? צ'ילר - מה זה

מקררי מים תעשייתיים (צ’ילרים) משומשים במגוון יישומים שבהם מים צוננים או נוזלים מוזרמים דרך ציוד תהליכי. צ’ילרים משמשים בדרך כלל לקירור מוצרים ומכונות, ולהם מגוון יישומים שונים, הכוללים –  הזרקה, חיתוך כלי וגז, מזון ומשקאות, כימיקלים, לייזרים, כלי מכונה, מוליכים למחצה ועוד

תפקידו של צ’ילר תעשייתי הוא להעביר חום ממקום אחד (בדרך כלל ציוד תהליכי או מוצר) למקום אחר (בדרך כלל האוויר שמחוץ למתקן הייצור). נפוץ מאוד להשתמש במים או בתמיסת מים/גליקול כדי להעביר את החום אל הצ’ילר וממנו, מה שעלול לדרוש מהצ’ילר התהליכי להיות עם מאגר ושאיבה

צ'ילרים - sets-cooling-towers-data-center-building

סוגי צ'ילרים

שני סוגי צ’ילרים שונים (אוויר או מים) יכולים להקל על העברת החום כאשר הקירור משתנה מאדים לנוזל. לפיכך, צ’ילרים יכולים להשתמש בשני סוגים שונים של מעבים, מקורר אוויר ומקורר מים.

מעבים מקוררים באוויר דומים ל”רדיאטורים” שמקררים מנועי רכב. הם משתמשים במפוח ממונע כדי לאלץ אוויר על פני רשת של קווי קירור. אלא אם כן הם תוכננו במיוחד עבור תנאי סביבה גבוהים, מעבים מקוררים באוויר דורשים טמפרטורות סביבה של 35° צלזיוס או מתחת כדי לפעול ביעילות. מעבים מקוררים במים מבצעים את אותה פונקציה כמו מעבים מקוררים באוויר, אך דורשים שני שלבים להשלמת העברת החום. ראשית, חום עובר מאדי הקירור למי הקבל. לאחר מכן, מי הקבל החמים נשאבים למגדל קירור שבו חום התהליך מוזרק בסופו של דבר לאטמוספירה.

עקרונות העבודה של צי'לרים

צ’ילרים תעשייתיים עובדים על בסיס עקרונות הפעולה הבאים

שינוי שלב

נוזל קירור נוזלי עובר שינוי פאזה לגז כאשר הוא מחומם, וכאשר נוזל הקירור הגזי מקורר, הוא מתעבה בחזרה לנוזל

זרימת חום

אנרגיית חום זורמת תמיד מאזור בריכוז גבוה לאזור בריכוז נמוך יותר

 

נקודת רתיחה

הפחתת הלחץ על נוזל מורידה את נקודת הרתיחה שלו והעלאת הלחץ מעלה את נקודת הרתיחה שלו

 

אופטימיזציה

 צ’ילרים פועלים כחלק ממערכת איוורור מורכבת

לצ’ילרים מקוררים במים יש מורכבות רבה יותר הודות לחיבור למערכת מגדל קירור. הערכת הביצועים הכוללים של מפעל הצ’ילרים תכלול אפוא ניתוח של צריכת החשמל הכוללת של המדחס, המשאבות, מאווררי מגדל הקירור וכו’ כדי להעריך מדדי יעילות מקיפים כגון קילוואט/טון.

אופטימיזציה של מפעל הצ’ילר הכולל חייב להתבצע בצורה הוליסטית. התאמות שונות המתמקדות בקביעת נקודות אופטימליות של מים צוננים, רציפות צ’ילרים ואיזון עומסים, ניהול ביקוש שיא, ניהול מי מגדל קירור וכו’ ניתנות לביצוע רק עם נתונים תפעוליים

IoT

יכול לספק את הכלים לאופטימיזציה כזו על ידי מתן ניטור בזמן אמת של צריכת החשמל מכל חלק במפעל הצ’ילר, טמפרטורות אספקה/החזרה מהצ’ילר וממגדל הקירור, קצבי זרימת מים מלולאת המים של הקבל וכו’. IoT מצא יישום מעשי ב-HVAC כדי להקל על אופטימיזציה אמיתית.

