مزایای چیلر تراکمی و مقایسه آن با چیلر جذبی
مطالعه کاربردی مزایا و محدودیت های چیلرهای تراکمی و جذبی به همراه ارائه مدل
نویسندگان :
محمدمهدی امیری
استادیار، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران
مقدمه
چیلردستگاهی است که حرارت را از مايع (معمولا آب) بر اساس سیکل تبرید تراكم بخار یا جذبی می زداید. از این مایع برای خنک کاری هوا و با خنک کاری دستگاه ها استفاده شود که معمولا به صورت سیکل و درون یک مبدل حرارتی جریان دارد. توجه به عوامل گوناگونی که در میزان مصرف انرژی گرمایشی و سرمایشی ساختمان نقش دارند، در ارائه راهکارهای صرفه جویی در بخش ساختمان و کاهش مصرف انرژی در بخش خانگی، تأثیر فراوانی می گذارد.
بررسی های صورت گرفته در کشور بیانگر این واقعیت میباشد که بخش خانگی با مصرف بیش از ۴۰ از کل انرژی مصرفی کشور، بالاترین سهم را در میان سایر بخش های اقتصادی به خود اختصاص داده، که از این میان بیشترین میزان مصرف مربوط به گاز طبیعی و بیشترین ارزش انرژی مصرفی مربوط به نفت سفید بوده است . شرایط اقلیمی و آب و هوایی، معماری ساختمان، مصالح ساختمان، راندمان سیستم های گرمایشی و سرمایشی، انتخاب صحیح تجهیزات و همچنین کنترل سیستم های تهویه مطبوع از عوامل مؤثر در میزان مصرف انرژی در ساختمان محسوب می شوند.
بررسی چیلرهای تراکمی و جذبی از دیدگاه انرژی همواره مورد علاقه مهندسین و دست اندرکاران صنعت ساختمان بوده است. میلانی و همکاران در تحقیقی که انجام دادند، به این نتیجه رسیدند که چیلرهای جذبی را تنها در مواقعی باید به کار برد که منابع رایگان انرژی مانند خورشید و زمین گرمایی در دسترس باشد .
نوروزی روی راندمان چیلرهای جذبی تک اثره کار کرد و تأثیر دماهای اجرای سیکل را بر روی راندمان نشان داد. عابدی و همکاران به مقایسه فنی و اقتصادی چیلر تراکمی پیچی و جذبی تک اثره پرداختند و میزان انرژی مصرفي، فضای موردنیاز و هزینه های اولیه و راهبری آنها را مورد مطالعه قرار دادند. دینگک و ایلری سطح تبخیر کننده و چگالنده و بازده متراکم کننده را به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته و با استفاده از آنالیز اگزرژی چرخه را بهینه کردند.
مروتاس و همکاران یک مدل محاسباتی بر اساس اگزرژی برای تعیین افت فشارها و بازده قانون دوم و ضریب عملکرد ارائه کردند که بدون در نظر گرفتن هزینه ها و صرفا از طریق محاسبات ترمودینامیکی بود. سلباس نیز از روش ضرایب لاگرانژ جهت بهینه سازی سیستم های حرارتی استفاده کرد. وی در روش خود تابع هزینه را به عنوان تابع هدف انتخاب نمود که نکته مشترک اغلب پژوهش های انجام شده است.
او دریافت که تحليل اگزرژی سیستم های حرارتی نیز در بهینه سازی این سیستم ها دارای اهمیت می باشد و به کمک اتلاف اگزرژی می توان عملکرد سیستم های اولیه و بهینه شده را مقایسه نمود. هم اکنون در بسیاری از کشورهای پیشرفته دنیا از چیلرهای جذبی استفاده بسیاری می گردد. ولی استفاده از این چیلرها عموما جهت بازیابی حرارت مازاد و پرت نیروگاه ها، کوره ها و پروژه های CCHP تولید سرمایش، گرمایش و برق توأمان) و با استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی زمین گرمایی می باشد و کمتر جهت کارکرد این چیلرها از انرژی حاصل از سوختن گاز طبیعی استفاده می گردد.
