ظرفیت اسمی و واقعی چیلر چیست ؟

ظرفیت اسمی چیلر به حالتی گفته می‌شود که دستگاه مورد نظر تحت شرایط خاصی مورد آزمایش قرار گرفته و معمولاً در کاتالوگ ها و بروشور ها درج می شوند و با ظرفیت واقعی چیلر که باید در شرایط آب و هوایی خاص کار کند متفاوت است.

برای مثال شرایط تست نامی در کشور آمریکا شامل دمای محیطی ۳۵ درجه سانتی گراد دمای آب ورودی ۱۳ درجه و دمای آب خروجی ۷ درجه سانتی گراد است. در کشورهای اروپایی این موارد شامل دمای محیطی ۲۵ درجه دمای آب ورودی ۲۰ درجه و دمای آب خروجی ۱۵ درجه سانتی گراد می باشد.

به طور کلی ظرفیت اسمی چیلر بر اساس استانداردهای مانند  ANSI ، AHRIتحت شرایطی خاص تست می شود تعیین می گردد. برای مثال در استاندارد AHRI دمای هوای محیط ۳۵ درجه دمای هوای خشک ۲۷ درجه و دمای هوای تر ۲۰ درجه سانتیگراد در نظر گرفته می شود. این در حالی است که اگر هم این چیلرها بخواهند در شرایط محیطی خاص مورد استفاده قرار بگیرد و ظرفیت واقعی کارکرد آنها کمتر یا بیشتر از ظرفیت اسمی آنها خواهد بود‌.

برای مثال یک چیلر با ظرفیت اسمی ۳ تن تبرید را در نظر بگیرید که در شرایط آزمایشگاهی اروپایی طراحی ساخت و آزمایش می شود‌. اگر این چیز در شرایط واقعی در محیطی با دمای ۳۵ درجه کار کند و دمای آب ورودی به آن ۱۳ درجه و دمای آب خروجی از آن ۷ درجه باشد ظرفیت واقعی آن ۲.۲ تن تبرید خواهد بود و این یعنی اینکه چیلر مورد نظر با حدودا ۲۵ درصد کمتر از ظرفیت اسمی خود کار خواهد کرد‌.

زمانی که چیزی را برای کاربردی خاص سایز می‌کنید باید نسبت به این موضوع اطمینان حاصل کنید که چیلر بتواند در بدترین شرایط ممکن با حداکثر ظرفیت کار خود را به خوبی انجام دهد. مشتریان ممکن است که دچار اشتباه شده و برای چنین شرایطی برنامه خاصی نداشته باشد و چیزهای مورد نیاز خود را بر اساس اطلاعات موجود در کاتولوگ که بر اساس ظرفیت اسمی چیلر درج شده‌اند انتخاب کنند که در نهایت منجر به خرید چیلری با سایزینگ نامناسب شده و در شرایط واقعی سیستم را دچار مشکل می کنند.

معمولاً در مجامع علمی و فروشگاه های دستگاه های صنعتی از همین اسم ظرفیت چیلر برای معرفی دستگاه استفاده می شود در صورتی که هم فروشنده ها و هم خریداران می دانند که این دو در حقیقت یکسان هستند. در محاسبه ظرفیت چیلر نیازی نیست از کاربردهای آن و یا نوع آن اطلاعی داشته باشید.

تعیین ظرفیت چیلر به کمک سه متغیر کلی انجام می گیرد :

• دمای آب ورودی به ساختمان چیلر

• دمای آب خروجی از ساختمان چیلر و دمای مورد نیاز

• شدت جریان آب در ساختمان چیلر

در محاسبۀ ظرفیت چیلر بیشتر مواقع از سیستم متریک استفاده نشده و از سیستم امریکایی بهره گرفته می شود. برای مثال تفاوت دمای آب باید بر حس درجۀ فارنهایت بیان شود و شدت جریان آب نیز اغلب بر حسب گالن بر دقیقه محاسبه می گردد. فرمول کلی تعیین و محاسبه ظرفیت چیلر به قرار زیر است:

Q=Cp*p*V*dT

در فرمول فوق Q  نشان دهندۀ ظرفیت چیلر است

 Cp ظرفیت گرمایی ویژه آب است؛ که در سیستم امریکایی واحد آن Btu/lb.F  است

P  نیز چگالی آب است که در واحد امریکایی 33 بوده و واحد آن پوند بر گالن (lb/gallon)  است

V  نیز دبی حجمی آب چیلر است و در سیستم امریکایی بر حسب گالن بر ساعت تعریف می‌ شود

 dT نیز که اختلاف دمای آب یا سیال در زمان ورود و خروج از سیکل چیلر است.

