چیلر اسکرو هوا خنک چیست و چه مزایایی دارد؟
چیلر اسکرو هوا خنک به مجموعه ای از چیلرهای گفته می شود که در آن ها از کمپرسورهای اسکرو برای جابجایی مبرد استفاده می شود. به دلیل ویژگی های مثبتی که کمپرسور اسکرو دارد، این نوع چیلرها کاربرد وسیعی در صنعت تبرید و تهویه مطبوع دارند.
برای درک بهتر عملکرد چیلر هوا خنک اسکرو، ابتدا لازم است با مفهوم پایه ای سیکل تبرید بخار آشنا شوید. این سیکل بر اساس چهار مولفه اصلی شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور شکل می گیرد. در این سیکل، بخار مبرد در فاز داغ وارد کمپرسور شده و طی فرایند تراکم، فشار و دمای آن به طور همزمان افزایش می یابد. سپس جریان خروجی کمپرسور به منظور دفع حرارت به کندانسور وارد می شود.

در کندانسور، دمای مبرد کاهش یافته و با از دست دادن حرارت، به مایع تبدیل می شود. سپس بخشی از این مایع پس از عبور از شیر انبساط، به علت افت فشار شدید، شروع به تبخیر می کند. در نتیجه، مخلوطی از مایع و بخار با دمای پایین تر وارد اواپراتور شده و در آنجا با جذب گرمای آب، کاملا تبخیر می شود و دوباره به کمپرسور بازمی گردد.
عامل ایجاد جریان در هر سیالی، اختلاف فشار می باشد. در سیکل تبرید چیلر هوا خنک اسکرو، کمپرسور به عنوان واحد تراکم وظیفه دارد با ایجاد کردن اختلاف فشار مناسب، مبرد را در مسیر سیکل به گردش دربیاورد. در چیلر اسکرو هوا خنک کندانسور (که معمولا به صورت کویل فین گذاری شده است) از طریق تبادل حرارتی با هوا خنک می شود. مبرد داغ خروجی از کمپرسور وارد لوله های فین دار کویل می شود. سپس هوای محیط توسط فن های محوری تعبیه شده، از روی این لوله ها عبور کرده و گرمای مبرد را جذب می کند. به این ترتیب، مبرد خنک شده و آماده ادامه سیکل می شود. در ادامه می خوانید که چیلر هوا خنک چیست چگونه کار میکند، همچنین مزایا و معایب آن را توضیح داده ایم…
چیلر اسکرو هوا خنک چیست؟
چیلر اسکرو هوا خنک، یکی از انواع اصلی سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی و تجاری است که وظیفهی خنکسازی آب را بر عهده دارد. این دستگاه در سیکل تبرید کار میکند و برخلاف چیلرهای آبی که گرمای کندانسور را به آب منتقل میکنند، گرمای کندانسور در چیلرهای هوا خنک مستقیما توسط هوا دفع میشود.
قلب تپندهی این چیلر، کمپرسور اسکرو است. این نوع کمپرسور از دو روتور مارپیچ شکل (یکی نر و دیگری ماده) تشکیل شده است که با سرعت بالا در خلاف جهت یکدیگر میچرخند. گاز مبرد با فشار پایین از ورودی کمپرسور وارد فضای بین این روتورها میشود. با چرخش روتورها، حجم گاز کاهش یافته و فشار آن به تدریج افزایش مییابد (فشردهسازی). گاز پرفشار و داغ خروجی از کمپرسور، سپس وارد کندانسور (Condenser) هوا خنک میشود. در کندانسور، پروانههای بزرگ هوا را از روی کویلهای کندانسور عبور میدهند. این جریان هوا باعث انتقال حرارت از گاز مبرد به هوای محیط شده و گاز مبرد به مایع تبدیل میشود. مایع مبرد پرفشار، سپس از شیر انبساط (Expansion Valve) عبور کرده و فشار و دمای آن به شدت کاهش مییابد. مبرد سرد و کمفشار وارد اواپراتور (Evaporator) میشود. در اواپراتور، آب گرمی که از فرآیند یا محیط مورد نظر (مانند فن کویلها یا هواسازها) بازمیگردد، از روی کویلهای اواپراتور عبور میکند. مبرد در داخل کویلها، گرمای آب را جذب کرده و تبخیر میشود. در نتیجه، آب خنک شده مجدداً به سیستم بازمیگردد تا فرآیند خنکسازی را ادامه دهد.
