انتخاب چیلر مناسب در بهینه سازی مصرف انرژی دریک ساختمان تجارى ادارى درشهرتهران به منظورسرمایش مرکزى

نویسندگان :

مهدی نوروزی:کارشناس ارشد مهندسی انرژی،دانشکده محیط زیست وانرژی،واحد علوم وتحقیقات،دانشگاه آزاداسلامی
آبتین عطایی : هیات علمی گروه مهندسی انرژی،دانشکده محیط زیست وانرژی،واحد علوم وتحقیقات،دانشگاه آزاداسلامی

چکیده :              

مساله انرژی در کشور ما سال ها مورد توجه شایسته ای نبوده است و یارانه های آشکار و پنهان دولتی همواره مردم را از توجه واقعی به ارزش انرژی باز داشته اند. در سال های اخیر، توجه به میزان مصرف انرژی ، بهینه سازى مصرف انرژى و همچنین صرفه جویی در مصرف، به عنوان یک ضرورت قطعی و چاره ناپذیر پدیدار گشته است. اما می توان با یک سیستم تهویه مطبوع مانند انتخاب چیلر مناسب میزان مصرف انرژی را کنترل و به میزان زیادی کاهش داد .

سرعت رشد مصرف داخلی انرژی به حدی است که با روند موجود توسعه منابع نفتی، شاید با گذشت چند سال و اندی، دیگر قادر به صادرات نفت نباشیم. انرژی مصرفی در ساختمانها بیش از یک سوم انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص داده، که به نظر میرسد ارزش آن به قیمت جهانی سالیانه بالغ بر۶ میلیارد دلار می گردد. سامانه های تهویه مطبوع به مانند چیلرها و برج های خنک کن مانند اکثر سامانه های مکانیکی مقدار زیادی انرژی الکتریکی مصرف می کنند. تحقیقات نشان میدهد که حدود نیمی از انرژی مصرفی در بخش ساختمان، صرف سرمایش و گرمایش می شود و عملا در امر بهینه سازی مصرف انرژی کوتاهی می گردد .

کمبود منابع انرژی و نوسان قیمت آنها موجب شده است که کارشناسان به ایجاد تغییراتی در طراحی کلی سامانه های تهویه مطبوع و کاربردهای آن اقدام نمایند که البته بیشتر این تغییرات، بهره گیری از تکنولوژی های کم مصرف انرژی برای تهویه مطبوع ساختمان ها می باشد. در این مقاله در مورد مصرف انرژی  و راهکارهای بهینه سازى مصرف انرژى توسط سیستم های تهویه مطبوع و تاثیر کم آبی بر انتخاب مناسب سیستمهای چیلر و برج خنک کن، بحث خواهد شد.

1-مقدمه   

تکنولوژی های کم مصرف انرژی برای سرمایش ساختمان ها از روش هایی ارزان قیمت برای تامین شرایط آسایش در تابستان بهره می برند. این روش های کم مصرف انرژی هزینه عملکرد کمی نسبت به سیستم های سرمایش مرسوم (چیلرها و برج های خنک کننده تراکم بخار و جذبی) دارند.

اگر بخواهیم در چگونگی شکل گیری سیستم های کم مصرف انرژی و سیستم هایی که کمک شایانی در امر بهینه سازى مصرف انرژى دارند ، دقیق شویم در می یابیم که بسیاری از روش های کم مصرف انرژی برای سرمایش، برگرفته از روش های سنتی سرمایش می باشند که بشر سال ها پیش از این به آنها دست یافته است. برای مثال در بسیاری از مناطق روستایی ایران که قدمتی بیش از ۲۰۰ سال دارند، خانه ها دارای دیوارهای بسیار ضخیم از جنس کاه گل می باشند.

