رد کردن لینک ها

مقایسه چیلر تراکمی و چیلر جذبی

 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 می بایست به صورت صحیح انتخاب چیلر صورت گیرد. حال در این مقاله این مقایسه چیلر تراکمی و جذبی از نظر میزان مصرف انرژی و میزان عملکرد به طور کامل بررسی می شود.

تفاوت سیکل تبرید جذبی و تراکمی

تمامی تجهیزات سرمایشی، عملکردی مانند اسفنج دارند. ما میتوانیم اسفنج را در سطل آب  فرو برده و سپس آب را در سطل دیگر خالی کنیم، و به این طریق آب را جابجا کنیم، تجهیزات برودتی نیز گرما از یک سمت جذب می کند و به سمتی دیگر دفع می کند. در چیلرهای تراکمی و جذبی در اواپراتور  چیلرها گرما جذب و در کندانسور به وسیله برج خنک کننده به محیط بیرون رانده می شود. در عملیات انتقال آب دست ما نتقش نیروی محرکه آن را بر عهده داشت؛ اما در چیلرهای تراکمی این نیرو به وسیله انرژی الکتریکی به کمپرسور وارد می شود و این وظیفه را انجام می دهند. اما در چیلرهای جذبی مبرد به وسیله جذب در ابزوربر و غلیظ شدن و گرفتن گرما در ژنراتور باعث انتقال بخار مبرد از محفظه اواپراتور به محفظه کندانسور می گردد. در واقع ابزوربر همان کاری را می کند که مکش کمپرسور انجام می دهد و ژنراتور همچون دیسشارژ کمپرسور با افزایش دما مبرد موجب انتقال گرما را فراهم می کند.

حال می توانیم بگوییم بزرگترین اختلاف در چرخه چیلرهای جذبی و تراکمی از همین جا آغاز می گردد؛ کمپرسور با انجام کار مکانیکی و استفاده از انرژی الکتریکی موفق به جابجایی مبرد و تکمیل چرخه سرمایش می گردد در صورتی در چیلرهای ابزوربشن با استفاده واکنش های شیمیایی در مجاورت  گرما، چرخه آن کامل می گردد.

مقایسه سیکل تبرید جذبی و تراکمی

مقایسه سیکل تبرید جذبی و تراکمی

مزایا و معایب چیلرهای جذبی و تراکمی

چیلرهای جذبی با توجه به نوع ماده مبرد و همین طور استفاده از وسیله مکانیکی هم چون کمپرسور در ظرفیت های برابر از چیلرهای جذبی کم حجم تر هستند و جای کمتری اشغال می کنند اما در قالب یک دستگاه واحد می تواند تا ۱۵۰۰ تن تبرید ظرفیت آن باشد. در حالی که در یک چیلر تراکمی با کمپرسور سیلندر پیستونی که حداکثر تا ۳۰۰ تن تبرید است. بنابراین در پروژه های بزرگ که به تامین نیاز زیاد ظرفیت سرمایشی وجود دارد ، چیلر های جذبی در مجموع حجم کمتری را اشغال می کند مثلا در پروژه ای با نیاز سرمایش ۲۰۰۰ تن تبرید بهتر است از دو چیلر جذبی با ظرفیت ۱۰۰۰ تن تبرید استفاده نمود در مقایسه با ده عدد چیلر تراکمی، طبیعی است سطح اشتغال فضا ده عدد چیلر تراکمی به مراتب کمتر است نسبت به دو چیلر جذبی می باشد اما تعدد چیلر مزایا خاص خود را دارد در بارهای جزیی، امکان کنترل بهتر از مزایای آن است . با توجه به اینکه چیلر برای بدترین شرایط گرمایی انتخاب می شود. بنابراین در مواقعی غیر از اوج بار ، مصرف به صورت جزیی می باشد و با استفاده از کنترل چیلر به صورت موردی و یا خاموش شدن کمپرسور می توان کنترل ظرفیت دقیق تری انجام داد؛ هر چند کنترل ظرفیت برای چیلرهای جذبی و تراکمی میتواند به صورت موردی نیز انجام گردد. اما دامنه عملکرد به طور قطع مطابق نقطه عملکرد سیستم نخواهد بود.

