مقایسه اقتصادی چیلر های جذبی و تراکمی
- 20 آگوست 2016
- ارسال شده توسط: admin
- دسته بندی: مقالات صنعت ,
امروزه پیشرفت تکنولوژی در تمامی زمینه های علمی و مهندسی باعث گردیده تا گزینه های متنوعی برای انتخاب روش ها، سیستم ها و تجهیزات مناسب به منظور نیل به یک هدف واحد و پیش روی طراحان سیستم هایفنی و مهندسی قرار گیرد، که دانش به روز و شناخت کافی تنها راه حل منطقی برای انتخاب بهترین گزینه از میان گزینه های پیش رو با در نظر گرفتن پارامترهای اساسی مورد نیاز طرح می باشد. یکی از این موارد انتخابدستگاههای مرکزی ایجاد سرمایش در سیستم های تهویه مطبوع ساختمان می باشد، با توجه به گسترش روزافزون تقاضا، تولید این دستگاه ها بسیار متنوع شده، که از آن جمله می توان به انواع چیلرهای جذبی و تراکمیاشاره نمود که جهت تأمین بار برودتی ساختمانها تولید و به بازار عرضه می شوند. با توجه به اهمیت هر چه بیشتر انرژی و پیرو طرح هدفمند سازی یارانه ها ارزش انرژی بیش از پیش خود را نمایان ساخته است. با توجه بهاینکه انرژی مورد نیاز برای راه اندازی یک سیستم چیلر تراکمی برق و آب و در سیستم چیلر جذبی گاز و برق و آب است، لذا در این تحقیق مقایسه ای هم از نظر فنی و هم از نظر اقتصادی بین این دو نوع چیلر انجام شده است. حال اینکه در چه مواردی بهتر است از چیلر جذبی و در چه مواردی بهتر است از چیلر تراکمی استفاده کرد، موضوعی است که با در نظر گرفتن موارد مختلف از جمله سهولت کاربرد، هزینه های اولیه و جاری، فضاهایمورد نیاز و … قابل بررسی می باشد. بی شک استفاده از این تجهیزات همراه با دستگاه های هواساز یا فن کویل، یکی از مناسب ترین سیستم های تهویه مطبوع را برای یک ساختمان فراهم می آورد.
شایان ذکر است که به دلیل تنوع بالای این دستگاه ها، بررسی و مقایسه تمامی آنها امکان پذیر نبوده و به همین دلیل در این مطلب به بررسی و مقایسه سیستم چیلر تراکمی اسکرو و چیلر جذبی شعله مستقیم پرداخته شدهاست.
مقایسه فنی
چیلر های جذبی دستگاه هایی هستند که بر اساس جذب و دفع مبرد (آب) توسط ماده جاذب (لیتیم برماید) به ترتیب در بخش های جاذب (ابزوربر) و ژنراتور توانایی ایجاد برودت (تولید آب سرد) در بخش اواپراتور را بر اثرتبخیر مبرد دارند، که البته برای کامل شدن سیکل تبرید نیاز به یک منبع دمایی نسبتا پایین (آب خنک کننده) در بخش کندانسور برای تقطیر مبرد دارند. چیلرهای جذبی برای فرآیند ایجاد سرمایش به یک منبع انرژی گرمایینیاز دارند که در چیلرهای جذبی شعله مستقیم این منبع انرژی حرارتی از احتراق گاز داخل ژنراتور دستگاه ایجاد می گردد. چیلرها ی جذبی دو اثره از دو ژنراتور، ژنراتور دما بالا و ژنراتور دما پایین برای افزایش بازده بهره میبرند، به عبارتی اساس کار چیلر جذبی بر مبنای جوشش آب با دمای کم در فشارهای پایین می باشد.
شماتیک سیکل چیلر جذبی دو اثره
چیلرهای تراکمی یک سیکل ساده تبرید با چهار بخش اصلی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط می باشد 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 سانتریفیوژ باشد.
شماتیک سیکل چیلر تراکمی
چیلر های تراکمی نوع اسکرو، نسل جدید چیلرهای تراکمی به حساب می آیند و مزیت آنها در وجود کمپرسورهای مارپیچی است که باعث زیر بار رفتن چیلر به صورت تدریجی (با توجه به میزان برودت مورد نیاز) میشود. راندمان بالاتر، کاهش جریان راه اندازی بسیار پایینتر و داشتن قطعات متحرک کمتر از مزیتهای چیلرهای تراکمی با کمپرسور اسکرو نسبت به چیلرهای تراکمی با کمپرسور رفت و برگشتی می باشند. چیلرهای تراکمی با کمپرسور اسکرو دارای ضریب عملکرد بالایی (2.5 الی 5) بوده که این مسئله، اول باعث اپتیمم شدن و کاهش میزان مصرف برق دستگاه و همچنین باعث پایین آمدن استهلاک آن خواهد گردید. نسبت به چیلر با کمپرسور رفت و برگشتی نیز مدولارتر است.
