وقتی صحبت از چیلر اسکرو صنعتی می شود معمولا یک سوال خیلی زود مطرح می شود؛ چیلر هوا خنک بهتر است یا آب خنک؟
واقعیت این است که جواب این سوال با یک جمله مشخص نمی شود. در پروژه های صنعتی من بارها دیده ام که یک مدل روی کاغذ خیلی خوب بوده ولی وقتی شرایط واقعی پروژه را بررسی می کنیم انتخاب دیگری منطقی تر درمی آید.
دمای محیط، ظرفیت مورد نیاز، دمای آب ورودی و خروجی، ساعات کارکرد، کیفیت آب، فضای نصب، وضعیت برج خنک کننده و حتی شرایط نگهداری همه روی انتخاب اثر دارند.
برای همین اگر قرار است درباره خرید چیلر اسکرو تصمیم بگیریم بهتر است اول تفاوت واقعی این دو سیستم را بفهمیم و بعد سراغ قیمت و مشخصات کاتالوگ برویم.
چیلر اسکرو دقیقا چه تفاوتی با سایر چیلرهای تراکمی دارد؟
در چیلر اسکرو کمپرسور اصلی از نوع اسکرو است. دو روتور مارپیچی داخل کمپرسور با چرخش خود مبرد را متراکم می کنند.
این ساختار برای پروژه هایی که بار سرمایشی نسبتا بالا دارند و دستگاه باید مدت زیادی کار کند اهمیت زیادی پیدا می کند.
البته فقط نوع کمپرسور تعیین کننده عملکرد نیست. اواپراتور، کندانسور، مدار مبرد، کنترل ظرفیت، شرایط کندانس و کیفیت طراحی کل دستگاه هم روی نتیجه نهایی اثر دارند.
در یک پروژه واقعی نمی شود فقط گفت «اسکرو است پس راندمانش خوب است». باید دید دستگاه در چه نقطه کاری قرار است کار کند.
اگر هنوز تفاوت ساختار کلی چیلرهای تراکمی برای شما روشن نیست بهتر است ابتدا صفحه چیلر تراکمی را ببینید. این صفحه برای شناخت ساختار کلی خانواده چیلرها مرجع مناسب تری است.
چیلر اسکرو هوا خنک چگونه کار می کند؟
در مدل هوا خنک حرارت کندانسور مستقیما به هوای محیط منتقل می شود.
یعنی فن های کندانسور هوا را از روی کویل عبور می دهند و حرارت مبرد به هوای بیرون منتقل می شود.
این موضوع یک مزیت مهم دارد؛ دیگر به برج خنک کننده و مدار آب کندانسور نیاز نداریم.
اما یک نکته هست که در طراحی باید جدی گرفته شود.
اگر دمای هوای بیرون بالا برود دفع حرارت سخت تر می شود. در نتیجه دمای تقطیر بالا می رود و کمپرسور معمولا باید با شرایط سنگین تری کار کند.
این مسئله در شهرهای گرم یا محل هایی که دستگاه در تابستان با بار کامل کار می کند اهمیت زیادی دارد.
برای بررسی ساختار و کاربرد این گروه می توانید صفحه چیلر تراکمی هوا خنک را هم ببینید.
چیلر اسکرو آب خنک چه تفاوتی دارد؟
در چیلر تراکمی آب خنک حرارت کندانسور توسط آب گرفته می شود.
آب گرم شده به سمت برج خنک کننده می رود و پس از دفع حرارت دوباره به کندانسور برمی گردد.
در شرایط مناسب آب خنک می تواند دمای کندانس پایین تری نسبت به یک سیستم هوا خنک داشته باشد. همین موضوع می تواند روی مصرف برق کمپرسور اثر بگذارد.
ولی اینجا یک زنجیره تجهیزات هم اضافه می شود.
برج خنک کننده، پمپ ها، لوله کشی، کنترل آب، رسوب، خوردگی و نگهداری مدار کندانسور دیگر جزو موضوعات فرعی نیستند.
یعنی نمی شود فقط COP خود چیلر را نگاه کرد و نتیجه گرفت آب خنک همیشه اقتصادی تر است.
