برودت گستر آریا پرهام

چیلر چیست ؟ ساخت انواع چیلر و کاربردهای آن

  • چیلر
  • سیستم تهویه مطبوع
چیلر دستگاهی است که برای خنک‌سازی آب یا مایعات به کار می‌رود. این آب سرد شده سپس در سیستم‌های مختلفی مانند تهویه مطبوع ساختمان‌ها، سردخانه‌ها، بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و حتی برخی دستگاه‌های صنعتی برای خنک‌کردن تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  • ۱۴۰۴/۰۷/۰۶

چیلر دستگاهی است که برای خنک‌سازی آب یا مایعات به کار می‌رود. این آب سرد شده سپس در سیستم‌های مختلفی مانند تهویه مطبوع ساختمان‌ها، سردخانه‌ها، بیمارستان‌ها، کارخانه‌ها و حتی برخی دستگاه‌های صنعتی برای خنک‌کردن تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عملکرد کلی چیلر :

چیلر مانند یک یخچال بزرگ عمل می‌کند. درون آن یک سیکل تبرید وجود دارد که شامل چهار بخش اصلی است:

کمپرسور – مبرد (گاز سردکننده) را متراکم می‌کند.

کندانسور – گرمای مبرد را دفع کرده و آن را خنک می‌کند.

شیر انبساط – فشار مبرد را کاهش می‌دهد تا آماده جذب گرما شود.

اواپراتور – جایی که آب یا مایع مورد نظر گرمایش را به مبرد می‌دهد و سرد می‌شود.

اجزای اصلی چیلر :

این بخش قلب عملکرد چیلر است و باعث سرد شدن آب یا مایع می‌شود:

 کمپرسور (Compressor)

نقش: متراکم‌کردن مبرد (گاز سردکننده) و افزایش فشار و دمای آن.

انواع: اسکرو، اسکرال، سانتریفیوژ، رفت و برگشتی.

به نوع چیلر و ظرفیت آن بستگی دارد.

 کندانسور (Condenser)

نقش: خنک‌کردن مبرد پرفشار و تبدیل آن از حالت گاز به مایع.

انواع:

آبی (نیاز به برج خنک‌کن و پمپ آب)

هوایی (دارای فن برای دفع گرما به هوای آزاد)

 شیر انبساط (Expansion Valve)

نقش: کاهش فشار و دمای مبرد مایع قبل از ورود به اواپراتور.

انواع: ترموستاتیکی، الکترونیکی، شناوری.

 اواپراتور (Evaporator)

نقش: جایی است که مبرد کم‌فشار، گرمای آب یا مایع را می‌گیرد و آن را سرد می‌کند.

شکل: معمولاً یک مبدل حرارتی پوسته و لوله یا صفحه‌ای.

خروجی: آب سرد برای سیستم تهویه یا فرآیند صنعتی.

 تجهیزات جانبی و کمکی چیلر

برای عملکرد بهتر و ایمنی به کار می‌روند:

برج خنک‌کن (Cooling Tower) (در چیلرهای آبی)

برای خنک‌کردن آب کندانسور و دفع حرارت به محیط بیرون.

 پمپ‌ها

پمپ آب چیلر (برای گردش آب سرد در ساختمان یا دستگاه‌ها)

پمپ کندانسور (برای گردش آب خنک‌کننده در کندانسور آبی)

 مخزن ذخیره آب سرد (Buffer Tank)

برای ثابت نگه داشتن دمای آب و جلوگیری از خاموش و روشن شدن مداوم چیلر.

 سیستم کنترل و تابلو برق

شامل PLC یا کنترلرهای دیجیتال برای تنظیم فشار، دما، جریان و جلوگیری از خرابی.

 تجهیزات ایمنی

سنسور فشار بالا و پایین

شیر اطمینان (Relief Valve)

کنترل سطح روغن در کمپرسور

کلیدهای محافظ موتور

 فیلتر درایر (Filter Drier)

برای جذب رطوبت و ذرات ناخالصی داخل مدار مبرد.

 سایت گلاس (Sight Glass)

شیشه نشان‌دهنده وضعیت جریان مبرد (حباب‌دار بودن یعنی مشکل در مدار).

