عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

مقایسه فنی و اقتصادی چیلرها
راندمان شارژ در چیلر
اسفند ۱۷, ۱۳۹۷
فرایند شارژ و دشارژ در چیلر
فرایند شارژ و دشارژ در چیلر
اسفند ۱۹, ۱۳۹۷

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر


عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر در یـک مخــزن ایـده آل، آب بــا همـان دمــایی کـه بــه آن وارد و ذخیـره مــی شـود، بــه سیســتم فرستاده می شود. همچنین فرض می شود که آب برگشت به مخزن نه با آب آن مخلـوط و نـه بـا آن تبـادل حرارت دارد. ولی در عمل هر دو این اَعمال بـه وقـوع مـی پیونـدد. پروفیـل دمـای آب ورودی و خروجـی از مخزن ذخیره به طور متعارف مشابه شکل (9) است.

 

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی

FOM یــا عــدد «مریــت» (Figure of Meri ) مقــدار ســرماي قابــل برداشــت (موجــود) از مخزن را نشان می دهد. این عدد با توجه به شکل فوق به صورت زیر تعریف می شود.
بـه منظـور بهینـه سـازی،
FOM مخـزن هـایی کـه بـه صـورت روزانـه شـارژ و خـالی مـی شـوند حدود %90 و یا بیشتر در نظر گرفته می شود. براي مخزن هایی که به صورت ناکامل شـارژ و خـالی (دشـارژ) می شوند، FOM در محدوده 80-90 درصد مناسب است.


طراحی پخش کننده ها (Diffusers) :


بـا توجــه بـه حــداکثر مقـدار جریــانی کــه بـه منبــع وارد و یـا از آن خــارج مـی شــود، دفیوزرهــا باید به قسمتی طراحی شوند که آب مخزن به صورت مناسب لایه بندي شود.
سرعت جریان آب ورودی و خروجی به مخزن باید طوري باشد کـه نیروهـای حاصـل از اخـتلاف دمـا (
Buoyancy) از نیروهای حاصل از اینرسی بیشتر باشند، تا جریان ثقلی (جریان ناشی از اخـتلاف چگـالی)
در پایین و بالاي مخزن ایجاد شود. به طور متعـارف طراحـان ابعـاد دفیوزرهـا را طـوري انتخـاب مـی کننـد کــه عــدد «فــرود» (
Froudeورودی برابــر بــا 1 و کمتــر از آن باشــد. هــر چنــد عــددهایی تــا 2 نیــز به خوبی پاسخ داده اند (ASHRAE) .

عدد «فرود» جریان ورودی عبارت است از:

در رابطۀ فوق مقدار جریان عبوري به ازاء هر فوت طول دفیوزر بر حسب است.

g = شتاب ثقل

h = ارتفاع دهانۀ ورودی


=چگالی آب ورودی 


و  اختلاف چگالی بین آب ذخیره شده و آب ورودی یا خروجی اسـت را مـی تـوان از جدول (6) به دست آورد. عدد رینولدز ورودی برابر است با :

در این رابطه گرانروی جنبشی (Kenematic viscosity) بر حسب می باشد.

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

مطالعات و آزمایش ها نشان داده اند که چگونگی مخلوط شـدن آب در دفیـوزر ورودی متـأثر از عـدد رینولدز فوق است. در مخازن کوتاه، عدد رینولدز ورودی می تواند تأثیر زیادی روی مخلوط شدن آب بگـذارد. آزمایش ها همچنین نشان داده اند که عـدد رینولـدز بـین 240- 850 مخلـوط شـدن آب را بـه میـزان زیـاد کاهش می دهد (ASHRAE).
در مخزن های بزرگ عدد رینولدز ورودی اهمیت کمتری دارد. در ایـن مخـزن هـا حتـی در عـددهای رینولدز زیادتر (بیشـتر از 10000) میـزان مخلـوط شـدن زیـاد نیسـت. هـر چنـد بـا کـاهش عـدد رینولـدز در این مخازن بزرگ، عملکرد مخزن بهبود می یابد.
مطالعات همچنین نشان داده است که کاهش عدد »فرود« به زیر 1 می تواند عملکرد مخـزن را بهبـود بخشد. عددهای مهم دیگر در طراحی مخزن ذخیرة سرمایی نسبت قطر دفیوزر بـه ارتفـاع آن و نسـبت قطـر دفیوزر به قطر مخزن می باشد.

نصب دفیوزرها :


از آنجا که تغییرات فشار اعمال شده بـه دفیوزرهـا زیـاد اسـت، نصـب و اتصـال آنهـا بـه مخـزن بایـد به درستی و محکم انجام پذیرد.

عایق کاری مخزن :


بدنۀ خارجی مخزن باید به درسـتی عـایق حرارتـی شـود، بـه نحـوی کـه انتقـال حـرارت از بدنـۀ آن ناچیز باشد. بدنه همچنین باید به درستی عایق رطوبتی شود تا از تقطیر آب روی آن جلوگیری به عمـل آیـد. عایق رطوبتی باید در طرف بیرون عایق حرارتی قرار گیرد تا اجازة نفوذ رطوبت به عایق حرارتی را ندهد.