این ضخامت، ورود حرارت به داخل اتاق را در روزهای گرم تابستان به تاخیر می اندازد، از طرفی به دلیل جرم حرارتی بالا، این دیوارها خنکی شب را برای مدت طولانی در خود حفظ و در طول روز بعد تا ساعت ها دمای فضای داخل را در حد مطلوب حفظ می کنند. [۱] همان طور که اشاره شد، شکل های اولیه تکنولوژی های کم مصرف انرژی برای سرمایش، سال هاست که در بناهای تاریخی مورد استفاده قرار گرفته و می گیرند. این تکنولوژی ها در اشکال پیشرفته نیز امروزه در حال گسترش میباشند و چرخه ی بهینه سازى مصرف انرژى را به حرکت وا میدارند .

اگرچه هنوز تحقیقات زیادی برای استفاده آسان تر از این سیستم ها نیاز می باشد. با توجه به افزایش جمعیت در مناطق گرمسیر و همچنین گران شدن منابع انرژی موجود، در آینده قطعا تقاضا برای استفاده از تکنولوژی های کم مصرف انرژی جهت تهویه ساختمان ها افزایش می یابد. بنابراین شایسته است که در کشور ما نیز سازمان ها و وزارتخانه های مسئول در زمینه انرژی توجه بیشتری به این مسئله مبذول دارند .

۲-مصارف عمده آب در سیستم های تهویه مطبوع           

از روزگاران قدیم، آب به عنوان مایه حیات و آبادانی مورد توجه انسان بوده است. بسیاری از شهرها در مناطقی ایجاد شده اند که در نزدیکی آنها منابع قابل استحصال آب وجود داشته است. همچنین شهرهای متعددی نیز به دلیل خشکسالی و کمبود آب متروک و رها شده اند. با پیشرفت تکنولوژی و سطح رفاه و بهداشت جوامع، وابستگی انسان به آب افزایش یافته به گونه ای که در دهه های اخیر مقدار مصرف سرانه آب به عنوان شاخص پیشرفته بودن کشورها مورد بررسی قرار می گیرد.

عمده آب را به چند گروه می توان تقسیم کرد و مصارف بهداشتی و آشامیدنی از قبیل شرب، پخت و پز ، استحمام، شستشوی البسه و ظروف و.. ، مصارف کشاورزی و فضای سبز ، مصارف صنعتی ، مصارف خدماتی از قبیل سیستم های تهویه مطبوع، آتش نشانی، شستشوی خودرو، شستشوی محوطه و… در سیستم های رایج تهویه مطبوع، برج های خنک کن که در سیستم های سرمایش کاربرد دارند عمده ترین مصرف کننده آب می باشند. بنابراین در این مقاله فقط سیستم های سرمایش مورد بررسی قرار خواهند گرفت. سیکل های تبرید که اساس کار دستگاههای چیلر هستند و در انتخاب یک چیلر مناسب بسیار موثرند به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

سیکل های تراکم بخار                

این سیکل در واقع عبارتست از جوشش و تقطير آب در یک دمای مشخص، که این دما به فشار سیستم بستگی دارد. محدوده این سیکل بین نقطه انجماد و دمای بحرانی سیال عامل می باشد. در فرآیند جوشش سیال عامل میبایست گرمای نهان تبخیر را دریافت نماید و در فرايند تقطیر این گرما می بایست به محیط منتقل شود. اجزای اصلی که در تمامی سیکل های تبرید تراکمی وجود دارند عبارتند از اواپراتور، کندانسور، کمپرسور و شیر انبساط (یا لوله مویین)، در کلیه سیستم های تبرید از ماده ای به نام مبرد در یک مدار بسته و نفوذ ناپذیر استفاده میشود، در این سیکل از یک کمپرسور برای متراکم کردن گاز (بخار مبرد) استفاده می شود و به همین دلیل سیکل حاصله را سیکل تراکمی و گاهی سیکل تراکم بخار می گویند.

ماده سرمازا در یک قسمت از سیکل، حرارت محیط خود (محيط سرد) را جذب کرده و در قسمت دیگر آن را دفع می کند، به عبارت دیگر کمپرسور، مبرد را در وضعیتی قرار می دهد که حرارتی را که قبلا و از محیطی با فشار کم جذب کرده بود، پس بدهد. شکل شماره یک شماتیکی از سیکل تبريد تراكم بخار را نشان میدهد. [۲] فرآیند ۱۲ فرایند تراکم ایزونتروپیک است که در کمپرسور رخ میدهد و طی آن فشار سیال عامل افزایش می یابد.

