براي واحدهاي مسكوني، تجاري و اداري كه مساحت كوچكي دارند، استفاده از چيلرهاي بزرگ ممكن است بهصرفه نباشد. در چنين ساختمانهايي يك دستگاه ميني چيلر ميتواند انتخابي ايدهآل باشد. به غير از اينكه ميني چيلرها از ابعاد كوچكتري بهره ميبرند، هر دو نوع در ساير موارد از جمله نحوه عملكرد كاملا مشابه هستند.
اساس كار در يك ميني چيلر نيز درست مانند يك چيلر معمولي، خنك شدن آب در محفظه اواپراتور و هدايت آن به سمت فن كويلها است تا بدين وسيله سرمايش مورد نياز براي واحدهاي يك ساختمان مسكوني، اداري، ورزشي و حتي صنعتي تامين شود.
يكي از مزاياي ميني چيلرها اين است كه نيازي به فضاي موتورخانه ندارند و براي كاركرد مناسب فقط به يك لوله ورودي آب گرم و يك لوله خروجي آب سرد نياز است. اين نوع از چيلرها نيازي به برج خنككننده ندارند و خنكسازي با استفاده از هوا انجام ميشود.
ميني چيلرها امروزه تا ظرفيت ۱۰ تن تبريد نيز ساخته شدهاند و براي ساختمانهايي كه قصد داريم به يك سيستم سرمايش يا گرمايش مستقل دسترسي داشته باشيم انتخاب مناسبي محسوب ميشوند. اين نوع از چيلرها نيز مانند چيلرهاي اصلي در دو بخش جذبي و تراكمي قابل تقسيم هستند. اغلبِ ميني چيلرها البته از نوع تراكمي هستند و با انرژي الكتريكي كار ميكنند.
اجزاي اصلي يك ميني چيلر
يك دستگاه ميني چيلر از اجزاي مختلفي برخوردار است كه گاهي اوقات تعداد آنها حتي نسبت به چيلرهاي مركزي و بزرگ نيز بيشتر است. در برخي از ميني چيلرها پمپِ گردش آب سرد و منبع انبساط نيز به صورت داخلي در خودِ دستگاه نصب شدهاند. اما هر ميني چيلري داراي حداقل چهار جزء اصلي است كه به آنها اشاره ميكنيم.
كمپرسور
اين بخش در واقع مهمترين بخش هر چيلري محسوب ميشود كه نقش افزايش دهنده فشار و دماي مبرد را ايفا ميكند. يك ميني چيلر معمولا از يك يا دو كمپرسور اسكرال (Scroll) بهره ميبرد. در برخي مدلها ميتوان كمپرسورهاي چرخشي يا پيستوني را نيز مشاهده كرد كه اسكرال رايجترين نوع محسوب ميشود و به سه صورت معمولي، اينورتردار و ديجيتال توليد ميشود.
كندانسور
در كندانسور، مبرد گرماي خود را از دست ميدهد و به حالت مايع تبديل ميشود. كندانسورها در دو نوع هوا خنك (در مجاورت هوا) و آب خنك (در مجاورت آب) توليد ميشوند و معمولا در بسياري از ميني چيلرها از نوع هوا خنك استفاده ميشود.
تجهيزات انبساط
در هر سيكل تبريدي يك قطعه يا تجهيزات انبساط بايد وجود داشته باشد. اين تجهيزات كه معمولا با نام شير انبساط نيز شناخته ميشوند در سه نوع لولههاي مويين، شير انبساط ترموستاتيكي و شير انبساط الكترونيكي توليد ميشوند. اين تجهيزات با هدفِ كاهش فشار مبرد و كنترل حجم مبرد عبوري به سمت اواپراتور در يك ميني چيلر بهكار ميروند.
اواپراتور
محفظه اواپراتور تقريبا مرحله نهايي هر سيكل تبريدي محسول ميشود كه معمولا در ميني چيلرها به علت محدوديت در ابعاد، به صورت صفحهاي طراحي ميشوند. وظيفه اواپراتور تبخير كردن است و در واقع مايع سيال (مبرد) با عبور از اين قسمت به حالت گاز درميآيد و براي تكرار سيكل تبريد به سمت كمپرسور هدايت ميشود.