از جمله دلایل کاربرد محدود چیلرهای جذبی درمواردی غیر از موارد فوق الذكر و استفاده از چیلرهای تراکمی بطور گسترده در ساختمان های این کشورها، می توان به ضریب عملکرد پایین چیلرهای جذبی، ارزش بسیار بالاتر گاز طبیعی در مقایسه با برق و نيز آلایندگی زیست محیطی بیشتر چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای تراکمی اشاره کرد و مزایای چیلر تراکمی و در مقابل مزایای چیلر جذبی را بیان نمود . متأسفانه در کشور ما با توجه به قیمت بسیار غیر واقعی گاز نسبت به برق روز به روز استفاده از چیلرهای جذبی با مصرف گاز طبیعی در ساختمان ها در حال توسعه است بطوریکه مزایای چیلر تراکمی به دست فراموشی سپرده شده است .
کاربرد چیلرهای جذبی با استفاده از گاز طبیعی زمانی غیر منطقی تر است که این چیلرها در ساختمان های اداری و آموزشی به کار روند. بعضا توجیه می شود که استفاده و با جایگزین کردن چیلرهای جذبی به جای چیلرهای تراکمی در ساختمان های اداری و آموزشی کشور، جهت کاهش مصرف برق و پیک زدایی از شبکه برق در تابستان می باشد.
در این مقاله یک ساختمان مسکونی با بار برودتی ۱۱۱۱ تن تبرید در تهران مورد مطالعه قرار داده شد. چهار نوع چیلر تراکمی سانتریفیوژ دور ثابت و دور متغیر، جذبی شعله مستقیم و پیچی برای تأمین بار برودتی ساختمان در نظر گرفته شد و سیستم سرمایش بر مبنای این ۴ نوع چیلر، طراحی شد. میزان مصارف انرژی هر سیستم، هزینه های مصارف انرژی هر سیستم، هزینه خرید و نصب تجهیزات محاسبه شد و مورد مقایسه قرار گرفت.
لازم به ذکر است که در این ساختمان، امکان طراحی سیستم سرمایشی ساختمان بر اساس تمامی ۴ نوع چیلر برای تأمین بار برودتی امکان پذیر بوده است. هدف از انجام این پروژه برآورد دقیق بار برودتی می باشد که از دو روش دستی و محاسبات از طریق نرم افزار بدست آمده تا با مقایسه جوابها و بارهای محاسبه شده از هر دو طریق بتوان مقدار مناسب و صحیح را انتخاب کرد و با استناد به داده های بدست آمده، تجهیزات سرمایشی مناسب را به صورت صحیح و کاملا اقتصادی انتخاب نمود.
2- بررسی چیلرها
از چیلرها برای تأمین برودت مورد نیاز در پروژه های بزرگ به عنوان یک گزینه ارزشمند و اقتصادی به راحتی نمی توان چشم پوشید. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی، تولید سرما می کنند، لذا بسته به شرایط آب و هوایی، منطقه جغرافیایی، هزینه انرژی مصرفی، هزینه تأمین آب و … تنها استفاده از برخی از انواع چیلرها وجود خواهد داشت.
کاربرد اصلی چیلر جذبی عموما جهت بازیابی حرارت مازاد و پرت نیروگاهها، کوره های القایی و …، جهت پروژه های (CCHP تولید سرمایش، گرمایش و برق توأمان) و یا استفاده از انرژی های تجدیدپذیر مانند انرژی زمین گرمایی و خورشید بوده و کمتر جهت راه اندازی این چیلرها از انرژی حاصل از سوزاندن مستقیم گاز طبیعی استفاده می گردد.
با توجه به قیمت پایین تر گاز نسبت به برق و عدم شناخت صحیح مهندسین از کاربرد اصلی چیلر جذبی، استفاده از چیلرهای گازسوز در کشور توسعه یافته است که این موضوع علاوه بر آلوده سازی هوای شهرها، سبب هدرروی و استفاده نامناسب از این انرژی ارزشمند شده است. چیلرهای جذبی دستگاه هایی هستند که بر اساس جذب و دفع مبرد (آب) توسط ماده جاذب (لیتیم برماید) به ترتیب در بخش های جاذب (ایزورپر) و ژنراتور توانایی ایجاد برودت (تولید آب سرد) در بخش اواپراتور را بر اثر تبخیر مبرد دارند، که البته برای کامل شدن سیکل تبرید نیاز به یک منبع دمایی نسبتا پایین (آب خنک کننده ) در بخش کندانسور برای تقطير مبرد دارند.