در طی فرایند ۲۳ و در فشار ثابت، حرارت موجود در سیال خروجی از کمپرسور به محیط دفع میشود، فرایند ۳۴ نمایانگر فرایند انبساط ایزوتروپیک است که در یک لوله موئین یا شیر انبساط صورت می گیرد و در فرایند ۴۱ در اواپراتور با چیلر، حرارت به سیال عامل منتقل می شود و بدین ترتیب سیکل کامل می گردد.

به طور کلی برای انتقال حرارت از محلی به محل دیگر، وجود اختلاف درجه حرارت، لازم است و در یک سیکل تبرید برای کسب این اختلاف درجه حرارت، به یک قسمت فشار بالا و یک قسمت فشار پایین، نیاز می باشد. بخش فشار پایین از خروجی شیر انبساط تا ورودی کمپرسور را شامل می شود. مقدار فشار این قسمت به نوع سیستم و دمای ورودی اواپراتور و همچنین دمای محیط سرد بستگی دارد. بایستی در نظر داشت که فشار از خروجی شیر انبساط تا ورودی کمپرسور ثابت می باشد، بخش فشار بالا از خروجی کمپرسور تا ورودی شیر انبساط را شامل می شود. در سیکل تراکمی بخار همواره رابطه زیر برقرار است دفع حرارت در کندانسور برابر است با حرارت جذب شده در اواپراتور (چیلر) منهای کار خالص انجام شده در کمپرسور

(۱)         QH =QL + W

ضریب عملکرد سیکل های تبریک عبارتست از کار ورودی به سیکل / اثر سرمایشی = ضریب عملکرد

(۲)     COP = QH / Win

تجهیزات تبريد (از قبیل چیلرها، کولرهای گازی، پکیج ها و…) که دارای کمپرسورهای رفت و برگشتی، گریز از مرکز، و دنده ای یا پیچی هستند همگی در سیکل تبرید تراكم بخار کار می کنند.

سیکل های تبرید جذبی

سیکل جذبی فرآیندی است که اثر تبرید در آن با استفاده از دو سیال و مقداری حرارت که توسط ژنراتور به سیستم داده می شود ایجاد می شود. البته این حرارت به مراتب بیشتر از انرژی الکتریکی ای است که در سیستم های تراکمی مشابه به سیستم داده می شود، در این سیکل نیز مانند سیکل تراکمی مبرد در فشار پایین و در اواپراتور حرارت را دریافت و در کندانسور و در بخش فشار بالا این حرارت را به محیط با درجه حرارت بالا پس می دهد، تنها، روش ایجاد اختلاف فشار و به گردش در آوردن مبرد، اصلی ترین تفاوت میان این دو سیکل است. [۳] در سیستم تبرید تراکمی مبرد، بوسیله کمپرسور به گردش در می آید. اما در سیکل جذبی این کار توسط یک سیال ثانویه جاذب) انجام می شود که برای گردش از پمپ استفاده می کند.

به دلایلی همچون کاهش درجه حرارت مورد نیاز برای سیکل و صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی، سیکل جذبی میتواند در موارد  دسترسی به انرژی زمین گرمایی و یا سوخت ارزان گزینه ای مناسب باشد. [۲]

در چیلرهای جذبی اولیه از آمونیاک به عنوان ماده جاذب استفاده می شد که به علت سمی بودن در سال های بعد لیتیوم بروماید جایگزین آن شد، در چیلرهای جذبی رایج از لیتیوم بروماید به عنوان جاذب و از آب به عنوان مبرد استفاده میشود. نسل های ابتدایی چیلرهای جذبی از نوع یک مرحله ای یا تک اثره بودند ولی با پیشرفت تکنولوژی و به منظور افزایش کارایی چیلرها، چیلرهای دو مرحله ای با دو اثره نیز تولید گردیدند.