در هر حال باید بین کلیه این موارد یعنی همچون سطح اشتغال، روش کنترل در بار جزیی و سرمایه اولیه و هزینه های تعمیر نگهداری باید به نقطه بهینه رسید و به طور مطلق نمی توان هیچ یک از این معایب و مزایا را به تنهایی  دستمایه اتخاذ تصمیم قرار داد.

چیلرهای تراکمی به واسطه کار مکانیکی کمپرسور دارای سروصدا و ارتعاشات و لرزش زیاد می باشند، در حالی که در چیلرهای جذبی در مقایسه چیلرهای تراکمی ساکت تر هستند؛ که در برخی کاربردهای خاص در صورتی محل موتورخانه باید از آلودگی های صوتی دور باشد باید نوع چیلر در نظر گرفته باشد.

حتما بخوانید!
نحوه عملکرد چیلر جذبی

ماده مبرد چیلرهای جذبی آب مقطر می باشد که به وفور در طبیعت یافت می شود در حالی فریون های چیلرهای تراکمی از نوع کلروفلوورکربن ها بوده که آثار بسیار زیان باری بر روی محیط زیست از جمله آسیب آن به لایه ازن برای همگان واضح و مشخص است. البته در چیلر های جذبی علاوه بر آب مقطر به عنوان مبرد از لیتیوم بروماید به عنوان جاذب استفاده می شود لیتیوم بروماید به خودی خود سمی نمیباشد اما مواد ضد خورنده که به آن اضافه می گردد مانند لیتیوم کرومات و نیترات بسیار سمی و خطرناک هستند و از تماس مستقیم با آن ها باید جلوگیری گردد. در  چیلرهای جذبی  نیز به دلیل مصرف گرما که به سوزاندن سوخت های فسیلی حاصل می گردد، نیز در گرمایش جهانی نقش داشته و با توجه به عدم نگهداری مناسب و عدم تنظیم مشعل های  آن، نقش آن را میتوان چشم گیر دانست.

تفاوت سیکل چیلر تراکمی و جذبی

تمایز آشکار چیلرهای تراکمی و جذبی، موضوع مصرف برق می باشد و تامین آن می باشد. در سیستم های تراکمی برای تامین هر تن تبرید تقریبا بین ۰٫۸ الی ۱ کیلو وات توان الکتریکی مورد نیاز است. در ظرفیت های زیاد این مقایسه سهم بسزایی در تعیین برتری های چیلرهای جذبی نسبت  به چیلرهای تراکمی دارد. مثلا برای پروژه ای که نیازمند به ۵۰۰ تن تبرید می باشد  در صورت استفاده از از چیلر تراکمی فارق از دیگر اجزا ، باید انشعاب الکتریکی بین ۴۰۰-۵۰۰ کیلووات برای تامین سرمایش درنظرگرفت که نیازمند حدود ۸۰۰ الی ۱۰۰۰ آمپر می باشد ، در صورتی که در یک چیلر جذبی با همین مقدار سرمایش نیازمند نهایتا ۱۵ کیلووات یا ۳۰ آمپر است. اینقدر اختلاف بسیار مهم و تاثیر گذار می باشد؛  زیرا توان تامین انشعاب سنگین برق جهت چیلر تراکمی باید در نظر گرفته شود. تبعات تامین توان های زیاد الکتریکی از دیدگاه های مختلفی قابل بررسی می باشد. اولین مشکل ، هزینه های نسبتا گران خرید انشعاب برق نسبت به انشعاب گاز می باشد دوم بحث دسترسی به انرژی می باشد مثلا در نیروگاه ها، انرژی گرمایی   به وفور در دسترس می باشد، بهتر است جهت تامین سرمایش از چیلر جذبی استفاده گردد و یا در بیمارستان که استفاده از بخار در بخش های مانند لاندری و… استفاده می گردد  می توان استفاده از چیلر جذبی مفید باشد اما در چیلرهای تراکمی با توجه به راحتی در نگهداری و هزینه های زیاد بهای گاز در مصارف مسکونی می تواند مفید تر باشد حال جهت بررسی دقیق تر چیلرها در مقیاس بازدهی، مصرف انرژی و مصرف آب در ادامه به تفصیل می پردازیم.

مقایسه راندمان انواع  چیلرهای جذبی و تراکمی

جهت بررسی دقیق چیلرها، باید انواع چیلرهای جذبی و انواع چیلرهای تراکمی  دسته بندی و بررسی کرد.

