ظرفیت اسمی و واقعی چیلر

ظرفیت اسمی (نامی) و واقعی چیلر چیست و چگونه محاسبه می شود؟

یکی از مهمترین سوالاتی که قبل از انتخاب یک چیلر برای کاربردی خاص مطرح می شود این است که ظرفیت اسمی و واقعی چیلر چیست و چگونه محاسبه می شود که ما در این متن آموزشی سعی کرده ایم به طور جامع آن را بررسی کنیم. نکته مهم اینکه به جای کلمه “اسمی” در بسیاری از منابع از کلمه ظرفیت نامی چیلر نیز استفاده می شود.

ظرفیت اسمی چیلر یا همان ظرفیت نامی چیلر چیست ؟

ظرفیت اسمی چیلر یا همان ظرفیت نامی چیلر به حالتی گفته می شود که دستگاه مورد نظر تحت شرایط خاصی مورد آزمایش قرار گرفته و معمولا در کاتالوگ ها و بروشورها درج می شود و با ظرفیت واقعی چیلر که باید در شرایط آب و هوایی خاص کار کند ، متفاوت است. حتی شرایط تست دستگاه ها در کشورهای مختلف نیز متفاوت است. برای مثال شرایط تست نامی در کشور آمریکا شامل دمای محیطی 35 درجه سانتی گراد ، دمای آب ورودی 13 درجه و دمای آب خروجی 7 درجه سانتی گراد است. در کشورهای اروپایی این موارد شامل دمای محیطی 25 درجه ، دمای آب ورودی 20 درجه و دمای آب خروجی 15 درجه سانتی گراد می شود. به طور کلی ظرفیت اسمی چیلر بر اساس استانداردهایی مانند AHRI ، ANSI و … که تحت شرایط خاصی تست می شوند ، تعیین می گردد. برای مثال در استاندارد AHRI دمای هوای محیط 35 درجه ، دمای حباب خشک 27 درجه و دمای حباب تر 20 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود.

این در حالی است که اگر همین چیلرها بخواهند در شرایط محیطی خاصی مورد استفاده قرار بگیرند ، ظرفیت واقعی کارکرد آنها کمتر یا بیشتر از ظرفیت اسمی آنها خواهد بود. برای مثال یک چیلر با ظرفیت اسمی 3 تن تبرید را در نظر بگیرید که در شرایط آزمایشگاهی اروپایی (دمای محیطی 25 ، آب ورودی 20 و خروجی 15 درجه سانتی گراد) طراحی ، ساخته و آزمایش می شود. اگر این چیلر در شرایط واقعی در محیطی با دمای 35 درجه کار کند و دمای آب ورودی به آن 13 درجه و دمای آب خروجی از آن 7 درجه باشد ، ظرفیت واقعی آن 2.2 تن تبرید خواهد بود و این یعنی اینکه چیلر مورد نظر با حدودا 25 درصد کمتر از ظرفیت اسمی خود کار خواهد کرد.

زمانی که چیلری را برای کاربردی خاص سایز می کنید باید نسبت به این موضوع اطمینان حاصل کنید که چیلر بتواند در بدترین شرایط ممکن و با حداکثر ظرفیت کار خود را به خوبی انجام دهد. مشتریان ممکن است که دچار اشتباه شده و برای چنین شرایطی برنامه خاصی نداشته باشند و چیلر مورد نیاز خود را بر اساس اطلاعات موجود در بروشورها که بر اساس ظرفیت اسمی چیلر درج شده اند ، انتخاب کنند که در نهایت منجر به خرید چیلری با سایزینگ نامناسب شده و در شرایط واقعی سیستم را دچار مشکل می کنند. بنابرین ملاک اصلی سایزینگ مناسب یک چیلر شرایطی است که در آن کار خواهد کرد و باید شرایط واقعی برای آن در نظر گرفته شود. در ادامه به سوال ظرفیت واقعی چیلر چیست پاسخ خواهیم داد و چگونگی محاسبه آن را به صورت سرانگشتی و دقیق توضیح خواهیم داد.

در تعیین ظرفیت واقعی چیلر چندین فاکتور اساسی مد نظر قرار داده شود که مهمترین آنها عبارتند از حداکثر دمای محیط ، دمای آب ورودی به چیلر ، غلظت محلول گلیگول در آب و ارتفاع از سطح دریا که در ادامه آنها را بررسی می کنیم.