در چیلرهای جذبی به جای انرژی الکتریکی ای که در سیکل های تبرید تراكم بخار برای به حرکت در آوردن سیال عامل مصرف می شود، از انرژی حرارتی استفاده میشود. این انرژی حرارتی میتواند توسط حرارت های بازیافت شده، آب گرم، آب داغ، بخار آب، و یا احتراق مستقیم سوخت تامین گردد، چیلرهای جذبی دو مرحله ای شعله مستقیم که در آن ها انرژی حاصل از احتراق سوخت بطور مستقیم استفاده می شود.

اجزا اصلی چیلرهای جذبی دو مرحله ای عبارتند از: اواپراتور، جذب کننده، مولد با درجه حرارت بالا، مولد با درجه حرارت پایین، کندانسوره جداکننده مایع و بخار، مبدل حرارتی با درجه بالا، مبدل حرارت با | درجه حرارت پایین، پمپ محلول با درجه حرارت بالا، پمپ محلول با درجه حرارت پایین، پمپ محلول، و پمپ مبرد، در سیکل ها جذبی نیز کارایی تجهیزات تبريد با ضریبی موسوم به ضریب عملکرد سنجیده میشود. این ضریب عبارتست از ضریب عملکرد یا COP و برابر است با اثر سرمایشی تقسیم بر انرژی حرارتی سوخت مصرفی رابطه ۳)

3-  سیستمها و تجهیزات دفع حرارت

در سیکل های تبرید تراكم بخار و تبرید جذبی مجموع انرژی هایی که در اواپراتور جذب میشود و حرارت یا کاری که در سیکل به عنوان نیروی محرکه استفاده می گردد باید در کندانسور به اتمسفر (یا آب دریا، رودخانه و… ) دفع شود. لازم به ذکر است که در کولرهای گازی و تجهیزات سرمایشی دارای گويل انبساط مستقیم (DX)، حرارت جذب شده در اواپراتور مستقیما از هوایی که باید سرد شود گرفته می شود ولی در چیلرها، حرارت از آب در حال گردش و مورد استفاده در فن کویل ها، هوارسان ها و … جذب می گردد و بدین ترتیب این آب سرد به فن کویل یا هوارسان برگردانده خواهد شد. تجهیزات دفع تجهیزاتی هستند که عمل دفع حرارت را در سیکل های تبرید انجام می دهند و کندانسور نامیده می شوند، چهار نوع اصلی کندانسور که در سیستم های تبرید استفاده می شوند، عبارتند از:

کندانسور خنک شونده با آب یکبار گذر

در این کندانسور که در سیکل باز کار می کند می توان از آب دریاچه، رودخانه، یا دریا بطور مستقیم برای جذب حرارت استفاده کرد. این آب پس از جذب حرارت در کندانسور، مجددا به منبع اصلی خود (دریاچه، رودخانه، دریا و …) برگشت داده میشود.

کندانسور خنک شونده با آب در گردش 

در این نوع کندانسور از آب خنک شده در برج خنک کن برای جذب حرارت کندانسور استفاده می گردد. آب خروجی از کندانسور که مقداری حرارت جذب کرده است به بالای برج خنک کن هدایت می گردد و پس از پاشیده شدن بر روی قطعات پر کننده درون برج و تماس با هوای عبوری از درون آن ها، تبخیر و همراه هوا از برج خارج میشود، چون گرمای نهان تبخیر قطراتی که بخار می شوند از سایر قطرات آب گرفته می شود، بنابراین درجه حرارت قطرات تبخیر نشده کاهش خواهد یافت. این قطرات به درون حوضچه زیر برج می ریزند و توسط پمپ مجددا به دستگاه چيلر برمی گردند تا دوباره حرارتی که باید در کندانسور دفع شود را جذب کنند و بدین ترتیب سیکل تکرار میگردد.