مقایسه فنی اولیه چیلر اسکرو هوا خنک و آب خنک
| اسکرو آب خنک | اسکرو هوا خنک | معیار |
|---|---|---|
| توسط آب و برج | توسط هوای محیط | دفع حرارت |
| برج و پمپ و مدار آب | کمتر | تجهیزات جانبی |
| کمتر ولی وابسته به شرایط برج | بیشتر | وابستگی به دمای محیط |
| پیچیده تر | ساده تر | نگهداری |
| دارد | ندارد | مصرف آب |
| نیازمند فضای چیلر و برج | نیازمند فضای مناسب برای کندانسور | فضای نصب |
| پروژه های صنعتی با کارکرد مداوم | پروژه هایی با محدودیت آب | کاربرد رایج |
این جدول را نباید به صورت مطلق تفسیر کرد. شرایط طراحی و نقطه کاری دستگاه می تواند نتیجه را تغییر دهد.
پس از نظر راندمان کدام بهتر است؟
این همان قسمتی است که معمولا اشتباه می شود.
اگر فقط شرایط نامی را ببینیم ممکن است آب خنک عملکرد بسیار خوبی نشان دهد. اما اگر هزینه برق پمپ و فن برج و مصرف آب و مواد شیمیایی و تعمیرات را هم وارد محاسبه کنیم تصویر کامل تر می شود.
از طرف دیگر در چیلر هوا خنک تجهیزات جانبی کمتری داریم اما عملکرد کندانسور بیشتر تحت تاثیر دمای هوای بیرون قرار می گیرد.
پس برای مقایسه واقعی بهتر است به جای عبارت «راندمان بیشتر» بگوییم:
در چه شرایطی کدام سیستم انرژی و هزینه عملیاتی مناسب تری دارد؟
این سوال مهندسی تر است.
چگونه چیلر کم مصرف و با راندمان انرژی بالا برای صنایع انتخاب کنیم؟
ظرفیت چیلر اسکرو را چطور باید بررسی کرد؟
قبل از انتخاب هوا خنک یا آب خنک باید بار سرمایشی مشخص باشد.
یک رابطه پایه برای محاسبه بار سرمایشی آب این است:
Q = m × Cp × ΔT
در این رابطه Q بار حرارتی است و m دبی جرمی سیال را نشان می دهد. Cp ظرفیت گرمایی ویژه سیال است و ΔT اختلاف دمای رفت و برگشت است.
این رابطه برای تخمین بار مفید است ولی برای انتخاب نهایی چیلر کافی نیست.
در پروژه واقعی باید بارهای مختلف و شرایط کارکرد دستگاه هم دیده شوند.
مثلا کارخانه ای ممکن است در بیشتر ساعات سال با بار 60 یا 70 درصد کار کند ولی بعضی ساعات به بار کامل برسد. در این شرایط رفتار دستگاه در بار جزئی اهمیت زیادی پیدا می کند.
اینجاست که کنترل ظرفیت کمپرسور و نحوه طراحی مدار اهمیت خودش را نشان می دهد.
برای شناخت بهتر موضوع ظرفیت و انتخاب دستگاه می توانید به راهنمای خرید چیلر صنعتی مراجعه کنید.
یک اشتباه رایج در مقایسه چیلرها
یکی از اشتباهاتی که در خرید تجهیزات سرمایشی دیده می شود این است که فقط ظرفیت اسمی مقایسه می شود.
مثلا دو دستگاه هر دو 500 تن تبرید هستند و خریدار می گوید پس هر دو دقیقا یک کار انجام می دهند.
نه لزوما.
ممکن است یکی از آنها برای دمای محیط خاصی طراحی شده باشد. ممکن است شرایط آب کندانسور چیلر در دستگاه دیگر متفاوت باشد. ممکن است افت فشار مدار آب و مبرد متفاوت باشد.
حتی نوع و تعداد کمپرسورها هم می تواند روی رفتار دستگاه در بار جزئی اثر بگذارد.
برای همین ظرفیت باید در کنار شرایط طراحی خوانده شود.
چیلر اسکرو برای چه پروژه هایی منطقی تر است؟
به طور معمول وقتی ظرفیت سرمایشی بالا است و دستگاه باید ساعت های زیادی کار کند چیلر اسکرو ارزش بررسی جدی دارد.
در صنایع تولیدی و خطوط فرآیندی این موضوع بیشتر خودش را نشان می دهد.