چیلر اسکرو بیشک پرکاربردترین و بهینه ترین سیستم به لحاظ انرژی، قیمت، تعمیر و نگهداری است. این چیلر نرم کار میکند، کم حجم است و نسبت به تناژ تولیدی بیرقیبترین چیلر است. چیلرهای تراکمی نوع اسکرو را بایستی نسل جدید چیلرهای تراکمی در صنعت تهویه مطبوع به حساب آورد.
در چیلر تراکمی کمپرسور با انجام کار مکانیکی و مصرف انرژی الکتریکی مبرد را جابجا می کند درحالی که در چیلر جذبی فعل و انفعال شیمیایی در مجاورت گرما، چرخه سرمایش را تکمیل می کند. همچنین چیلر تراکمی با توجه به نوع ماده مبرد و داشتن کمپرسور در ظرفیتهای برابر ، از چیلر جذبی کم وزن تر و کمحجمترند و جای کم تری (حدودا 50% کمتر) اشغال میکنند و قابلیت کار در تمام اقلیمها با شرایط آب و هوایی مختلف را دارد.
مقایسه اقتصادی
در این قسمت به مطالعه پیرامون هزینه های جاری (میزان مصارف انرژی های برق، گاز و آب) در سه نوع چیلر آبی اسکرو آکس ، چیلر هوایی اسکرو آکس و چیلر جذبی دواثره شعله مستقیم ساخت یکی از برند های بنام می پردازیم. لازم به ذکر است، به دلیل وجود تنوع بالا در ظرفیت چیلر ها این مقایسه را تنها برای چیلر با تناژ 100 انجام داده ایم.
· محاسبات مربوطه در یک ماه اندازه گیری شده که بر اساس تجربی چیلر آبی اسکرو، چیلر هوایی اسکرو و چیلر جذبی دو اثره شعله مستقیم به ترتیب در شبانه روز 6، 7 و 9 ساعت مشغول به کار هستند.
· بهای مصرفی برق، گاز و آب همگی بر اساس تعرفه های اعلام شده در سال 94 اندازه گیری شده اند که در ادامه جداول مربوط به آن آمده است.
نوع چیلر |
ACFS-C345/5 |
|
ظرفیت |
98 (TON) |
|
EER |
4.3 |
|
برق مصرفی چیلر |
70.5 (kW) |
|
برق مصرفی فن برج خنک کننده |
1.5 (kW) |
|
برق مصرفی پمپ |
8.6 (kW) |
|
میزان تبخیر آب برج |
0.7 (m3/hr) |
|
ابعاد |
طول |
3300 (mm) |
عرض |
1200 (mm) |
|
ارتفاع |
1630 (mm) |
جدول (1) مشخصات چیلر تراکمی آبی اسکرو آکس
نوع چیلر |
ACAS-C(H)330/5 |
|
ظرفیت |
93 (TON) |
|
EER |
2.9 |
|
برق مصرفی چیلر |
112.8 (kW) |
|
ابعاد |
طول |
3525 (mm) |
عرض |
2200 (mm) |
|
ارتفاع |
2450 (mm) |
جدول (2) مشخصات چیلر تراکمی هوایی اسکرو آکس
نوع چیلر |
99H3 |
|
ظرفیت |
99 (TON) |
|
EER |
1.2 |
|
برق مصرفی چیلر |
4.4 (kW) |
|
برق مصرفی فن برج خنک کننده |
4 (kW) |
|
برق مصرفی پمپ |
12.5 (kW) |
|
میزان تبخیر آب برج |
1.1 (m3/hr) |
|
میزان مصرف گاز چیلر |
27.7 (m3/hr) |
|
ابعاد |
طول |
3800 (mm) |
عرض |
1954 (mm) |
|
ارتفاع |
2333 (mm) |
جدول (3) مشخصات چیلر جذبی دواثره شعله مستقیم
به منظور محاسبه هزینه های جاری از تعرفه های گاز و آب اعلام شده و جهت محاسبه هزینه ی برق از نرخ اعلام شده توسط شرکت توزیع نیروی برق تهران و نرم افزار موجود در سایت توانیر استفاده شده است که در ادامه موجود می باشد.
دامنه مصرف |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
حجم مصرف (متر مکعب) |
تا 45 |
46- 95 |
96- 145 |
146- 195 |
196- 245 |
246- 295 |
296- 345 |
346- 395 |
396- 445 |
446- 495 |
496- 545 |
مازاد بر 545 |
قیمت هر متر مکعب گاز (ریال) |
1081 |
1311 |
1656 |
2116 |
2576 |
2806 |
3151 |
3496 |
3726 |
3956 |
4186 |
4301 |
جدول (4) گاز بهای مصرفی در هفت ماهه فصل گرم در بخش خانگی، اعلام شده توسط شرکت گاز
متوسط انرژی مصرفی ماهانه (کیلووات ساعت در ماه) |
قیمت پایه سال 94 به ازای هر کیلووات ساعت (ریال) |
0 تا 100 |
409 |
100 تا 200 |
477 |
200 تا 300 |
1023 |
300 تا 400 |
1841 |
400 تا 500 |
2114 |
500 تا 600 |
2660 |
مازاد بر 600 |
2933 |
جدول (5) بهای برق مصرف خانگی، اعلام شده در سایت شرکت توزیع نیروی برق تهران