کندانسور خنک شونده با هوا

در این نوع کندانسور که فقط در سیکل های تبرید تراکم بخار استفاده میشود حرارتی که باید در کندانسور از سیکل دفع شود مستقیما از سیال مبرد به هوای محیط بیرون منتقل میگردد و نیازی به استفاده از آب نمی باشد.

کندانسورهای تبخیری

در کندانسورهای تبخیری، حرارت بطور مستقیم از کویل و به واسطه اثر سرمایش تبخیری دفع میشود. در حقیقت این نوع کندانسور، یک کندانسور خنک شونده با هوا است که برای افزایش کارایی آن و یا به دلیل محدودیت های فنی لازم است بر روی آن آب پاشیده شود

4- محدودیت کاربرد کندانسورها

 ۱-۴ کندانسورهای خنک شونده با آب یک بار گذر

عامل تعیین کننده در انتخاب این کندانسورها، درجه حرارت منبع آب در دسترس (دریا، دریاچه، رودخانه و….) می باشد. معمولا درجه حرارت ورود آب خنک کننده به کندانسور چیلرهای تراکمی و جذبی را میتوان ۸۵۸۹ درجه فارنهایت در نظر گرفته

۲-۴ کندانسورهای خنک شونده با آب در گردش

در این کندانسورها که در چیلرهای تراکمی و جذبی قابل استفاده هستند، حرارتی که در کندانسور به آب خنک کن در گردش داده می شود باید در برج خنک کن و بواسطه عمل تبخیر به هوای بیرون منتقل گردد، چنانچه رطوبت نسبی (یا درجه حرارت مرطوب) هوا | زیاد باشد، قابلیت جذب رطوبت هوا کاهش می یابد و عملکرد برج خنک کن با نقصان همراه خواهد بود. کمترین درجه حرارت قابل حصول برای آب در برج های خنک کن، حدود ۷ درجه بالاتر از درجه حرارت مرطوب هوای محیط است. بنابراین در اقلیم هایی که درجه حرارت مرطوب (رطوبت نسبی هوا زیاد است، برج های خنک کن و این نوع کندانسورها عملکرد رضایت بخشی نخواهند داشت. برای یک ظرفیت سرمایشی مشخص، هر چه درجه حرارت مرطوب محيط بیشتر باشد، ظرفیت و ابعاد برج خنک کن مورد نیاز بیشتر و بزرگتر خواهد بود که علاوه بر افزایش سرمایه گذاری اولیه، هزینه های بهره برداری را نیز افزایش میدهد.

۳-۴ کندانسورهای خنک شونده با هوا

در این نوع کندانسور، درجه حرارت سیالی که حرارت خود را به محیط دفع کرده و از کندانسور هوایی بر میگردد بستگی به درجه حرارت حباب خشک هوای محیط دارد. معمولا حداقل درجه حرارت قابل حصول در این کندانسورها چند درجه بالاتر از درجه حرارت حباب خشک هوای محیط است. اگر چه این نوع کندانسور برای مناطق مرطوب که درجه حرارت مرطوب آنها بالا است و یا در مناطقی که با کمبود آب یا نامناسب بودن کیفیت آب مواجه هستند بسیار مناسب است ولی استفاده از آن در چیلرهای جذبی با توجه به وظیفه ای که آب کندانسور بر عهده دارد ناممکن می باشد.

۴-۴ کندانسورهای تبخیری

در این نوع کندانسور که ترکیبی از کندانسورهای خنک شونده با هوا و آب می باشد، حداقل درجه حرارت قابل حصول برای آب بستگی به درجه حرارت مرطوب محیط دارد.

5- به مقایسه اقتصادی گزینه های سیستم تولید برودی

در این بخش مقایسه ای بین سیستمهای تولید برودت و انتخاب چیلر مناسب اشاره شده در ذیل برای یک مجتمع تجاری اداری با زیربنای کل ۱۲۵۰۰ متر مربع که مشتمل بر ۴۸ باب فروشگاه و ۱۸ واحد اداری میباشد انجام می گیرد.

