معرفی
راندمان یکی از مهمترین معیارها برای ارزیابی عملکرد چیلر و میزان مصرف انرژی آن است. یک چیلر مناسب فقط دستگاهی با ظرفیت سرمایشی بالا نیست؛ بلکه باید بتواند مقدار سرمایش موردنیاز را با مصرف انرژی منطقی تأمین کند.
متن مقاله
راندمان چیلر چیست و چگونه افزایش پیدا میکند؟
مقدمه
راندمان یکی از مهمترین معیارها برای ارزیابی عملکرد چیلر و میزان مصرف انرژی آن است. یک چیلر مناسب فقط دستگاهی با ظرفیت سرمایشی بالا نیست؛ بلکه باید بتواند مقدار سرمایش موردنیاز را با مصرف انرژی منطقی تأمین کند. به همین دلیل، بررسی راندمان هنگام انتخاب، بهرهبرداری و نگهداری چیلر اهمیت زیادی دارد.در این مقاله بررسی میکنیم راندمان چیلر به چه معناست، با چه شاخصهایی سنجیده میشود، چه عواملی روی آن تأثیر میگذارند و برای حفظ یا افزایش راندمان دستگاه چه اقداماتی میتوان انجام داد.
راندمان چیلر چیست؟
به زبان ساده، راندمان چیلر بیان میکند که دستگاه در مقابل انرژی مصرفشده، چه مقدار سرمایش ایجاد میکند. یکی از شاخصهای رایج برای بیان این عملکرد، ضریب عملکرد یا COP است. COP از نسبت ظرفیت سرمایشی تولیدشده به توان مصرفی به دست میآید.هرچه COP بالاتر باشد، چیلر برای تأمین مقدار مشخصی سرمایش، انرژی الکتریکی کمتری مصرف میکند. البته در بررسی فنی چیلر، تنها یک عدد COP نباید ملاک تصمیمگیری باشد؛ زیرا عملکرد دستگاه به شرایط کاری، میزان بار، دمای آب و شرایط محیطی وابسته است.همچنین باید توجه داشت که ظرفیت سرمایشی و راندمان دو مفهوم متفاوت هستند. ممکن است دو چیلر ظرفیت یکسانی داشته باشند، اما یکی از آنها برای تأمین این ظرفیت، توان الکتریکی کمتری مصرف کند.
چرا راندمان چیلر اهمیت دارد؟
چیلر در بسیاری از ساختمانها سهم قابلتوجهی از مصرف انرژی تجهیزات سرمایشی را به خود اختصاص میدهد. بنابراین حتی تفاوت نسبتاً کوچک در عملکرد انرژی دو دستگاه، در صورت استفاده طولانیمدت، میتواند روی هزینههای بهرهبرداری تأثیر بگذارد.اهمیت راندمان فقط به قیمت برق محدود نمیشود. دستگاهی که متناسب با شرایط پروژه انتخاب شده و در محدوده کاری مناسب فعالیت میکند، معمولاً کنترل و بهرهبرداری مناسبتری دارد و میتوان با نگهداری صحیح، عملکرد آن را در طول زمان پایدارتر نگه داشت.
راندمان چیلر ثابت نیست
راندمان چیلر در تمام ساعات کارکرد یکسان باقی نمیماند. تغییر دمای محیط، میزان بار سرمایشی، دمای آب ورودی و خروجی و شرایط عملکرد سیستم دفع گرما میتوانند باعث تغییر COP شوند.
برای مثال، عملکرد یک چیلر در یک روز معتدل با عملکرد همان دستگاه در گرمترین ساعات تابستان یکسان نیست. به همین دلیل، هنگام مقایسه چیلرها باید شرایطی که مشخصات عملکرد دستگاه در آن اعلام شده است نیز بررسی شود.
علاوه بر COP، در ارزیابی دقیقتر عملکرد سالانه، شاخصهایی مانند EER و IPLV/NPLV نیز بسته به نوع و استاندارد مورد استفاده میتوانند مورد توجه قرار گیرند.
در صورت نیاز به مشاوره و استعلام با کارشناسان فنی تک سارال تماس بگیرید.
عوامل مؤثر بر راندمان چیلر
*نوع و عملکرد کمپرسور
کمپرسور یکی از اصلیترین مصرفکنندگان انرژی در چیلر است و نوع، طراحی و نحوه کنترل آن تأثیر زیادی بر مصرف برق دستگاه دارد.کمپرسورهای مختلف مانند اسکرال، اسکرو و سانتریفیوژ، محدوده عملکرد و ویژگیهای متفاوتی دارند و انتخاب آنها باید متناسب با ظرفیت و شرایط پروژه انجام شود.همچنین در برخی چیلرها از سیستمهای کنترل دور متغیر استفاده میشود. این سیستم میتواند ظرفیت تولید سرمایش را با نیاز واقعی ساختمان تطبیق دهد و بهخصوص در شرایط بار جزئی، به کاهش مصرف انرژی کمک کند.