چیلرهای جذبی برای فرآیند ایجاد سرمایش به یک منبع انرژی گرمایی نیاز دارند که در چیلرهای جذبی شعله مستقیم این منبع انرژی حرارتی از احتراق گاز داخل ژنراتور دستگاه ایجاد می گردد. چیلرهای جذبی دو اثره از دو ژنراتور، ژنراتور دما بالا و ژنراتور دما پایین برای افزایش بازده بهره می برند. چیلر جذبی مورد نظر دارای ۱۱۳ = Cop در رده بالاترین ضریب عملکرد بین چیلرهای جذبی موجود در بازار ایران با احتساب ارزش حرارتی گاز ایران است.
ضریب عملکرد COP‘ بیانگر راندمان دستگاه های سرمایشی و گرمایشی سیکل تبرید مانند چیلر، پکیج روف تاپ، پمپ حرارتي VRF ، GHP اسپلیت کولر گازی و غیره است. ضریب عملکرد COP با نسبت توان حرارتی گرفته شده از هوای فضای مورد نظر، آب با هر سیال دیگری به توان الکتریکی ورودی به دست می آید. ضریب عملکرد همان راندمان ماشین ها بوده ولی مقدار آن از ٪100 بیشتر است و اگر مقدار آن برای دستگاهی کمتر از ۱۰۰ باشد آن دستگاه به درستی کار نخواهد کرد.
چیلرهای تراکمی یک سیکل ساده تبرید با چهار بخش اصلی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط است که بر اساس سیکل تبرید کارنو کار می کند. کمپرسور که بخش اصلی دستگاه است می تواند از نوع رفت و برگشتی، دوار (اسکرال، اسکرو و…) یا سانتریفوژ بوده که در بین کمپرسورها، کمپرسور نوع اسکرو دارای بالاترین راندمان است.
در نوع Twin Screw به دلیل کاهش قطعات مکانیکی نسبت به انواع دیگر کمپرسور عمر مفید دستگاه در حد قابل توجهی افزایش یافته است. چیلرهای تراکمی مورد مقایسه در این مقاله از نوع Twin screw با سیستم کنترل ظرفیت پیوسته بوده و دارای ضریب عملکرد ۲٫۵ = Cop هستند، که این مقدار نیز در بین چیلرهای تراکمی کم نظیر است و این یکی از مزایای چیلر تراکمی می باشد . همچنین استفاده از کمپرسور اسکرو و مبدل های صفحه ای، ابعاد این چیلر را به میزان زیادی کاهش داده است. در جدول ۱، انواع چیلرهای جذبی و تراکمی از نظر راندمان، ظرفیت و قابلیت ذخیره انرژی مورد مقایسه قرار گرفته است.
چیلرهای تراکمی راهبری بسیار ساده تری دارند و این مورد نیز یکی دیگر از مزایای چیلر تراکمی میباشد . به علت اینکه سیستم فشرده سازی گاز، الکتریکی است، کنترل بیشتری می توان روی فرایند داشت و می توان در حالت پاره بار با تمهیداتی، راندمان را بالا برد. در حالی که در چیلرهای جذبی در حالت نیمه بار، راندمان افت می کند. راه اندازی چیلرهای جذبی زمان و هزینه بیشتری دارد و همین امر مزایای چیلر تراکمی را بر هر کسی ثابت می نماید . تنظیم مشعل به کمک آنالیزور گاز، بسیار وقت گیر و نیازمند فرد متخصص است و عدم تنظیم صحیح مشعل، باعث تولید گازهای نسوخته، کاهش راندمان احتراق، ايجاد آلودگی و مصرف سوخت بیشتر می شود.
جهت تأمین انرژی حرارتی چیلرهای گازسوز، نیازمند گازکشی در سطح شهر و ساختمان هستیم که خطرات این مسئله در هنگام وقوع حوادث طبیعی با توجه به قرارگیری کشور روی گسل های فعال، غیر قابل تصور است.
چون چیلرهای جذبی به کمک حرارت، تولید برودت میکنند، لذا حجم بسیار بالایی از حرارت در داخل ماشین موجود است که برای ادامه کارکرد دستگاه باید از دستگاه خارج شود. به علت حجم بسیار بالای این حرارت ناگزیر به استفاده از سیستم آب خنک هستیم. برای تأمین این آب، از برجهای خنک کن که بر مبنای سرمایش تبخیری کار میکنند استفاده می کنیم.
