محاسبه چیلر

محاسبه چیلر
محاسبه چیلر
اسفند ۱۲, ۱۳۹۷
محاسبه چیلر 
محاسبه چیلر 
اسفند ۱۴, ۱۳۹۷

محاسبه چیلر

بررسی مقدماتی استفاده از چیلرهای جذبی خورشیدی در ایران

محاسبه چیلر

مقایسه حجم مورد نیاز آب سر دو یخ


در اواخر سال های دهۀ 1970 و اوایل دهۀ 1980 استفاده از ذخیـرة سـرمایی در آمریکـا شـروع شـد.محاسبه چیلر  به منظور ذخیرة سرمایی، بیشتر از آب سـرد و یـخ اسـتفاده مـی شـود. چنانچـه اخـتلاف دمـای آب ورودی و خروجی مخزن آب سرد را 18 درجه فارنهایت در نظر بگیریم، با توجـه بـه ایـن موضـوع کـه بنـابر تعریـف یک Btu برابر با افزایش یا کاهش دمای یک پوند آب به مقـدار یـک درجـه فارنهایـت اسـت، یـک پونـد آب می تواند 18 Btu را ذخیره کند. در مورد یخ، چنانچه دمای آب برگشت از سیستم را 60 درجه فارنهایـت در نظر بگیریم، بـا توجـه بـه ایـن کـه دمـای آب رفـت بـه سیسـتم ) بـا در نظـر گـرفتن 3° F افـت دمـا بـرای مبـدل صـفحه ای ( 35درجـۀ فارنهایـت) ( 32+ 3 = 3° F اسـت و از آنجـا کـه گرمـای نهـان یـخ 144 Btu در هر پوند یخ می باشد، مقدار ذخیرة سرمایی یک پوند یخ برابر خواهد بود با

محاسبه چیلر

چنانچه چگالی آب را محاسبه چیلرو چگالی یـخ را محاسبه چیلردر نظـر بگیـریم، بـراي ذخیـره سـازی یک مقدار معین سرما، حجم مورد نیاز یخ، 0/12 برابر حجم مورد نیاز آب سرد خواهد بود

محاسبه چیلر

 

انرژی مصرفی در چیلر :

در آمریکا مقدار انرژی مصرفی ( BTUمصرف شده ) برای تولیـد یـک کیلـو وات بـرق در سـاعات اوج و غیر اوج به قرار زیر است مربوط به سال (2000) :

محاسبه چیلر

تحقیقـات « کمیسـیون انـرژی ایـالات کالیفرنیـا » نشـان مـی دهـد کـه تولیـد بـرق در سـاعت هـای غیر اوج 10-30درصد ارزان تر از تولید بـرق در سـاعت هـای اوج اسـت. سـوای ایـن اخـتلاف و نیزآلـودگی کمتر هوا، بدین سبب که سوخت کمتری مصرف شده است، تولید برق در ساعت های اوج با آلودگی بیشتری همراه است، زیرا در این ساعت ها تجهیزات فرسودنه تولید برق باید به مدار آیند.
در گزارش موسوم به »هزینه ها و منافع مالی ساختمان های سبز« منتشـر شـده از سـوی کمیسـیون انرژی ایالت کالیفرنیا آمریکا، عنوان شده است کـه تجهیـزات فرسـوده بـرق در مقایسـه بـا تجهیـزات مـدرن حدودا دو برابر بیشتر آلودگی تولید می کنند (ASHRAE) بدین ترتیب کاهش مصرف برق در ساعت هـای اوج هم در مصرف انرژی تولید برق صرفه جویی می کند و هم آلودگی کمتری به محیط تحمیـل مـی نمایـد.
برخی صاحب نظران (Mac Craken-ASHRAE) معتقدند که طراحان به جـای در نظـر گـرفتن ضـریب اطمینان بیشتر در انتخاب چیلر و تجهیزات سرمایش، بهتر است برای طرح خود از تجهیزات ذخیرة سـرمایی استفاده کنند. بدین ترتیب بدون آن که قیمت های تهیه و نصب تجهیزات بـالا بـرود، هـم ضـریب اطمینـان اعمال شده است و هم تولید سرما در ساعت هـای اوج بـه سـاعت هـای غیـر اوج منتقـل و در هزینـه هـای برق مصرفی صرفه جویی شده است.
جالب است بدانیم که به لحاظ مصرف انرژی، استفاده از چیلرهای ابزورپشن، تنها زمانی به صرفه اسـت که بخار و یا گازهای گرم حاصل از فرایندهای صنعتی در اختیار باشد که ناگزیر باید آنها را به محـیط تخلیـه کنیم در غیر این صورت همان گونه که جدول (1)  نشان می دهد، مصـرف سـوخت چیلـر ابزروپشـن دو اثـره برای تولید یک مقدار سـرما حـدودا دو برابـر مصـرف سـوخت چیلـر سـانتریفیوژ برقـی بـرای همـان مقـدار سرما است.