مثلا در کارخانه ای که سیستم سرمایش تقریبا دائم فعال است هزینه برق در طول چند سال می تواند از اختلاف قیمت اولیه دستگاه مهم تر شود.
در چنین پروژه ای باید علاوه بر قیمت خرید به مصرف انرژی و تعمیرات و دسترسی قطعات و شرایط سرویس هم توجه کرد.
اگر هدف بررسی مشخصات فنی چیلر اسکرو صنعتی باشد مقاله چیلر اسکرو صنعتی و نکات انتخاب آن می تواند به عنوان محتوای مکمل استفاده شود.
آیا چیلر هوا خنک همیشه ارزان تر تمام می شود؟
از نظر تجهیزات جانبی معمولا سیستم هوا خنک ساده تر است.
برج خنک کننده و پمپ های مدار کندانسور حذف می شوند. مصرف آب هم نداریم.
اما این به معنی ارزان تر بودن قطعی کل پروژه نیست.
اندازه کندانسور و تعداد فن ها و شرایط محیطی و فضای مورد نیاز می تواند روی هزینه اولیه تاثیر بگذارد.
از طرف دیگر اگر دستگاه در محیط خیلی گرم نصب شود باید طراحی کندانسور و شرایط کاری کمپرسور با دقت بیشتری بررسی شود.
در خرید واقعی بهتر است سه عدد جداگانه داشته باشیم:
قیمت اولیه تجهیز
هزینه نصب و تجهیزات جانبی
هزینه بهره برداری و نگهداری
اگر این سه مورد کنار هم دیده نشود مقایسه قیمت ممکن است گمراه کننده باشد.
تا اینجا می شود یک نتیجه اولیه گرفت.
چیلر اسکرو هوا خنک برای پروژه هایی که سادگی مدار و حذف مصرف آب و کاهش تجهیزات جانبی اهمیت دارد گزینه قابل بررسی است.
چیلر اسکرو آب خنک زمانی بیشتر مورد توجه قرار می گیرد که شرایط پروژه اجازه استفاده از برج را بدهد و کارکرد مداوم و کنترل شرایط کندانس اهمیت زیادی داشته باشد.
ولی انتخاب نهایی هنوز تمام نشده است.
در قسمت بعدی مقاله باید برویم سراغ موضوعی که معمولا در کاتالوگ ها کمتر به آن توجه می شود؛ یعنی هزینه واقعی کارکرد چیلر و رفتار دستگاه در شرایط واقعی کارخانه.
در انتخاب چیلر اسکرو فقط COP را نبینید
اگر بخواهم از دید کارگاهی بگویم یکی از چیزهایی که موقع خرید خیلی دیده می شود همین است.
یک عدد COP یا EER روی کاتالوگ نوشته شده و همه فکر می کنند هر عدد بزرگ تر یعنی دستگاه بهتر است.
اما این عدد مربوط به یک نقطه کاری مشخص است.
در کارخانه دستگاه همیشه در همان نقطه کار نمی کند.
یک روز بار کامل است. یک روز بار نصف است. دمای بیرون هم تغییر می کند. دمای آب ورودی کندانسور هم تغییر می کند. کثیفی مبدل و کندانسور هم روی عملکرد اثر دارد.
برای همین وقتی می خواهیم چیلر تراکمی هوا خنک صنعتی را بررسی کنیم بهتر است شرایط واقعی بهره برداری را هم وارد تحلیل کنیم.
هزینه واقعی چیلر از کجا می آید؟
قیمت خرید فقط شروع ماجراست.
هزینه واقعی یک چیلر شامل چند بخش است:
قیمت اولیه دستگاه
هزینه حمل و نصب
تجهیزات جانبی
برق مصرفی
سرویس و تعمیرات
مصرف آب در سیستم آب خنک
مواد شیمیایی و کنترل آب
هزینه توقف خط در زمان خرابی
در پروژه ای که دستگاه 10 یا 15 سال کار می کند این موارد خیلی مهم می شوند.
ممکن است دستگاهی در خرید اولیه کمی ارزان تر باشد ولی در طول چند سال هزینه برق یا تعمیر بیشتری ایجاد کند.
برعکس این موضوع هم هست. ممکن است دستگاه گران تر باشد ولی برای شرایط واقعی پروژه انتخاب مناسب تری باشد.