در سیستم های تبخیری، به علت حجم بسیار بالای تبخیر آب، هزینه بسیار بالایی برای تأمین آب از دست رفته به مصرف کننده اعمال می شود. لازم به ذکر است که تبخیر آب باعث به جا گذاشتن رسوبات در داخل برج خنک کن می شود که منجر به تغيير دائمی کیفیت و افزایش سختی آب در حین کارکرد می شود.
مضافا که هزینه های تأمین آب نرم و جداسازی رسوبات، تأسیسات جداگانه ای را می طلبد که هزینه های نصب و بهره برداری را به شدت افزایش می دهد. در حالی که در چیلرهای تراکمی به علت ماهیت مکانیکی عمل فشرده سازی، حجم بسیار کمتری از حرارت تولید می شود که منجر به کاهش سایز برج خنک کن، پمپ ها و تأسیسات نرم سازی آب می شود. تفاوت اصلی چیلرهای تراکمی در کمپرسور مورد استفاده در آن است. کندانسور چیلرهای تراکمی به دو صورت هوا خنک و آب خنک ساخته می شوند. نوع کندانسور تأثیر اساسی در طراحی چیلر دارد. کندانسورهای هوا خنک، حرارت مبرد در گردش در داخل کویل را به هوا منتقل می کنند.
ضریب انتقال حرارت جابجایی روی کویل به دبی هوای در حال گذر از روی کویل و دمای خشک منطقه بستگی دارد. به دلیل تغییر دمای خشک در طول روز، میزان حرارت قابل انتقال، تغییر می کند که باعث کاهش COP چیلر در طول روز می شود. در کندانسورهای آب خنک به دلیل اینکه در سمت بیرون آب جریان دارد، ضریب انتقال حرارت بالاتر است و لذا در ظرفیت یکسان چیلر، اندازه کندانسور آب خنک کوچک تر است و پا با در نظر گرفتن اندازه اولیه کندانسور، به دلیل کاهش دبی جرمی مورد نیاز در کندانسور، سایز کمپرسور کوچکتر می شود.
به دلیل اینکه می توان به کمک کندانسور آب خنک به دمای پایین تری رسید، لذا فشار تخلیه کمپرسور کمتر می شود که این مسئله منجر به کوچکتر شدن کمپرسور، کاهش مصرف برق، بالا رفتن COP سیکل، افزایش عمر کمپرسور و افزایش قابلیت اعتماد سیستم می شود. به طور معمول ۲ عامل طراح را ملزم به انتخاب کندانسور هوا خنک می کند. هزینه های تهیه آب نرم و دمای مرطوب منطقه که امکان کارکرد برج خنک کن را نمی دهد.
البته باید در نظر داشت که دمای خشک بالای منطقه، امکان استفاده از کندانسور هواخنک را نیز سلب می کند. در جدول ۲ مشخصات فنی چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی شعله مستقیم دو اثره در سه ظرفیت مورد نظر آورده شده است .
در حالت کلی برای انتخاب یک نوع چیلر پارامترهای متعددی تأثیرگذار است. پارامترهایی چون قیمت انرژی، هزینه نگهداری، عمر مفید تجهیزات، زمان و ترتیب روشن و خاموش شدن، ارتباط بین سرمایش و گرمایش در سیستم، اندازه، تجهیزات پیرامونی، هزینه نصب، هزینه بیمه و مالیات دستگاه، هزینه انرژی مصرفی، هزینه تأمین آب برج خنک کن و آب در گردش در سیستم و هزینه های سختی گیری از آب از آن جمله اند.
به دلیل اینکه در اکثر ساعات روز، بار ساختمان کمتر از بار زمان پیک می باشد، لذا نحوه کارکرد چیلر در حالت پاره بار، در هنگام انتخاب نوع چیلر، باید در نظر گرفته شود. در کمپرسورهایی که بار را به طور منقطع دنبال میکنند مانند کمپرسورهای رفت و برگشتی، برای هماهنگی بین چیلر و بار، مجبور به استفاده از کنارگذر هستیم. کنارگذر باعث تلف شدن انرژی در سیستم می شود و لذا COP این سیستم ها در حالت پاره بار کاهش می یابد. کمپرسورهای رفت و برگشتی، اسکرال، روتاری از این دسته اند.