چیلرهای اسکرو هوا خنک به دلیل استفاده از کمپرسور اسکرو، برای ظرفیتهای بالا (از حدود ۱۰۰ تن تبرید تا بیش از ۵۰۰ تن تبرید) بسیار مناسب هستند. این چیلرها راندمان خوبی دارند، قابلیت اطمینان بالایی ارائه میدهند و به دلیل عدم نیاز به برج خنککننده، نصب و نگهداری آنها سادهتر است، خصوصاً در مناطقی که دسترسی به آب محدود است یا کیفیت آب پایین است. همچنین، تکنولوژی اسکرو امکان تنظیم ظرفیت (Capacity Control) را به صورت پیوسته فراهم میکند که منجر به صرفهجویی در مصرف انرژی در بارهای جزئی میشود. صدا و لرزش کمتر نسبت به کمپرسورهای پیستونی در ظرفیتهای مشابه از دیگر مزایای آنهاست.
این چیلرها در ساختمانهای تجاری بزرگ، هتلها، بیمارستانها، کارخانجات و سایر مصارف صنعتی که نیاز به حجم سرمایش بالایی دارند، کاربرد فراوانی دارند.
کمپرسور اسکرو در چیلر چیست؟

نام “اسکرو” (Screw) به دلیل شکل مارپیچ هایی است که در این نوع کمپرسور بکار می روند. در این کمپرسور دو مارپیچ، یکی نر و دیگری ماده، با جهت چرخش عکس هم حرکت می کنند تا تراکم گاز مبرد ایجاد شود. با چرخش همزمان این مارپیچ ها، گاز ورودی در فضای بین آن ها محبوس شده و به همراه مارپیچ ها می چرخد. بعد از افزایش یافتن فشار، گاز متراکم شده از خروجی مارپیچ ها به سمت کندانسور تخلیه می شود.
کمپرسورهای اسکرو معمولا در چیلرهایی با ظرفیت بالا استفاده می شوند، به گونه ای که ظرفیت هر یک از آن ها ه طور حدودی، بین ۷۰ تا ۱۰۷۰ کیلووات است. مدل ها و قابلیت های ویژه این نوع کمپرسورها در تولید برودت، بسیار متنوع است. به همین دلیل است که استفاده از آن ها در انواع مصارف تهویه مطبوع، سرمایش فرایندی و تبرید بسیار رایج است.
کمپرسورهای اسکرو به عنوان کمپرسورهای نیمه هرمتیک (Semi-Hermetic) شناخته می شوند. به این معنی که اتصال پوسته آن ها دائمی نیست و در صورت بروز خرابی، امکان تعمیر و سرویس آن ها وجود دارد. پیشنهاد می کنیم مقاله تنظیمات کنترل چیلرها چگونه انجام می شود؟ را نیز حتما مطالعه کنید.
معرفی انواع کمپرسور در چیلر اسکرو
علاوه بر کمپرسورهای اسکرو رایجی که در چیلرهای اسکرو استفاده می شوند، دو نوع خاص دیگر از این کمپرسورها نیز وجود دارند:
- کمپرسورهای زیرصفری: این نوع کمپرسورها مخصوص کاربردهای زیرصفری و در دماهای بسیار پایین طراحی شده اند. برای مثال، سری HSN کمپرسورهای Bitzer و سری LT کمپرسورهای Hanbell از این دسته هستند که قادرند در دمای تبخیر منفی ۵۰ تا منفی ۶۰ درجه سانتی گراد عملکرد داشته باشند.
- کمپرسورهای سرعت متغیر: در کمپرسورهای اسکروی معمولی، مارپیچ ها با سرعت ثابت می چرخند و ظرفیت برودتی از طریق اسلایدر و شیرهای برقی کنترل می شود که مقدار مبرد پمپ شده را تنظیم می کند. اما نوع خاصی از کمپرسورهای اسکرو اینورتردار وجود دارد که در آن ها کنترل ظرفیت با تغییر سرعت چرخش مارپیچ ها و در نتیجه تغییر حجم جابجایی انجام می شود.
