Chiller Sistemleri İçin En İyi Kılavuz

Chiller Sistemleri Nelerdir?

Ticari binalar, binayı nemi almak ve soğutmak için Isıtma, Havalandırma ve Klima (HVAC) sistemlerini kullanır. Modern ticari binalar, bina performansı ve sürdürülebilirliğe odaklanan daha geniş girişimlerin bir parçası olarak verimli HVAC sistemleri ve bileşenleri arar. Bina sakinleri de benzer şekilde, HVAC sisteminin amaçlandığı gibi çalışacağına dair büyük beklentiler taşırlar. . . bina dışındaki koşullardan bağımsız olarak konforlu bir iç ortam yaratmak.

Soğutucular, oteller, restoranlar, hastaneler, spor salonları, endüstriyel ve üretim tesisleri vb. dahil olmak üzere çok çeşitli ticari tesislerin temel bir HVAC bileşeni haline geldi. Endüstri, soğutma gruplarının çoğu durumda en büyük elektrik kullanımı tüketicisini temsil ettiğini uzun zamandır kabul ediyor. tesisler. Mevsimsel dönemlerde toplam elektrik kullanımının %50’den fazlasını rahatlıkla tüketebilirler. ABD Enerji Bakanlığı’na (DOE) göre , soğutma grupları Kuzey Amerika’da üretilen toplam elektrik gücünün yaklaşık %20’sini kullanmak için bir araya gelebilir. Ayrıca, DOE, soğutma gruplarının çeşitli operasyonel verimsizlikler nedeniyle ek enerji kullanımında %30’a kadar harcama yapabileceğini tahmin etmektedir. Bu kabul edilen verimsizlikler, şirketlere ve bina tesislerine yılda milyarlarca dolara mal oluyor.

Genel olarak, bir chiller, ısının iç ortamdan dış ortama transferini kolaylaştırır. Bu ısı transfer cihazı, soğutucu sistemde dolaşırken bir soğutucunun fiziksel durumuna dayanır. Kesinlikle, soğutma grupları herhangi bir merkezi HVAC sisteminin kalbi olarak işlev görebilir .

Soğutucu Nasıl Çalışır?

Bir chiller, buhar sıkıştırma veya buhar emme prensibi ile çalışır. Soğutucular, yaklaşık 50°F (10°C) istenen sıcaklıkta bir proses suyu sisteminin soğuk tarafına sürekli bir soğutucu akışı sağlar. Soğutucu daha sonra proses boyunca pompalanır ve proses suyu sisteminin geri dönüş tarafına geri akarken bir tesisin bir alanından (örneğin makine, proses ekipmanı, vb.) ısıyı çeker.

Bir chiller, evaporatör adı verilen bir cihaz aracılığıyla proses suyu sistemine bağlanan bir buhar sıkıştırmalı mekanik soğutma sistemi kullanır. Soğutucu akışkan, bir soğutucunun evaporatörü, kompresörü, kondansatörü ve genleşme cihazı boyunca dolaşır. Bir soğutucunun yukarıdaki bileşenlerinin her birinde bir termodinamik süreç meydana gelir. Evaporatör, proses soğutma sıvısı akışı tarafından yakalanan ısının soğutucuya aktarılmasını sağlayacak şekilde bir ısı eşanjörü olarak işlev görür. Isı transferi gerçekleştikçe, soğutucu akışkan buharlaşır, düşük basınçlı bir sıvıdan buhara dönüşür, bu arada proses soğutucusunun sıcaklığı düşer.

Soğutucu akışkan daha sonra birden fazla işlevi yerine getiren bir kompresöre akar. İlk olarak, evaporatörden soğutucu akışkanı uzaklaştırır ve evaporatördeki basıncın, ısıyı doğru oranda emecek kadar düşük kalmasını sağlar. İkinci olarak, kondensere ulaştığında sıcaklığının ısıyı serbest bırakmaya yetecek kadar yüksek kalmasını sağlamak için çıkan soğutucu buharındaki basıncı yükseltir. Soğutucu, kondansatörde sıvı hale döner. Soğutucu akışkan buhardan sıvıya geçerken açığa çıkan gizli ısı, bir soğutma ortamı (hava veya su) tarafından ortamdan uzaklaştırılır.

Soğutucular Türleri:

Açıklandığı gibi, iki farklı soğutma ortamı (hava veya su), soğutucu akışkan buhardan sıvıya geçerken açığa çıkan gizli ısının transferini kolaylaştırabilir. Böylece chillerler hava soğutmalı ve su soğutmalı olmak üzere iki farklı türde kondenser kullanabilirler.

