چیلر در لغت به معنی آب سرد کن می باشد و در کاربرد صنعتی یا تهویه از آن استفاده می گردد. چیلر ها به دو دسته چیلر های جذبی و چیلرهای تراکمی تقسیم می شوند. این دو نوع چیلر با تفاوت اساسی در ساختار و کارکرد هر یک بسته به نوع کاربرد باید به صورت صحیح انتخاب چیلر صورت گیرد. چیلرهای جذبی در سایزهای بزرگ تر و جهت مصرف انرژی به صورت انرژی حرارتی می باشد. چیلر تراکمی در دو حالت چیلر تراکمی هواخنک و چیلر تراکمی آب خنک مورد استفاده قرار می گیرد. چیلرها جهت انجام فعالیت خود، محتاج به مصرف انرژی می باشند. این انرژی در چیلرهای جذبی به صورت مصرف انرژی حرارتی و در چیلرهای تراکمی به صورت مصرف انرژی الکتریکی می باشد. در این مقاله به خصوص مصرف برق چیلر های تراکمی هواخنک و همچنین مصرف برق چیلرهای تراکمی آب خنک به طور کامل بررسی می گردد.
مصرف برق تهویه مطبوع
نمودار بالا مقدار مصرف لود و دیماند انرژی الکتریکی یک ساختمان برحسب مصرف کننده های آن می باشد. همان طور که میبینیم بیشترین مصرف برق در یک ساختمان مربوط به هزینه تهویه و مطبوع و مبحث خنک کاری آن می باشد. که شامل چیلرهای تراکمی و پمپ های در گردش و فن های هواساز های آن می باشد.
قلب یک چیلر تراکمی، کمپرسور آن می باشد. چیلر تراکمی به وسیله کمپرسور، مبرد را در جهت جریان حرکت داد و باعث افزایش فشار و دمای آن می گردد. در چیلر های تراکمی بعد از کمپرسور مبرد وارد کندانسور می گردد و سپس در کندانسور تبادل حرارت و تغییر فاز می دهد. در چیلر های تراکمی آب خنک با توجه به تبادل حرارت با آب برج خنک کننده، مبرد دارای دما فشار پایین تری نسبت به چیلر تراکمی هوا خنک می باشد. زیرا دمای آب برج خنک کننده از دمای هوای عبوری از کویل کندانسور هوایی پایین تر بوده است. لذا در چیلر های تراکمی آب خنک، دمای کندانس مبرد در دمای 42°C سانتی گراد اتفاق می افتد؛ اما در چیلر های تراکمی هوا خنک با توجه به شهر و موقعیت جغرافیایی، دما و فشار کندانس متفاوت می باشد. در چیلر های تراکمی هوا خنک، کندانسور ها را باتوجه به مقدار درجه حرارت میانگین طراحی و انتخاب می گردد. چیلرهای تراکمی هواخنک با توجه به مقدار سطح حرارتی دارای مقدار میانگین درجه حرارت میانگین هستند. مقدار اختلاف میانگین عبارت است از اختلاف دمای هوای ورودی به کندانسور از مقدار دمای کندانس مبرد می باشد.
این اختلاف با توجه به سطح حرارتی کویل کندانسور تغییر می کند. در کندانسور های با سطح تبادل حرارتی زیاد این عدد می تواند تا 7°C پایین تر بیاید. به طور معمول در طراحی و انتخاب کندانسور هوایی چیلر تراکمی هوا خنک این عدد حدود 15°C در نظر گرفته می شود. بنابراین جهت تعیین مقدار کندانس دمایی مثلا در هوای مقدار کندانس دمایی مثلا در هوای 35°C با اضافه نمودن آن به مقدار اختلاف دمای کندانس چیلر تراکمی مقدار دمای کندانس به دست می آید. که در این مثال این مقدار 50°C به دست می آید. افزایش فشار کندانس در چیلرهای تراکمی موجب افزایش نسبت تراکم در چیلر های تراکمی می گردد. افزایش نسبت تراکم موجب کاهش بازده حجمی کمپرسور می گردد و باعث افزایش برق چیلر می گردد. این رابطه به شرح زیر است.
درشرایط کارکرد چیلر این نسبت تراکم فشار با نسبت حجم متراکم شده رابطه مستقیم دارد.
پس هرچه نسبت تراکم بالا و دمای کندانس در کمپرسور چیلر بالاتر رود مصرف انرژی بیشتر میشود. این افزایش مصرف انرژی باعث، باعث کاهش بازده کمپرسور می گردد.
حال جهت بررسی دقیق تر مصرف برق چیلرهای تراکمی، باید تمام مصرف کننده هایی که موتورهای الکتریکی در آنها استفاده می گردد، میزان مصرف برق آن باید محاسبه گردد.
