محاسبه ظرفیت چیلر

تعیین ظرفیت برودتی چیلر

برای محاسبه ظرفیت چیلر تراکمی و جذبی، اهمیتی ندارد که چیلر در چه نوع کاربری استفاده می شود. بلکه یک فرمول ساده برای تعیین ظرفیت برودتی چیلر و سایزینگ مناسب آن وجود دارد. قبل از شروع تعیین ظرفیت چیلر باید اطلاعات سه متغیر وجود داشته باشد.

۱ . دمای آب ورودی به چیلر

۲ . دمای آب مورد نیاز و خروجی از چیلر

۳ . شدت جریان آب

محاسبه ظرفیت چیلر

یک مثال برای محاسبه ظرفیت چیلر

برای مثال ما محاسبات ظرفیت چیلر مورد نیاز برای خنک کاری آب با شدت جریان ۴۰ گالن بر دقیقه (GPM – Gallon Per Minute) که باید از دمای ۷۰ درجه فارنهایت (۲۱٫۱ درجه سانتی گراد) به دمای ۵۸ درجه فارنهایت (۱۴٫۴ درجه سانتی گراد) برسد را انجام می دهیم.

انجام ۵ گام ساده برای تعیین ظرفیت چیلر بر اساس واحد انگلیسی

۱ . محاسبه اختلاف درجه حرارت

که در این مثال اختلاف درجه حرارت ۱۲ درجه فارنهایت است.

۲  . محاسبه ظرفیت برودتی چیلر بر حسب Btu/hr

برای محاسبه ظرفیت برودتی چیلر که بیانگر نرخ انتقال حرارت است از فرمول زیر استفاده می شود.

Q=Cp×p×V×dT

Q=1×۸٫۳۳×۶۰×۴۰×۱۲

عدد ۱ ظرفیت گرمایی ویژه آب Cp بر حسب Btu/lb.F

عدد ۸٫۳۳ به عنوان چگالی آب p بر حسب پوند بر گالن lb/gallon

عدد ۶۰ برای تبدیل گالن بر دقیقه به گالن بر ساعت

عدد ۴۰ شدت جریان حجمی آب بر حسب gallon/min

عدد ۱۲ اختلاف دمای ورودی و خروجی dT بر حسب درجه فارنهایت

در این مثال مقدار بار برودتی چیلر Q برابر ۲۳۹۹۰۴ Btu/hr می شود.

۳ . محاسبه ظرفیت چیلر تراکمی یا جذبی بر حسب تن تبرید

با تقسیم مقدار عددی Btu/hr بر عدد ۱۲۰۰۰ ظرفیت برودتی چیلر بر حسب تن تبرید به دست می آید که در این مثال برابر ۱۹٫۹ تن تبرید می شود.

۴ . در نظر گرفتن اورسایز (Oversize) چیلر به مقدار ۲۰ درصد

با توجه به کاربری های مختلف ممکن است مقدار اورسایز کمتر یا بیشتر از ۲۰ درصد در نظر گرفته شود که در این مثال سایز چیلر مورد نیاز ۱۹٫۹×۱٫۲=۲۳٫۹ برابر ۲۳٫۹ می شود.

۵ . سایز واقعی نزدیک به استاندارد

سایز واقعی چیلری که برای ساخت در نظر گرفته می شود به صورت رند ۲۵ تن تبرید است.

تعیین ظرفیت چیلر بر اساس واحد متریک

ممکن است تعیین ظرفیت چیلر بر اساس واحد متریک صورت بگیرد که در این صورت باید اختلاف دما بر حسب درجه سانتی گراد (یا درجه کلوین) ، شدت جریان حجمی آب بر حسب متر مکعب بر ثانیه ، چگالی آب بر حسب kg/m3 و ظرفیت گرمایی ویژه آب بر حسب Kj/Kg.K بیان شود تا ظرفیت برودتی چیلر طبق فرمول زیر بر حسب کیلووات به دست آید.