  • چیلر تراکمی هواخنک
  • چیلر تراکمی آب خنک

از جمله عوامل مهم در انتخاب چیلر  راندمان یا COP می باشد. COP برابر است با گرمای گرفته شده تقسیم بر کار انجام شده که همان کار کمپرسور است می باشد.

COP=Q/W

 COP

همان طور که می دانیم جهت انتخاب چیلر، آن را بر حسب مقدار بار برودتی آن بیان می کنیم ؛  اما بیشتر کارکرد چیلر براساس در حالت پارت لود می باشد. به همین دلیل جهت بررسی دقیق تر بازدهی چیلر از پارامتری تحت عنوان IPLV استفاده می کنیم . IPLV در واقع COP  چیلر تحت بارهای جزیی ۷۵ ، ۵۰ و ۲۵ درصد می باشد.

فرمول محاسبه IPLV

محاسبه IPLV

حال ظرفیت ۲۱۰ تن تبرید واقعی انتخاب کرده  و به بررسی بازدهی چیلرها می پردازیم.

بررسی IPLV چیلر جذبی تک اثره

ابتدا جهت بررسی COP   چیلر جذبی، مقدار IPLV  را در چیلر جذبی تک اثره را به استناد کاتالوگ شرکت YORK برای چیلر تک اثره بخار مدل YIA می باشد که با در نظر گرفتن شرایط استاندارد کاری آن را لحاظ کرده است.

حتما بخوانید!
روش عایق کاری لوله و کانال

چیلر جذبی تک اثره یورک

چیلر جذبی تک اثره بخار

IPLV چیلر جذبی تک اثره

IPLV چیلر جذبی تک اثره

بررسی IPLV چیلر جذبی دو اثره

COP چیلرهای جذبی خصوصا تک اثره ها معمولا پایین ترین در بین تمام چیلرها می باشد اما چیلرهای جذبی دو اثره با توجه به پیشرفت در طراحی و استفاده بهینه تر از تمام انرژی هدر رفت چیلر، COP چیلر جذبی دو اثره بالاتر می باشد. برای بررسی بیشتر مفهوم IPLV مقاله انتخاب چیلر را مطالعه بفرمایید.

جهت تعیین IPLV  چیلر جذبی دو اثره گواه به چیلر جذبی دواثره شعله مستقیم شرکت CARRIER مدل ۱۶DN به شرح زیر می باشد.

چیلر جذبی دو اثره

چیلر جذبی دو اثره

بررسی IPLV چیلر جذبی دو اثره

بررسی ضریب عملکرد چیلر جذبی دو اثره

همان طور که ملاحظه می کنید، راندمان چیلر جذبی دو اثره بالاتر از چیلر جذبی تک اثره می باشد و مقدار مصرف انرزی در آن کمتر می باشد.

حال به بررسی راندمان یا  COP  در چیلرهای تراکمی می پردازیم. همان طور که میدانیم چیلرهای تراکمی به دو دسته چیلر تراکمی آب خنک و چیلر تراکمی هواخنک تقسیم می شوند. مهمترین تفاوت در عملکرد این چیلرها تفاوت در دمای کندانس می باشد که باعث تغییر در ظرفیت چیلر و مصرف برق آن می گردد. با توجه به بررسی چیلر با ظرفیت ۲۱۰ تن واقعی و عموما دو سیکله بودن چیلرها به اندازه نصف مقدار آن را از نرم افزار بیتزر مطابق با استاندارد ARI590  انتخاب میکنیم.

بررسی IPLV چیلر تراکمی هوا خنک

چیلر هواخنک یکپارچه

چیلر هواخنک

خروجی نرم افزار بیتزر برای چیلر هواخنک

خروجی نرم افزار بیتزر

خروجی نرم افزار بیتزر برای چیلر هواخنک

خروجی نرم افزار بیتزر

نرم افزار کمپرسور CSH9573-180Y  جهت گاز R134a پیشنهاد می دهد.

همان طور که ملاحظه می فرمایید مقدار COP  کمپرسور چیلر کمپرسور اسکرو در ظرفیت های مختلف بررسی شده است که مقدار IPLV  آن به شرح زیر است

IPLV=0.12*1.87+0.45*2.23+0.42*2.72+0.01*3.35=2.14

بررسی IPLV چیلر تراکمی آب خنک

حال جهت بررسی چیلر تراکمی آب خنک با همان ظرفیت برودتی، نرم افزار کمپانی کمپرسور CSH9563-160Y  راه جهت گاز  R134a پیشنهاد می دهد.