فاکتورهای مهم در تعیین ظرفیت واقعی چیلر :

1 . دمای محیطی

فرض کنید ظرفیت اسمی چیلر تراکمی هوا خنکی (نوع کندانسورش هوا خنک باشد) 10 تن تبرید باشد. برای بدست آوردن ظرفیت واقعی چیلر ، یک بار آن را در شهر سردسیری مثل اردبیل و یک بار هم در شهر گرمسیری مثل یزد نصب می کنید. شاید شما انتظار داشته باشید که در هر دو شرایط چیلر بتواند با حداکثر ظرفیت خود که 10 تن است کار کند ولی در عمل چنین انتظاری اشتباه است. در واقع هر چه دمای هوای محیط بالاتر باشد ، راندمان کندانسور (قسمتی که چیلر حرارت را به بیرون دفع می کند) کاهش می یابد و در عمل ظرفیت واقعی چیلر کمتر می شود و هر چه دمای محیط خنک تر باشد ، انتقال حرارت در کندانسور بهتر شده و راندمان بالاتر رفته و حداکثر ظرفیت چیلر نیز افزایش می یابد. حتی امکان دارد که در محیطی که دمای آن کمتر از دمای محیط آزمایشگاهی است ، ظرفیت واقعی این چیلر بیشتر از 10 تن تبرید شود. مطابق شکل زیر که سیستم سرمایشی یک چیلر تراکمی هوا خنک را نشان می دهد، هر چه دمای محیط بیشتر باشد، دفع گرمای اضافی مبرد در کندانسور سخت تر شده و راندمان سیستم کمتر می شود و در نتیجه ظرفیت واقعی چیلر کاهش می یابد. 

2 . اثر ارتفاع از سطح دریا بر ظرفیت واقعی چیلر

همانطور که می دانیم هر چه ارتفاع از سطح دریا بالاتر باشد ، غلظت هوا کمتر شده و در شرایط دمایی یکسان ، انتقال حرارت در کندانسور چیلر کمتر می شود. فرض کنید که دو شهر با شرایط دمایی یکسان داریم که ارتفاع آنها از سطح دریا با یکدیگر متفاوت است. ظرفیت واقعی چیلر در شهری که ارتفاع بالاتری دارد ، کمتر خواهد بود. سوال مهمی که مطرح می شود این است که اثر این ارتفاع در ظرفیت چیلر چگونه محاسبه می شود که اگر بخواهیم به طور دقیق آن را محاسبه کنیم باید از جداول، نرم افزارها و فرمول های خاص بهره ببریم.

3 . دمای آب ورودی به چیلر

هر چه دمای آب ورودی به چیلر کمتر باشد ، ظرفیت واقعی چیلر نیز پایین تر می رود. چیلری با ظرفیت اسمی 10 تن را در نظر بگیرید که در شرایط آزمایشگاهی دمای آب ورودی به آن 20 درجه سانتی گراد باشد. اگر در حالت واقعی دمای آب ورودی به آن 18 درجه شود ، ظرفیت واقعی چیلر در حالت ماکزیمم کاهش یافته و از 10 تن تبرید کمتر می شود. علت آن هم این است که تبادل حرارت بین مبرد و آب در اواپراتور کاهش می یابد و اثر منفی بر راندمان دستگاه و کاهش ظرفیت آن دارد.

4 . غلظت گلیکول

برای اینکه آب موجود در مدار چیلر در شرایط محیطی سرد ، یخ نزند باید گلیکول به آن افزوده شود تا دمای نقطه انجماد آب کاهش پیدا کند. همچنین برخی از گلیکول های صنعتی دارای مواد ضد خوردگی نیز هستند. از آنجایی که گلیکول ظرفیت گرمای ویژه کمتری نسبت به آب دارد ، محلول گلیکول و آب انتقال حرارت کمتری نسبت به آب خالص دارد. به ازای افزودن هر 10 درصد گلیکول به آب حدودا 1 درصد از ظرفیت واقعی چیلر کاسته می شود. یعنی مثلا اگر مقدار آب 10 گالن باشد و بخواهیم 2 گالن گلیکول به آن اضافه کنیم ، حدودا 2 درصد ظرفیت اسمی چیلر را بالاتر در نظر می گیریم تا در شرایط واقعی با کاهش ظرفیت مواجه نشویم. بنابرین تمامی این پارامترها در چگونه محاسبه شدن ظرفیت نهایی چیلر تاثیرگذار هستند.