 روغن‌زن و سیستم روغن‌کاری

مخصوص کمپرسور برای روانکاری و افزایش عمر دستگاه.

 

اجزای چیلر

انواع چیلر از نظر مکانیزم کار :

 

۱. چیلر تراکمی (Compression Chiller)

اصول کار: با کمپرسور و سیکل تبرید تراکمی کار می‌کند.

انواع از نظر کندانسور:

چیلر تراکمی هواخنک → دفع گرما به هوا با فن.

چیلر تراکمی آب‌خنک → دفع گرما به آب در کندانسور + برج خنک‌کن.

روش ساخت:

انتخاب کمپرسور (رفت و برگشتی، اسکرال، اسکرو یا سانتریفیوژ).

طراحی مدار تبرید شامل کمپرسور → کندانسور → شیر انبساط → اواپراتور.

جوشکاری و مونتاژ لوله‌ها (مس یا فولاد).

نصب سیستم کنترل و تابلو برق.

تست فشار و نشتی، سپس شارژ مبرد.

۲. چیلر جذبی (Absorption Chiller)

اصول کار: به جای کمپرسور از یک ماده جاذب (مثل لیتیوم بروماید) و حرارت (بخار، آب داغ یا شعله گاز) استفاده می‌کند.

مزیت: مصرف برق بسیار کم، چون موتور الکتریکی قوی ندارد.

روش ساخت:

طراحی مدار جذبی شامل ژنراتور، ابزوربر (جاذب)، کندانسور و اواپراتور.

استفاده از محلول جاذب (مثلاً لیتیوم بروماید – LiBr) و مبرد (آب).

ساخت مبدل‌های حرارتی پوسته و لوله برای تبادل حرارت.

عایق‌کاری کامل سیستم برای جلوگیری از نشت.

تست نشتی و خلا، سپس شارژ محلول جاذب.

 انواع چیلر از نظر کاربرد :

چیلر تهویه مطبوع → مخصوص سرمایش ساختمان‌ها.

چیلر صنعتی → برای فرآیندهای تولیدی (صنایع غذایی، داروسازی، تزریق پلاستیک و …).

چیلر بیمارستانی و آزمایشگاهی → با دقت دمایی بالا.

 انواع چیلر از نظر اجزای مکانیکی

چیلر سانتریفیوژ → کمپرسور با پره‌های سانتریفیوژی، برای ظرفیت‌های خیلی بزرگ.

چیلر اسکرو → کمپرسور مارپیچی دوار، راندمان بالا، مناسب صنایع.

چیلر اسکرال → کمپرسور اسکرال، کوچک و کم‌صدا، برای ساختمان‌ها.

چیلر رفت و برگشتی → کمپرسور پیستونی، قدیمی‌تر ولی هنوز در برخی صنایع کوچک کاربرد دارد.

 مقایسه روش ساخت

چیلر تراکمی: ساخت ساده‌تر، نیازمند کمپرسورهای صنعتی، خطوط لوله مسی یا فولادی، تست مبرد.

چیلر جذبی: ساخت پیچیده‌تر، نیازمند مبدل‌های بزرگ، محلول شیمیایی (LiBr یا آمونیاک–آب)، تست خلا و عایق‌کاری دقیق.

خلاصه :

چیلر تراکمی = بیشتر برای مصرف عمومی و صنعتی.

چیلر جذبی = بیشتر در ساختمان‌های بزرگ با منبع حرارتی ارزان (بخار، گاز) استفاده می‌شود.

                                  ساخت چیلر

روش ساخت چیلر :

۱) فاز مطالعاتی — تعیین نیازها و مشخصات

۱. مشخص‌کردن هدف: تهویه مطبوع (HVAC) یا پروسس صنعتی.

۲. تعیین بار سرمایشی (Cooling Load) بر اساس: تابش، بار داخل، تهویه، تجهیزات، درجۀ حرارت بیرونی و دلخواه آب سرد.