چیلر آبی

چیلر تراکمی آب خنک

خروجی نرم افزار بیتزر برای چیلر آب خنک

خروجی نرم افزار بیتزر

خروجی نرم افزار بیتزر برای چیلر آب خنک

خروجی نرم افزار بیتزر

که مقدار IPLV  آن با توجه خروجی نرم افزار

IPLV= 0.12*2.21+0.45*3.52+0.42*4.02+0.01*4.27=3.58

همان طور که مشاهده می کنید  بازدهی در چیلرهای آب خنک بالاتر از چیلرهای هوا خنک می باشد.

مقایسه چیلر تراکمی و جذبی از نظر ضریب عملکرد IPLV

مقایسه چیلر جذبی و تراکمی در مقیاس مصرف انرژی

اگر دو جسم گرم و سرد را در کنار هم قرار دهیم به طور طبیعی گرما از جسم گرم به جسم سرد منتقل می شود طبق اصل قانون دوم ترمودینامیک در مورد یخچال ها به زبان ساده بیان میکند ، اگر بخواهیم گرما را از منبع سرد به منبع گرم انتقال دهیم؛ این فرایند خود به خودی نبوده و باید کار و انرژی صرف کنیم در چیلرهای تراکمی این مصرف انرژی در قالب انرژی الکتریسته می باشد و در چیلر جذبی این مصرف انرژی در قالب انرژی گرمایی می باشد که عمدتا به صورت مصرف گاز می باشد. حال جهت مقایسه مقدار مصرف انرژی چیلر های جذبی و تراکمی باید مقدار قیمت و هزینه قبض برق و گاز این چیلرها را در یک تناژ برابر باهم مقایسه کنیم.

محاسبه مصرف گاز در چیلرهای جذبی تک اثره

همانند قبل یک چیلر جذبی تک اثره با ظرفیت ۲۱۰ تن تبرید را انتخاب می کنیم جهت  بررسی چیلر جذبی ۱۶JB021 شرکت carrier انتخاب می کنیم.

چیلر جذبی تک اثره

چیلر جذبی تک اثره

کاتالوگ چیلر جذبی تک اثره کریر

کاتالوگ چیلر جذبی تک اثره کریر

محاسبه مصرف سوخت چیلر جذبی تک اثره

عطف به تعرفه وزارت نیرو در سال ۹۶ محاسبه مصرف گاز بر مبنای پلکانی جهت محاسبه گاز بها با در نظر گرفتن روشن بودن چیلر در ۱۵ ساعت در روز میزان مصرف آن  ۶۹۶۰۳  متر مکعب در ماه می شود.

جدول گازبها وزارت نیرو

جدول گازبها وزارت نیرو

که هزینه با احتساب مصرف ۴۳۰ به مقدار ۲۱٫۳۳۱٫۴۴۰ تومان می شود.

حتما بخوانید!
نحوه وکیوم چیلر تراکمی

محاسبه هزینه مصرف گاز چیلر جذبی دو اثره

چیلر جذبی دو اثره دیگر نیاز به دیگ بخار ندارد و با وجود مشعل بر روی خودکفا می باشد. حال مطابق با کاتالوگ چیلر  جذبی شعله مستقیم دواثره carrier  مقدار مصرف گاز چیلر جذبی مذکور با ظرفیت مشخص می کنیم.

کاتالوگ چیلر جذبی دو اثره کریر

کاتالوگ چیلر جذبی دو اثره کریر

با توجه به مقدار مصرف ۷۰٫۷ مترمکعب بر ساعت مطابق با کاتالوگ بالا و در حدود ۱۵ ساعت در روز در محیط مسکونی در نظر میگیریم.

مصرف گاز چیلر حدود  ۳۱۸۱۵ متر مکعب بر ماه میباشد.

با توجه به تعرفه وزارت نیرو در سال ۹۶ جهت  قیمت هر متر مکعب گاز در فصل گرم سال مقدار آن ۴۳۰ تومان میباشد.

هزینه مبلغ گاز  ۱۳٫۶۸۰٫۴۵۰ تومان میشود.

همان طور مشاهده هزینه مصرف چیلر جذبی دواثره به تک اثره کاهش محسوسی دارد که نتیجه افزایش بازدهی و طراحی جدید و بهینه آن می باشد.