1- چیلر تراکمی بخار یا برج خنک کن و پمپ های برج خنک کن

۲، چیلر تراکمی بخار با کندانسور هوایی

٣. چیلر جذبی با برج خنک کن و پمپ های برج خنک کن

در این مقایسه، مفروضات ذیل در نظر گرفته شده اند :

• ظرفیت خالص برودتی چیلرهای مورد نیاز ۲۶۲۱۰ تن تبرید
• درجه حرارت حباب خشک محیط ۹۹ درجه فارنهایت معادل با | ۳۷/۲ سانتیگراد
• درجه حرارت مرطوب محیط ۷۰ درجه فارنهایت معادل با ۲۱/۲سانتیگراد
• درجه حرارت ورود و خروج آب به کندانسور چیلر تراکمی ۸۵ و ۹۵ درجه فارنهایت : درجه حرارت ورود و خروج آب به کندانسور چیلر جذبی ۸۹/۵ و ۹۹/۵ درجه فارنهایت

• درجه حرارت تقطیر در کندانسورهای هوایی ۱۱۵ درجه فارنهایت معادل با ۴۶ درجه سانتیگراد

• درجه حرارت ورود و خروج آب سردکننده به چیلر ۵۳/۶ و ۴۴/۶  درجه فارنهایت

در جدول شماره ۱ مقادیر مصرف ساعتی آب، برق و گاز در مورد هریک از سه گزینه مطرح شده نشان داده شده است. در جدول شماره ۲ مقدار مصارف آب، برق و گاز در هر ساعت برای بخش های مختلف مجتمع و درصد مصارف سیستمهای تولید برودت نسبت به مصرف کل نشان داده شده است .

جدول شماره ۳ نشان دهنده مقدار سرمایه گذاری لازم به دلیل اضافه شدن مصارف هر یک از گزینه های و نیز هزینه خرید تجهیزات گزینه های سیستم تولید برودت می باشد. در جدول مذکور تاثیر این سرمایه گذاری بر سرمایه گذاری کل نشان داده شده است. اگر ساعات کار مجتمع در فصل تابستان را ۱۲ ساعت و ضریب بارشدگی متوسط سیستم های تولید برودت را ۷۵ درصد و تعداد روزهای گرم سال که نیاز به کارکرد سیستم های تولید برودت دارند را ۱۱۰ روز در نظر بگیریم، مقدار مصرف و هزینه کل مصارف سالانه آب، برق و گاز سیستم های تولید برودت در گزینه های موردنظر به شرح جدول شماره ۴ خواهد بود.

6-  مقایسه فنی گزینه های سیستم تولید برودت

هر کدام از گزینه های مورد بررسی دارای محدودیت ها، مزیتها و معایب فنی هستند که در انتخاب مناسب چیلر موثرند  در ذیل بدان ها اشاره خواهد شد. در این بخش فقط به جنبه های فنی توجه خواهد شد و جنبه های اقتصادی در بخش ۵ بررسی شدند.

الف) عملکرد برج های خنک کن شدیدا متاثر از اختلاف درجه حرارت حباب خشک و مرطوب هوا می باشد. به همین دلیل استفاده از این برج ها در مناطقی که رطوبت هوا زیاد است با احتیاط باید صورت پذیرد، تمام گونه های چیلرهای جذبی و نیز چیلرهای کمپرسوری با کندانسور آبی نیازمند استفاده از این نوع برج هستند.

ب) عملکرد کندانسورهای هوایی متاثر از درجه حرارت حباب خشک هوا میباشد و چون درجه حرارت تقطیر این نوع کندانسورها می تواند به بیش از ۵۵ درجه سانتیگراد (۱۳۱ درجه فارنهایت) برسد، لذا در مناطق مرطوب که دمای حباب خشک آنها از مقدار فوق تجاوز نکند نیز میتوانند مورد استفاده قرار گیرند. این نوع کندانسور فقط برای چیلرهای تراکمی قابل استفاده هستند.