پس قیمت باید در کنار هزینه مالکیت بررسی شود.
مقایسه چیلر اسکرو هوا خنک و آب خنک فقط با قیمت اشتباه است
یک مقایسه درست باید حداقل این موارد را داشته باشد:
| آب خنک | هوا خنک | معیار تصمیم |
|---|---|---|
| وابسته به چیلر و برج و تجهیزات جانبی | وابسته به ظرفیت و طراحی کندانسور | قیمت اولیه |
| بیشتر | کمتر | تجهیزات جانبی |
| دارد | ندارد | مصرف آب |
| بسیار مهم است | اهمیت مستقیم ندارد | شرایط آب |
| اثر غیر مستقیم از طریق برج | تاثیر مستقیم دارد | دمای محیط |
| نیازمند نگهداری مدار آب | ساده تر | تعمیرات |
| نیاز به فضای مناسب برای برج | نیاز به هوای آزاد مناسب | فضای پروژه |
| در شرایط مناسب قابل استفاده | قابل استفاده | کارکرد صنعتی مداوم |
| وابسته به چیلر و برج و پمپ ها | وابسته به دمای محیط | هزینه بهره برداری |
این جدول برای تصمیم اولیه است نه انتخاب نهایی.
چه زمانی چیلر اسکرو هوا خنک انتخاب منطقی تری است؟
اگر کارخانه با مشکل کمبود آب روبرو باشد اولین گزینه ای که باید بررسی شود هوا خنک است.
همچنین اگر پروژه امکان نصب برج خنک کننده نداشته باشد یا تیم نگهداری نخواهد وارد دردسرهای مدار آب کندانسور شود هوا خنک مزیت عملی دارد.
در ساختمان ها و بعضی واحدهای صنعتی که تجهیزات باید ساده تر باشند این موضوع اهمیت بیشتری پیدا می کند.
البته باید فضای کافی برای گردش هوا وجود داشته باشد.
اگر کندانسور در فضای نامناسب قرار بگیرد و هوای گرم دوباره به سمت کویل برگردد عملکرد دستگاه افت می کند.
این موضوع در سایت های صنعتی خیلی وقت ها از چیزی که روی نقشه اولیه تصور می شود مهم تر است.
چه زمانی آب خنک را جدی تر بررسی کنیم؟
اگر کارخانه بار سرمایشی بالا دارد و دستگاه ساعت های طولانی کار می کند و زیرساخت برج خنک کننده هم وجود دارد آب خنک می تواند گزینه جدی باشد.
ولی کیفیت آب را نباید دست کم گرفت.
رسوب در لوله های کندانسور می تواند انتقال حرارت را کاهش دهد. کثیفی مدار هم باعث می شود سیستم برای دفع همان مقدار حرارت شرایط سخت تری داشته باشد.
در واقع آب خنک یک سیستم کامل است نه فقط یک چیلر.
برج و پمپ و کندانسور و کنترل آب همه باید کنار هم دیده شوند.
اگر بخواهید تفاوت کلی سیستم های هوا خنک و آب خنک را از دید عمومی تر بررسی کنید مقاله مقایسه چیلر هوا خنک و آب خنک محتوای مکمل این بخش است.
نقش کمپرسور اسکرو در انتخاب چیست؟
کمپرسور قلب سیستم تبرید است ولی حتی اینجا هم نباید فقط اسم برند یا مدل را دید.
نسبت تراکم و دمای مکش و دمای کندانس و روش کنترل ظرفیت و شرایط کاری کمپرسور مهم هستند.
در چیلر اسکرو موضوع کنترل ظرفیت اهمیت زیادی دارد.
چون کارخانه همیشه در بار کامل نیست.
اگر دستگاه بتواند با شرایط بار پروژه هماهنگ شود مصرف برق در طول سال می تواند بهتر کنترل شود.
به همین دلیل موقع بررسی مشخصات کمپرسور باید فقط به ظرفیت نامی نگاه نکنیم.
اطلاعات مربوط به محدوده عملکرد و کنترل ظرفیت و شرایط کاری هم باید بررسی شود.
برای همین در کنار این مقاله پیشنهاد می کنم مقاله راهنمای کمپرسور چیلر هم به عنوان محتوای تخصصی تر در این کلاستر قرار بگیرد.