مصرف برق اجزای چیلر و سیستم های برودتی
جهت مصاحبه مصرف برق در چیلرهای تراکمی آب خنک باید ابتدا سیکل کارکرد چیلر تراکمی آب خنک را بررسی کنیم.
در چیلرهای تراکمی آب خنک داراس سه سیکل کاری می باشد. اولین مدار آبی که شامل آب خنک کننده فن کویل ها و هواساز ها می باشد. این آب به وسیله پمپ چیلد واتر در مدار اواپراتور و دستگاه های خنک کننده می چرخاند. در این مدار مصرف برق شامل پمپ های چیلد واتر می باشد. سپس آب وارد چیلر می شود وگرمای آن توسط اواپراتورگرفته می شود. مدار سیکل مبرد چیلر با تبخیر در اواپراتور، گرمای خود را در کندانسور پس می دهد سپس به وسیله پمپ گردش آب و برج خنک کننده دفع می گردد. این نیز مصرف برق شامل پمپ های گردشی آب برج خنک کننده و فن برج خنک کننده می باشد. در سیکل نیز شامل مدار مبرد در گردش چیلر می باشد که این گردش به واسطه کمپرسور انجام می گیرد. لذا مصرف برق در چیلرهای تراکمی به واسطه حضور یک یا چند کمپرسور تعیین می گردد. لذا جهت محاسبه مصرف برق چیلر آبی باید با توان الکتریکی کمپرسورها، الکترو موتور پمپ فن کویل، الکترو موتور پمپ برج خنک کننده و توان الکتریکی موتوز فن برج خنک کننده می باشد. هیشه باید این نکته را در نظر گرفته شود پیک اصلی مصرف انرژی در تهویه مطبوع مربوط به، مصرف برق چیلر و در واقع کمپرسور می باشد.
حال جهت بررسی مصرف برق در چیلرهای تراکمی هواخنک باید سیکل کارکرد آن را بررسی کنیم. در چیلرهای تراکمی هواخنک دارای یک لوپ کارکرد مدار آب چیلد واتر می باشد که شامل پمپ های گردش آب و الکترو موتور هواساز ها می باشد. همچنین مدار تبرید چیلر نیز کمپرسور ها را شامل می گردد. در محاسبه مصرف برق چیلرهای تراکمی هوا خنک، این چیلر ها دارای کندانسور هوایی می باشند. این کندانسورها شامل کویل هوایی به همراه فن کندانسور می باشند. هر چه ظرفیت چیلر بالاتر باشد، مقدار کویل و فن های آن بیشتر می باشد. در محاسبه مصرف چیلر تراکمی هواخنک هماند چیلر آبی شامل الکترو موتور پمپ آب سرد به همراه کمپرسورهای چیلر تراکمی می باشد. اما در اینجا باید مصرف برق الکتروفن های کندانسور را نیز همراه با دیگر موارد محاسبه گردد. بنابراین جهت محاسبه مصرف برق چیلرهای تراکمی هوا خنک باید مجموع توان الکتریکی کمپرسور، پمپ ها و فن های کندانسور محاسبه گردد.
محاسبه مصرف برق کمپرسور چیلر های تراکمی
در چیلرهای تراکمی مصرف برق به واسطه ، توان الکتریکی کمپرسورها می باشد که با توجه به آمپر مورد نیاز این انرژی مصرف می گردد. همان طور که عنوان شد . با توجه به تفاوت شرایط کارکرد در دمای کندانس مقدار مصرف برق چیلرهای هوا خنک بیشتر می باشد. در شکل زیر نمونه از تحلیل عملکردی کمپرسور اسکرو بیتزر CSH9573-180 را در شرایط کندانسور هوایی و گاز R134a بررسی میکنیم.
مطابق با قبوض شرکت برق هزینه برق به صورت کیلو وات بر ساعت محاسبه میگردد.
در کمپرسور مذکور مصرف کیلو وات آن مطابق شکل 114.8kw میباشد.
اگر مقدار متوسط روشن بودن کمپرسور حدود ۱۵ ساعت در روز در نظر بگیریم.
مقدار کیلو وات ساعت در ماه عدد 51660 میباشد.
میانگین هزینه هر کیلووات بر ساعت با توجه به مصرف ساعت مصرف حدود ۱۰۰ تومان میباشد.
لذا هزینه مصرف برق چیلر کمپرسور اسکرو با مبرد R134a هزینه 5166000 تومان هزینه مصرف برق کمپرسور مذکور در شرایط معرفی شده می باشد.
نتیجه گیری
در چیلرهای تراکمی هواخنک مصرف برق با توجه به شرایط کارکرد کمپرسور، وجود فن های آکسیال به مرتب بیشتر از مصرف برق چیلرهای دیگر می باشد. لذا در خرید چیلر باید به تامین انرژی مورد نیاز چیلر توجه کافی گردد و با توجه به شرایط اقلیمی و هوایی بهترین گزینه انتخاب گردد.
تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس
برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد
