مقایسه کنترل مکانیکال و کنترل PLC در چیلرهای تراکمی

کدام سیستم برای پروژه شما مناسب‌تر است؟

با پیشرفت صنعت تبرید، چیلرهای تراکمی در دو نسخه رایج عرضه می‌شوند:
۱) کنترل مکانیکال مبتنی بر ترموستات‌ها، پرشرسوئیچ‌ها و شیر انبساط ترموستاتیکی (TXV)
۲) کنترل هوشمند PLC همراه با شیر انبساط الکترونیکی (EEV)، سنسورها و الگوریتم‌های دیجیتال

این دو فناوری، تفاوت‌های بنیادینی در عملکرد، راندمان، نگهداری و طول عمر دستگاه ایجاد می‌کنند. در این مقاله این تفاوت‌ها را کاملاً فنی، دقیق و کاربردی بررسی می‌کنیم.

کنترل مکانیکال در چیلر چیست؟

کنترل مکانیکال یعنی تمام اجزای تصمیم‌گیرنده چیلر، مکانیکی یا الکترومکانیکی هستند:

• ترموستات آب سرد
• پرشرسوئیچ فشار بالا و پایین
• فلوسوئیچ آب
• رله‌های زمانی و کمکی
• (TXV) شیر انبساط ترموستاتیکی

در این سیستم، چیلر تنها با سیگنال‌های قطع و وصل (ON/OFF) کار می‌کند و امکان تحلیل وضعیت لحظه‌ای وجود ندارد.

مزایای کنترل مکانیکال

• طراحی بسیار ساده و قابل اطمینان
• هزینه اولیه کم
• تعمیر و نگهداری ارزان
• عدم  نیاز به تکنولوژی پیشرفته
• مناسب برای مناطق فاقد تعمیرکار متخصص PLC

معایب کنترل مکانیکال

• راندمان پایین‌تر (به‌خصوص در بار جزئی)
• نوسان دمای آب سرد
• کنترل ضعیف سوپرهیت
• عدم امکان ثبت خطا و تحلیل عملکرد
• استهلاک بیشتر کمپرسور به دلیل سیکل کاری خاموش/روشن
• وابستگی کامل به پرشرسوئیچ‌های مکانیکی که دقت محدودی دارند

کنترل PLC در چیلر چیست؟

در چیلرهای مجهز به PLC، تمامی عملکردها بر پایه سنسورهای دیجیتال، الگوریتم‌های کنترلی، ریزپردازنده و نمایشگر HMI انجام می‌شود.

قطعات اصلی سیستم PLC:

• کنترلر صنعتی (PLC)
• شیر انبساط الکترونیکی (EEV)
• سنسور فشار و سنسور دما در چند نقطه
• اینورتر کمپرسور یا فن‌ها (در بسیاری از مدل‌ها)
• قابلیت اتصال به BMS و شبکه Modbus

در این سیستم، چیلر مانند یک کامپیوتر صنعتی رفتار می‌کند و دائماً خود را تنظیم می‌کند.

مزایای کنترل PLC

• دقت بسیار بالا در کنترل دمای آب سرد
• کنترل پیوسته بار کمپرسور (نه فقط روشن/خاموش)
• راندمان انرژی ۱۰ تا ۳۰ درصد بهتر
• کاهش استهلاک کمپرسور
• ثبت خطا، تاریخچه، نمودار و لاگ عملکرد
• امکان اتصال به BMS ساختمان
• تنظیم دقیق سوپرهیت با شیر EEV
• مدیریت هوشمند در شرایط اقلیمی خاص

معایب کنترل PLC

• هزینه اولیه بیشتر
• نیاز به تکنسین آموزش‌دیده
• حساسیت به نوسانات برق
• هزینه  سرویس بالاتر در صورت خرابی برد اصلی

مقایسه فنی: PLC در مقابل کنترل مکانیکال

۱) دقت کنترل مبرد

• PLC + EEV:
  تنظیم سوپرهیت به صورت لحظه‌ای، با دقت ۱/۱۰درجه و چند هزار پله حرکتی.
• کنترل مکانیکال + TXV:
  کنترل نوسانی، کند و کاملاً وابسته به تغییرات دمای حباب حسگر.

نتیجه:PLC باعث ثبات کامل دمای آب سرد و کاهش مصرف انرژی می‌شود.

۲) رفتار در بارهای جزئی (Partial Load)

• PLC: کنترل پیوسته با اینورتر یا منطق PID → بدون نوسان
• مکانیکال: روشن/خاموش پله‌ای → نوسان دما + استهلاک کمپرسور

۳) عملکرد در هوای بسیار گرم یا بسیار سرد

• PLC: به‌صورت خودکار فشار کندانس را مدیریت می‌کند؛ EEV در دماهای پایین عملکرد عالی دارد.
• مکانیکال: TXV در دمای پایین دچار کمبود دبی و در دمای بالا دچار ناپایداری می‌شود.

۴) طول عمر کمپرسور

• PLC: جلوگیری از شکستگی روغن، جلوگیری از برگشت مایع، کاهش استارت‌های پی‌درپی
• مکانیکال: استهلاک بیشتر، ریسک برگشت مبرد و جوش‌آمدن کمپرسور

۵) نگهداری و سرویس

• PLC:
  • نیازمند متخصص
  • عیب‌یابی سریع و دقیق
  • نمایش لاگ و کد خطا
• مکانیکال:
  • تعمیر ساده و کم‌هزینه
  • اما تست قطعات زمان‌بر و غیر دقیق است

جدول مقایسه نهایی

کدام را انتخاب کنیم؟
انتخاب PLC مناسب است اگر:

• پروژه حساس دارید (بیمارستان، دیتاسنتر، هتل، مال)
• مصرف انرژی برای شما مهم است
• ظرفیت چیلر بالا است
• اپراتور متخصص دارید
• دستگاه باید همیشه پایدار و بدون نوسان کار کند

• انتخاب کنترل مکانیکال مناسب است اگر:
  • بودجه محدود دارید
  • پروژه کوچک یا متوسط است
  • اپراتور تخصص زیادی ندارد
  • سادگی برایتان مهم‌تر از راندمان است
• جمع‌بندی نهایی
  کنترل PLC آینده صنعت تبرید است؛ دقت بالا، مصرف انرژی کمتر و ثبات عملکرد باعث شده چیلرهای مدرن تقریباً همگی به سمت EEV و PLC حرکت کنند.
  اما کنترل مکانیکال همچنان جایگاه خود را در پروژه‌های کوچک، کم‌هزینه و مناطق فاقد نیروی متخصص حفظ کرده است.