*طراحی و وضعیت مبدلهای حرارتی
مبدلهای حرارتی نقش مهمی در انتقال حرارت داخل سیکل تبرید دارند. طراحی مناسب این بخشها باعث میشود تبادل حرارت با شرایط مطلوبتری انجام شود.در مقابل، رسوب، کثیفی یا کاهش کیفیت سطوح انتقال حرارت میتواند عملکرد مبدل را مختل کند و باعث شود کمپرسور برای دستیابی به شرایط موردنظر، انرژی بیشتری مصرف کند.
*نحوه دفع گرما
در چیلرهای تراکمی، گرمای جذبشده از مدار سرمایش باید از سیستم دفع شود. در چیلر هواخنک، این کار از طریق هوای محیط و در چیلر آبخنک با کمک مدار آب کندانسور و تجهیزات مربوط به آن انجام میشود.در شرایط مناسب، چیلرهای آبخنک میتوانند به راندمان بالایی دست پیدا کنند؛ بااینحال، برای ارزیابی واقعی باید مصرف تجهیزات جانبی مانند پمپها و برج خنککننده نیز در نظر گرفته شود. بنابراین مقایسه راندمان دو سیستم باید بر اساس شرایط کاری و مصرف کل سیستم انجام شود.
*دمای محیط و شرایط کاری
شرایط محیطی یکی از عوامل مهم در عملکرد چیلر است. افزایش دمای محیط، بهخصوص در چیلرهای هواخنک، میتواند شرایط دفع حرارت را دشوارتر کند و در نتیجه توان مصرفی دستگاه افزایش یابد.در چیلرهای آبخنک نیز دمای آب کندانسور و شرایط عملکرد برج خنککننده روی فشار کاری و مصرف انرژی دستگاه تأثیر میگذارند.
*میزان بار سرمایشی
چیلر لزوماً همیشه با ظرفیت کامل کار نمیکند. در بسیاری از ساعات سال، نیاز سرمایشی ساختمان کمتر از ظرفیت نامی دستگاه است. بنابراین نحوه عملکرد چیلر در بارهای جزئی اهمیت زیادی دارد.اگر ظرفیت دستگاه بیش از نیاز ساختمان انتخاب شده باشد، ممکن است در بسیاری از ساعات با بار بسیار پایین کار کند. انتخاب صحیح ظرفیت و استفاده از چند دستگاه در پروژههای مناسب، میتواند امکان تطبیق بهتر ظرفیت تولید سرمایش با نیاز واقعی ساختمان را فراهم کند.
*دمای آب سرد
دمای آب سرد موردنیاز نیز روی مصرف انرژی تأثیر دارد. پایین آوردن بیش از حد دمای آب سرد، در صورتی که ساختمان به چنین دمایی نیاز نداشته باشد، میتواند بار کاری سیستم تبرید را افزایش دهد.بنابراین بهتر است دمای آب سرد بر اساس نیاز واقعی سیستم تهویه و شرایط طراحی ساختمان تعیین شود، نه صرفاً با هدف تولید آب سردتر.
*وضعیت نگهداری و سرویس دستگاه
نگهداری نامناسب میتواند بهمرور باعث کاهش عملکرد چیلر شود. کثیف شدن مبدلها، مشکلات مدار مبرد، گرفتگی فیلترها، عملکرد نامناسب سنسورها و ایراد در سیستم کنترل، از جمله مواردی هستند که باید در سرویسهای دورهای بررسی شوند.سرویس منظم کمک میکند مشکلات احتمالی در مراحل اولیه شناسایی شوند و دستگاه در شرایط طراحی خود به کار ادامه دهد.
*سن و شرایط فنی دستگاه
قدیمی بودن چیلر بهتنهایی به معنای پایین بودن راندمان آن نیست، اما دستگاههای قدیمی ممکن است از فناوریهای قدیمیتر استفاده کنند و در صورت فرسودگی قطعات یا کاهش کیفیت عملکرد، مصرف انرژی آنها افزایش پیدا کند.در چنین شرایطی، باید هزینه تعمیرات، میزان مصرف انرژی و هزینه جایگزینی دستگاه در کنار یکدیگر بررسی شوند تا مشخص شود بازسازی یا تعویض چیلر از نظر اقتصادی توجیه دارد یا خیر.