۳. تعیین شرایط کاری: دمای آب سرد ورودی/خروجی (مثلاً 12/7°C یا 7/12°C)، دمای کندانسینگ (برای هوایی یا آب‌خنک)، فشار کاری، نوع مبرد مجاز.

۴. تعیین الزامات محیطی و قانونی (محدودیت‌های مبرد، استانداردهای ایمنی، صدا، ابعاد، دسترسی برای سرویس).

۵. تعیین تعداد و نوع واحدها (یک چیلر بزرگ یا چند یونیت موازی برای انعطاف و نگهداری).
 

2.محاسبات پایه و انتخاب ظرفیت

ساخت چیلر

ساخت چیلر

    ​

۳) انتخاب اجزاء اصلی (چه خریدنیست و چه ساخته می‌شود)

توصیه عمومی: کمپرسور، موتور الکتریکی و اغلب مبدل‌های حرارتی (اواپراتور/کندانسور) معمولاً از تولیدکنندگان صنعتی خریداری می‌شوند. بخش‌ قاب، پنل، لوله‌کشی و برخی مبدل‌ها قابل ساخت در کارگاه است.

کمپرسور: اسکرال، اسکرو، رفت و برگشتی یا سانتریفیوژ — براساس ظرفیت، صدای مجاز، راندمان، و هزینه.

اواپراتور: پوسته-لوله یا صفحه‌ای (Plate) — برای چیلدواتر معمولاً پوسته‌-لوله یا صفحه‌ای با سطح انتقال کافی.

کندانسور:

هوایی: فن و کویل (آلوده‌شدن محیطی و افت راندمان در هوای گرم را در نظر بگیرید).

آبی: پوسته-لوله + برج خنک‌کن.

شیر انبساط: ترموستاتیک یا الکترونیکی (TEV/EEV) — EEV برای کنترل دقیقتر و بازده بهتر توصیه می‌شود.

فیلتر-درایر، سایت‌گلس، شیر سرویس، شیر برگشت روغن (در کمپرسور اسکرو)، اکومولاتور (در سیستم‌های خاص).

پمپ‌های آب: پمپ چیلد و پمپ کندانسور (برای آب‌خنک).

تابلو کنترل و PLC/کنترلر چیلر با سنسورهای فشار و دما و ارتباط BMS (BACnet/Modbus).

ساختار مکانیکی و بدنه، پایه ارتعاش‌گیر، عایق لوله‌ها و مخازن.

۴) طراحی مبدل‌ها و لوله‌کشی

اواپراتور/کندانسور: سایزینگ بر اساس تبادل حرارت (UA)، افت فشار مجاز و نرخ جریان آب/هوای موردنیاز. برای محاسبات از نرم‌افزارهای تخصصی (HTR, HTRI, RefProp یا نرم‌های HVAC) استفاده کنید.

مواد: معمولاً لوله‌ها از مس (برای کویل‌ها)، فولاد کربنی یا استنلس استیل (برای پوسته‌ها) ساخته می‌شوند. انتخاب ماده بر اساس خوردگی و فشار.

لوله‌کشی مبرد: مسیر کوتاه و با افت فشار کم؛ استفاده از خم‌های مناسب، سایزینگ بر اساس سرعت مجاز مبرد (برای جلوگیری از برگشت روغن و کاویتاسیون).

عایق‌بندی: تمام سطح‌های سرد باید عایق و بخاربند شوند تا کندانس ایجاد نشود.

۵) ساخت/مونتاژ — گام‌های کارگاهی

۱. ساخت فریم و پایه: جوشکاری و تراز با تحمل وزن قطعات. پایه باید ارتعاش‌گیر داشته باشد.
2. نصب کمپرسور و موتور: مطابق دیتاشیت سازنده، نصب بولت و کوپلینگ.
3. نصب اواپراتور و کندانسور: یا مونتاژ قطعات خریداری شده.
4. لوله‌کشی مبرد: براساس نقشه، نصب شیرهای سرویس، فیلتر درایر و سایت‌گلس. جوشکاری/براسینگ اتصالات بر اساس جنس لوله (برای مس از لحیم یا براس، برای فولاد از جوش).

