در سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی، چیلر آب‌خنک (Water-Cooled Chiller) یکی از پرکاربردترین دستگاه‌ها برای تولید آب سرد است. این نوع چیلرها با استفاده از چرخه تبرید تراکمی، گرمای آب را جذب کرده و از طریق برج خنک‌کننده به محیط دفع می‌کنند. در این مقاله از سایت فلو‌تک، عملکرد چیلر آب‌خنک، اجزای اصلی، مزایا و کاربردهای آن را به‌صورت کامل بررسی می‌کنیم.
چیلر آب‌خنک چیست؟
چیلر آب‌خنک دستگاهی است که برای خنک‌کردن آب مورد استفاده در فن‌کویل‌ها یا هواسازها طراحی شده است. این سیستم با گرفتن گرمای آب در اواپراتور و انتقال آن به آب برج خنک‌کننده در کندانسور، باعث تولید آب سرد در مدار سرمایش ساختمان می‌شود.
به‌عبارت ساده‌تر:
چیلر آب‌خنک گرمای داخل ساختمان را گرفته و از طریق برج خنک‌کننده به هوای بیرون منتقل می‌کند.
⚙️ اجزای اصلی چیلر آب‌خنک
یک چیلر آب‌خنک از چهار بخش اصلی تشکیل شده است که با همکاری یکدیگر چرخه تبرید را شکل می‌دهند:
1. کمپرسور (Compressor)
قلب تپنده چیلر است. بخار مبرد را از اواپراتور مکش کرده، فشرده می‌کند و فشار و دمای آن را افزایش می‌دهد.
انواع متداول کمپرسور در چیلرها شامل اسکرال، اسکرو، سانتریفیوژ و پیستونی است.
2. کندانسور آبی (Water-Cooled Condenser)
گاز داغ خروجی از کمپرسور وارد کندانسور می‌شود. درون کندانسور، مبرد گرمای خود را به آب برج خنک‌کننده منتقل کرده و به مایع پرفشار تبدیل می‌شود.
3. شیر انبساط (Expansion Valve)
مبرد مایع پرفشار پس از عبور از شیر انبساط، افت فشار پیدا کرده و به حالت سرد و کم‌فشار درمی‌آید تا آماده ورود به اواپراتور شود.
4. اواپراتور (Evaporator)
در این بخش، مبرد سرد شده گرمای آب مدار سرمایش را جذب کرده و تبخیر می‌شود. در نتیجه، آب خروجی از اواپراتور با دمای حدود 7 درجه سانتی‌گراد به سمت فن‌کویل‌ها یا هواسازها ارسال می‌شود.
🔄نحوه عملکرد چیلر آب‌خنک
فرآیند کار چیلر آب‌خنک را می‌توان در چهار مرحله خلاصه کرد:
1. کمپرسور گاز مبرد را فشرده می‌کند و آن را به کندانسور می‌فرستد.
2. کندانسور آبی گرمای مبرد را به آب برج خنک‌کننده می‌دهد و مبرد مایع می‌شود.
3. شیر انبساط فشار مایع مبرد را کاهش داده و آن را سرد می‌کند.
4. اواپراتور گرمای آب مدار سرمایش را جذب می‌کند و دوباره مبرد تبخیر می‌شود.
این چرخه به‌صورت مداوم تکرار می‌شود تا آب سرد لازم برای تهویه مطبوع تأمین گردد.
نقش برج خنک‌کننده در چیلر آب‌خنک
برج خنک‌کننده مکمل چیلر آب‌خنک است.
آب گرم خروجی از کندانسور وارد برج می‌شود، در تماس با هوای تازه بخشی از آن تبخیر شده و دمای آن کاهش می‌یابد. سپس آب خنک‌شده مجدداً به کندانسور بازمی‌گردد تا گرمای جدیدی را از مبرد جذب کند.
این فرآیند باعث تداوم چرخه و حفظ بازدهی چیلر می‌شود.
مدارهای آبی در چیلر آب‌خنک
چیلر آب‌خنک دو مدار آب دارد:
1. مدار آب سرد (Chilled Water Loop)
• رفت به سیستم سرمایش: حدود 7°C
• برگشت از سیستم: حدود 12°C
این مدار برای تأمین هوای خنک در فن‌کویل‌ها یا هواسازها استفاده می‌شود.
2. مدار آب کندانسور (Condenser Water Loop)
• ورود به برج خنک‌کننده: حدود 35°C
• بازگشت به چیلر: حدود 30°C
این مدار گرمای جذب‌شده از مبرد را به برج خنک‌کننده منتقل می‌کند.
⚡ مزایای استفاده از چیلر آب‌خنک
• راندمان بالا (COP بین 5 تا 7) نسبت به چیلرهای هواخنک
• مناسب برای ظرفیت‌های بالا (بیش از 50 تن تبرید)
• صدای کمتر در مقایسه با چیلرهای هوایی
• طول عمر بیشتر در صورت نگهداری اصولی
• کارکرد پایدار در شرایط آب‌وهوایی گرم
⚠️ معایب و محدودیت‌ها
• نیاز به برج خنک‌کننده و پمپ‌های اضافی
• مصرف آب بیشتر به‌دلیل تبخیر در برج
• هزینه اولیه بالاتر نسبت به سیستم‌های کوچک‌تر
• نیاز به نگهداری منظم (رسوب‌زدایی، ضد خوردگی، کنترل باکتری)
🏢کاربردهای چیلر آب‌خنک
چیلرهای آب‌خنک در ساختمان‌ها و پروژه‌هایی با بار سرمایی بالا به‌کار می‌روند، از جمله:
• برج‌ها و مجتمع‌های مسکونی بزرگ
• بیمارستان‌ها و مراکز درمانی
• هتل‌ها و مراکز خرید
• صنایع غذایی و دارویی
• نیروگاه‌ها و کارخانجات صنعتی
📈جمع‌بندی
چیلر آب‌خنک یکی از کارآمدترین روش‌ها برای تأمین آب سرد در سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی است. این سیستم با استفاده از سیکل تبرید تراکمی و انتقال گرما از طریق برج خنک‌کننده، راندمان بالایی را ارائه می‌دهد.
اگرچه هزینه اولیه و نگهداری آن نسبتاً بیشتر است، اما در پروژه‌های بزرگ و مداوم، چیلر آب‌خنک بهترین انتخاب از نظر بازده انرژی و طول عمر محسوب می‌شود.
دیدگاه خود را بنویسید