مثالی برای شرح چگونگی و نحوه محاسبه ظرفیت چیلر

طبق فرمول بالا مشخص است که محاسبه ظرفیت چیلر خیلی کار سختی نیست و تنها باید با جایگزاری چند عدد آن را انجام داد. تنها نکتۀ این محاسبات دقت در واحدهای هر متغیر است که در بالا شرح داده شد. حال فرض کنید می خواهید ظرفیت چیلری را محاسبه کنید که شدت جریان آب در آن چهل گالن بر دقیقه بوده و دمای ورود و خروج آن نیز هفتاد و پنجاه و هشت درجه فارنهایت است.

محاسبات در چند مرحله پیگیری می شود. در ابتدا اختلاف درجه حرارت را محاسبه می کنیم؛ که در این مثال مساوی است با دوازده درجه فارنهایت. دیگر اعداد مورد نیاز نیز که مشخص است.

پس فرمول محاسبه ظرفیت چیلر بدین شکل است :

Q=1*8.33*60*40*12=239904 Btu/hr

حال اگر بخواهید ظرفیت چیلر را بر حسب تن تبرید نیز به دست بیاورید  کافی است عدد به دست آمده را به عدد 12000 تقسیم کنید. که حاصل در مثال فوق 19/9 تن تبرید خواهد بود.

نکته : در تعیین سایز چیلرها علاوه بر در نظر گرفتن ظرفیت چیلر، حدود بیست درصد نیز اورسایز (Over Size) در نظر گرفته می شود. پس عدد بالا را بایستی در 1/2 نیز ضرب کرد؛ که عدد 23/9 به دست خواهد آمد.

فرمول محاسبه ظرفیت چیلر بر اساس سیستم متریک

اگر بخواهید ظرفیت چیلر را بر اساس سیستم متداول متریک انجام دهید و از اعداد عجیب و غریب استفاده نکنید، لازم است تمام موارد بالا را به دقت تبدیل نمایید؛ برای مثال تفاوت دمای ورود و خروج آب معمولاً بر حسب کلوین (K) محاسبه می شود و چگالی آب نیز بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب بیان می شود. ظرفیت گرمایی ویژه آب نیز بایستی بر حسب کیلوژول بر کیلوگرم کلوین بیان شود. (Kj/Kg.K) اگر از واحدهای گفته شده استفاده کنید، ظرفیت چیلر نیز بر حسب کیلووات محاسبه خواهد شد.

البته می توانید پس از انجام محاسبات نیز این تبدیلات را به کار ببرید  برای مثال جهت تبدیل کیلووات به بی تی یو بر ساعت، می توانید آن را در عدد 3412 ضرب کنید.

 عوامل مهم در تعیین ظرفیت چیلر

• ارتفاع از سطح دریا

هرچه ارتفاع از سطح دریا بالا تر باشد غلظت هوا کمتر شده و در شرایط دمای یکسان انتقال حرارت در کندانسور چیلر کمتر میشود. فرض کنید که دو شهری  با شرایط دمایی یکسان داریم که ارتفاع آن ها از سطح دریا با یکدیگر متفاوت است ظرفیت واقعی چیلر در شهری که ارتفاع بالاتری دارد کمتر خواهد بود

• دمای محیطی

فرض کنید ظرفیت اسمی چیلر تراکمی هوا خنک ای ۱۰تن باشد. برای به دست آوردن ظرفیت واقعی چیلر یکبار آن را در شهری سردسیری مثل اردبیل یک‌ بار هم در شهر گرمسیری مثل یزد نصب می کنید. شاید شما انتظار داشته باشید که در هر دو شرایط بتواند با حداکثر ظرفیت خود که ۱۰ تن است کار کند ولی در عمل چنین انتظاری اشتباه است. در واقع هرچه دمای هوای محیط بالاتر باشد راندمان کندانسور کاهش می یابد و در عمل ظرفیت واقعی چیلر کمتر می شود و هرچه دمای محیط خنک تر باشد انتقال حرارت در کندانسور بهتر شده و راندمان  بالاتر رفته و حداکثر ظرفیت چیلر نیز افزایش می یابد.

• دمای آب ورودی به چیلر

هرچه دمای آب ورودی به چیلر کمتر باشد ظرفیت واقعی چیلر نیز پایین تر می رود. چیلری با ظرفیت اسمی ۱۰ تن را در نظر بگیرید که در شرایط آزمایشگاهی دمای آب ورودی به آن ۲۰ درجه سانتیگراد باشد. اگر در حالت واقعی دمای آب ورودی به آن ۱۸ درجه شود ظرفیت واقعی چیلر در حالت ماکزیمم کاهش یافته و از ۱۰ تن تبرید کمتر می شود.

لطفا جهت کسب اطلاعات بیشتر و انتخاب مناسب ترین دستگاه برای پروژه خود و نیز استعلام قیمت آنها با مهندسان ما تماس بگیرید. کارشناسان شرکت مهندسی و بازرگانی راهبرد انرژی درفک (رادکو) آماده ارائه هر گونه مشاوره تخصصی در این زمینه می‌باشند.