تفاوت ظرفيت نامی( اسمی) و ظرفيت واقعی برودتی چيلر چيست ؟
برای سرد کردن محيط( در تهويه مطبوع) يا مايعات و گازهای مختلف( در فرايند های صنعتی) در بسياری موارد از دستگاههای خنک کن تراکمی( چيلر و مينی چيلر) استفاده مي شود. واحد اندازه گيری مرسوم ظرفيت برودتی چيلرها تن تبريد می باشد که صرفاً تابعی از مشخصات فنی دستگاه نبوده و متغيرهای متعددی بر ظرفيت دستگاه اثر گذار می باشد. با توجه به اينکه اين دستگاهها در تعامل با محيط اطراف می باشد، ظرفيت دستگاه با شرايط محيط تغيير می کند. به عنوان مثال اگر ظرفيت برودتی يک دستگاه چيلر هوا خنک، از طرف کارخانه سازنده 10 تن تبريد اعلام شده باشد، ظرفيت واقعی با توجه به شرايط محيطي نصب نظير بيشينه دمای محيط اطراف، دمای ورود و خروج آب به دستگاه، ارتفاع محيط از سطح آزاد دریا و . . . تعيين شده و ممکن است کمتر و يا بيشتر از 10 تن تبريد باشد که در ادامه توضيح داده می شود.
موارد مهم تاثير گذار بر ظرفيت برودتی:
1) دمای محيط:
با توجه به چرخه تبريد در نمودار زیر، چگالنده( کندانسور) وسيله ای برای انتقال حرارت با محيط اطراف بوده و گرمای ناشي از تراکم گاز بعد از کمپرسور را به محيط منتقل کرده و با کاهش دما باعث تغيير حالت سيال مبرد از گاز به مايع می شود که ميزان انتقال حرارت مذکور با دمای محيط رابطه خطی داشته و هر چه دمای محيط افزايش يابد ميزان انتقال حرارت کاهش يافته و توان حرارتی چگالنده کم شده و در نهايت ظرفيت برودتی دستگاه کاهش می يابد لذا وقتی سازنده ای ظرفيت برودتی دستگاه را اعلام مي نمايد، دمای محيط را در شرايط استاندارد در نظر می گيرد که دمای محيط در استانداردهای مختلف متفاوت می باشد. در کشور ايران هنوز استانداردی برای چيلرهای تراکمی تثبيت نشده است ولی در استاندارد کشور آمريکا دمای محيط 35 درجه و در استاندارد اروپايي، دمای محيط 25 درجه سانتی گراد می باشد. بنابراين به منظور تعيين ظرفيت واقعی چيلر در هنگام انتخاب بايد بيشينه دمای محيط کار کرد دستگا در نظر گرفته شود.
البته دمای حباب تر و خشک محيط نيز در شرايط انتقال حرارت تأثير گذار است. در شرايط استاندارد دمای حباب خشک 27 درجه سانتی گراد و دمای حباب تر 20 درجه سانتی گراد بوده که با توجه به اثر ناچيز تغييرات، معمولاً از آن صرف نظر می کنند.
حال اگر چيلر مورد نظرف از نوع آب خنک بوده و چگالنده با آب خنک شود، با توجه به اينکه شرايط دمای آب در نواحی خشک معمولاً در بازه بسيار کمی تغيير می کند، چون اثر تغييرات شرايط دمای آب بر ظرفيت برودتی ناچيز است، از آن صرفه نظر کرده، و کاهش و افزايش ظرفيت برودتی واقعی را در عوامل ديگر جستجو می کنيم.
2) دمای آب ورودی و خروجی به چيلر:
در چرخه تبريد يکی از عوامل اصلی، تبخير کننده( اواپراتور) است اين وسيله يک مبدل است که باعث انتقال حرارت بين سيال مبرد و آب مي شود. بديهي است که هر چه دمای ورود و خروج آب تبخير کننده کاهش يابد، توان انتقال حرارت کمتر شده و در نهايت ظرفيت برودتی چيلر کاهش می يابد. لذا سازندگان چيلر دمای استاندارد ورود و خروج آب را تعيين کرده و در آن شرايط ظرفيت برودتی را اعلام می کنند که در استاندارد آمريکائی دمای ورود و خروج تبخير کننده به ترتيب 7 و 13 درجه سانتی گراد و در استاندارد اروپائی 15 و 20 درجه سانتی گراد می باشد. پس برای انتخاب چيلر، بايد شرايط طراحی دمای ورود و خروج آب با دمای مورد نظر توليد کننده مقايسه و ظرفيت واقعی تعيين شود.
3) ارتفاع از سطح آبهای آزاد دريا:
با توجه به اينکه هر چه ارتفاع از سطح آبهای آزاد دريا افزايش می يابد فشار هوا کم شده و تراکم مولکولی هوا کاهش می يابد و در انتقال حرارت جابجائی و رسانائی، کاهش تراکم مولکولی سيال باعث کم شدن ميزان انتقال حرارت می شود. لذا در چيلر های هوا خنک، هر چه ارتفاع محل نصب از سطح آزادآب دريا افزايش يابد توان انتقال حرارت چگالنده کاهش يافته و در نهايت ظرفيت برودتی دستگاه کم می شود که بايد در زمان انتخاب چيلر، اثر ارتفاع محل نصب در نظر گرفته شود چون ظرفيت اسمی اعلامی سازندگان بر اساس ارتفاع نصب در سطح آبهای آزاد دريا می باشد. مانند مورد اول این مورد نیز برای چیلر آب خنک موضوعیت ندارد.
4) نوع سيال خنک کننده:
برای انتقال برودت توليد شده در تبخير کننده چيلر به محل مصرف معمولاً از سيال آب استفاده ميشود ولی در بعضی موارد که نگران منجمد شدن سيال در اثر کاهش دما به کمتر از صفر درجه سانتی گراد باشيم، از مايعات ديگر استفاده می شود که دارای ظرفيت گرمايي ويژه متفاوت نسبت به آب می باشد و در صورتيکه ظرفيت گرمايي ويژه سيال مورد استفاده کمتر از آب باشد، باعث کاهش ميزان انتقال حرارت در مبدل تبخير کننده شده که منجربه کاهش ظرفيت برودتی چيلر می شود. اما سازندگان چيلر ظرفيت نامی دستگاه را بر اساس استفاده از آب در مدار سرمايش اعلام می کنند پس برای انتخاب چيلر، بايد این مبحث محاسبه شده و ظرفيت برودتی واقعی تعيين شود.
5) نوع سيال مبرد:
در چرخه سرمايش از گازهای مبرد مختلفی که دارای شرايط ترموديناميک فشار و دمای اشباع و فوق گرم متفاوت می باشند استفاده ميشود که با تغيير گاز، شرايط طراحی چيلر متفاوت شده و ظرفيت دستگاه نيز تغيير ميکند، لذا سازندگان چيلر یا مینی چیلر، ظرفيت نامی دستگاه را با توجه به گاز به کار رفته در دستگاه خودشان اعلام ميکنند که همان گاز هم در دستگاه پر ميشود و درصورتيکه گاز ديگری مد نظر مصرف کننده باشد، در زمان سفارش بايد تأثير تغيير گاز در ظرفيت برودتی واقعی چيلر لحاظ شود.
موارد ديگری نظير تابش آفتاب، سرعت باد، آلودگی هوا، رطوبت نسبی و … نيز در ظرفيت برودتی تأثير گذار است که با توجه به اثر بسيار کم تغييرات موارد مذکور ميتوان از آنها صرفنظر کرد .
مقاله های مرتبط