نکتهٔ مهم: هنگام براس/لحیم‌کاری لوله‌های مسی، از پُرکردن با نیتروژن بی‌اکسیژن (N₂ purge) استفاده کنید تا داخل لوله اکسید نشود.

نصب پمپ‌ها و مدار آب: فلنچینگ، شیرهای بالانس، فیلترها، فلومتر (در صورت نیاز).

نصب تابلو برق و سیم‌کشی: فیوز، کنتاکتور، اینورتر (VFD) در صورت نیاز، محافظ‌های فشار بالا/پایین، رله‌های حرارتی.

نصب سنسورها و کنترلرها: ترموکوپل/RTD برای دما، فشارسنج‌های گیج، سنسور جریان و سطح روغن.

عایق‌کاری و پوشش نهایی.

۶) تست مکانیکی و آزمایش نشتی

آزمایش هیدرواستاتیک/نیتروژن: فشار آزمایش معمولاً ۱٫۲–۱٫۵ برابر فشار طراحی یا حداکثر فشار کار. از نیتروژن برای فشار تست استفاده کنید و با صابون/حل کردن برای نشت‌یابی کنید.

آزمایش نشتی الکترونیکی: استفاده از دتکتور الکترونیک (در صورت داشتن گاز مبرد و بعد از شارژ) یا به روش بابل‌تست.

تست الکتریکی: بررسی فاز، مقاومت عایق، سیم‌کشی، عملکرد ستاپ ایمنی‌ها.

۷) وکیوم، خشک‌سازی و شارژ مبرد

وکیوم: با پمپ وکیوم دو مرحله‌ای تا زیر 500–1000 میکرون (یا طبق دستور تولیدکننده قطعات) و تکرار فرآیند با گرم کردن وکیوم کردن (برای حذف رطوبت جذب‌شده).

خنثی‌سازی هوا/نیتروژن باقی‌مانده: نباید هوا/رطوبت در مدار بماند — رطوبت ایجاد اسید و آسیب به سیستم می‌کند.

شارژ مبرد: بر اساس دیتاشیت اجزاء (اواپراتور، کندانسور، لوله‌ها) مقدار مبرد محاسبه و اضافه می‌شود. شارژ می‌تواند به‌صورت مایع یا گاز و با اندازه‌گیری فشار و سوب‌کول/سوپر‌هیت تنظیم شود.

تنظیم سوپر هیت (Suction Superheat) و سوب‌کولینگ (Subcooling) برای پایداری سیستم مهم است. مقادیر هدف را طبق دیتاشیت کمپرسور/شیر انبساط تنظیم کنید.

 مبردها را هرگز بدون تجهیزات بازیافت مجاز رها نکنید — قوانین زیست‌محیطی را رعایت کنید.

۸) راه‌اندازی اولیه و تنظیمات کنترل

روشن‌کردن اولیه در شرایط بار کم (No-load یا با بار کم) و بررسی جریان روغن، فشارها، صدای غیرطبیعی.

تنظیم سرعت فن/کندانسور یا VFD در صورت وجود.

تنظیم شیر انبساط (TEV/EEV): کنترل سوپر هیت در نقطه هدف.

تنظیم رله‌های حفاظتی (فشار بالا/پایین، سطح روغن، جریان موتور).

ثبت داده‌های اولیه: دماهای ورودی/خروجی آب، فشار مکش و دهش، آمپر کمپرسور، دبی آب، ΔT، COP محاسبه‌ای.

اجرای تست‌های پایداری (run-in) چندین ساعت تا چند روز و ثبت اطلاعات.

 

چیلر

 

جهت ثبت سفارش چیلر خود همین امروز با ما تماس بگیرید

 

 

 

۹) راه‌اندازی کامل و کالیبراسیون/کمیشنینگ

اندازه‌گیری ظرفیت واقعی: با بار حرارتی محاسبه‌شده یا دستگاه‌های اندازه‌گیری (PLC + فلومتر + دماسنج) 

کنترل و PID tuning برای کنترل دمای آب سرد و جلوگیری از نوسان.

گزارش کمیشنینگ: پارامترها، نمودارها، نقطه کار، وضعیت روغن، فشارها، آمپرها.