کاربردهای چیلر اسکرو هوا خنک

چیلرهای اسکرو هوا خنک در صنایع و مکان های مختلف کاربرد گسترده ای دارند، از جمله:
- مراکز تجاری
- بیمارستان ها
- ساختمان های مسکونی
- صنایع دارویی و داروسازی
- تهویه مطبوع واحدهای آپارتمانی
- کارخانجات ریخته گری و فولادسازی
- صنایع نفت و گاز
- واحدهای صنعتی
- صنایع پتروشیمی
- کارخانجات نساجی
- ساختمان های اداری
- سالن های پرورش قارچ
- صنعت تولید مواد غذایی (برای خنک کردن محصولاتی که به صورت مایع تولید می شوند مثل نوشابه های گازدار، آبمیوه، شیر، رب گوجه فرنگی، کنسانتره میوه، گلاب و …)
نحوه عملکرد چیلر اسکرو هوا خنک

در چیلر اسکرو هوا خنک، کندانسور به شکل کویل فین گذاری شده است که از طریق تبادل انرژی با هوا خنک می شود. مبرد داغ خروجی از کمپرسور وارد لوله های فین دار می شود. سپس هوای محیط که توسط فن های محوری تعبیه شده بر روی کویل عبور کرده و گرمای مبرد را جذب می نماید.
بنابراین، در چیلرهای هوا خنک اسکرو، فاصله بین فشار تبخیر و تقطیر بیشتر است. این موضوع به این معناست که کمپرسور در چیلرهای هوا خنک نیاز به تولید نسبت تراکم بالاتری دارد. به همین دلیل، کمپانی Bitzer آلمان برای هر یک از این کاربردها کمپرسورهای مخصوصی تولید کرده است. به گونه ای که کمپرسورهای سری CSW مخصوص چیلرهای آب خنک و کمپرسورهای سری CSH مخصوص چیلرهای هوا خنک طراحی شده اند.
تصاویر فوق، دامنه کاری کمپرسورهای اسکرو Bitzer در دو سری CSH و CSW با مبرد R134a را نشان می دهند. همان طور که مشاهده می کنید، حداکثر دمای تقطیر برای کمپرسور سری CSH معادل ۷۰ درجه سانتی گراد و برای سری CSW معادل ۵۵ درجه سانتی گراد است.
البته کمپانی Hanbell تولیدات جداگانه ای برای چیلرهای آب خنک و هوا خنک معرفی نکرده است. اما این امکان را فراهم کرده تا کمپرسور اسکرو با نسبت تراکم دلخواه سفارش داده شود. نسبت تراکم های قابل انتخاب شامل ۲.۲، ۲.۶، ۳.۰، ۳.۵ و ۴.۸ می باشد.
نکته مهم: انتخاب کمپرسور مناسب بر اساس نوع کندانسور چیلر، تاثیر مستقیمی بر راندمان و کارایی دستگاه دارد. به عنوان مثال، استفاده از کمپرسور سری CSW به جای سری CSH در چیلر آب خنک، باعث افزایش ضریب عملکرد کمپرسور تا ۲ الی ۳ درصد می شود.
مزایای چیلر اسکرو هوا خنک
چیلرهای اسکرو هوا خنک به علت مزایای چشمگیری که دارد، امروزه جزو پرمصرف ترین چیلرها در صنعت برودت محسوب می شوند. مهم ترین مزایای چیلرهای اسکرو هوا خنک عبارتند از:
- مدیریت روغن کاری هوشمند: در کمپرسورهای اسکرو، به کمک سنسورهای اپتیکی بدون تماس مستقیم با روغن، سطح روغن داخل کارتل به صورت مداوم پایش می شود. این امکان، کنترل خودکار و دقیق کیفیت روغن کاری را ایجاد می کند.
- تنوع ظرفیت برودتی گسترده: کمپرسورهای اسکرو در ظرفیت های مختلف تولید می شوند که این امکان را می دهد تا چیلرهای اسکرو یک تا چهار مداره، بتوانند طیف وسیعی از نیازهای برودتی را تامین کنند.
