سیستم های ذخیره سرمایی باز در چیلر

در مقاله سیستم های ذخیره سرمایی باز در چیلر که در ادامه به توضیحات مربوط خواهیم پرداخت

جدول (8) عملکرد چیلر را در بارهای مختلف نشان می دهد.
این جدول نشان می دهد که چیلر تنها در صد کمی از زمان کار خود را در ظرفیت مناسب و با راندمان بالا می گذراند. حال اگر بتوان همواره چیلر را با ظرفیت بالا به کار واداشت و اضافه ظرفیت را ذخیره کرد، می توان در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. این امر یکی از اهداف ذخیره سرمایی است. در اینجا ذخیره سرمایی نقش چرخ طیار را بازی می کند. با توجه به این امر هدف کنترل نباید هر چه زودتر شارژ کردن مخزن باشد، بلکه هدف آن باید شارژ مخزن با ظرفیت کامل چیلرها باشد. در این صورت راندمان
چیلر افزایش می یابد. برای مثال در جدول فوق، چیلر بیشتر در محدوده ظرفیت 15-50 درصد کار کرده است. در این شرایط مصرف برق چیر در محدوه 1/32-0/79 کیلووات در هر تن متغیر است. چنانچه از ذخیره سرمایی استفاده کنیم، چیلر همواره با ظرفیت کامل 0/59kw/ton کار خواهد کرد.

جدول (8) ساعات عملکرد  و راندمان چیلر با توجه به بار آن

مدار :

مدارهای متفاوتی می توانند برای سیستم ذخیره سرمایی طراحی شوند که از آن میان برخی دارای پیچیدگی و کنترل زیادند و برخی دیگر ساده تر هستند. از این رو طراح به هنگام طراحی باید مداری را که با شرایط طرح سازگار است طراحی کند. ترسیم نمودار توزیع فشار می تواند در این زمینه به طراح کمک کند. به هنگام طراحی مدارها و انتخاب پمپ ها لازم است تا به این موضوع که آیا آنها بهتر است از انواع جریان ثابت یا جریان متغیر باشند، توجه شود.
یکی از مهم ترین عوامل طراحی همان گونه که گفته شد، در نظر گرفتن اثر چرخ طیار سیستم ذخیره سرمایی است. شکل (37) یک مدار را نشان می دهد. در این مدار مخزن ذخیره روی لولۀ کنارگذر قرار داده شده است. بدین ترتیب چیلر همواره با راندمان بهینه کار می کند.

شکل(37) سیستم های ذخیره سازی با آب سرد

جدول (9) یک نمونه دیگر از مصرف برق (kw/ton )چیلر سانتریفیوژ را که آبی با دماي 40° F تولید می کند نشان می دهد. این مصرف با احتساب برق مصرفی کندانسور و پمپ های اولیه چیلرها می باشد.

جدول (kw/Ton (9 مصرفی چیلر با احتساب برق مصرفی کندانسور و پمپ های اولیه

اطلاعات این جدول براساس دمای آب ورودی به کندانسور برابر با 85 درجه فارنهایت می باشد. چنانچه چیلر با دمای آب ورودی به کندانسور کمتر از 85 درجه فارنهایت کار کند، راندمان آن بهبود خواهد یافت.
چنانچه مخزن ذخیره آب سرد در تراز بالا قرار داشته باشد (بالاتر از ساختمان های دیگر سایت و مدار توزیع)، نیازی نیست تا شیر »پس زن فشار« (Back Pressure Valve) مطابق شکل (37a) نصب شود.
در اغلب سیستم های آب سرد همان گونه که در مورد سندم DTکم توضیح داده شد، جهت جریان آب در لولۀ مشترك یا کنارگذر نباید عکس شود )آب نباید از لولۀ برگشت به لولۀ رفت برود( زمانی که مخزن ذخیره آب سرد در لولۀ کنارگذر چیلرها قرار می گیرد، زمانی که چیلرها کار نمی کنند، لازم است تا جهت جریان به صورت اتوماتیک در لولۀ کنار گذر و مخزن عکس شود تا نیاز سرمایش ساختمان ها از مخزن تأمین شود.
همان گونه که گفته شد و با توجه به جدول (9) چیلرها باید با ظرفیت بیشتر از 70 درصد کار کنند تا راندمان آنها بالا باشد.
در مورد پروژه هایی که در آنها تراز ساختمان ها، در مقایسه با تراز محل مخزن بالاتر است، لازم است تا از روش نشان داده شده در شکل  (37b)استفاده شود. در این شکل مخزن ذخیره آب سرد از بقیه مدار، به توسط شیرهایی، جدا شده است. به منظور درك بهتر عملکرد سیستم شکل فوق 5حالت عملکرد به شرح زیر مشخص می شود.

