چیلر صنعتی چیست؟ آشنایی با چیلردستگاه تزریق پلاستیک

چیلر صنعتی دستگاهی است که برای سرمایش و خنک کاری ماشین آلات صنعتی و فرآیندهای تولید در صنایع مختلفی همچون صنعت تزریق پلاستیک مورد استفاده قرار می‌گیرد.

چیلر صنعتی بر خلاف چیلرهای خانگی یا تهویه مطبوع که فقط در فصول گرم سال فعال هستند، باید در شرایط کاری مختلف و به صورت مداوم در تمام طول سال کار کنند.
با توجه به کارکرد دائمی چیلرهای صنعتی، باید نکات خاصی در طراحی و ساخت این دستگاه‌های برودتی بکار گرفته شود. این گزارش با تکیه بر دانش کارشناسان تهویه نگار به عنوان یک شرکت معتبر و متخصص در تهویه مطبوع و برودت صنعتی نوشته شده است.

چیلر صنعتی چیست؟

چیلر صنعتی (industrial chiller) به دستگاهی گفته می‌شود که درصنایع مختلف با هدف جذب گرمای مازاد در ماشین آلات و فرایندهای تولیدی به منظور خنک کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. بواسطۀ نقش ویژۀ انتقال حرارت (سرمایش) در عملکرد صحیح این ماشین آلات و تولید محصولاتی با کیفیت، ساخت چیلرهای صنعتی مستلزم رعایت نکات مهمی است که طبیعتاً بر روی قیمت خرید این چیلرها تأثیرگزار است. به همین علت کاربرد اصلی چیلر صنعتی در برودت صنعتی یا همان سرمایش فرآیندی(Process cooling) است.
آب سرد تولید شده توسط چیلر صنعتی در صنایع زیر بسیار کاربرد دارد:

•    صنعت پلیمر به ویژه خنک کاری و سرمایش قالب‌های تزریق پلاستیک
•    صنایع غذایی
•    صنایع بهداشتی و شرکت‌های داروسازی
•    پتروشیمی و صنایع نفت و گاز
•    صنایع کاشی و سرامیک
•    صنعت چاپ
•    صنعت سیمان

تفاوت چیلر صنعتی با چیلر تهویه مطبوع چیست؟

با توجه به کاربرد چیلر صنعتی این نوع چیلر با چیلر تهویه مطبوع تفاوت‌هایی دارد که در این قسمت به آنها می‌پردازیم:

صدا و لرزش
در چیلر صنعتی با توجه به نصب آن در کارخانه‌جات حساسیت در مورد صدا و لرزش نسبت به چیلرهای تهویه مطبوع کمتر است از این رو طراحی در انتخاب نوع چیلر هوا خنک یا چیلر آب خنک و نوع کمپرسور چیلر با چالش کمتری روبرو است.

نوع کمپرسور
با توجه به کم بودن حساسیت وجود صدا و لرزش در کاربری‌های صنعتی، در چیلر صنعتی می‌توان از کمپرسورهای سیلندر پیستونی که صدا و لرزش بیشتری نسبت به انواع دیگر کمپرسور دارند استفاده کرد.
از مزایای استفاده از کمپرسورهای سیلندر پیستونی در چیلر صنعتی قیمت پایین‌تر، ساختار ساده و آشنا برای تعمیرکاران، قابلیت تعمیر، طول عمر بالا و همین‌طور مقاوم بودن این نوع کمپرسورها می‌باشد.

اواپراتور
با توجه به فشار کاری و تنوع دمایی در چیلر صنعتی می‌توان از سه نوع اواپراتور استفاده کرد:
اواپراتور صفحه‌ای، اواپراتور پوسته و لوله و اواپراتور آیس بانکی.
در صنایع تزریق پلاستیک و صنایعی که به حجم آب سرد بیشتری نیاز دارند استفاده از اواپراتور آیس بانکی پیشنهاد می‌شود.

کنترل‌آلات
به دلیل کارکرد مداوم چیلر صنعتی در طول سال و حتی ماه‌های سرد، لازم است از انواع کنترل‌آلات و حفاظت‌ها در تابلو برق و همین‌طور جهت کنترل فشارها و دماها استفاده گردد.
بهترین انتخاب برای کنترل چیلر صنعتی با ظرفیت سرمایشی بالا استفاده از PLC و اکسپنشن ولو الکترونیکی به همراه ترانسمیتر فشار و سنسورهای دمایی می‌باشد.

