در دنیای امروز، نیاز به سیستمهای سرمایشی کارآمد و سازگار با محیط زیست، بیش از هر زمان دیگری احساس میشود. در این میان، چیلر آدیاباتیک بهعنوان راهحلی نوین و هوشمندانه در عرصه سرمایش صنعتی مطرح شده است.
این فناوری با بهرهگیری از اصول انتقال حرارت و کاهش مصرف انرژی، گامی مؤثر در کاهش اثرات زیستمحیطی و هزینههای عملیاتی برداشته است. چیلر آدیاباتیک نهتنها کارایی بالایی دارد، بلکه با استفاده از تکنیکهای تبخیری و خنکسازی طبیعی، مصرف آب و انرژی را بهطور چشمگیری کاهش میدهد. در ادامه مقاله برای دریافت اطلاعات بیشتر با ما همراه باشید.
آشنایی با چیلر آدیاباتیک
چیلرهای آدیاباتیک با عملکرد هایبرید خود، در زمان اعتدال دمای محیط برای ورود به چیلر به صورت خشک عمل کرده و هنگامی که دمای هوای محیط پتانسیل کافی برای خنک کاری را نداشته، با استفاده از آب و سطوح انتقال حرارت به صورت کویل یا پد، دمای هوای ورودی را به مقدار قابل توجهی کاهش می دهند.
کاهش مصرف انرژی همزمان با فراهم آوردن شرایط دمایی مطلوب از مهم ترین اهداف در بهبود عملکرد چیلرها می باشد. در بسیاری از کشورها نظیر ایران، دمای بالای هوا در برخی ماه ها سبب کاهش عملکرد چیلر و فشار مضاعف بر کمپرسور سیستم برای جبران این کاهش عملکرد می شود که در نهایت می تواند منجر به افزایش مصرف برق و خرابی های احتمالی شود، در مقابل در برخی از ماه های سال دمای هوای محیط برای ورود به سیستم چیلر و خنک کردن آن به اندازه کافی پایین بوده و با تعبیه سیستم برج خنک کننده عملاً هزینه قابل توجهی به سیستم تحمیل می شود.
بیشتر بدانید: راه های موثر افزایش راندمان چیلر و بهبود عملکرد آن
بنابراین نیاز به سیستمی که در بخش هایی از سال به صورت هوا خنک و در بخش هایی از سال توانایی پیش سرمایش هوا را داشته باشد احساس می شود.
چیلر آدیاباتیک انتخاب مناسبی برای شرایط ذکر شده هستند به نحوی که با عملکرد هایبرید خود، در زمان اعتدال دمای محیط برای ورود به چیلر به صورت خشک عمل کرده و هنگامی که دمای هوای محیط پتانسیل کافی برای خنک کاری را نداشته، با استفاده از آب دمای مدنظر را برای هوای ورودی تامین می کنند.
بیشتر بخوانید: چیلر تراکمی چیست و معرفی انواع چیلر تراکمی
نحوه انتقال حرارت در چیلر آدیاباتیک
چیلرهای آدیاباتیک طی ماه هایی که دمای محیط پتانسیل کافی برای خنک کاری را نداشته با استفاده از آب اقدام به خنک کردن کردن هوای ورودی کرده تا با عمل پیش سرمایش موجب کاهش مصرف برق کمپرسور گردد.
در این چیلرها از 3 روش برای انتقال حرارت بین آب و هوا استفاده می شود:
1) سرمایش مستقیم: در این حالت آب و هوا در تماس با یکدیگر بوده و مستقیماً با یکدیگر برهمکنش خواهند داشت. نظیر این حالت در سیستم های کولر آبی و افشانه های آب قابل مشاهده است و پر کاربرد ترین روش انتقال حرارت بین آب و هوا می باشد.
2) سرمایش غیر مستقیم: در این حالت آب و هوا در مسیرهای جداگانه ای از طریق لوله ها و پوسته لوله ها به تبادل انرژی می پردازند بنابراین افزایش رطوبت برای هوای عبوری رخ نمی دهد.
3) سرمایش ترکیبی: سرمایش دو مرحله ای یا ترکیبی زمانی رخ می دهد که ابتدا سرمایش مستقیم و سپس سرمایش غیر مستقیم انجام پذیرد و در نتیجه آن موثر ترین پیش سرمایش برای هوای ورودی را امکانپذیر می کند.
نحوه کار چیلر آدیاباتیک
کارکرد این سیستم در حالت خشک همانند چیلرهای هوا خنک بوده و در حالت تر نیز به شرح زیر می باشد:
طی روزهایی از سال که دمای حباب خشک(دمای اعلامی هواشناسی) از 35 درجه سانتی گراد بالاتر می رود، کاهش توانایی سیستم در رسیدن به دمای مطلوب به دلیل دمای بالای هوای محیط، موجب نیاز به استفاده از آب و پیش سرمایش هوای ورودی می گردد.
در این حالت هوای ورودی به وسیله واحد کنترل مرکزی از منظر شرایط ترمودینامیکی بررسی شده تا مقدار آب مورد نیاز و نحوه کارکرد سیستم مشخص شود. در ادامه آب پس از طی مرحله تصفیه، پمپ آب را به مقدار فشاری که برای پاشش به صورت افشانه مناسب باشد رسانده و با استفاده از لامپ فرابنفش از شیوع باکتری لژیونلا تا 95 درصد جلوگیری می کند.