1.  عملکرد چیلر، بدون مخزن ذخیره: در این حالت شیرهای A تا D بسته می شوند سیستم نیز مانند سیستم های فاقد ذخیره سرمایی کار می کند. در این حالت پمپ مخزن خاموش است.
2. چیلر سرمایش مورد نیاز بارها را فراهم می آورد و در همین حال مخزن را نیز شارژ می کند. شیر A به صورت تدریجی کار می کند و شیر Dباز می شود. شیرهای B و C بسته هستند. شیر E روی خروجی مخزن باز است. شیر A به صورت تدریجی کار می کند تا مقدار جریان مورد نظر به مخزن وارد شود پمپ مخزن دور خود را به نحوی تغییر می دهد تا فشار آب برگشت سیستم آب سرد برقرار بماند. این امر از به وجود آمدن کاهش فشار در سیستم به توسط جریان آب ورودی به مخزن جلوگیری می کند. این روش کنترل به راهبر کمک می کند تا آهنگ ذخیره سازی را تنظیم کند. بدین ترتیب عملکرد چیلر به قسمی انجام می گردد که مصرف برق آن بهینه شود.
3.  چیلر و مخزن ذخیره بارهای سرمایش را پاسخ می گویند. این عملکرد اجازه می دهد تا بتوان مصرف برق چیلر را زیر یک مقدار معین کنترل کرد شیر Cباز و شیرهای A و D بسته می شوند. شیر B به تدریج عمل می کند تا مقدار جریان عبوری از مخزن ذخیره سرمایی متناسب شود شیر E مخزن باز می شود.
4.  تنها مخزن ذخیره شارژ می شود.
   این عملکرد بسیار شبیه عملکرد بند 2است، با این تفاوت که بار سرمایش وجود ندارد. در اینجا هم راهبر باید چیلر را به قسمتی راه اندازی کند که راندمان آن بالا باشد )به عبارت دیگر چیلر زیر 70 در صد ظرفیت خود کار نکند( همچنین باید در اوقاتی که دمای هوای بیرون کم است، از کاهش دمای آب ورودی به کندانسور استفاده کرد و مصرف انرژی چیلر را باز هم پایین برد.
5.  مخزن ذخیره تنها بارها را پاسخ می گوید.
   این عملکرد مشابه عملکرد بند 3است با این تفاوت که در آن چیلرها خاموش هستند و تمام سرمای مورد نیاز از مخزن ذخیره سرمایی تأمین می شود. شیر Bبه صورت تدریجی عمل می کند.
   شیر Cباز است و شیر های A و D بسته هستند. شیر E در موقعیت تخلیه (دشارژ) مخزن قرار دارد. شیر Bبه توسط جریان سنج به صورت تدریجی عمل می کند تا عبور مقدار جریان مناسب را از داخل مخزن تضمین کند. سرعت پمپ های مخزن نیز به نحوی کنترل می شود تا فشار مورد نیاز سیستم تأمین شود. دمای آب رفت به سیستم می تواند از طریق مخلوط کردن آب برگشت با آب مخزن تنظیم شود. همچنین آهنگ مقدار جریان عبوری از مخزن می تواند به توسط جریان سنج تنظیم شود.
   اکثر سیستم های سرمایش (بدون یخ) از گلایکول برای جلوگیری از یخ زدگی استفاده نمی کنند. زیرا در سیستم های ذخیره آب سرد، دمای آب سرد مخزن به ندرت از 40 درجه فارنهایت کم تر می شود. مزیت این سیستم ذخیره سرمایی در مقایسه با سایر سیستم های ذخیره سرمایی با یخ این است که در آن راندمان چیلرها بالا و kw/ton آنها کم است ولی عیب این سیستم ها در مقدار انرژی ذخیره شده کم تر در هر متر مکعب حجم مخزن است.

نمودار توزیع فشار شکل (37b) به قرار شکل (38) است.

شکل(38) مدار مربوط به شکل (37b) و نمودار توزیع فشار آن

مشـاهده مـی شـود کــه ارتفـاع مـورد نیــاز شـیر آلات قسـمت ذخیــره مسـتقیما روي پمـپ ایــن زیر مدار می افتد.