چیلر دستگاه تزریق پلاستیک چه ویژگی دارد؟

چیلر تزریق پلاستیک در واقع نوعی چیلر تراکمی است که در دو نوع آب خنک و هوا خنک یافت می‌شود؛ البته به طور معمول کمپرسور بکار رفته در این چیلرها از نوع اسکرال است. استفاده از چیلر برای دستگاه‌های تزریق پلاستیک موجب بهره مندی از یک سیستم خنک کننده و پشتیبان می‌گردد.
پلاستیک که متریالی با کاربردهای بسیار متنوع و گسترده می‌باشد، یکی از صنعت‌هایی است که استفادۀ فراوانی از چیلر در بسیاری از فرایندهای تولیدی خود دارد. در واقع، چیلر جزءِ جدایی ناپذیر کارخانه‌های تولید پلاستیک به حساب می‌آید.

نتیجه استفاده از چیلر تزریق پلاستیک کاهش ضایعات تولید، نرخ انتقال حرارت بهتر، تعمیر و نگهداری کمتر و کاهش زمان خرابی است. به دلیل اینکه چیلر از حلقه آب بسته استفاده می‌کند، از کیفیت آب بهتری استفاده خواهد شد، در نتیجه سرعت انتقال حرارت بهتر، تعمیر و نگهداری کمتر مورد نیاز و کاهش زمان خرابی خواهد شد.
در صنعت پلاستیک، ممکن است چیلر به منظور خنک کردن پلاستیک داغی که تزریق، اکسترود یا دمیده شده است، بکار رود. چیلر دستگاه تزریق پلاستیک همچنین می‌تواند تجهیزات مورد استفاده برای تولید محصولات پلاستیکی مثل هیدرولیک دستگاه قالب گیری و یا جعبه دنده و سیلندر اکسترودر را خنک کند. لذا، وجود چیلر صنعتی با کارایی مناسب به تجهیزاتِ این صنعت در داشتن کارکردی مؤثرتر کمک کرده و در افزایش طول عمر آنها نیز کاملاً تأثیرگذار است.

اساساً ساخت پلاستیک به مقدار زیادی گرما و انتقال آن گرما از پلاستیک و تجهیزات فرآیند پلاستیک­سازی نیاز دارد. هنگامی که گرما به رزین پلاستیکی اضافه می‌شود، می‌توان آن را به راحتی شکل داد. اما، در ادامه این گرما می‌بایست از قسمت شکل گرفته دفع شود. یافتن کارآمدترین روش برای انتقال گرما، بهره وری از فرایند را به حداکثر می‌رساند و در نتیجه کیفیت تولید محصول را بهبود می‌بخشد.

نکات طراحی و ساخت چیلر تزریق پلاستیک
به طور کلی در طراحی و ساخت چیلرهای صنعتی که به منظور کاهش دما در فرآیندهای تولیدی کاربرد دارند، باید نکاتی را رعایت کرد که مهم ترین آن‌ها از قرار زیر است:
•    قابلیت کارکرد در دمای پایین و فصول سرد سال
•    تولید آب سرد با قابلیت اطمینان بالا

چیلرهای تهویه مطبوع در فصول سرد سال مانند پاییز و زمستان خاموش هستند و آب داخل مدار چیلر هم تخلیه می‌شود. اما چیلری که برای خطوط تولید مانند دستگاه‌های تزریق پلاستیک استفاده می‌شود در فصل سرد سال هم باید کار کند. شاید اینگونه به نظر بیاید که کارکرد چیلر در آب و هوای سرد راحت تر باشد اما در عمل اینگونه نیست و چالش‌های بیشتری به همراه دارد. چون بسیاری از اجزای چیلر در دماهای پایین ممکن است دچار اختلال عملکردی شوند. مهم ترین مشکلات پیش روی کارکرد چیلر در فصل زمستان عبارتند از:
•    کاهش فشار کندانسور در سیکل تبرید
•    کاهش دمای شدید و یخ زدگی اواپراتور