- کنترل ظرفیت برودتی دقیق: حتی کمپرسورهای معمولی اسکرو هم قابلیت کنترل ظرفیت را در حداقل ۴ مرحله دارند. این ویژگی باعث تطبیق دادن دقیق ظرفیت تولیدی با نیاز برودتی پروژه می شود. به این ترتیب راندمان فصلی چیلر را بهتر می کند و با کاهش تعداد دفعات روشن و خاموش شدن کمپرسور، طول عمر آن را افزایش پیدا می کند. همچنین، کمپرسورهای اسکرو قابلیت کنترل ظرفیت پیوسته از ۲۵ تا ۱۰۰ درصد را دارند که باعث ایجاد تطبیق پذیری بیشتری در شرایط مختلف می شود.
- امکان سرویس و تعمیر: پوسته کمپرسورهای اسکرو اتصال دائمی ندارد و به همین خاطر است که میتوان کمپرسورها به راحتی تعمیر و سرویس کرد.
- تزریق مایع: این قابلیت که فقط در کمپرسورهای اسکرو وجود دارد، برای کنترل کردن دمای دهش کمپرسور استفاده می شود. هدف این است که دمای روغن همراه با مبرد از حد مجاز بالاتر نرود. زیرا دمای بیش از حد باعث کاهش دادن کیفیت روغن کاری و آسیب زدن به قطعات مکانیکی می شود.
- نصب اکونومایزر: اکونومایزر، نوعی مبدل حرارتی است که در خروجی کندانسور نصب می شود. این مبدل باعث افزایش میزان سابکول (کاهش دمای مایع تقطیر شده) تا ۱۰ الی ۱۵ درجه سانتی گراد می شود. این موضوع درصد مایع موجود در مخلوط دو فازی خروجی از شیر انبساط را افزایش می دهد؛ در نتیجه ظرفیت برودتی اواپراتور برای یک کمپرسور مشخص، بیشتر می شود. لازم به ذکر است که فقط در چیلرهای اسکرو می توان از اکونومایزر استفاده کرد، زیرا کمپرسورهای اسکرو مجهز به پورت مخصوص اکونومایزر هستند.
معایب چیلر اسکرو هوا خنک

- مصرف برق بالاتر: چیلرهای هوا خنک به دلیل نوع کندانسور و شرایط کاری، مصرف برق بیشتری نسبت به چیلرهای آب خنک دارند.
- ضریب عملکرد کمتر: معمولا راندمان چیلر هوا خنک اسکرو، پایین تر از چیلرهای آب خنک است.
- هزینه اولیه بیشتر: به علت گران تر بودن کندانسورهای هوایی نسبت به کندانسورهای آبی، هزینه اولیه راه اندازی چیلر هوا خنک بیشتر می شود.
- عمر کمتر: چیلرهای هوا خنک به دلیل قرار گرفتن در فضای باز و در معرض عوامل جوی مانند باران، برف و تابش مستقیم خورشید، عمر مفید کمتری نسبت به چیلرهای آب خنک دارند.
پیشنهاد می کنیم قبل از خرید چیلر ، برای مشاوره تلفنی رایگان با مشاوران متخصص ما در “شرکت مطبوع عمران” تماس بگیرید. مطبوع عمران، نمایندگی رسمی انواع چیلرهای خارجی با کیفیت بالا و قیمت مناسب است.
ویژگی های چیلرهای اسکرو هوا خنک

- موتور فن های کندانسور با کلاس حرارتی F و حفاظت IP54: اطمینان از دوام و مقاومت در برابر شرایط محیطی.
- بدنه و تابلو برق ضد آب (Waterproof): مقاوم در برابر نفوذ آب و رطوبت.
- تست کامل قطعات و عملکرد نهایی در کارخانه: تضمین کیفیت و عملکرد بهینه دستگاه.
- صدای دستگاه مطابق استاندارد BS ISO 3744: سطح صدای کم و مطلوب.
- راندمان دستگاه مطابق استاندارد ASHRAE 90.1: مصرف بهینه انرژی و کارایی بالا.
- کویل کندانسور V-TYPE با لوله مسی و فین های آلومینیومی: تبادل حرارتی بهتر و دوام بالا (تست شده طبق استاندارد UL1995).
