مینی چیلر چیست و چه کاربردی دارد؟

مینی چیلر نیز یک دستگاه مستقل با ساختاری ساده است که بدون نیاز به برج­ خنک­ کننده کار خود را انجام می‌دهد. همین موضوع کمترین میزان اشغال فضا را در مینی چیلرها به دنبال دارد، که سادگی بهره­برداری از آن را هم توجیه می‌کند.

مینی چیلر یا یک چیلر کوچک، مانند باقی چیلرها از انواع سیستم تهویه مطبوع شمرده می‌شود که وظیفه­ی تسهیل انتقال حرارت یا گرمای ناخواسته به محیطی دیگر را دارد. مینی چیلر هم مثل چیلرهای دیگر یک دستگاه تولیدکننده­ی سرما نیست، بلکه وظیفه­ی خود را با دفع گرما انجام می‌دهد. به این شکل که آبی را که در طول یک فرآیند خنک­سازی یا فرآیند صنعتی گرم شده وارد خود کرده، طی فرآیندهای ترمودینامیکی در مراحل مختلف دمای آن را به دمای پایین­تری رسانده و باز آن را وارد چرخه­ی فعالیت می‌کند.

مینی چیلر یک چیلر تراکمی محسوب می‌شود، به این معنی که ساز و کار کمپرسور آن بر اساس تراکم­سازی پیش برده می‌شود و اساس کار بر سیکل تبرید تراکمی بخار است. همچنین که مینی چیلر معمولاً به شکل یک چیلر هوا خنک ساخته می‌شود. به طور کلی چیلرها به دو دسته­ی آب خنک و هوا خنک تقسیم می­شوند. چیلرهای هوا خنک ساختمان ساده­تری داشته و مستقل­تر هستند، چرا که بر خلاف چیلرهای آب خنک به برج خنک­کننده برای دفع حرارت درون کندانسور احتیاجی ندارند. در چیلرهای آب خنک اما برای دفع حرارت آب از یک برج خنک­کننده استفاده می‌شود چرا که ماده­ی محرکه­ی کندانسور این چیلرها آب است. البته که در استفاده­های به خصوص در پروژه­های خاص، مینی چیلرها می­توانند به شکل آب خنک نیز ساخته شوند، اما معمولاً این اتفاق به ندرت پیش می­آید.

نحوه­ی کار مینی چیلرها چگونه است؟

برای اینکه بدانیم مینی چیلر چطور کار می‌کند باید به این سوال که چیلر چیست باز گردیم. مینی­چیلر از نظر ساختمان هم مانند چیلرهای دیگر، چهار عضو اواپراتور، کمپرسور، کندانسور و شیر انبساط را درون خود جای داده است، اما از نظر نحوه­ی عملکرد تفاوت­هایی با چیلرهای معمولی دارد. قابلیت­های محدودتر و انتخاب ریزبینانه و دقیق­تر اجزای دستگاه از تفاوت­های عملکردی مینی چیلر با باقی چیلرها محسوب می­شوند.

چیلر معمولی از یک ماده­ی مبرد برای انجام کار خنک­سازی استفاده می­کرد. به این ترتیب که این ماده­ی مبرد در طول چرخه طی فرآیندهای ترمودینامیکی بین حالات فیزیکی مایع و گاز در چرخش بود، دما و فشار آن مدام تغییر می­کرد تا بتواند در اجزای مختلف چیلر مانند کمپرسور و کندانسور و... جریان داشته باشد.

در مینی چیلرها نیز به همین شکل مبردی موجود است که میان بخش­های مختلف در جریان قرار می­گیرد. در نهایت آب خنکی که راهی سایر قسمت­های سازه یا سختمان می‌شود با اواپراتور در ارتباط است و به صورت یک چرخه به آن وارد و از آن خارج می‌شود.

به این شکل که در ابتدا مبرد گازی یا بخار وارد کمپرسور می‌شود و به صورت گازی با فشار و دمای بالا از آن خارج می‌شود تا به سمت کندانسور منتهی شود. درون کندانسور نیز، در هنگام فرآیند تقطیر، حرارت آب در قالب هوای گرم به بیرون و فضای اطراف هدایت می‌شود. در این قسمت فن کندانسور این کار را انجام می‌دهد. مبرد در این قسمت از گاز به فاز مایع می­رسد.

پس از این مرحله، مبرد مایع وارد شیر انبساط می‌شود و افت فشار و دما پید می‌کند تا به شکل ترکیبی از مایع و گاز دوباره از آنجا به سمت اواپراتور راهی شود.

