محاسبات چیلر

در این پروژه ابتدا به معرفی سیستم و بعد محاسبه تعیین ظرفیت چیلر و مخزن و نوع مخزن ذخیره بیان و در آخر مزایا و صرفه جویی هایی ناشی از کاهش دیماند و انرژی با کمک یک مثال مربوط به یک ساختمان اداری در شهر بجنورد ، تشریح خواهد شد .

تعریف چیلر (Chiller ):

چیلر دستگاهی است که حرارت را از مایع (معمولاً آب) بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار و یا جذبی می‌زداید. این مایع می‌تواند برای خنک کاری هوا و یا دستگاه‌هااستفاده شود که معمولاً به صورت سیکل و درون یک مبدل حرارتی جریان دارد. به عنوان یک محصول جانبی مهم، حرارتی که از مایع جذب شده یا باید به محیط خارج دفع شود یا برای کارایی‌های بالاتر برای مقاصد گرمایی استفاده شود. نگرانی‌ هایی در مورد طراحی و انتخاب چیلرها وجود دارد. این نگرانی‌ها شامل، کارایی، بازده، تعمیر و نگهداری، آسیب‌پذیری‌های محیطی است.

چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرزهای جذبی تقسیم می‌شوند. شکل دیگر تقسیم‌بندی چیلرها بر اساس شکل خنک شدن ماده مبرد است که به سه دسته آب خنک، هوا خنک وتبخیری تقسیم‌بندی می‌شوند.

چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می‌شوند.
 

عملکرد چیلر به صورت های زیر انجام می شود :

۱-ذخیره سازی سرمایی کامل

۲- ذخیره سازی « ناکامل » (Partial) «هم ترازی بارها» (Load Leveling)

۳ – ذخیره سازی «ناکامل دماند محدود » (Demand Limiting)

۴ – پایه قرار دادن چیلر مناسب  (Base Loading Of Chillers)

۵ – توالی کار چیلرها (Chiller Sequencing)

۶ – تعیین دوره ی تغییر دماند (Demand-Shift Period)
 

عملکرد چیلر :

استراتژی های عملکرد ذخیره ی سرمایی ، اغلب به صورت ذخیره سازی کامل و ذخیره سازی ناکامل طبقه بندی می شوند . ذخیره سازی ناکامل را می توان هم به صورت «هم ترازی بار» ( Load Leveling ) و هم به صورت «دماند محدود» (Demand Limiting) به انجام رسانید . این واژه ها به مقدار سرمایی که از زمان اوج به زمان غیر اوج انتقال می یابد ، اطلاق می شوند .

در استراتژی «ذخیره کامل» یا «انتقال بار» تمامی بار ساعت های اوج به ساعت های غیر اوج منتقل می شود .

سیستمی که بر اساس ذخیره کامل طراحی شده است ، اغلب در ساعت های غیر اوج با ظرفیت کامل کار می کند . در این حالت تجهیزات تبرید در ساعت های اوج کار نمی کنند و تمامی بار سرمایش از ذخیره سرمایی تأمین می شود . در این سیستم ظرفیت تجهیزات تبرید و ذخیره سازی زیاد است . چنانچه هزینه ی دماند الکتریسیته در ساعت های اوج زیاد باشد و یا ساعت های اوج کم باشند ، از این سیستم استفاده می شود . همچنین از این سیستم در ساختمان هایی که نیازمند نوسازی سیستم سرمایش خود هستند ، استفاده می شود .

در استراتژی «ذخیره ناکامل » در ساعت های اوج ، بخشی از بار توسط ذخیره سرمایی و بخش دیگر به وسیله چیلرها تأمین می شود . در این حالت ظرفیت چیلرها و ظرفیت ذخیره سرمایی کمتر از حالت قبل است . این استراتژی می تواند به دو شکل هم ترازی بار (Load Leveling) و دماند محدود (Demand Limiting) انجام شود .

در حالت «هم ترازی» ، در یک رور عادی تابستان ، تجهیزات تبرید در طول ۲۴ ساعت شبانه روز با ظرفیت کامل کار می کنند . زمانی که بارها از ظرفیت چیلرها کم ترند ، اضافه ظرفیت ذخیره می شود . زمانی که بارها از ظرفیت چیلرها بیشترند ، ظرفیت «اضافی» از ذخیره سرمایی تأمین می شود . در این روش ظرفیت تبرید و ظرفیت ذخیره سرمایی مورد نیاز به حداقل می رسد . از این روش برای حالتی که در آن بارهای ساعت های اوج به طور قابل ملاحظه از میانگین بارها بیشترند استفاده می شود .

در حالت «دماند محدود» تجهیزات تبرید با ظرفیت کمتر و با دماند موردنظر در ساعت های اوج کار می کنند . در برخی مواقع ، تجهیزات تبرید می توانند طوری کنترل شوند که دماند الکتریکی تجهیزات سرمایش کمتر از مقدار مورد نظر باشد . این سیستم نیازمند نصب و استفاده از برخی تجهیزات پایش دماند است . اغلب در این حالت از یک وسیله  محدود کننده ی دماند الکتریکی استفاده می شود .

در این حالت ممکن ، می توان استراتژی کنترل را از طریق به مدار درآوردن چیلرها قدری پیچیده تر کرد . چنانچه کارکرد یک یا چند چیلر را مبنا قرار دهیم (Base Loading) می توان سیستم ذخیره سازی سرمایی را بهینه تر کرد . به ویژه زمانی که پروفیل بارها حدوداً ثابت است . و نیز در سیستم هایی که از ذخیره سازی سرمایی به توسط یخ استفاده می کنند ، می توان از این روش استفاده کرد . بدین ترتیب ، اغلب از چیلری که راندمان بهتر دارد ، برای حذف بار ثابت استفاده می شود . و از یک چیلر با ظرفیت کمتر ، برای انتقال یا هم تراز کردن بقیه بار استفاده می شود .

از توالی مناسب کار چیلرها می توان  برای بهینه کردن عملکرد سیستم ذخیره سرمایی استفاده کرد . دربرخی از سیستم های ذخیره سرمایی ناکامل از دو سری پمپ ، یکی برای ذخیره سازی و دیگری برای سرمایش مستقیم استفاده می شود . در برخی سیستم های دیگر ، از یک سری چیلر برای سرمایش شب هنگام و یک سری دیگر برای شارژ مخازن ذخیره سرمایی استفاده میشود .

برای مطالعه متن کامل کتاب « محاسبات چیلر » ، از بخش دانلود استفاده نمائید :