ورودی یا خروجی فلنج باشند و یا می توان آنها را به طور كامل پوشانده و دوباره به داخل گذر بعدی هدایت کرد.

مزایا و معایب چیلرها

چیلرها بهترین بازده تبادل گرما را ارائه می دهند ، بنابراین به واحدهای کمتری نیاز است و در نتیجه فضای کمتری را اشغال می کنند یکی دیگر از مزایای خنک کننده مایع این است که در از بین بردن گرمای اضافی کارایی بیشتری دارد.

این مزیت از این واقعیت ناشی می شود که آب یا هر ماده خنک کننده مایع از گرما ، چگالی و هدایت حرارتی بالاتری نسبت به هوا برخوردار است. این به سیستم اجازه می دهد تا گرمای بیشتری را از مسافت بیشتری منتقل کند خنک کننده هوا از فن ها استفاده می کند. یک خنک کننده هوا معمولی دارای چندین فن است. فن ها سر و صدایی را ایجاد می کنند که هنگام کار بیش از حد بیشتر شنیده می شوند.

 مزایای سیستم خنک کننده مایع نسبت به سیستم خنک کننده هوا

این است که باعث ایجاد همان سر و صدا نمی شود. در واقع نسبتاً ساکت است. توجه داشته باشید که خنک کننده مایع از یک موتور برای گردش مایع خنک کننده مایع در اطراف یا اجزای سخت افزاری PC مشخص شده استفاده می کند. این سیستم همچنین دارای یک فن بسیار کم مصرف است و برخی از سیستم های ترکیبی فن های کوچک را برای بهبود تهویه داخل کیس کامپیوتر ادغام می کنند. با این وجود ، هر دو موتور و فن های کم مصرف صدا سر و صدایی قابل تشخیص ایجاد نمی کنند.

یکی دیگر از مزایای خنک کننده مایع این است که در از بین بردن گرمای اضافی کارایی بیشتری دارد. این مزیت از این واقعیت ناشی می شود که آب یا هر ماده خنک کننده مایع از گرما ، چگالی و هدایت حرارتی بالاتری نسبت به هوا برخوردار است. این به سیستم اجازه می دهد تا گرمای بیشتری را در مسافت های بیشتر منتقل کند.

خنک کننده مایع اجازه می دهد تا گرما نه تنها از نقاط بحرانی خارج شود. کاربران می توانند اجزای خاصی را که مستعد گرم شدن هستند از قبیل دیسک های سخت ، ماژول های تنظیم کننده ولتاژ و منبع تغذیه نیز خنک کنند.

یکی از مضرات خنک کننده مایع بر اثر خنک کننده هوا این است که تنظیم آن بسیار پرهزینه است.

اجزای سیستم خنک کننده مایع می توانند گران باشند.

هزینه ساخت سیستم خنک کننده مایع

از ابتدا می تواند از 300 دلار تا 500 دلار باشد. قابل ذکر است که یک سیستم خنک کننده کامل هوا می تواند در حدود 100 تا 200 دلار باشد. نصب آن پیچیده است ، تنظیم سیستم خنک کننده مایع از ابتدا می تواند مشکل باشد زیرا به درک خاصی در زمینه های الکترونیک و ترمودینامیک نیاز دارد. این یکی دیگر از مضرات قابل توجه ، به ویژه برای تازه کارها است. توجه داشته باشید که یک سیستم خنک کننده مایع خوب باید گرمای اضافی را بطور مؤثر و سریعاً از بین ببرد.

نصب اجزای سیستم خنک کننده مایع

نصب اجزای سیستم خنک کننده مایع همچنین نیاز به دخالت بیشتری نسبت به نصب کولر هوای معمولی پس از خرید دارد.

ایمنی نیز یک نکته اساسی است. قبل از اجرای داخل باید اطمینان حاصل شود که کل سیستم در برابر هرگونه نشت احتمالی مقاوم است. قطره از آب یا مایعات قطعاً به قطعات الکترونیکی آسیب می رساند و تولید کنندگان براساس حوادث مبتنی بر آب ، مطالبات گارانتی را سرگرم نمی کنند.

سیستم خنک کننده مایع با ضعف اجرا شده احتمالاً منجر به نشتی خواهد شد. توجه داشته باشید که آب یا مایع خنک کننده می تواند خوردگی قطعات فلزی را تسریع کرده و به قطعات الکترونیکی آسیب برساند. فشار داخل لوله ها همچنین می تواند به دلیل گرمای بیش از حد جذب شده توسط مایع در نتیجه نشت ایجاد شود.

به این معنی است که یکی دیگر از مضرات خنک کننده آب این است که برای تازه کارها یا افرادی که تجربه ساخت کمی رایانه شخصی را ندارند کمی مناسب نیست. باید اطمینان حاصل شود که اتصالات و کل مونتاژ عاری از خطا است. همچنین از نظر نشتی باید نوعی احتمالات وجود داشته باشد. حتی یک قطره مایع می تواند یک قطعه الکترونیکی را خراب کند.