عبور جریان هوای سرد از روی کویل‌های کندانسور در چیلر هوا خنک و یا گردش آب سرد در کندانسور چیلر آب خنک، باعث افت فشار مبرد در کندانسور می‌شود. به خوبی می‌دانیم که اختلاف فشار عامل اصلی جابجایی و حرکت مبرد در مسیر سیکل تبرید است و زمانی که در خط فشار بالای سیکل تبرید، افت فشار داشته باشیم این حرکت دچار اختلال شده و سیکل کارایی لازم را نخواهد داشت. برای جلوگیری از این موضوع و ایجاد قابلیت استارت زمستانه در چیلر دستگاه تزریق پلاستیک از سیستم کنترل فشار هِد (head pressure control) استفاده می‌کنند.
در چیلرهای هوا خنک با کنترل میزان جریان هوای عبوری از روی کویل کندانسور و در چیلرهای آب خنک با کنترل میزان آب ورودی به کندانسور می‌توانیم از افت فشار کندانسور در حین کارکرد چیلر در فصل سرما جلوگیری نماییم.
برای جلوگیری از یخ زدگی اواپراتور هم سه راه داریم:
1.    استفاده از ضد یخ (گلیکول) به جریان آب در گردش
2.    روشن نگه داشتن پمپ سیرکولاسیون چیلر
3.    استفاده از المنت‌های حرارتی بر روی اواپراتور

قبل از پرسش به این پاسخ بهتر است که تصویر زیر را با دقت مشاهده کنیم. این شکل نشان دهنده مدت زمان سیکل قالب‌های تزریق پلاستیک است. بیشترین زمان را فرآیند خنک کاری پلاستیک به خود اختصاص داده است.
همانطور که در بالا در مورد نحوه کارکرد قالب تزریق پلاستیک توضیح دادیم، یکی از فرآیندهای کاری در روش تزریق پلاستیک، این است که قطعه مورد نظر را خنک کنیم تا ماده خمیری شکل به فرمت قالبِ طراحی شدۀ ما دربیاید.


دو دلیل اصلی و مهم برای استفاده از چیلر در ماشین‌های تزریق پلاستیک وجود دارد:
اول اینکه قطعات پلاستیکی تزریقی، قبل از خروج از قالب باید خنک شوند. اگر میزان خنک کاری کم باشد ممکن است قطعه دچار آسیب یا اعوجاج شود و در صورتی که این زمان بیش از اندازه باشد سبب افزایش زمان تولید و کاهش راندمان و بهره وری خواهد شد. از آنجا که زمان عامل مهمی در فرآیند تولید قطعات پلاستیکی است و حدود 80% از تایم فرآیند را به خود اختصاص می‌دهد، آبِ سرد تولیدی از چیلر می‌تواند یکی از مناسب ترین روش‌های خنک کاری در ماشین‌های تزریق پلاستیک باشد.
دوم اینکه اکثر ماشین‌های تزریق پلاستیک به طور مداوم در حال کار و تولید هستند و از طرفی حرارت ایجاد شده در فرآیند تزریق ممکن است در طولانی مدت سبب آسیب و تغییر شکل در قالب و همچنین اجزای ماشین شود. لذا خنک کاری و کاهش دمای آن سبب محافظت از قالب و دستگاه شده که هر دوی آن‌ها قیمت قابل توجهی دارند.
لذا، تامین و ثابت نگه داشتن دمای مناسب در فرآیند تزریق پلاسیتک، سبب افزایش کیفیت ساخت، کاهش خرابی‌های ماشین و قالب، افزایش عمر مفید قالب و در نهایت همگی این فاکتورها منجر به تولید بیشتر و افزایش بهره وری خواهند شد.

نتیجه گزارش
چیلرهای صنعتی اغلب از نوع چیلر تراکمی هستند. چیلرهای تراکمی مجهز به کمپرسورهای متراکم کننده ماده مبرد هستند. کمپرسورهایی از قبیل اسکرال، اسکرو، یا پیستونی یا روتاری. چیلر صنعتی از جمله چیلر دستگاه تزریق پلاستیک، بر خلاف چیلرهای تهویه مطبوع به طور مداوم در حال کار هستند و به همین دلیل مهندسان و طراحان چیلرهای صنعتی ملاحظاتی را در زمینه تولید آن در نظر می‌گیرند.
دستگاه ترذیق پلاستیک به دلیل دمای بالای فرآیند تولید، نیاز به یک سیستم سرمایشی نظیر چیلر دارد. از این چیلر دستگاه تزریق پلاستیک بسیار در کیفیت و عملکرد ماشین تزریق موثر است. کاهش ضایعات تولید نیز یکی دیگر از محاسن چیلر تزریق پلاستیک است.
از آنجا که چیلرهای صنعتی برای خنک کاری فرآیندهای دستگاه یا خطوط تولید کاربرد دارد، لذا توصیه اکید متخصصین حوزه تهویه و برودت این است که ساخت دستگاه را در اختیار یک شرکت تولید کننده معتبر قرار دهید.

منابع گزارش:
وب سایت شرکت مهندسی تهویه نگار tahviehnegar.com
وب سایت drycoolchillers.com
وب سایت industrialwaterchilling.com