سیستم های چیلر یا chiller نوعی سیستم سرمایش هستند که برای خنک کردن یا حفظ دمای پایین در کاربردهای گوناگون صنعتی و تجاری به کار گرفته می شود. آنها بخشی جدایی ناپذیر از بسیاری از صنایع هستند. و نقش مهمی در حفظ فرآیندها، تجهیزات و محصولات در محدوده دمایی ویژه دارند. در اینجا مروری بر سیستم های چیلر، عملکرد آن و اهمیت آنها در صنایع گوناگون خواهیم داشت.
چیلرهای آب صنعتی در کاربردهای گوناگونی استفاده می شوند که در آن آب سرد یا مایع از طریق تجهیزات فرآیند به گردش در می آید. چیلرهای آبی که معمولاً برای خنک کردن محصولات و ماشین‌آلات استفاده می‌شوند، در بسیاری از کاربردهای گوناگون از جمله قالب‌گیری تزریقی، برش ابزار و قالب، مواد غذایی و آشامیدنی، مواد شیمیایی، لیزر، ماشین ابزار، نیمه هادی‌ها و موارد دیگر استفاده می‌شوند.
عملکرد چیلر صنعتی در جابه جا کردن گرما از یک مکان (معمولاً تجهیزات یا محصول) به مکان دیگر (معمولاً هوای خارج از تأسیسات تولید) است. استفاده از آب یا محلول آب/گلیکول برای انتقال گرما به و از چیلر بسیار متداول است که ممکن است نیاز به داشتن مخزن و سیستم پمپاژ چیلر فرآیند داشته باشد. صرف نظر از صنعت و فرآیند شما، اطمینان از داشتن خنک کننده کافی برای بهره وری و صرفه جویی در هزینه بسیار مهم است.
چیلرها، گرما را از فضایی که به کنترل هوا نیاز دارد مانند یک سیستم اسپلیت سنتی یا واحد پکیج انتقال می دهند، اما برای این کار به جای هوا از آب (یا محلول آب) استفاده می کنند. دو نوع چیلر وجود دارد:
چیلر آب خنک
چیلر هوا خنک.
آنها در طول بیشتر فرآیند تا زمانی که سرد کن به کندانسور برسد به طور مشابه عمل می کنند و هر دو در بخش های زیر توضیح داده شده اند.
فرآیند خنک‌سازی زمانی شروع می‌شود که آب گرم شده برگشتی (primary return) وارد تبخیرکننده می‌شود، جایی که گرما از آب به سرماساز منتقل می‌شود.
سپس آب سرد شده از طریق منبع اصلی به مخزن آب فرستاده می شود، جایی که توسط پمپ آب به فضاهای مختلف تحت کنترل آب و هوا توزیع می شود. از آنجا که گرما همانطور که توسط قانون دوم ترمودینامیک بیان شده است همیشه از گرم به سرد حرکت می کند، آب سرد گرمای محیطی فضای مطبوع را در هواگیر جذب می کند. سپس یک فن هوای خنک شده را از طریق کانال کشی وارد فضا می کند. سپس آب گرمتر به چیلر برگردانده می شود تا یک بار دیگر خنک شود.
در این بین، گرمای جذب شده توسط سرماساز(مسیری که با رنگ سبز نشان داده شده است) در تبخیرکننده باید منتقل شود تا سرما ساز گرمای بیشتری را جذب کند. سرماساز کم فشار و دمای بالا از تبخیر کننده به سمت کمپرسور موتور حرکت می کند که باعث افزایش فشار و دما می شود.
پس از آن، سرماساز وارد کندانسور یا رادیاتور می شود. چیلرهای آب خنک از آب برای احاطه لوله های سرمازا و کشیدن گرما استفاده می کنند (مسیری که با رنگ قرمز نشان داده شده است). سپس آب به داخل یک برج خنک کننده پمپ می شود تا گرما آزاد شود. پس از متراکم شدن، سرما زا پیش از بازگشت به تبخیر کننده، جایی که فرآیند دوباره آغاز می شود، از یک شیر انبساط برای کاهش فشار (و دما) عبور می کند.
مانند چیلرهای آب خنک، این فرآیند با بازگشت اولیه و آوردن آب گرم به چیلر آغاز می شود. گرما در تبخیر کننده به سرماساز منتقل می شود و آب از طریق منبع اولیه به فضای خنک شده می رسد. سرماساز از طریق کمپرسور حرکت می کند تا فشار و دما را افزایش دهد و سپس به رادیات می رسد. در اینجا، فن‌ها هوای بیرون را از طریق رادیات به گردش در می‌آورند، که گرما را از سرماساز جذب میکند (مجدداً، قانون دوم ترمودینامیک حکم میکند که گرم به سمت سرد حرکت کند) قبل از بیرون راندن این گرما به هوای محیط. مبرد سپس از شیر انبساط (مانند قبل) عبور کرده و به تبخیر کننده باز می گردد.