آیا اینورتر همیشه انتخاب بهتری است؟
نه.
این جمله را بهتر است همین جا روشن کنیم.
اینورتر زمانی ارزش خودش را بیشتر نشان می دهد که الگوی بار پروژه متغیر باشد و سیستم مدت زیادی در بارهای جزئی کار کند.
اگر پروژه تقریبا همیشه در شرایط نزدیک به بار کامل باشد داستان می تواند متفاوت باشد.
همچنین هزینه اولیه و پیچیدگی تجهیزات کنترلی و شرایط سرویس باید بررسی شود.
پس «اینورتر» خودش هدف نیست.
هدف این است که تجهیز با الگوی واقعی بار پروژه هماهنگ باشد.
اگر شرایط پروژه به سمت آب خنک می رود می توان مدل های چیلر اسکرو آب خنک را هم در مقایسه فنی وارد کرد.
اسکرو هوا خنک چه زمانی می تواند انتخاب مناسب تری باشد؟
فرض کنید یک کارخانه در منطقه ای گرم قرار دارد و آب محدودی دارد.
در این حالت آب خنک شاید روی کاغذ جذاب باشد ولی وقتی مصرف آب و برج و تصفیه آب و نگهداری وارد محاسبه شود شرایط فرق می کند.
از طرف دیگر هوا خنک در دمای محیط بالا با فشار کندانس بیشتری روبرو می شود.
پس باید دستگاه از ابتدا برای همان شرایط طراحی شود.
اینجا دیگر نمی شود از روی اسم هوا خنک یا آب خنک تصمیم گرفت.
باید نقطه طراحی مشخص باشد.
دمای محیط چند درجه است؟
دمای آب سرد رفت و برگشت چیست؟
بار سرمایشی چند کیلووات یا تن تبرید است؟
چند ساعت در سال کار می کند؟
حداقل بار چقدر است؟
اینها سوال های واقعی انتخاب هستند.
برای خرید چیلر اسکرو چه مشخصاتی را از سازنده بخواهیم؟
من اگر بخواهم برای یک پروژه صنعتی استعلام بگیرم فقط قیمت نمی خواهم.
حداقل این اطلاعات باید در پیشنهاد فنی باشد:
ظرفیت سرمایشی
دمای آب ورودی و خروجی اواپراتور
دمای محیط طراحی برای هوا خنک
دمای آب ورودی و خروجی کندانسور برای آب خنک
نوع و تعداد کمپرسور
نوع مبرد
توان الکتریکی
شرایط بار جزئی
افت فشار آب
مشخصات اواپراتور و کندانسور
سطح صدای دستگاه
ابعاد و وزن
شرایط نصب
این اطلاعات بعدا برای مقایسه پیشنهاد چند سازنده خیلی به درد می خورد.
ظرفیت را بدون شرایط دمایی مقایسه نکنید
این موضوع خیلی ساده است ولی در خریدها زیاد اتفاق می افتد.
مثلا یک سازنده ظرفیت دستگاه را در شرایطی اعلام کرده که با شرایط پروژه شما یکی نیست.
بعد دستگاه دیگری را هم با همان ظرفیت اسمی مقایسه می کنند.
در حالی که شرایط تست یا طراحی ممکن است متفاوت باشد.
برای همین موقع دریافت پیشنهاد قیمت بهتر است از سازنده بخواهید ظرفیت و توان مصرفی را در شرایط واقعی پروژه اعلام کند.
اگر پروژه صنعتی است حتی بهتر است شرایط محیط و آب و بار را در فرم استعلام مشخص کنید.
این کار مقایسه را خیلی دقیق تر می کند.
چیلر اسکرو هوا خنک بهتر است یا آب خنک؟
اگر بخواهیم خیلی خلاصه جواب بدهیم:
برای پروژه ای که مصرف آب محدود است و سادگی سیستم اهمیت دارد هوا خنک معمولا گزینه قابل بررسی تری است.
برای پروژه ای که زیرساخت برج دارد و کارکرد مداوم و شرایط مناسب دفع حرارت فراهم است آب خنک می تواند گزینه جدی تری باشد.
اما این جواب جای محاسبه را نمی گیرد.