در کمپرسورهایی که بار را به طور پیوسته می توانند دنبال کنند، در حالت پاره بار، به دلیل کاهش دبی در گردش مبرد در سیکل، کار مصرفی کمپرسور کاهش می یابد و لذا COP افزایش می یابد. کمپرسورهای سانتریفیوژ و اسکرو از این دسته اند. در کمپرسورهای سانتریفیوژ از طریق کاهش دبی ورودی کمپرسور و در کمپرسورهای اسکرو از طریق اسلايد ولو اینکار را انجام می دهند اهمیت میزان COP در حالت پاره بار قبلا ذکر گردید. در استاندارد550 / (40 -98 ARI برای مشخص کردن میزان متوسط این عدد در طول روز از معیاری به اسم IPLV استفاده نموده اند. لازم به ذکر است که ضرایب این رابطه تابع شرایط اقلیم است و برای شهر تهران این رابطه به شکل زیر نوشته می شود .
3-نتایج عددی و بحث
در اینجا برای بهتر مشخص شدن مزایای چیلرهای تراکمی سانتریفیوژ دور متغیر نسبت به سایر چیلرها در تناژهای بالای ۵۱۱ تن تبرید، یک ساختمان مسکونی با بار برودتی ۱۱۱۱ تن تبرید در تهران مورد مطالعه قرار داده شد. چهار نوع چیلر تراکمی سانتریفیوژ دور ثابت و دور متغیر، جذبی شعله مستقیم و پیچی با ظرفیت واقعی ۱۱۱۱ تن تبرید برای مقایسه در نظر گرفته شد. برای محاسبه بار از نرم افزار کریر استفاده گردید و روز اول مرداد به عنوان گرم ترین روز سال در نظر گرفته شد.
میزان بار برودتی زمان پیک و بار ۲۴ ساعت ساختمان را از نتایج کریر استخراج کرده و برای کاهش اثر مقدار عددی بار در محاسبات انرژی، بار هر ساعت را نسبت به بار زمان پیک بی بعد کرده و به صورت درصد بیان کردیم. سپس بر اساس بار زمان پیک و نوع چیلر، سیستم تهویه مطبوع مربوطه طراحی گشت و تجهیزات متناسب با آن انتخاب گردید.
در اینجا به دلیل اینکه هزینه های مربوط به فضا و فونداسیون دستگاه ها بستگی به پارامترهای متعددی دارد، لذا تنها مقدار فضای اشغالی و وزن دستگاهها مورد بررسی قرار گرفته است. مجموع مصارف انرژی برق، گاز و آب هر سیستم به طور جداگانه محاسبه شد و در نهایت با یکدیگر مورد مقایسه قرار گرفت.
در اینجا نیز برای بهتر مشخص کردن میزان مصرف انرژی، آنها بر حسب بیشترین مقدار بی بعد کرده و به صورت درصد بیان کردیم. همچنین برای این پروژه، هزینه های خرید و نصب برای هر کدام سیستم ها بر اساس قیمت های سال ۹۱ محاسبه شد و مورد مقایسه قرار گرفت. بخشی از تجهیزات مانند فن کویل ها و لوله کشی بین فن کویل ها در چهار نوع سیستم یکسان است.
لذا این تجهیزات از مقایسه حذف شد و تنها تجهیزات غیر مشترک در نظر گرفته شد. مدت زمان کارکرد هر سیستم به صورت یک دوره ۱ روزه و ۲۴ ساعت کار در نظر گرفته شد. باید توجه داشت که میران بار برودتی ساختمان نمونه در طول یک شبانه روز، برابر سطح زیر شکل ۱ ضرب در ۱۱۱۱ تن تبرید است. با توجه به IPLV هر ماشین در طول یک روز می توان مقدار انرژی مصرفی هر ماشین برای تولید این میزان انرژی برودتی را بدست آورد.
مجموع مصارف برقی هر سیستم شامل مصارف پمپ ها چیلر و فن برج خنک کن در نظر گرفته شده است. مجموع مصارف آبی هر سیستم نیز شامل آب جبرانی و بلودان است. در شکل ۱ نموداری از استاندارد ASHRE آورده شده است. حالت مطلوب و بهینه مصرف انرژی برای یک فضا می بایست شبیه به این نمودار باشد که در سال ۱۹۹۴ بدست آمده است.