مصرف برق چیلرهای 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 چیلرهای تراکمی به دو دسته چیلرهای تراکمی آب خنک و چیلرهای تراکمی هوا خنک تقسیم می شوند. با توجه به تفاوت شرایط کارکرد در دمای کندانس مقدار مصرف برق چیلرهای هوا خنک بیشتر می باشد حال جهت مقایسه میزان هزینه چیلرها با یکدیگر همانند ظرفیت برودتی قبل کمپرسور را انتخاب کرده مطابق آن مصرف برق چیلرها را مقایسه می کنیم. همان طور که می دانیم عموما چیلرهای تراکمی دارای دو مدار تبرید به صورت جداگانه می باشد.

ابتدا مصرف برق چیلرهای تراکمی آب خنک را بررسی میکنیم

طبق قبض برق هزینه برق به صورت کیلو وات بر ساعت محاسبه میگردد.

با توجه به وجود دو کمپرسورمقدار کیلو وات مصرفی آن   KW176 میباشد.

اگر مقدار متوسط روشن بودن کمپرسور حدود ۱۵ ساعت در روز در نظر بگیریم.

مقدار کیلو وات ساعت ۷۹۲۰۰ در ماه میباشد.

میانگین به طور متوسط با توجه به مصرف حدود ۱۰۰ تومان میباشد.

 ۷۹۲۰۰۰۰ تومان هزینه جهت چیلر تراکمی آب خنک میباشد.

جهت محاسبه چیلر تراکمی هوا خنک باید میزان مصرف برق با توجه به افزایش ظرفیت مصرف برق آن بالاتر می باشد.

طبق قبض برق هزینه برق به صورت کیلو وات بر ساعت محاسبه میگردد.

با توجه به وجود دو کمپرسورمقدار کیلو وات مصرفی آن   KW229.6 میباشد.

اگر مقدار متوسط روشن بودن کمپرسور حدود ۱۵ ساعت در روز در نظر بگیریم.

مقدار کیلو وات ساعت ۱۰۳۳۲۰ در ماه میباشد.

کنتر برق به سه صورت زمانه کم بار بار متوسط و اوج مصرف محاسبه میشود.

میانگین به طور متوسط با توجه به مصرف حدود ۱۰۰ تومان میباشد.

مبلغ مصرف در یک ماه حدود ۱۰٫۳۳۲٫۰۰۰ تومان میباشد.

در نمودار زیر می توانید به طور میزان هزینه انرژی چیلر های جذبی و تراکمی را مقایسه کنید.

مقایسه چیلر تراکمی و جذبی از نظر هزینه انرژی

مقایسه مصرف آب در چیلرهای تراکمی و جذبی

چیلر های تراکمی آب خنک و انواع چیلرهای جذبی  احتیاج به برج کننده دارند. اساس عملکرد برج خنک کننده بر مبنای تبخیر می باشد، که منجر به مصرف آب می باشد حال جهت مقایسه این مصرف، با استفاده از نرم افزار شرکت آب گردان برای چیلر های تراکمی آب خنک و چیلر جذبی تک اثره و دو اثره برج خنک کننده در همان ظرفیت مورد بررسی، انتخاب می کنیم.

برج خنک کن چیلر تراکمی آب خنک

برج جهت چیلر تراکمی آب خنک

برج خنک کننده جهت چیلر جذبی تک اثره

برج خنک کننده جهت چیلر جذبی تک اثره

نمودار برج خنک کننده جهت چیلر جذبی دو اثره

برج خنک کننده جهت چیلر جذبی دو اثره

همان طور که مشاهده کردید ظرفیت برج خنک کننده جهت ظرفیت مورد نظر به ترتیب، چیلر جذبی تک اثره ، چیلر جذبی دو اثره و چیلر تراکمی آب خنک می باشد. که هرچه برج بزرگ تر باشد میزان مصرف آب آن نیز بزرگ تر می باشد.

تحریریه تیم خدمات فنی مهندسی به فیکس

برداشت از مطالب سایت تنها با ذکر منبع و لینک سایت مجاز می باشد

نظرات

  1. ارسال نظر

    سلام سلامتی وسعادت شماها را از درگاه خداوند منان خواهانم سلامت باشید به خاطر مطالب خوب مفید وارزنده در سایت گذاشتید

    پیوند یکتا

به گفتگو بپیوندید

بازگشت به بالای صفحه