5 . نوع مبرد

یکی از مهمترین عوامل تاثیر گذار بر ظرفیت اسمی چیلرها نوع گاز مبرد تزریقی در مدار آن است. برای مثال اگر به چیلری با ظرفیت واقعی 200 تن تبرید نیاز داشته باشیم و بخواهیم از گاز مبرد R22 در آن استفاده کنیم، باید چیلری مثلا با ظرفیت اسمی 250 تن تبرید طراحی و اگر مبرد R134a در مدار آن تزریق شود (با توجه به شرایط پروژه) باید چیلر مورد نظر با ظرفیت اسمی مثلا 350 تن تبرید طراحی و ساخته شود.

روش ها و نحوه محاسبه ظرفیت واقعی و اسمی چیلر :

مبحث مربوط به محاسبه ظرفیت چیلر (ظرفیت واقعی) خود مبحثی مفصل بوده که ما به طور ساده و با محاسباتی سرانگشتی آن را در لینک زیر قرار داده ایم که می توانید مطالعه کنید.

مطالعه بیشتر درباره فرمول های محاسبه ظرفیت واقعی چیلرها در صفحه ⇐ محاسبه ظرفیت چیلر

پس از دانستن اینکه ظرفیت واقعی چیلر چگونه محاسبه می شود (مطابق لینکی که در بالا قرار دادیم) و با فرمول های آن آشنا شدیم و برای یک کاربری خاص مقدار ظرفیت واقعی چیلر را بدست آوردیم، اکنون نوبت این می رسد که بدانیم ظرفیت نامی چیلر چگونه محاسبه می شود؟

1 . محاسبه ظرفیت اسمی به صورت سرانگشتی

به طور کلی و در اکثر موارد (به جز پروژه های خاص) پس از محاسبه ظرفیت واقعی چیلر ، با ضرب آن در عدد 1.2 ظرفیت اسمی چیلر بدست می آید که در واقع ظرفیت اسمی 20 درصد بالاتر از واقعی در نظر گرفته می شود تا در شرایط دمایی خاص و با اعمال تمام فاکورهایی که گفته شد ، دستگاه بتواند ماکزیمم سرمایش مورد نیاز را تامین کند. برای مثال در شکل زیر چیلرهای در حال تولید در محل کارخانه شرکت ما را مشاهده می کنید که ظرفیت نامی آنها 12 تن تبرید است که در شرایط واقعی 10 تن تبرید سرمایش را تامین می کنند. البته در برخی پروژه با توجه به نوع مبرد و شرایط محیطی و … از ضریب 1.5 یا 1.7 و یا حتی 2 برای تعیین ظرفیت اسمی چیلر مورد نیاز استفاده می شود.

2 . محاسبه ظرفیت اسمی به صورت دقیق

روشی که در بالا گفته شد فقط برای برآورد اولیه ظرفیت اسمی دستگاه مورد نیاز است و زمانی که چیلر برای پروژه ای خاص طراحی و تولید می شود حتما با نرم افزارهای مخصوص هم ظرفیت واقعی و هم نامی آن باید محاسبه شود که پس از تعیین ظرفیت واقعی مورد نیاز و تعیین نوع و برند کمپرسورهای آن، از نرم افزار کمپرسور مخصوص آن شرکت استفاده کرده تا ظرفیت اسمی و شماره مدل کمپرسورهای آن استخراج شود. برای مثال اگر قرار باشد که از کمپرسورهای اسکرو شرکت هنبل تایوان (Hanbell) استفاده شود، نوع گاز، مشخصات برق ورودی، ظرفیت واقعی مورد نیاز، دماهای مورد نیاز و … را وارد نرم افزار کرده و نرم افزار مربوطه مناسب ترین کمپرسور را برای نصب بر روی چیلر مشخص می کند.

تعیین ظرفیت واقعی چیلر و انتخاب آن کاری تخصصی است. شرکت ماخ با محاسبه ، طراحی ، تولید و راه اندازی صدها چیلر در سراسر کشور دارای تجربه بالا و چندین ساله در این صنعت بوده و مهندسان با تجربه ما به خوبی می توانند راهنمایی های لازم در طراحی ، محاسبه و انتخاب سیستم مناسب را به شما ارائه دهند. جهت کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره با مهندسان ما تماس بگیرید.

مهندس احمدی : 09127675117 – 09194427470

مهندس خورانی : 09191639363

مطالعه بیشتر درباره ساختار سیستم چیلر و فن کویل در متن ⇐ چیلر و فن کویل

مطالعه بیشتر درباره چیلرهای مجهز به اواپراتور طرح فلودد در متن ⇐ چیلر فلودد

مطالعه بیشتر درباره قیمت چیلرهای ساختمانی و صنعتی در متن ⇐ قیمت چیلر تراکمی