- دستیابی به ضریب عملکرد (COP) قابل توجه: استفاده از کنترلرهای میکروپروسسور برای کنترل ظرفیت کمپرسور و بهبود راندمان کلی.
- حذف کامل موتورخانه: نیاز به فضای موتورخانه حذف شده و نصب آسان تر می شود.
- کاهش مصرف انرژی: بهینه سازی مصرف انرژی در عملکرد چیلر.
- عدم نیاز به برج خنک کن: با حذف برج خنک کن، هزینه ها و فضای مورد نیاز کاهش می یابد.
- سیستم کنترل ظرفیت از طریق SLIDE VALVE: کنترل دقیق و بهینه ظرفیت برودتی.
- پشتیبانی از مبردهای متنوع: امکان استفاده از مبردهای R22، R407C، R410A، R134a و غیره.
- امکان مانیتورینگ ریموت: سیستم قابل کنترل و نظارت از راه دور (در صورت سفارش).
- عمر طولانی کمپرسور و نگهداری کم: کاهش نیاز به تعمیرات و افزایش دوام.
- نصب آسان و ابعاد کوچکتر: به نسبت چیلرهای مشابه با ظرفیت برابر.
- دارای استانداردها و گواهینامه های بین المللی: تضمین کیفیت طراحی و ساخت.
- عدم نیاز به سرویس های سالانه: به دلیل طراحی خاص، نگهداری و سرویس های دوره ای کمتر نیاز است.
- اواپراتور از نوع پوسته و لوله (Shell & Tube): افزایش کارایی تبادل حرارتی و طول عمر بیشتر.
- 100% تست شده در کارخانه: تمامی چیلرها قبل از ارسال کاملا آزمایش و تست می شوند.
- امکان استفاده از کمپرسورهای دیجیتال اسکرال: برای افزایش دقت کنترل ظرفیت و راندمان.
مقایسه چیلر اسکرو هوا خنک با دیگر چیلرها
- ضریب عملکرد بهتر کمپرسور اسکرو: کمپرسورهای اسکرو نسبت به کمپرسورهای رفت و برگشتی (پیستونی) ضریب عملکرد بهتری دارند.
- لرزش کمتر: چیلر هوا خنک اسکرو به دلیل تعداد کمتر قطعات متحرک، کمپرسورهای اسکرو لرزش کمتری نسبت به کمپرسورهای سیلندر پیستونی ایجاد می کنند.
- کنترل ظرفیت پیوسته: سیستم کنترل ظرفیت کاری پیوسته در کمپرسورهای اسکرو باعث افزایش راندمان کلی چیلر می شود.
سیکل کاری چیلر اسکرو هوا خنک چگونه است؟

- متراکم شدن مبرد: مبرد داخل کمپرسور چیلر اسکرو هوا خنک فشرده می شود. این کار باعث افزایش فشار و دمای مبرد می شود.
- خنک شدن در کندانسور: مبرد متراکم شده وارد کندانسور می شود، جایی که با گردش هوای محیط خنک می گردد. در این مرحله، مبرد از حالت گازی به مایع تبدیل می شود.
- کاهش فشار و دما توسط شیر انبساط: در چیلر اسکرو هوا خنک، مایع مبرد از شیر انبساط عبور می کند و فشار و دمای آن به شدت کاهش می یابد.
- تبادل حرارت در اواپراتور: مبرد کم فشار وارد اواپراتور می شود. در اواپراتور، آب گرم وارد شده گرمای خود را به مبرد منتقل می کند. این باعث تبخیر مبرد و سرد شدن آب خروجی می شود.
- گردش آب سرد: آب سرد شده توسط پمپ های سیرکولاتور در سیستم گردش می کند و به کویل های آب سرد فن کویل ها یا هواسازها می رود تا فضاها را خنک کند.
- بازگشت مبرد به کمپرسور: مبرد تبخیر شده از اواپراتور مجدداً به کمپرسور مکیده می شود و سیکل دوباره تکرار می گردد.
نکات فنی در مورد چیلر هواخنک اسکرو
- دمای آب خنک شده خروجی از اواپراتور: معمولا حدود ۷ درجه سانتی گراد است.