ج) انواع سیستم های تولید برودت که در آن ها برای دفع حرارت از برج خنک کن استفاده می شود نیازمند کنترل و برنامه ریزی مناسب برای حفظ کیفیت توصیه شده برای آب در گردش مدار کندانسور هستند، عدم توجه به این نیاز و وجود سختی یا سایر یون های مضر می تواند باعث خوردگی برج خنک کن، لوله های برج، لوله های کندانسور چیلرها و یا افت عملکرد و ظرفیت چیلرها (به دلیل رسوب گیری سطوح لوله های کندانسور) شود،

د) چیلرهای تراکمی به علت وجود قطعات متحرک دارای استهلاک بیشتری نسبت به چیلرهای جذبی هستند. هزینه استهلاک تاسیسات برودتی بستگی به نحوه مدیریت تعمیر و نگهداری تاسیسات دارد .                   

ه) سیستمهای چیلر تراکمی با کندانسور هوایی همراه با مصارف زیاد برق هستند، سیستم های چیلرهای تراکمی با کندانسور آبی

برج خنک کن) علاوه بر مصرفی زیاد برق، مصرف آب نسبتا زیادی نیز دارند. در چیلرهای جذبی علاوه بر مصرف زیاد آب باید به مصرف زیاد گاز نیز توجه داشت .

و) چیلرهای تراکمی دارای ابعاد و وزن کمتری نسبت به چیلرهای جذبی هم ظرفیت می باشند. بنابراین در فضای موتورخانه (سطح و ارتفاع ) میتوان صرفه جویی کرد. مساحت نصب کندانسورهای هوایی در روی بام حدود ۱/۵ برابر برج خنک کن است و وزن آن حدود ۵۰ درصد برج خنک کن خواهد بود.

ز) چیلرهای تراکمی سروصدای بیشتری از چیلرهای جذبی دارند (بخصوص نوع با کمپرسور رفت و برگشتی)، بنابراین در کاربری هایی که این دستگاه بناچار باید در مجاورت محل های آرام مانند سالن سینما، اتاق مهمانان هتل، اتاق بیماران و… نصب شود باید تمهیدات خاصی برای از بین بردن صدا و ارتعاش آنها پیش بینی گردد.

تمامی موارد ذکر شده در انتخاب یک چیلر مناسب بسیار موثر است و میتوان قبل از تهیه ی سیستم تهویه مطبوع به ایم موارد دقت داشت .

7-  ​نتیجه گیری

گزینه چیلر تراکمی با برج خنک کن با توجه به اینکه هم مصرف برق زیاد و هم مصرف آب زیادی دارد، فاقد توجیه فنی اقتصادی می باشد. در جداول ۳ و ۴ دیده میشود که هزینه سالانه مصارف آب، برق و گاز در سیستم چیلر جذبی حدود ۹۵۰۰۰۰۰۰ ریال کمتر از چیلر تراکمی با کندانسور هوایی می باشد. (مبنای محاسبات سال ۱۳۸۹ میباشد ولی در عوض، سرمایه گذاری اولیه سیستم چیلر جذبی حدود ۵۴۲۰۰۰۰۰۰ ریال بیشتر خواهد بود).

اگر سود سالانه این افزایش سرمایه گذاری با نرخ بانکی سپرده های بلند مدت محاسبه شود، مقدار آن تقریبا با افزایش هزینه های مصرف چیلر تراکمی برابر خواهد بود و بنابراین دو سیستم از نظر اقتصادی شرایط یکسانی خواهند داشت. اگر چه راندمان تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به برودت در سیستم های چیلر جذبی بیشتر از سیستم های تراکمی است زیرا در تامین برق مورد نیاز چیلرهای تراکمی راندمان تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به برق را در وضعیت فعلی میتوان ۴۰۴۵ درصد در نظر گرفت و از دیدگاه کلان کشور استفاده از چیلرهای جذبی مقرون به صرفه تر است ولی یک عامل اصلی که باید در انتخاب سیستم تولید برودت مناسب برای پروژه ها لحاظ گردد محدودیت های فنی و دسترسی به منابع آب، برق و گاز میباشد.