ميني چيلر چطور كار ميكند؟
همانند يك چيلر تراكمي، در يك ميني چيلر نيز آب از طريق يك سيكل تبريد، خنك شده و براي سرمايش هوا در فن كويلها و لولههاي مسي هواساز جريان مييابد. ماده مبرد ابتدا درون كمپرسور فشرده شده و با بالا رفتن دما و فشارِ آن، به سمت كندانسور هدايت ميشود. بسته به نوع كندانسور (هوا خنك يا آب خنك) اين ماده از حالت گاز به حالت مايع بازميگردد.
مبرد سپس به شير انبساط و لولههاي مويين وارد شده و افت فشار ناگهاني را تجربه ميكند. در مرحله بعد، مبرد به محفظه اواپراتور وارد ميشود. در اين محفظه آب و مبرد در نزديكي هم قرار ميگيرند و از آنجايي كه مبرد گرماي آب را به خود جذب ميكند مجددا به دماي تبخير رسيده و به حالت گاز درميآيد. اين گاز براي تكرار سيكل به سمت كمپرسور باز ميگردد.
اكنون آبي كه در مجاورت مبرد بوده دماي خود را تا حد زيادي از دست داده و خنك شده است. اين آب توسط لولههاي مخصوص به سمت فن كويل نصب شده در واحدهاي ساختمان هدايت ميشود تا با عبور باد از روي لولههايي با دماي پايين، ساكنين هوايي خنك و مطبوع را تجربه كنند.
در فصل زمستان كه از ميني چيلر براي گرمايش هوا استفاده ميشود، محصول خروجي از سيكل تبريد تراكمي، آبِ گرم است كه با انتقال به فن كويلها و هواساز باعث گرمايش واحد ميشود.
مزاياي ميني چيلر
اگرچه عملكرد كلي يك ميني چيلر با چيلرهاي اصلي و بزرگ مشابه است اما اين نوع چيلرهاي كوچك مزايا و معايب خاصي نيز دارند كه استفاده از آنها در يك مكان را توجيهپذير يا غيرقابل توجيه ميكنند.
ابعاد كوچك
طراحي جمعوجور اين نوع چيلرها انعطافپذيري بالايي را براي نصب و بهكارگيري ارائه ميدهد. امكان نصب در هر جاي ساختمان و حتي فضاهاي بيروني نيز وجود دارد.
مصرف انرژي كمتر
همانطور كه اشاره شد اكثر ميني چيلرها هوا خنك هستند و به همين دليل به برج خنك كننده يا پمپ آب كندانسور نيازي ندارند. بدين ترتيب مصرف انرژي برق و آب در آنها به مراتب كمتر است.
عملكرد بهينه كمپرسور
در ميني چيلرها معمولا از كمپرسورهاي اسكرال استفاده ميشود كه سر و صدا و لرزش كمي توليد ميكنند و معمولا اتلاف انرژي در آنها نيز كمتر است.
مقرونبهصرفه
اگرچه قيمت يك ميني چيلر به نوع و برند سازنده آن بستگي دارد اما مجموعِ قيمت تمام شده يك ميني چيلر هوا خنك و هزينههاي نصب و نگهداري آن نسبت به يك چيلر معمولي به مراتب پايينتر است.
معايب ميني چيلر
عليرغم مزايايي كه يك ميني چيلر ممكن است ارائه دهد اما معايبي هم دارد كه باعث ميشود استفاده از آن در هر شرايطي انتخاب مناسبي نباشد.
آسيبپذيري
اگرچه ميني چيلرها قابليت نصب در فضاي باز را دارند اما در اين صورت با مشكلات و چالشهاي مختلفي نيز روبهرو خواهيد شد. اين دستگاهها در برابر شرايط محيطي مانند وزش باد شديد يا باران و برف آسيبپذير هستند.
طول عمر كم
با توجه به ابعاد كوچك و سادگي بيشتر اين نوع از چيلرها، از فناوري سادهتري براي ساخت آنها استفاده ميشود و به خصوص اگر در شرايط محيطي چالشبرانگيز استفاده شوند، معمولا عمر كوتاهتري را ارائه ميدهند.
ظرفيت سرمايش و گرمايش پايين
مسلما ميني چيلرها براي واحدهاي كوچك ظرفيت سرمايش يا گرمايش مناسبي را ارائه ميدهند اما براي استفاده از در كارخانهها، مجتمعهاي مسكوني يا تجاري بزرگ و يا مراكز صنعتي انتخابهاي خوبي به حساب نميآيند.