• Hava soğutmalı kondansatörler, otomobil motorlarını soğutan “radyatörlere” benzer. Havayı bir soğutucu akışkan hatları ızgarası boyunca zorlamak için motorlu bir üfleyici kullanırlar. Yüksek ortam koşulları için özel olarak tasarlanmadıkları sürece, hava soğutmalı kondenserler, etkili bir şekilde çalışmak için 95 °F (35 °C) veya daha düşük ortam sıcaklıklarına ihtiyaç duyar.
• Su soğutmalı yoğuşturucular, hava soğutmalı yoğuşturucularla aynı işlevi görür ancak ısı transferini tamamlamak için iki adım gerekir. İlk olarak, ısı, soğutucu buharından kondenser suyuna geçer. Ardından, sıcak kondenser suyu, proses ısısının nihayetinde atmosfere boşaltıldığı bir soğutma kulesine pompalanır .

Su Soğutmalı Soğutucular:

Su soğutmalı soğutma grupları, bir soğutma kulesine bağlı su soğutmalı bir kondansatöre sahiptir . Yeterli su kaynağına sahip orta ve büyük tesisler için yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Su soğutmalı soğutma grupları, ortam sıcaklığındaki dalgalanmalardan göreceli bağımsızlık nedeniyle ticari ve endüstriyel iklimlendirme için daha sabit performans üretebilir. Su soğutmalı soğutma grupları, 20 ton kapasiteli küçük modellerden havaalanları, alışveriş merkezleri ve diğer tesisler gibi dünyanın en büyük tesislerini soğutan birkaç bin tonluk modellere kadar çeşitlilik gösterir.

Tipik bir su soğutmalı soğutma grubu, soğutucuyu yoğunlaştırmak için bir soğutma kulesinden devridaim eden kondenser suyunu kullanır. Su soğutmalı bir chiller, ortam yaş termometre sıcaklığına göre çalışan, giren kondenser su sıcaklığına (ve akış hızına) bağlı bir soğutucu içerir. Yaş termometre sıcaklığı her zaman kuru termometre sıcaklığından daha düşük olduğundan, su soğutmalı bir soğutma grubundaki soğutucu akışkanın yoğuşma sıcaklığı (ve basıncı) genellikle hava soğutmalı bir soğutma grubuna göre önemli ölçüde daha düşük çalışabilir. Böylece su soğutmalı soğutma grupları daha verimli çalışabilir.

Su soğutmalı soğutma grupları, tipik olarak, elemanlardan korunan bir ortamda iç mekanlarda bulunur. Bu nedenle, su soğutmalı chiller daha uzun bir kullanım ömrü sunabilir. Su soğutmalı soğutma grupları, genellikle daha büyük kurulumlar için tek seçeneği temsil eder. Ek soğutma kulesi sistemi, hava soğutmalı soğutma gruplarına kıyasla ek kurulum masrafı ve bakım gerektirecektir.

Hava Soğutmalı Soğutucular:

Hava soğutmalı soğutma grupları, ortam havası tarafından soğutulan bir kondansatöre güvenir. Bu nedenle, hava soğutmalı soğutma grupları, alan kısıtlamalarının mevcut olabileceği daha küçük veya orta ölçekli kurulumlarda ortak uygulama bulabilir. Hava soğutmalı bir soğutma grubu, suyun kıt bir kaynağı temsil ettiği senaryolarda en pratik seçimi temsil edebilir.

Tipik bir hava soğutmalı soğutma grubu, soğutucu akışkanı yoğunlaştırmak için kanatlı bir serpantin üzerinden ortam havasını çekmek için pervaneli fanlara veya mekanik soğutma çevrimlerine sahip olabilir. Hava soğutmalı kondenserde soğutucu buharının yoğunlaşması, ısının atmosfere transferini sağlar.

Hava soğutmalı soğutma grupları, daha düşük kurulum maliyetlerinin önemli avantajını sunar. Su soğutmalı soğutma grupları ile karşılaştırıldığında görece basitlikleri nedeniyle daha basit bakım da sağlanır. Hava soğutmalı soğutma grupları daha az yer kaplar, ancak çoğunlukla bir tesisin dışında bulunur. Böylece dış mekan elemanları işlevsel ömürlerini tehlikeye atacaktır.

Hava soğutmalı soğutma gruplarının her şey dahil doğası, bakım maliyetlerini azaltır. Azaltılmış alan gereksinimleri ile birleştiğinde görece basitlikleri, birçok kurulum türünde büyük avantajlar sağlar.

Chiller Sistemlerinin Verimliliğini Artıracak Eylemler:

Chiller maliyetleri, binanızın elektrik faturalarının önemli bir bölümünü tüketir. Chiller sisteminin maksimum verimliliği ile enerji tasarrufu elde etmek için ne gibi önlemler alınmalıdır? Bazı olasılıkları inceleyelim.