طی مرحله پاشش، پدهای سلولزی(یا آلومینیومی) نظیر آنچه در کولرهای آبی موجود است و یا کویل های فلزی با آب تر شده و با عبور هوا از روی آن ها، پتانسیل خنک شدن تا دمای حباب تر فراهم شود که تقریباً در تمامی مناطق کشور استفاده از پتانسیل دمای حباب تر می تواند دمای هوا را تا مقدار مورد نیاز برای پیش سرمایش هوا به خوبی فراهم کند و در نهایت هوا خنک شده پس از تبادل حرارت به وسیله فن از درون چیلر خارج می شود.
متغیرهای مهم در تعیین پتانسیل سیستم و کارایی و در نتیجه آن بررسی اقتصادی، دمای حباب خشک، دمای حباب تر و رطوبت نسبی می باشند که روی تعیین روش انتقال حرارت و انتخاب ظرفیت مناسب اثرگذار می باشند، عامل محدود کننده در اجرای این سیستم معمولاً رطوبت نسبی بالا در فصول گرم می باشد که از کارایی این سیستم می کاهد.
بیشتر بخوانید: انواع برج خنک کننده و بررسی کولینگ تاور
اجزای سیستم چیلر آدیاباتیک
1) واحد کنترل مرکزی: بررسی شاخص های هوای محیط از جمله دما و رطوبت نسبی برای تصمیم گیری نوع کارکرد سیستم و تنظیم مقدار آب مورد نیاز برعهده این سیستم می باشد.
2) تصفیه آب سیستم: برای جلوگیری از گرفتگی، تصفیه آب پیش از خروج آن از افشانک ها الزامی می باشد.
3) پمپ فشار بالا: پس از مرحله تصفیه آب، فشار بالای آب را برای پاشیده شدن از طریق افشانه ها فراهم کرده و با استفاده از لامپ فرابنفش درون آن می توان باکتری های لژیونلا که را از بین برد.
4) کویل ها، پدها و افشانک های آب: افشانک ها آب را بر روی کویل ها و یا پد ها می پاشند تا بستر انتقال حرارت در حالت تر فراهم شود. افشانک ها آب را در ابعاد میکرونی می پاشند بنابراین لازم است از عدم گرفتگی آن ها طی بازدیدهای دوره ای اطمینان حاصل نمود و در صورت بروز مشکل افشانک ها تعویض و سیستم تصفیه آب بررسی شود. پدها می توانند از جنس سلولزی باشند که باعث کاهش هزینه ها شده اما احتمال رشد باکتری ها و قارچ ها افزایش می یابد که در این صورت بنابر درخواست کارفرما می توان از لوله های آلومینیومی استفاده نمود، اگر چه خشک کردن کامل پدهای سلولزی طی زمان عدم کارکرد از این احتمال جلوگیری می کند و در مدت زمان کارکرد خشک می توان پدها را باز کرد.
5) صفحات محافظ کندانسور: از کندانسور در مقابل ورود ذرات خارجی و آب محافظت کرده و جلوی آسیب کندانسور و خوردگی آن را می گیرند.
مزایای چیلرهای آدیاباتیک
به دلیل تعیین نوع کارکرد سیستم بر اساس شرایط محیطی، مصرف آب نسبت به چیلرهای آب خنک تا 90 درصد کاهش می یابد.بهره وری انرژی استفاده از این سیستم ها سبب کاهش مصرف انرژی تا 30 درصد می شود.کاهش سرمایه گذاری اولیه و بهبود بازگشت سرمایه نسبت به چیلرهای آب خنک قابل توجه است.
این سیستم انعطاف پذیری مناسبی براساس شرایط هوای محیطی داشته و کارکرد خود را براساس آن تنظیم می کند. بعلاوه امکان رتروفیت چیلر هوا خنک موجود و مجهز کردن آن به اجزای چیلر آدیاباتیک وجود دارد.
براساس رویکردهای توسعه پایدار و کاهش رد پای کربن، عملکرد بسیار بهتری نسبت به چیلرهای هوا خنک و آب خنک مرسوم داشته و به دلیل کاهش مصرف انرژی و آب، مشارکت کمتری در تولید کربن و در نتیجه آن گرمایش جهانی دارند.
اگر چه تعداد اجزا نسبت به چیلرهای هواخنک افزایش می یابد اما اجزای اضافه شده پیچیدگی سیستم را افزایش نمی دهد و تعمیر و نگهداری آن آسان است.
طی کارکرد به صورت تر سبب کاهش فشار مبرد و کاهش فشار روی کمپرسور و در نتیجه آن جلوگیری از خرابی احتمالی کمپرسور در اثر افزایش بار مورد نیاز می شوند.
بهبود ضریب عملکرد (COP) ناشی از کاهش دمای کندانسور سبب بازدهی بهتر سیستم می گردد و نسبت بازدهی انرژی (EER) نیز افزایش می یابد.
بیشتر بخوانید: تعریف شاخص های EER و SEER و COP | روش اندازه گیری و تفاوت ها
به دلیل نصب صفحات محافظ و کاهش دمای کارکردی اجزای چیلر، محافظت از اجزای درون آن نسبت به چیلرهای هوا خنک بهبود می یابد.
سوالات متداول
اجزای اضافه چیلر آدیاباتیک نسبت به چیلر هوا خنک کدامند؟
واحد کنترل مرکزی- تصفیه آب سیستم-پمپ فشار بالا-کویل ها، پدها و افشانک های آب-صفحات محافظ کندانسور
مهم ترین مزیت های چیلر آدیاباتیک کدام اند؟
کاهش 30 درصدی مصرف انرژی در کنار کاهش 90 درصدی مصرف آب و در نهایت صرفه جویی اقتصادی.