۱۰) مدارهای کنترلی و حفاظتی (حداقل‌های لازم)

قطع‌ کن فشار بالا و پایین

کنترل سطح روغن و شیر برگشت روغن در اسکرو

سنسور جریان آب و کلید جریان برای حفاظت از خشک‌کار شدن اواپراتور

تایمر استارت دوباره (برای کمپرسورهای بزرگ)

VFD برای کنترل دور موتور (در پمپ یا کمپرسور) جهت بهینه‌سازی مصرف انرژی

ارتباط با BMS (اختیاری اما توصیه‌شده)

۱۱) نگهداری پس از تحویل

تعویض فیلتر-درایر و بررسی روغن در دوره‌های معین (مثلاً ۳–۶ ماه اول)، سپس دوره‌های طولانی‌تر.

بررسی نشت مبرد سالیانه یا با هر سرویس.

تمیزکاری کویل‌های کندانسور و برج خنک‌کن.

کنترل ارتعاش و تراز کمپرسور.

کالیبراسیون سنسورها و کنترل‌ها هر ۱۲ ماه.

نکات تخصصی و ریزه‌کاری‌هایی که تجربه نشان می‌دهد

برای لحیم/براس لوله‌های مس، از نیتروژن purge استفاده کنید تا داخل لوله‌ها سیاه نشود.

استفاده از اکومولاتور یا ساکشن‌استرینر در سیستم‌هایی که احتمال برگشت مایع وجود دارد.

Oil separator و روغن برگشتی مناسب برای کمپرسورهای اسکرو — عدم گردش صحیح روغن باعث آسیب می‌شود.

در چیلرهای هوایی، افت راندمان در شرایط دمای محیط بالا را در طراحی کنار بگذارید (derating).

برای کنترل ظرفیت: VFD روی کمپرسور یا فن‌ها، یا استفاده از Hot-gas bypass یا چند مرحله‌ای کردن کمپرسورها.

بخش مهم: ساخت چیلر جذبی — خلاصه روش ساخت

 

چیلر جذبی سیکل متفاوتی دارد (مبرد = آب، جاذب = LiBr یا آمونیاک/آب). مراحل کلی:

طراحی مدار شامل ابزوربر، ژنراتور، کندانسور، اواپراتور، پمپ‌های محلول و شیرهای ترموستاتیکی.

انتخاب منبع حرارت (بخار، آب داغ یا شعله) برای ژنراتور.

ساخت مبدل‌های حرارتی با سطح انتقال بالا و کنترل خورندگی (LiBr خورنده است؛ از مواد مناسب استفاده کنید).

نصب و راه‌اندازی سیستم بازیافت محلول، کنترل کریستالیزاسیون LiBr (کنترل غلظت و دما).

تست در شرایط خلأ و خشک‌سازی مدار؛ سپس راه‌اندازی.

چیلر جذبی ساخت پیچیده‌تری دارد، نیازمند تجربه بالای طراحی هیدرولیک و کنترل محلول جاذب است.

ایمنی، محیط‌زیست و مقررات

هرگز مبرد را در هوا رها نکنید؛ بازیافت و ذخیره مطابق مقررات.

استفاده از مبردهای مجاز منطقه‌ای (قوانین ملی/بین‌المللی متغیر هستند).

تست‌های فشار و ایمنی مطابق استانداردهای معتبر (مثلاً ASHRAE یا استانداردهای ملی) — برای موارد قانونی و بیمه‌ای، نقض قوانین خطرناک است. (برای استناد دقیق به استانداردها یا قوانین محلی، با مرجع رسمی محلی مشورت کنید.)

1.چک‌لیست نهایی پیش از تحویل.

2.تست فشار و نشتی انجام شده است.

3.وکیوم و شارژ مبرد مطابق دیتاشیت .

4.همهٔ سنسورها کالیبره و حفاظ‌ها تنظیم شده‌اند. 

5.تست کارکرد 24–72 ساعت و ثبت داده‌ها. 

6.دستورالعمل بهره‌برداری و نگهداری و لیست قطعات یدکی تحویل داده شده است.