محاسبه چیلر

بـرای مثـال، یـک چیلـر سـانتریفیوژ بـا رانـدمان 0/58kw/ton دارای cop=6 مـی باشـد. چنانچـه به یاد آوریم که مصرف انرژی برای تولید یک کیلووات برق و ارسال آن به محل سایت، سه برابر بیشتر از یـک کیلووات برق تولید شده است، cop در محـل تولیـد بـرق بـه 2 تقلیـل خواهـد یافـت (در صـورتی کـه cop چیلر ابزورپشن دواثره حدودا 1 است.)
این امر نشان می دهـد کـه در صـورت اسـتفاده از بـرق و چیلـر سـانتریفیوژ رانـدمان مصـرف انـرژی در محـل کارخانـه تولیـد بـرق 2برابـر بهتـر از حـالتی اسـت کـه از چیلـر ابزورپشـن بـرای تولیـد سـرما استفاده می شود.
سوای این امر، چنانچه مصرف آب برج های خنک کن چیلر سانتریفیوژ را مبنا قرار دهیم، مصـرف آب چیلر ابزورپشن یک اثره 71 درصد و دو اثره 57درصد بیشتر از مصرف آب چیلر سانتریفیوژ است.
چنانچه چیلر الکتریکی یخ تولید کند، cop آن برابر با 1/66مـی گـردد کـه بـاز در مقایسـه بـا چیلـر ابزورپشن با ocp=1 راندمان بهتری دارد.(Mac Craken) 

مطلب دیگـر کـاهش دمانـد اسـت. چنانچـه بتـوان « عامـل بـار»(Load Factor) را در سـاختمان کاهش داد، دماند کاهش می یابد. عامل بار به نسبت میانگین بار به حداکثر بار گفته مـی شـود. شـکل هـای(2) ،(1) پروفیل بار یک ساختمان متعـارف بـدون ذخیـرة سـرمایی را نشـان مـی دهـد. شـکل (1) پروفیـل بار ساختمانی را نشان می دهد کـه براسـاس اسـتاندارد ASHRAE 90.1 طراحـی و سـاخته شـده اسـت.
شکل (2) ساختمان مشابهی را نشان می دهد که در آن از ضوابط بهتر در صرفه جویی انـرژی اسـتفاده شـده است و بدین ترتیب مصرف انرژی در آن در مقایسه با استاندارد 20 ، 90.1 درصد کمتر است.

محاسبه چیلر

محاسبه چیلر

مشاهده می شود که به رغم این صرفه جویی ها، « عامل بـار » بـرای هـر دو حالـت حـدودا 53 درصـد است. زمانی که به ساختمان فوق ذخیرة سرمایی اضافه مـی شـود « عامـل بـار » از 53 درصـد بـه 89درصـد افزایش می یابد. این امر به معنای کاهش قابل ملاحظۀ دماند است (شکل3).

محاسبه چیلر

این وضعیت بدین خاطر است کـه در حالـت اسـتفاده از ذخیـرة سـرمایی، مصـرف بـرق سـاختمان از 1500kw به 900kw کاهش یافته است. کاهش دماند ساختمان به طور مستقیم در هزینـه هـای دمانـد بـرق مصـرفی تـأثیر دارد. جـدول (2) هزینـۀ دو سیسـتم متعـارف و ذخیـرة سـرمایی را در یـک سـاختمان بـا بـار سـرمایش 1000 تـن برودتـی نشان می دهد.

محاسبه چیلر

آب سـرد :


حــداکثر  طراحــی در سیســتم هــای ذخیــره ســازی آب ســرد حــدود 20° انتخــاب مــی شــود   البته در برخی پروژه های معدود  تا 30° هم انتخـاب شـده اسـت. در ایـن حالـت حجم منبع به کاهش می یابد.
آب سرد غالبا در دمای ذخیره می شود. این دمـا مشـابه دمـای آب رفـت در بسـیاری از سیستم های سرمایش متعارف است. دمای آب برگشت تـا حـد امکـان بایـد بـالا باشـد تـا رانـدمان سیسـتم ذخیرة سرمایی کاهش نیابد.