بلوک دیاگرام چیلرهای هوا خنک
هیچ فرآیند صنعتی، ماشین یا موتوری ۱۰۰% کارآمد نیست و گرما رایج ترین محصول جانبی این ناکارآمدی ها است. اگر این گرما حذف نشود، به مرور زمان جمع می شود و باعث کاهش زمان تولید، خاموش شدن تجهیزات و حتی خرابی زودهنگام تجهیزات می شود. برای جلوگیری از این مسائل ضروری است که خنک کننده را در طراحی سیستم فرآیند صنعتی گنجانده شود.
استفاده از چیلر برای تامین سرمایش برتری های گوناگونی دارد. یک چیلر دما و فشار ثابتی را برای فرآیند صنعتی شما فراهم می کند. حذف متغیرهای دما و فشار، توسعه و بهینه‌سازی فرآیند را ساده میکند و محصول با بالاترین کیفیت را تضمین میکند. یک چیلر به جای یک سیستم بیهوده و تک گذر، آب خنک کننده را به گردش در می آورد. چرخش مجدد هزینه مصرف آب را کمینه میکند که می تواند ارزان و سازگار با محیط زیست باشد.
چیلر در صنایع زیر کاربردی و نقش به سزایی دارد:
سیستم های چیلر معمولاً برای تهویه مطبوع در ساختمان های تجاری، مراکز داده و مجتمع های مسکونی بزرگ استفاده می شوند. آنها منبع مطمئنی از هوای خنک برای کنترل آب و هوا فراهم می کنند و به حفظ محیط داخلی راحت کمک می کنند.
سیستم های چیلر در صنایع تولیدی برای خنک کردن ماشین آلات، کنترل دمای محصول و حفظ کیفیت فرآیندهای مختلف ضروری هستند. آنها در قالب گیری پلاستیک، فلزکاری، تولید دارو و غیره استفاده می شوند.
در صنایع غذایی و آشامیدنی، از سیستم های چیلر برای خنک کردن مواد، حفظ کیفیت محصول و کنترل دمای محل نگهداری استفاده می شود که به جلوگیری از فساد و تضمین ایمنی مواد غذایی کمک می کند.
سیستم های چیلر در تجهیزات تصویربرداری پزشکی، مانند دستگاه های MRI، برای خنک کردن قطعات حساس الکترونیکی و حفظ شرایط عملیاتی پایدار استفاده می شوند. آنها همچنین در آزمایشگاه ها برای کنترل دما برای آزمایش ها و ذخیره سازی مواد حساس به دما استفاده می شوند.
سیستم های چیلر برای خنک کردن سرورها و سایر سخت افزارها در مراکز داده بسیار مهم هستند. حفظ دمای پایدار برای جلوگیری از گرمای بیش از حد و اطمینان از عملکرد کارآمد تجهیزات ضروری است.
صنعت داروسازی برای حفظ شرایط دمایی خاص برای تولید و نگهداری دارو، تضمین کارایی و ایمنی محصول، به سیستم‌های چیلر متکی است.
سیستم های چیلر به کنترل دما در تولید و فرآیندهای شیمیایی کمک می کنند، که می تواند به تغییرات دما بسیار حساس باشد. آنها برای خنک کردن راکتورها، متراکم کردن بخارات و حفظ پایداری واکنش های شیمیایی استفاده می شوند.
سیستم های چیلر برای خنک کردن قالب ها و حفظ دمای تجهیزات اکسترودر پلاستیک یا لاستیک استفاده می شود که به اطمینان از کیفیت و دوام محصولات پلاستیکی کمک می کند.
کارخانه‌های آبجوسازی و تولیدکنندگان نوشیدنی از سیستم‌های چیلر برای کنترل دمای تخمیر و خنک کردن نوشیدنی‌ها در طول فرآیندهای تولید و بسته‌بندی استفاده می‌کنند و کیفیت محصول را تضمین می‌کنند.
سیستم‌های چیلر در هتل‌ها، رستوران‌ها و سایر موسسات پذیرایی برای تامین آب خنک برای مقاصد مختلف از جمله تهویه مطبوع و سرویس غذا استفاده می‌شوند.