Devam eden bakım

Chiller sistemleri, uygun sürekli bakım yoluyla daha verimli çalışacaktır. Çoğu kuruluş bu değerin farkındadır ve günlük tesis yönetimi en iyi uygulamalarının bir parçası olarak adımlar atmıştır. Chiller sistemleri için bazı yaygın en iyi uygulamalar şunları içerir:

1. Kondenser bobinlerini kontrol edin ve temizleyin. Isı transferinin chiller sistemleri üzerinde büyük bir etkisi vardır ve verimli chiller çalışması üretmenin temeli olmaya devam etmektedir. Rutin bakım, tıkanıklık ve serbest hava geçişi için kondenser serpantinlerini kontrol etmelidir.
2. Soğutucu şarjını koruyun. Bir soğutucunun soğutma bölümü, sistemdeki uygun soğutucu akışkan seviyelerine bağlıdır. Uygun soğutucu şarjını sürdürmek, soğutma maliyetlerini yaklaşık %5-10 oranında azaltarak enerji verimliliğini büyük ölçüde etkileyebilir.
3. Kondenser suyunun bakımı: Soğutma kulelerinde kullanılan kondenser su döngüleri, tasarlandığı gibi uygun su akışını sağlamalıdır. Kum, aşındırıcı katılar ve kirletici maddeler gibi herhangi bir kalıntı, kondenser su döngüsünü etkileyebilir. Kirlenme veya ölçeklenme su akışını engelleyebilir ve chiller çalışma verimliliğini büyük ölçüde etkileyebilir.

Öngörücü bakım

Yapay Zeka (AI), günlük pratik uygulamalarda ilerlemeye devam ediyor. Chiller sistemleri gibi makineler, potansiyel arızaları meydana gelmeden önce tespit edebilen AI algoritmalarından faydalanacaktır. Tahmine dayalı bakım, katastrofik arızadan önce bakım eylemlerinin ne zaman yapılması gerektiğini belirlemek için chiller sistemi operasyonel verilerinin toplanması ve analizinden yararlanır. Soğutucu sistemleri çoğu modern HVAC sisteminin kalbini oluşturduğundan, önemli ölçüde “kapalı kalma süresine” neden olan feci arızaların önlenmesi, itibarın yanı sıra acil onarım maliyetlerinden de tasarruf sağlayacaktır. Bir soğutma grubu sisteminin oynadığı kritik rol, daha fazla inceleme yapılmasını garanti eder. Büyük Veri ve AI, kesinti süresini en aza indirecek ve üretkenliği en üst düzeye çıkaracaktır.

Nesnelerin İnterneti (IoT), tahmine dayalı bakım gibi yapay zeka uygulamalarını etkinleştirebilen veri toplama aracı sağlar. Aslında, HVAC’ın geleceği AI ve IoT’dir . IoT, çalışmasının sürekli analizini sağlamak için bir soğutucudan gerçek zamanlı verilerin toplanmasını sağlar. Bir soğutucudan toplanan ayrıntılı IoT verileri, görsel inceleme ile elde edilenin çok ötesine geçecektir. IoT, bina mühendislerini kritik HVAC varlıklarının gerçek zamanlı görünürlüğüne bağlayarak gerçek çalışma koşullarının bilinçli olarak izlenmesini sağlar.

Optimizasyon

Soğutma grupları, karmaşık bir HVAC sisteminin parçası olarak çalışır. Su soğutmalı soğutma grupları, bir soğutma kulesi sistemine bağlantı nedeniyle daha karmaşıktır. Bu nedenle, genel chiller tesisi performansının değerlendirilmesi, kW/ton gibi kapsamlı verimlilik ölçümlerini değerlendirmek için kompresörün, pompaların, soğutma kulesi fanlarının vb. toplam güç tüketiminin bir analizini içerecektir.

Genel chiller tesisinin optimizasyonu bütünsel olarak gerçekleştirilmelidir. Optimum soğutulmuş su ayar noktalarına, chiller sıralamasına ve yük dengelemeye, pik talep yönetimine, soğutma kulesi su yönetimine vb. odaklanan çeşitli ayarlamalar yalnızca operasyonel verilerle gerçekleştirilebilir. IoT, chiller tesisinin her bir bölümünden gelen güç tüketiminin, chiller ve soğutma kulesinden gelen besleme/dönüş sıcaklıklarının, kondenser su döngüsünden gelen su akış hızlarının vb. gerçek zamanlı izlenmesini sağlayarak bu tür bir optimizasyon için araçlar sağlayabilir. Gerçek optimizasyonu kolaylaştırmak için HVAC’de pratik uygulama.

Çözüm:

Chiller operasyonel verimliliği, bina işletim maliyetlerinizi büyük ölçüde etkileyecektir. Devam eden rutin bakım, tesis yönetimi açısından minimumu temsil eder. Soğutucu sisteminin kestirimci bakımı ve optimizasyonu, gerçek zamanlı operasyonel veriler gerektirir. IoT, yeni chiller verimliliği biçimlerinin kapısını açmıştır.