چگونه راندمان چیلر را افزایش دهیم؟
*انتخاب صحیح چیلر
مؤثرترین مرحله برای دستیابی به راندمان مناسب، مرحله طراحی و انتخاب دستگاه است. ظرفیت، نوع چیلر، نوع کمپرسور، شرایط اقلیمی و الگوی مصرف ساختمان باید پیش از خرید بررسی شوند.انتخاب یک دستگاه پرظرفیت بدون توجه به بار واقعی ساختمان، الزاماً به معنای عملکرد بهتر نیست و حتی میتواند باعث افزایش هزینههای بهرهبرداری شود.
*سرویس و نگهداری منظم
تمیز نگه داشتن مبدلها، بررسی مدار تبرید، کنترل تجهیزات الکتریکی و کنترلی و انجام سرویسهای دورهای، از مهمترین اقدامات برای حفظ عملکرد چیلر هستند.نگهداری منظم همچنین باعث میشود مشکلاتی که میتوانند به افزایش مصرف انرژی منجر شوند، زودتر شناسایی شوند.
*تنظیم مناسب دمای آب سرد
دمای آب سرد باید مطابق نیاز واقعی سیستم تنظیم شود. کاهش بیش از اندازه این دما، در صورتی که کاربرد ساختمان به آن نیاز نداشته باشد، میتواند باعث افزایش مصرف انرژی شود.تنظیم درست نقطه کار دستگاه یکی از اقداماتی است که بدون تغییر اساسی در تجهیزات میتواند به بهبود عملکرد سیستم کمک کند.
*بهبود عملکرد مدار دفع حرارت
در چیلرهای آبخنک، وضعیت برج خنککننده، مبدلها، پمپها و مدار آب کندانسور اهمیت زیادی دارد. در چیلرهای هواخنک نیز تمیز بودن کویلها و فراهم بودن جریان هوای مناسب ضروری است.هر عاملی که دفع حرارت را دشوار کند، میتواند باعث افزایش فشار کاری کمپرسور و در نتیجه افزایش مصرف انرژی شود.
*بهبود عایقکاری لولههای آب سرد
عایقکاری مناسب لولههای آب سرد از دریافت گرمای محیط توسط آب سرد جلوگیری میکند. اگر عایقکاری ضعیف باشد، بخشی از سرمای تولیدشده در مسیر انتقال از دست میرود و سیستم برای جبران این اتلاف باید انرژی بیشتری مصرف کند.
*استفاده از سیستم کنترل مناسب
سیستمهای کنترل و مدیریت ساختمان میتوانند عملکرد چیلر را بر اساس نیاز واقعی ساختمان تنظیم کنند. کنترل زمان کارکرد، مدیریت چند چیلر، پایش دما و فشار و شناسایی تغییرات غیرعادی در عملکرد، از قابلیتهایی هستند که میتوانند به بهرهبرداری بهینهتر کمک کنند.
*استفاده صحیح از چند چیلر
در پروژههایی که نیاز سرمایشی متغیر است، استفاده از چند چیلر میتواند امکان تنظیم ظرفیت فعال سیستم با بار واقعی را فراهم کند. برای مثال، در زمانهایی که نیاز سرمایشی کاهش پیدا میکند، میتوان بخشی از ظرفیت را از مدار خارج کرد.البته این روش زمانی مناسب است که از مرحله طراحی، تعداد و ظرفیت دستگاهها بر اساس بار واقعی و الگوی مصرف ساختمان تعیین شده باشد.
بررسی تعویض چیلرهای قدیمی
اگر یک چیلر قدیمی مصرف انرژی بالایی دارد و هزینه تعمیر و نگهداری آن نیز افزایش یافته است، میتوان تعویض آن با دستگاه جدید را از نظر اقتصادی بررسی کرد.برای این تصمیم، بهتر است صرفهجویی احتمالی در مصرف انرژی، هزینه خرید و نصب دستگاه جدید، هزینه نگهداری و میزان استفاده سالانه از چیلر در کنار یکدیگر محاسبه شوند.
چگونه بفهمیم راندمان چیلر کاهش پیدا کرده است؟
افزایش غیرعادی مصرف برق، کاهش ظرفیت سرمایشی، تغییرات غیرمعمول در فشارها و دماهای کاری، افزایش زمان کارکرد کمپرسور و تغییر عملکرد دستگاه نسبت به شرایط قبلی، میتوانند نشانهای از کاهش عملکرد سیستم باشند.البته تشخیص علت افت راندمان تنها با مشاهده یک علامت امکانپذیر نیست. برای مشخص شدن مشکل، باید شرایط کاری دستگاه، مدار تبرید، مبدلهای حرارتی، سیستم کنترل و تجهیزات جانبی بررسی شوند.