Q=Cp×p×V×dT

Q=4.18×۱۰۰۰×۴۰×۰٫۰۰۰۰۶۳×۶٫۷=۷۰٫۵۷

برای تبدیل کیلووات به Btu/hr آن را در عدد ۳۴۱۲ ضرب می کنیم که در این مثال برابر ۷۰٫۵۷×۳۴۱۲=۲۳۹۹۰۰ می شود.

۴٫۱۸ ظرفیت گرمایی ویژه آب است.

عدد ۱۰۰۰ چگالی آب بر حسب کیلوگرم بر متر مکعب است.

عدد ۴۰ شدت جریان حجمی آب و هر گالن بر دقیقه برابر ۰٫۰۰۰۰۶۳ متر مکعب بر ثانیه است.

۶٫۷ اختلاف درجه حرارت بر حسب درجه سانتی گراد (یا درجه کلوین) است.

نکته اینکه این روش محاسبه ظرفیت چیلر معمولا برای چیلرهای صنعتی (چیلرهایی که به عنوان دستگاه خنک کننده فرآیندها و دستگاه های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند) کاربرد دارد و چنانچه بخواهیم ظرفیت چیلر را برای ساختمانی خاص محاسبه کنیم بایستی که از روش های دیگر بهره ببریم. برای مثال در مبدل حرارتی شکل زیر مشاهده می کنید که به چه شکل آب سرد چیلر برای خنک کاری اسید سولفوریک یک کارخانه مورد استفاده قرار می گیرد.

چیلر صنعتی و مبدل حرارتی

محاسبات چیلر برای ساختمان

فرمول بالا زمانی صدق می کند که ما چیلری در اختیار داشته باشیم و با اندازه گیری دمای آب ورود و خروج و دبی آن بتوانیم ظرفیت دستگاه را محاسبه کنیم ولی برای برآورد حدودی و دقیق ظرفیت سرمایشی یک چیلر برای یک ساختمان با انواع کاربری ها نیاز به فرمول ها و روش های دیگری است که در ادامه آن را تشریح می کنیم.

۱ . محاسبات سرانگشتی ظرفیت چیلر

گاهی برای برآورد اولیه و حدودی چیلر مورد نیاز برای یک ساختمان خاص و در یک منطقه آب و هوایی خاص به فرمول هایی نیاز داریم که به کمک آنها بتوانیم خیلی سریع این کار را انجام دهیم و از نظر قیمت و ویژگی های اولیه مورد نیاز برای انتخاب سیستم تهویه تصمیم بگیریم. برای محاسبه سرانگشتی و تخمین اولیه چیلر مورد نیاز کافی است که مساحت مفید ساختمان (مساحت مفید قسمت هایی که قرار است تهویه شود) را در ضریب شهر (مطابق جدول زیر) ضرب می کنیم تا ظرفیت سرمایشی چیلر بر حسب BTU/h (بی تی یو بر ساعت) بدست آید و در نهایت با تقسیم این عدد بر عدد ۱۲۰۰۰ ظرفیت بر حسب تن تبرید به دست می آید.

مساحت مفید (با کم کردن مساحت اشغال شده توسط دیوارها، حمام، سرویس بهداشتی و …) * ضریب شهر = ظرفیت سرمایشی مورد نیاز بر حسب BTU/h

برای تخمین ضریب شهر، ما انواع ساختمان ها را به ۳ دسته مسکونی، اداری و تجاری تقسیم بندی می کنیم. طبیعی است که مثلا در یک ساختمان اداری همواره افرادی حضور دارند و معمولا تعدادی کامپیوتر نیز در حال تولید حرارت است و یا برای مثال در یک ساختمان تجاری معمولا ارتفاع سقف نسبت به ساختمان مسکونی بیشتر بوده و رفت و آمد افراد نیز زیادتر است. در ضمن شرایط آب و هوایی شهرهای مختلف در کشورمان نسبت به یکدیگر بسیار متغیر بوده و دستگاه های سرمایشی توان های واقعی متفاوتی خواهند داشت.