 צ’ילרים פועלים כחלק ממערכת איוורור מורכבת

לצ’ילרים מקוררים במים יש מורכבות רבה יותר הודות לחיבור למערכת מגדל קירור. הערכת הביצועים הכוללים של מפעל הצ’ילרים תכלול אפוא ניתוח של צריכת החשמל הכוללת של המדחס, המשאבות, מאווררי מגדל הקירור וכו’ כדי להעריך מדדי יעילות מקיפים כגון קילוואט/טון.

אופטימיזציה של מפעל הצ’ילר הכולל חייב להתבצע בצורה הוליסטית. התאמות שונות המתמקדות בקביעת נקודות אופטימליות של מים צוננים, רציפות צ’ילרים ואיזון עומסים, ניהול ביקוש שיא, ניהול מי מגדל קירור וכו’ ניתנות לביצוע רק עם נתונים תפעוליים

IoT

יכול לספק את הכלים לאופטימיזציה כזו על ידי מתן ניטור בזמן אמת של צריכת החשמל מכל חלק במפעל הצ’ילר, טמפרטורות אספקה/החזרה מהצ’ילר וממגדל הקירור, קצבי זרימת מים מלולאת המים של הקבל וכו’. IoT מצא יישום מעשי ב-HVAC כדי להקל על אופטימיזציה אמיתית.

air-chillers-cooling-towers-building | צ'ילרים

אחזקה חזויה

בינה מלאכותית ממשיכה להתקדם ביישומים מעשיים יומיומיים. מכונות כמו מערכות צ’ילר ייהנו מאלגוריתמים שיכולים לזהות כשלים פוטנציאליים לפני שהם מתרחשים. תחזוקה חזויה ממנפת את האיסוף והניתוח של נתוני תפעול המערכת כדי לקבוע מתי יש לנקוט פעולות תחזוקה לפני כשל קטסטרופלי 

מכיוון שמערכות צ’ילרים מייצגות את הלב של רוב מערכות האיוורור המודרניות, מניעת תקלות קטסטרופליות המייצרות “זמן השבתה” משמעותי תחסוך בעלויות תיקון חירום כמו גם במוניטין. התפקיד הקריטי שמשחקת מערכת צ’ילר מצדיק את הבדיקה המוגברת. ביג דאטה ובינה מלאכותית יצמצמו למינימום את זמן ההשבתה וימקסמו את הפרודוקטיביות

שימושים בצ'ילרים תעשייתיים

מערכות צ’ילר תעשייתיות יכולות לשמש לפעולות קירור בתעשיות מגוונות. להלן כמה מהיישומים הנפוצים ביותר

עיבוד מזון

צ’ילרים תעשייתיים נמצאים בשימוש נרחב בפעולות ייצור ועיבוד מזון הדורשות רמה גבוהה של דיוק בקרת טמפרטורה. לדוגמה, מקררי יקבים משמשים לבקרת טמפרטורה במהלך תסיסה ואחסון של יין. צ’ילרים למאפייה מסייעים בקירור המיקסר, בקירור מים לשתייה ובקירור מיכלי שמרים מעוטרים, כולם מרכיבים קריטיים למאפייה

גימור מתכת

בקרת טמפרטורה חיונית בתהליכי גימור מתכת כגון ציפוי אלקטרוליטי או ציפוי אלקטרולי כדי להסיר את החום העודף מכיוון שהם בדרך כלל דורשים טמפרטורות גבוהות מאוד (כמה מאות מעלות) כדי לחבר את המתכות. חלק מהתעשיות משתמשות בצ’ילרים לגימור מתכת כדי לקרר את נוזל האנודיז במחליף חום או להשתמש בגליקול/מים כמדיום קירור להורדת הטמפרטורה בתוך המיכל

הזרקה

הזרקה היא טכניקת ייצור המוני ליצירת חלקי פלסטיק באמצעות מכונת הזרקה, כדורים תרמופלסטיים ותבנית. התהליך וההתכה חייבים להישמר בגבולות טמפרטורה מדויקים כדי למנוע בעיות כמו סדקים, עיוות ומתחים פנימיים במוצר הסופי.