- آنتی فریز: وسیله ای برای جلوگیری از یخ زدگی در اواپراتور که معمولا دمای تنظیمی آن در سیستم های تهویه مطبوع ۴ درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود.
- دمای آب گرم ورودی به اواپراتور: در حدود ۵ درجه سانتی گراد بالاتر از دمای آب خروجی از اواپراتور است؛ یعنی دمای آب ورودی در حدود ۱۲ درجه سانتی گراد می باشد.
جمع بندی
در این مقاله شرح داده ایم که چیلر اسکرو هوا خنک چیست. چیلرهای هوا خنک اسکرو مزایای فراوانی مانند کنترل دقیق ظرفیت برودتی، راندمان بالا، عمر مناسب کمپرسور و قابلیت سرویس آسان دارند. به همین دلیل یکی از انتخاب های محبوب در صنعت تهویه مطبوع به شمار می روند. این چیلرها به ویژه در مکان هایی که دسترسی به منابع آب محدود است، بهترین انتخاب هستند.
مصرف برق و هزینه اولیه چیلرهای هواخنک نسبت به چیلرهای آب خنک کمی بیشتر است. اما به توجه به عدم نیاز به برج خنک کن و صرفه جویی در مصرف آب، انتخاب معقولی است. همچنین، طراحی پیشرفته و استفاده از فناوری های پیشرفته در این سیستم ها باعث شده انرژی کمتری مصرف کنند و کارکرد بهتری داشته باشند.
به طور کلی باید بگوییم با انتخاب چیلر هواخنک متناسب با نیاز پروژه و شرایط محیطی، می توان به راندمان بالا و عملکرد عالی سیستم سرمایشی دست یافت. شما عزیزان می توانید از سراسر کشور برای استعلام قیمت و خرید چیلرهای خارجی با ما در مطبوع عمران (نمایندگی مینی چیلر گلکسی، هیتاچی و اشنایدر) تماس بگیرید.
سوالات متداول درباره چیلر اسکرو هوا خنک
در این بخش، به سوالات متداول درباره چیلر اسکرو هوا خنک پاسخ داده ایم. شما نیز می توانید پرسش های خود را در بخش دیدگاه ها مطرح کرده و منتظر پاسخ فوری کارشناسان ما باشید:
- چیلر هوا خنک اسکرو چیست و چگونه کار میکند؟
چیلر هوا خنک اسکرو سیستمی است که برای سرمایش آب در پروژه های تهویه مطبوع استفاده می شود. در این نوع چیلر، کمپرسور اسکرو مبرد را متراکم می کند؛ سپس مبرد در کندانسور هوایی خنک می شود. این چرخه باعث پایین آمدن دمای آبی می شود که در سیستم سرمایش مورد استفاده قرار میگیرد.
- مزایای چیلر اسکرو هوا خنک چیست؟
مزایای چیلرهای اسکرو هوا خنک شامل راندمان بالاتر، لرزش کمتر، امکان کنترل ظرفیت پیوسته، قابلیت سرویس آسان و طول عمر مناسب کمپرسور هستند. همچنین نیازی به برج خنک کن ندارند و همین نکته باعث کاهش هزینه های نگهداری و مصرف آب می شود.
- تفاوت چیلر هوا خنک اسکرو با چیلر آب خنک چیست؟
مهم ترین تفاوت چیلر هوا خنک اسکرو به نوع کندانسور آن ها بستگی دارد. چیلر هوا خنک از کندانسور هوایی استفاده می کند که با هوای محیط مبرد را خنک می کند؛ اما چیلر آب خنک از آب به عنوان سیال خنک کننده بهره می برد. به همین دلیل، چیلر هوا خنک برای مکان هایی پیشنهاد می شود که دسترسی به آب محدودتر از برق است.
- نحوه بالا بردن راندمان چیلر هوا خنک اسکرو چگونه است؟
راندمان چیلر هوا خنک اسکرو با انتخاب کمپرسور مناسب، استفاده از اکونومایزر، تزریق مایع جهت کنترل دمای دهش کمپرسور و سیستم کنترل ظرفیت پیوسته بالا می رود. همچنین نگهداری صحیح و سرویس های دوره ای باعث افزایش طول عمر و کارایی چیلر می شود.