بنابرین برای محاسبه سرانگشتی ظرفیت چیلر اول نوع کاربری آن را مشخص می کنیم و سپس شرایط آب و هوایی محل نصب را به صورت حدودی تعیین می کنیم و با استفاده از جدول زیر به صورت حدودی ضریب شهر مورد نظر را استخراج می کنیم و در فرمول بالا قرار می دهیم.

جدول ضرایب شهرهای ایران

آب و هوای معتدل مثل تهران و کرج

آب و هوای گرم مثل قم و یزد

و آب و هوای خیلی گرم مثل اهواز

برای مثال اگر مساحت مفید (بعد از کسر کردن پرتی ها، مساحت سرویس بهداشتی و …) ساختمانی مسکونی در شهر تهران ۶۰۰ متر مربع باشد، ظرفیت چیلر مورد نیاز طبق فرمول زیر برابر ۲۴۰,۰۰۰ بی تی یو بر ساعت به دست می آید که با تقسیم آن بر عدد ۱۲۰۰۰ ظرفیت معادل ۲۰ تن تبرید خواهد بود.

۶۰۰*۴۰۰=۲۴۰۰۰۰ BTU/h

۲ . محاسبات دقیق برای محاسبه ظرفیت سرمایشی چیلر

همانطور که گفتیم با روش قبلی نمی توان به طور دقیق ظرفیت سرمایشی چیلر برای یک ساختمان را محاسبه کرد و برای محاسبه دقیق از نرم افزارهایی مثل نرم افزار Carrier HAP استفاده می شود که در آن پارامترهای مهم اثرگذار بر اتلافات حرارتی از جمله مساحت، دمای داخل، دمای خارج، تعداد افراد، میزان روشنایی، میزان حرارت تولیدی توسط دستگاه های ایجاد کننده حرارت، جنس جداره ها، سقف، کف و … را وارد کرده و ظرفیت مورد نیاز را به طور دقیق محاسبه می کنیم. 

نرم افزار carrier hap برای محاسبه ظرفیت چیلر

توصیه ما این است که برای آشنایی با ساختار، اجزای تشکیل دهنده، طرز کار و مزایای چیلرهای تراکمی هوا خنک متن صفحه چیلر هوایی و چیلرهای تراکمی آب خنک متن صفحه چیلر آبی را مطالعه بفرمایید.

مطالعه بیشتر ⇐ کاتالوگ چیلر

مطالعه بیشتر ⇐ نحوه محاسبه تن تبرید

به این متن چند ستاره میدین؟ (ستاره سمت چپ بیشترین امتیاز رو داره. بدون نیاز به ثبت نام در سایت می تونید امتیاز بدید)
[کل: 6 میانگین: 3.7]
اشتراک گذاری :

2 دیدگاه. ارسال دیدگاه جدید

  • حبیب زاده
    ژوئن 21, 2021 2:11 ب.ظ

    سلام و خسته نباشید
    اگر اختلاف دمای بیش از ۵ درجه مد نظر باشد باید چه اقداماتی صورت پذیرد؟ یعنی دمای آب برگشتی به چیلر بجای ۱۲ درجه سانتیگراد حدود ۴۰ یا ۵۰ درجه باشد؟

    پاسخ
    • makh-co.com admin
      ژوئن 28, 2021 11:22 ق.ظ

      سلام و درود بر شما. اگر اختلاف دما بیش از ۵ درجه باشد باید از مخزن واسطه استفاده شود. یعنی یک مخزن با حجم آب محاسبه شده (حجم آب مخزن بسیار بیشتر از حجم آب برگشتی ۵۰ درجه است) در نظر گرفته می شود که دمای آب مخزن را به همان اندازه ۵ درجه کاهش می دهیم و سپس آب مخزن برای کاهش دمای آب برگشتی ۵۰ درجه مورد استفاده قرار می گیرید.

      پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

سه × چهار =

فهرست