حجم مخزن ذخیره سرمایی 


این حجم از رابطۀ زیر به دست می آید :

در این رابطه :
 حجم مخزن، بر حسب گالن
= اختلاف دماي آب مخزن، بر حسب درجه فارنهایت.
= عدد مریت مخزن


فشـار :


زمانی که فشار مخزن ذخیره سرمایی، فشـار اتمسـفریک اسـت و مـدار توزیـع و مصـرف تحـت فشـار قرار دارنـد، بایـد نـوعی کنتـرل فشـار در سیسـتم اعمـال شـود. شـکل هـاي (10) و (11) ایـن وضـعیت را نشان می دهند.

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

 

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

مثال (ذخیره سرمایی آب سرد) :


این مثال مربوط به ساختمان یک شرکت سازندة تجهیـزات الکترونیکـی اسـت کـه در دالاس تگـزاس در سال 1990 ساخته شده است. سطح زیـر بنـای سـاختمان هـای ایـن پـروژه 106134 متـر مربـع اسـت حجم مخزن ذخیرة سرمایی2/ 68´106گالن یا 10144متر مکعب اسـت. جـنس مخـزن بـتن پـیش سـاخته (Precast) می باشد. پارامترهای طراحی به قرار زیر است:
ظرفیت ذخیرة سرمایی                                                                         24500 تن- ساعت (Ton-h)
ماکزیمم بار سرمایش                                                                           3200تن برودتی
زمان شارژ مخزن                                                                                 16ساعت
زمان تخلیه (دشارژ) مخزن                                                                   8ساعت
دمای آب ورودی به هنگام شارژ                                                              40درجه فارنهایت
حداکثر دمای آب رفت به سیستم به هنگام دشارژ                                      42درجه فارنهایت
دمای آب ورودی به مخزن به هنگام دشارژ                                                 56درجه فارنهایت
حداکثر مقدار جریان                                                                              5120گالن در دقیقه (GPM)
قطر مخزن                                                                                          105/5فوت
ارتفاع مخزن                                                                                        41فوت
حجم مخزن                                                                                        گالن
نسبت حجم مفید مخزن                                                                         %90
در این پروژه از دو چیلر سانتریفیوژ هر یک به ظرفیت 1200 تن برودتی و دو چیلر سـانتریفیوژ دیگـر هر یک به ظرفیت 900 تن برودتی استفاده شده است. شکل  (12) این سیستم را نشان می دهد.

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

شکل (a  12مدار سیستم ذخیره سرمایی با آب سرد (1)

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

 

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

در پــروژه از 5 پمــپ آب ســرد (یکــی رزرو) و بــراي مخــزن ســرمایی از 3 پمــپ (یکــی رزور) استفاده شده است.
دفیوزرهـا مشـابه شــکل  (13) مـی باشــند. هـر یـک از هشــت ضـلعی هــا 50 درصـد حجــم آب را در دورة شارژ وارد مخزن می کنند. جمع طول مفیـد دفیوزرهـا در هشـت ضـلعی بیرونـی 559 فـوت اسـت.
کل مقدار جریان نیز در هشت ضلعی بیرونی
0.5 × 5120= 2560 GPM می باشد.

عملکرد مخزن ذخیره سرمایی در چیلر

مقدار جریان در هر فوت طول دفیوزر برابر است با :

گرانروی جنبشی آب در دمای 42 برابر است با :

بدین ترتیب عدد رینولدز ورودی برابر است با :

به همین صورت عدد رینولدز ورودی برای هشـت ضـلعی داخلـی برابـر اسـت بـا: 1068ایـن دو عـدد به حد بالایی 805نزدیک هستند.

شتاب ثقل برابر است با :

بـا توجـه بـه ارتفـاع دهانـۀ ورودی برابـر بـا hi = 5/ 64 ایـنچ یـا 0/47 فـوت، عـدد «فـرود» ورودی برای دفیوزرهای هشت ضلعی بیرونی برابر است با :

به همین ترتیب، عدد «فرود» ورودی دفیوزرهای داخلی برابر است با: 0/38 .
چنانچه فاصـله شـیارهای دفیوزرهـای هشـت ضـلعی داخلـی از هـم 0/5فـوت باشـد و همـین عـدد برای دفیوزرهای خـارجی 0/87 فـوت باشـد، هـر یـک از دفیوزرهـای خطـی دارای 32 شـیار عرضـی اسـت.

چنانچه حـداکثر سـرعت آب ورودی 0/9ft/sباشـد، سـطح دهانـه بـاز شـوی هـر یـک از شـیارهای عرضـی برابر خواهد بود با :

چنانچــه طــول هــر شــیار عرضــی 1فــوت باشــد، عــرض آن برابــر بــا 0/025 فــوت یــا 0/3 ایــنچ به دست می آید.

از اینجا می توان قطر دفیوزر را به دست آورد:

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس - بخش فروش