در واقع انتخاب درست از جایی شروع می شود که مشخصات پروژه را وارد مقایسه کنیم.
چیلر اسکرو برای کارخانه چه نکته ای دارد؟
در کارخانه من بیشتر از هر چیزی روی شرایط کارکرد واقعی تاکید می کنم.
مثلا اگر دستگاه قرار است برای خط تولید کار کند خرابی چیلر فقط هزینه تعمیر نیست.
ممکن است کل خط بخوابد.
پس قابلیت سرویس و دسترسی قطعات و امکان تعمیر و کنترل دستگاه اهمیت پیدا می کند.
در چنین شرایطی حتی طراحی ساده تر گاهی ارزش بیشتری از یک عدد راندمان اسمی بالاتر دارد.
البته این به معنی کنار گذاشتن راندمان نیست. برعکس باید راندمان و قابلیت اطمینان را با هم دید.
برای پروژه هایی که خرید صنعتی در مقیاس بالا دارند مطالعه راهنمای خرید چیلر اسکرو صنعتی می تواند قبل از استعلام قیمت مفید باشد.
قیمت چیلر اسکرو را چطور مقایسه کنیم؟
قیمت نهایی به ظرفیت و نوع کمپرسور و نوع کندانسور و مبرد و متریال مبدل ها و تجهیزات کنترلی و شرایط پروژه وابسته است.
بنابراین یک قیمت ثابت برای «چیلر اسکرو» معنی زیادی ندارد.
وقتی دو قیمت دریافت می کنیم باید ببینیم هر دو دستگاه دقیقا با چه شرایطی پیشنهاد شده اند.
گاهی اختلاف قیمت به خاطر تفاوت واقعی در تجهیزات است.
گاهی هم به دلیل تفاوت در محدوده کاری و تجهیزات جانبی است.
پس مقایسه باید فنی باشد نه فقط عددی.
انتخاب نهایی را با یک چک لیست انجام دهید
برای انتخاب نهایی من این ترتیب را منطقی تر می دانم:
اول بار سرمایشی را مشخص کنید.
بعد شرایط دمایی پروژه را تعیین کنید.
بعد هوا خنک یا آب خنک را بررسی کنید.
بعد نوع کمپرسور و کنترل ظرفیت را بررسی کنید.
بعد هزینه اولیه و تجهیزات جانبی را مقایسه کنید.
در مرحله بعد مصرف انرژی و هزینه نگهداری را وارد کنید.
آخر سر قیمت نهایی را مقایسه کنید.
این ترتیب باعث می شود قیمت پایین تر به تنهایی تصمیم را تعیین نکند.
برای بررسی موضوع مصرف انرژی نیز مقاله چیلرهای کم مصرف و عوامل موثر بر مصرف انرژی می تواند محتوای مکمل این بخش باشد.
چیلر اسکرو هوا خنک و آب خنک هر دو در پروژه های صنعتی کاربرد دارند و نمی شود یکی را به صورت عمومی برای همه پروژه ها بهتر دانست.
هوا خنک معمولا زمانی جذاب تر می شود که کاهش تجهیزات جانبی و حذف مصرف آب و سادگی نگهداری اهمیت داشته باشد.
آب خنک بیشتر زمانی ارزش بررسی دارد که زیرساخت برج وجود داشته باشد و شرایط دفع حرارت مناسب باشد و دستگاه برای مدت طولانی کار کند.
اما نکته اصلی این است که انتخاب چیلر نباید با دیدن یک عدد در کاتالوگ انجام شود.
ظرفیت سرمایشی و دمای محیط و دمای آب و الگوی بار و ساعت کارکرد و هزینه برق و نگهداری همه با هم تصمیم را می سازند.
اگر قرار است برای یک کارخانه یا پروژه صنعتی چیلر اسکرو انتخاب شود بهتر است سازنده بر اساس اطلاعات واقعی پروژه پیشنهاد فنی ارائه کند.
در نهایت چیزی که برای کارفرما مهم است فقط این نیست که چیلر روی کاغذ چقدر ظرفیت دارد.
مهم این است که دستگاه در شرایط واقعی پروژه همان کاری را که از آن انتظار داریم انجام بدهد و بعد از چند سال هم هزینه نگهداری و مصرف انرژی آن قابل قبول بماند.