بنابراین انتخاب سیستم چیلر جذبی یه عنوان یک چیلر مناسب هنگامی ارجح است که :

• برق مورد نیاز چیلرهای تراکمی را نتوان تامین کرد.
• آب به مقدار کافی و خصوصیات قابل قبول در دسترس باشد و مشکل کم آبی وجود نداشته باشد.

• سوخت های فسیلی (گاز و گازوئیل) در محل به آسانی تامین باشد.
• رطوبت نسبی هوای منطقه از نظر عملکرد برج خنک کن) بالا نباشد

انتخاب سیستم چیلر تراکمی مناسب با کندانسور هوایی هنگامی ارجح است که :

• برق مورد نیاز در محل پروژه به راحتی قابل تامین باشد.
• منطقه با کم آبی مواجه باشد و با کیفیت آب موجود قابل قبول نباشد.

• تامین سوخت های فسیلی مورد نیاز چیلرهای جذبی به دشواری میسر باشد.

• رطوبت نسبی هوای منطقه زیاد باشد

به عنوان یک وظیفه اجتماعی همه موظف هستند با انتخاب یک سیستم سرمایش و گرمایش مناسب به عنوان مثال چیلر مناسب با صرفه جویی و اصلاح الگوی مصرف خود، این امکان را فراهم آورند تا تمام مردم بتوانند از آب استفاده کنند. اعداد و ارقامی که ارائه شد نشان میدهد که به ازای هر متر مربع زیر بنای یک ساختمان تجاری اداری که فقط ۱۲ ساعت در شبانه روز کار می کند .

در طول فصل گرمای هر سال حدود ۵۰۰ تا ۶۵۰ لیتر آب توسط برج خنک کن مصرف می گردد. وقتی زیر بناهای ساختمان هایی که در حال حاضر و بعضا به صورت ۲۴ ساعته در شهر تهران تحت پوشش سیستم های تولید برودت توسط چیلرهای جذبی با تراکمی با برج خنک کن هستند (بالغ بر چندین میلیون متر مربع) را در نظر بگیریم، آنگاه تاثیر انتخاب سیستم های تولید برودت علی الخصوص انتخاب یک چیلر مناسب در کم آبی مشهود تر خواهد بود، تحلیل مشابهی را نیز میتوان در مورد کولرهای آبی انجام داد.                           

اگر تعداد کولرهای آبی سطح تهران (منازل مسکونی و ساختمانهای اداری تجاری) را ۸۰۰ هزار دستگاه و مصرف آب هر کولر را در شبانه روز ۱۰۰ لیتر در نظر بگیریم، مصرف روزانه کولرهای آبی سطح شهر تهران حدود ۸۰ هزار متر مکعب خواهد بود. با توجه به مشکل کم آبی شهر تهران و ساختمان های بزرگ و عمومی ای که در نقاط مختلف شهر در حال ساخت هستند باید در انتخاب سیستم های تولید برودت با دقت بیشتر و رعایت تمام جوانب تصمیم گیری کرد تا مبادا آبی که شاید تامین آن برای مصارف اضطراری و بهداشتی در آینده به دشواری صورت پذیرد را امروز با سهل انگاری و مصرف غیر ضروری آن در برجهای خنک کن و کولرهای آبی هدر نداده باشیم، به یاد داشته باشیم که کمبود برق را با ساخت نیروگاه های جدید میتوان تامین کرد ولی کمبود آب قابل جبران و جایگزینی نیست .

منابع

[1]، جعفر کاظمی فرزاد، نیکخو مسعود، سرمایش خود به خودی و معماری سنتی ایران ماهنامه تهویه و تبرید شماره ۲۵ آبان ۱۳۸۵

[2]. Wang S.K and Lavan Z. “Air conditioning and refrigeration “Mechanical engineering handbook Ed. Frank kreith Bocaraton :CRC press LLC. 1999

(3). Kevin D. Rafferty. P.E. Geo Heat center Klamath Falls. OR. 7601. chapter 13. Absorption refrigeration