همانطور که از شكل 1 مشخص است. تنها در ۲۵% ساعات روز در ۸۰% الى 100درصد بار کل قرار داریم و ۷۵% ساعات روز در زیر ٪۸۰ ظرفیت چیلر را نیاز داریم. لذا اهمیت میزان COP ماشین در حالت پاره بار، خود را به خوبی مشخص می کند. در استاندارد ARI برای چیلرهای مختلف میزان COP برحسب میزان پاره بار مشخص گردیده است. یکی از پارامترهای مهمی که باید در مسیر ساخت چیلر جذب سطحی انتخاب شود قطر ذرات جاذب است.
همان طور که در شکل ۲ مشاهده می شود یک مقدار بهینه برای زمان سیکل نسبت به قطر ذرات جاذب برابر ۲۰۰۰ ثانیه در قطر ۰٫۳۷ میلی متر وجود دارد که البته باید توجه شود این مقدار وابسته به پارامترهای زیادی مانند نوع ذرات جاذب و سیال جذب شونده و ارتفاع فين است اما رفتار کلی یکسان است. با کاهش قطر ذرات، فضای خالی بین ذرات جاذب کاهش یافته و این باعث می شود سیال عامل جذب یا احیا شده مسپر سخت تری را از بین ذرات طی نماید و در واقع مقاومت انتقال جرم برون ذرهای افزایش یابد که این امر باعث افزایش زمان سیکل خواهد شد. با افزایش قطر ذرات جاذب، مقاومت درون ذره ای افزایش یافته و باعث می شود سیال عامل با سرعت کمتری در ذرات جاذب جذب یا احیا شود که این امر باعث افزایش زمان سیکل خواهد شد.
در بررسی عملکرد و فرایند طراحی چیلر جاذب سطحی دو پارامتر ضریب عملکرد (COP) و ظرفیت سرمایش مخصوص (SCP) اهمیت زیادی دارند که طبق رابطه (۲) و (۳) محاسبه می شوند.
ظرفیت سرمایش با افزایش قطر ذرات چادب مقادیر کمی کاهش می یابد. دلیل این امر آن است که در مرحله سوم و چهارم که عمل جذب انجام می شود ذراتی که به لوله فلزی نزدیک تر هستند دارای فشار کمتری نسبت به سطح مشترک بین بستر و محفظه هستند. این اختلاف فشار داخل بستر در قطر ذرات کوچکتر بیشتر است و چون با کاهش فشار مقدار جذب تعادلی کاهش می یابد مقادیر بیشتری از بخار موجود در محفظه و اواپراتور جذب در ذرات جاذب شود و تا حدی ظرفیت سرمایش افزایش می یابد.
این امر باعث میشود ضریب عملکرد در قطر ذرات کوچکتر مقدار کمی بیشتر شود. همان طور که بیان شد زمان سیکل دارای یک مقدار کمینه است و ظرفیت سرمایش با تغيير قطر ذرات جاذب تغییر کمی دارد. جرم ذرات جاذب نیز تقریبا ثابت است بنابراین ظرفیت سرمایش مخصوص بیشتر تحت تأثیر زمان سیکل قرار دارد و همانطور که در شکل ۳ مشاهده می شود دارای یک مقدار حداکثر برابر W / kg۲۵۰ در قطر ذره ۰٫۳۷ میلی متر است .
4-مقایسه فنی و اقتصادی
چیلر تراکمی اسکرو، به علت استفاده از دو دستگاه چيلر با ظرفیت ۲۰۲ تن تبريد بالا تر از چیلر جذبی شعله مستقیم بوده در حالی که اختلاف هزینه های جاری بین دو سیستم ناچیز است، بنابرین به نظر می رسد استفاده از چیلرهای تراکمی در شرایط فعلی و با توجه به تعرفه های آب، برق و گاز تا ظرفیت ۲۰۰ تن تبرید دارای صرفه اقتصادی بوده و البته مقایسه بین چیلرهای مذکور، تنها در صورتی قابل انجام است که امکان انتخاب تمامی این ۲ نوع چیلر موجود بود، در غیر این صورت مقایسه و نتیجه گیری در مورد نوع خاصی، صحیح نیست.
پارامترهای قیمت انرژی، هزینه نگهداری، عمر مفید تجهیزات، اندازه، تجهیزات پیرامونی، هزینه نصب، هزینه بیمه و مالیات دستگاه، هزینه انرژی مصرفی، هزینه تأمین آب برج خنک کن و آب در گردش در سیستم و هزینه های سختی گیری از عوامل محدودکننده امکان استفاده از انواع چیلرها هستند.