یـخ:


در ذخیرة سرمایی به توسط یخ از گرمای نهـان یـخ (144Btu /lb) اسـتفاده مـی شـود. حجـم ذخیـره وابسته به نسبت جرم یخ و آب در مخزن است. این حجم در محدودة می باشد.
انرژی حرارتی با دمای 32° در یخ ذخیره می شود. برای ایـن کـه ایـن انـرژی را بتـوان ذخیـره کـرد دستگاه تبرید باید سیال مبرد را با دمای به یخ سازها بفرستند. ایـن دمـا کمتـر از دمـای عملکـرد چیلرهای متعارف است. روش های مختلفی برای تولید یخ وجود دارد. سیال مـورد اسـتفاده بـرای تولیـد یـخ می تواند هم مبردهای متعارف و هم محلول گلایکول باشد. بـه هنگـام کـاهش دمـای آب رفـت در سیسـتم ذخیره سازی با یخ، دمای هونای خروجی از هوا سازها مـی توانـد کـاهش یابـد. ایـن امـر بـه کوچـک شـدن اندازة هواسازها، فن ها، پمپ ها و غیره می انجامد.

محلول های یوتک تیک (Eutectic):


از محلول های نمک یوتک تیک که دمای انجمـاد آنهـا حـدود 47° اسـت نیـز اسـتفاده مـی شـود. این مواد در محفظه های پلاستیکی قرار داده می شوند، سپس ایـن محفظـه هـا در مخـزن ذخیـرة سـرمایی جای می گیرند و آب سرد از روی آنها عبور می کند و دمایش کاهش مـی یابـد و منجمـد مـی شـود. حجـم مورد نیاز ذخیره سازی در این سیستم حدود  است.
دمای 47° این محلول اجازه می دهد تا از تجهیزات سرمایش متعارف برای این سیستم استفاده شود. نوع و ظرفیت چیلرهای مورد استفاده در ذخیرة سرمایی مطابق جدول (3) است.

محاسبه چیلر

دمای آب خروجی از چیلر هم عامل مهم دیگری است. به ویـژه بـرای سیسـتم هـای ذخیـرة سـرمایی که در آنها از یخ استفاده می شود. در این سیستم ها دمای مبرد خروجی به 15- 26° Fمی رسد.
چیلرهــای رفــت و برگشــتی (Reciprocatingو پیچــی ) (Rotary Screw) در دامنــۀ وســیعی می توانند در این زمینه مورد استفاده قرار گیرند.
از چیلرهای سانتریفیوژ متعارف که آب با دمای 42° را تولید می کننـد نمـی تـوان بـرای تولیـد یـخ استفاده کرد. چنانچه لازم باشد تا از این نوع چیلر برای تولید یخ استفادهن شود، باید آنها را بر اساس شرایط خاص تولید یخ انتخاب کنیم. هزینه های تعمیر و نگهداری چیلرهای پیچـی (Screwو حلزونـی )(Scroll )  از تعمیـر و نگهـداری چیلرهـای رفـت و برگشـتی کمتـر اسـت. برخـی طراحـان ظرفیـت چیلـر انتخـابی را 5 -10درصد بیشتر از بار مورد نیاز در نظر می گیرند و بدین طریق به نوعی در انتخاب آنها ضریب اطمینـان اعمال می کنند. آنها عنوان می کنند که ظرفیت واقعی چیلر پس از مدتی کار کاهش می یابد.

کنترل چیلرها در سیستم ذخیرة سرمایی، بـه سـبب اسـتراتژی هـای متفـاوت، پیچیـده تـر از حالـت متعارف است. افت و انتقال حرارت از منبـع ذخیـره حـدود 1 -5درصـد ظرفیـت مخـزن در هـر روز اسـت.
این افت وابسته به چگونگی عـایق کـاری مخـزن و سـایر عوامـل، از جملـه انتقـال حـرارت میـان آب سـرد و آب گرم داخل مخزن است.
مخازن ذخیره اغلب از فولاد، بتن، پشم شیشه و یا پلاستیک ساخته مـی شـوند. قطـع نظـر از جـنس مخازن، آنها باید فاقد هر گونه درز و نشت باشند. مخازن همچنین باید در برابر بارهای وارده مقاوم باشند.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

Call Now Buttonتماس - بخش فروش