درون اواپراتور است که به دلیل اختلاف دما میان محیط یعنی آب و ماده­ی مبرد، انتقال حرارت صورت گرفته و ماده­ی مبرد گرمای آب را جذب کرده و آب کاهش دما پیدا می‌کند تا آب سرد تولید شود. در عین حال ماده­ی مبرد به دلیل حذب گرما به شکل بخار درآمده و به مرحله­ی بعدی منتهی می‌شود.

مینی چیلر چه تفاوتی با چیلرهای معمولی دارد؟

یکی از مهم‌ترین تفاوت­های مینی چیلر با چیلرهای معمولی مانند چیلر جذبی این است که پمپ و بعضاً منبع انبساط درون خود مینی چیلر موجود است، به همین علت دسترسی و عملکرد مینی چیلر آسان­تر انجام می‌شود.

از دیگر تفاوت­های مینی چیلر با چیلر معمولی می­توان به اندازه­ی کوچک و به دنبال آن ظرفیت پایین مینی چیلر -با ظرفیت کمتر از ده تن- اشاره کرد. به همین علت این نوع چیلرهای برای مصارف خانگی و تأسیساتی با وسعت کوچک به کار گرفته می­شوند.

مزایا و معیاب مینی چیلرها

مزایای مینی چیلرها:

• از آنجایی که کاربرد مینی چیلرها معمولاً به مناطق مسکونی و یا تأسیسات کوچک و محدود خلاصه می‌شود، باید اندازه­ی مینی چیلرها هم متناسب با آنها باشد. به همین دلیل یکی از مهم‌ترین مزیت مینی چیلرها ابعاد کوچک آنها محسوب می‌شود.
• قابلیت استفاده از مینی چیلر هم در فصول سال و هم در فصول گرم سال.
• عدم تولید آلودی صوتی بر اثر جریان هوا، به دلی عدم استفاده از کانال در سیستم مینی چیلر
• قابلیت جداسازی هزینه­ها برای هر واحد سیستم تهویه مطبوع
• فرسایش کم و طول عمر مفید بالا، به دلیل استفاده­ی محدود و کم از اجزای متحرک
• امکان نصب مینی چیلر در فضاهای باز مانند سقف و تراس
• مصرف کم انرژی در عین قابل اطمینان بودن
• نگهداری و تعمیر آسان و پایین بودن هزینه­ی تعمیر و نگهدرای آن
• قابل استفاده در مناطق خشک و گرمسیری
• مقاوم در برابر یخ­زدگی، به علت استفاده از صفحات فولاد ضد زنگ در اواپراتور
• قابلیت تفکیک و شخصی­سازی دما به صورت جداگانه برای هر اتاق و فضای جداگانه

معایب مینی چیلرها:

• پیش از این گفتیم که از مینی چیلر می­توان به عنوان وسیله­ی گرمایشی در فصول سرد سال نیز استفاده کرد، اما این کاربرد دو مسئله دارد: بر اساس مکانیزم کاری مینی چیلر، این تولید گرما به انرژی برقی احتیاج دارد. بنابراین خود این موضوع در هزینه­ و میزان مصرف اثرگذار است. همچنین که استفاده از مینی چیلر در مکان­هایی که زمستان­های سخت با کاهش دمای بالایی دارند به اندازه­ی کافی جوابگو نیست.
• تأثیر آب و هوای محیط و شرایط محیطی بر عملکرد مینی چیلرها

کاربرد مینی چیلرها در کجا تعریف می‌شود؟

مهم­ترین کاربرد مینی چیلرها در خنک­سازی واحدهای مسکونی تعریف می‌شود. بنابراین می­توان به مینی چیلرهای نام چیلر خانگی یا آپارتمانی نیز داد. بنابراین مینی چیلرها باید فصول سرد سال هم قادر به کار کردن باشند. به همین دلیل در مینی چیلرهای خانگی از کمپرسورهای اسکرال یا حلزونی و یا کمپرسور اسکرو یا مارپیچی استفاده می‌شود. در حالی که مینی چیلرهایی که در تأسیسات صنعتی با وسعت پایین مورد استفاده قرار می­گیرند و مینی چیلرهای صنعتی نام دارند معمولاً از چیلرهای پیستونی درون خود استفاده می‌کنند.

می­توان اشاره کرد که به دنبال کاربرد خاص مینی چیلرها، سعی می‌شود که تمام اجزا بر اساس هدف ساخت مینی چیلر، مانند ابعاد کوچک و تولید کم آلودگی صوتی انتخاب شوند. به طور مثال برای کاهش فضای مصرفی مینی چیلر، درون کندانسور مینی چیلر از کانال­های میکرو برای کویل­های کانال یا micro channel coil استفاده می‌شود تا ابعاد مینی چیلر پایین بماند. استفاده از کمپرسورهای اینورتردار یا شیر انبساط مکانیکی نیز از همین نمونه­ها است.