با توجه به هزینه های بالای انرژی و هزینه های بسیار بالایی که آلایندگی تجهیزات سرمایشی و گرمایشی به کشور وارد می کند، لازم است مهندسین و دست اندرکاران صنعت تهویه مطبوع، ضمن در نظر گرفتن سیاست های کلان کشور در زمینه انرژی، محاسبات هزینه های اقتصادی طرح را قبل از انتخاب تجهیزات انجام دهند و بر اساس آن اقدام به انتخاب تجهیزات و تهیه طرح خود نمایند. همچنین بهترین مبنای مقایسه راندمان سیستم ها IPLV است چرا که COP تنها در یک نقطه بیان شده و نشان دهنده کارکرد ماشین در بارهای جزئی نیست. همچنین به نظر می رسد، لازم است دولت محترم در سیاست خود مبنی بر دادن یارانه برای دارندگان چیلرهای جذبی تجدید نظر کند.
هزینه اولیه در ظرفیت های ۵۰ تا ۲۰۰ تن تبرید، در چیلرهای جذبی به طور میانگین ۵۰ برابر بیشتر از چیلرهای تراکمی می باشد. هزینه اولیه در ظرفیت های ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ تن تبرید، در چیلرهای تراکمی به طور میانگین 8%بیشتر از چیلرهای جذبی می باشد ( در صورت استفاده از چیلرهای سانتریفوژ با چیلرهای با ظرفیت بالاتر و تعداد کمتر، هزینه اولیه چیلرهای تراکمی کمتر از جذبی خواهد شد). در چیلرهای جذبی هزینه ماهانه مصرف آب در هر دو بخش مسکونی و آموزشی به طور میانگین دو برابر چیلرهای تراکمی است که با شرایط بحران آب قابل تأمل می باشد و در صورت استفاده از چیلرهای تراکمی هوایی این مشکل بر طرف خواهد شد.
5-نتیجه گیری
در چیلرهای تراکمی هزینه ماهانه مصرف برق در هر دو بخش خانگی و آموزشی به طور میانگین ۶٫۵ برابر چیلرهای جذبی است. هزینه های جاری چیلرهای جذبی در ساختمانهای مسکونی به طور متوسط دو و نیم برابر چیلرهای تراکمی اسکرو می باشد. هزینه های جاری چیلرهای جذبی در ساختمان های آموزشی به طور متوسط یک و نیم برابر چیلرهای تراکمی اسکرو می باشد.
هزینه ماهانه تعمیر و نگهداری در ظرفیت های ۵۰ تا ۲۰۰ تن تبرید، در چیلرهای جذبی به طور میانگین 5% بیشتر از چیلرهای تراکمی می باشد. هزینه ماهانه تعمیر و نگهداری در ظرفیت های ۴۰۰ تا ۱۰۰۰ تن تبرید، در چیلرهای تراکمی به طور میانگین 5% بیشتر از چیلرهای جذبی می باشد در صورت استفاده از چیلرهای سانتریفوژ یا چیلرهای با ظرفیت بالاتر و تعداد کمتر، هزینه ماهانه تعمیر و نگهداری چیلرهای تراکمی کمتر از جذبی خواهد شد.
در صورت استفاده از سیستم های تولید همزمان برق و حرارت (CHP) می توان از چیلرهای تراکمی استفاده نمود که راندمان بالاتری خواهد داشت. با توجه به این که امکان تولید برق از روش های متعددی نظیر انرژی خورشیدی، باد، آب و … وجود دارد لذا در صورت سرمایه گذاری در این زمینه ها، با استفاده از سیستم های تراکمی، آلودگی های زیست محیطی را کاهش دادو از مزایای چیلر تراکمی بهره جست . بایستی از گاز به منظور تولید محصولات استفاده کرد و از صرفا مصرف کردن آن خودداری نمود زیرا در صورت مصرف بی رویه، قابل تولید مجدد نمی باشد. در ساختمان های با کاربری منقطع (آموزشی، اداری و ۰۰۰) چون امکان خاموش کردن چیلرهای جذبی وجود ندارد، مصرف انرژی بالاتر از چیلرهای تراکمی می باشد.
دیدگاهتان را بنویسید