همه چیز درباره نحوه محاسبه ظرفیت چیلر همراه با فرمول

چیلر های صنعتی وظیفه کاهش دمای سیستم های صنعتی را بر عهده دارند و این کار را با دور کردن گرما و حرارت از محیط انجام می دهند. چیلر ها انواع گوناگونی دارند و با ظرفیت های مختلفی تولید می شوند. هر چیلر صنعتی دارای یک ظرفیت اسمی و یک ظرفیت حقیقی است. ظرفیت چیلر ها نه تنها روی قیمت آن ها تأثیر دارد؛ بلکه نقش مهمی در فعالیت های سیستم صنعتی ایفا می کند. محاسبه ظرفیت چیلر اهمیت زیادی دارد و برای به دست آوردن آن باید به عوامل متعددی توجه کرد.

بررسی تفاوت میان ظرفیت حقیقی و ظرفیت اسمی چیلر های صنعتی

تمامی چیلر های صنعتی یا خانگی مشخصاتی کامل دارند که به خریداران کمک می کند بهتر و راحت تر بتوانند محصول مورد نیاز سیستم صنعتی یا ساختمان مورد نظر را شناسایی و خریداری کنند. یکی از مشخصات درج شده برای چیلر ها و خنک کننده ها،‌ ظرفیت هر محصول است. ظرفیت چیلر نشان می دهد که وسیله در هر ساعت توان خارج کردن چه میزان حرارت از محیط را دارد؛ به عنوان مثال اگر ظرفیت یک چیلر صنعتی 1000 تن باشد، این خنک کننده صنعتی در هر ساعت 1000 تن هوای گرم را از محیط خارج می کند.

این ظرفیت در شرایط آرمانی محاسبه می شود و در حقیقت توان این خنک کننده در شرایط ایده آل 1000 تن خواهد بود. به ظرفیت درج شده روی چیلر های صنعتی، ظرفیت اسمی می گویند. از آن جایی که در یک محیط صنعتی متغیر های زیادی وجود دارند که روی اجزای مختلف سیستم اثر دارند، امکان دارد چیلر صنعتی توانایی خنک کننده ای متناسب با ظرفیت اسمی تعیین شده نداشته باشد. به همین دلیل توصیه می شود پیش از خرید چیلر از روش های محاسبه ظرفیت چیلر استفاده شود.

محاسبه ظرفیت چیلر نشان می دهد که در شرایط سیستم صنعتی مورد نظر شما، توان و ظرفیت حقیقی چیلر صنعتی چقدر خواهد بود. تصور کنید عددی که از یک محاسبه به دست می آید، 600 تن باشد (اعداد فرضی هستند). در این شرایط چیلر صنعتی که شما قصد خرید آن را داشتید و ظرفیت اسمی 1000 تن را داشت، در شرایط صنعتی سیستم مورد نظر شما تنها ظرفیت حقیقی 600 تن را دارد. اگر نیاز سیستم صنعتی بیش از 600 تن باشد، شما با خرید این چیلر دچار ضرر و زیان خواهید شد.

در اینجا نقص از چیلر صنعتی یا ظرفیت اسمی درج شده روی آن نیست؛ بلکه شرایط و متغیر های موجود در سیستم صنعتی شما، این تفاوت میان ظرفیت اسمی و ظرفیت حقیقی را پدید آورده اند. امکان دارد ظرفیت حقیقی چیلر صنعتی 1000 تنی در کارخانه ای دیگر و با شرایطی متفاوت، 900 تن با بیشتر باشد. برای همین باید از فرمول محاسبه ظرفیت چیلر استفاده کرد و ظرفیت حقیقی هر خنک کننده را بر اساس سیستم صنعتی مورد نظر به دست آورد.

فرمول محاسبه ظرفیت چیلر صنعتی و صنعتی

برای به دست آوردن ظرفیت حقیقی چیلر های صنعتی از فرمول Q = M * Cp * ΔT استفاده می کنند. برای این فرمول تمامی واحد ها مطابق با استاندارد های آمریکایی تعیین می شوند تا مشکلی برای محاسبه ظرفیت چیلر و استفاده از نتیجه نهایی حاصل شده از فرمول وجود نداشته باشد.

در این فرمول Q ظرفیت چیلر است که برای آن واحد btu/hr در نظر گرفته می شود. btu یک یکا برای اندازه گیری کردن ظرفیت خنک کننده ها و سیستم های تبرید تهویه مطبوع است. btu مخفف عبارت British Thermal Unit به معنای «واحد حرارتی بریتانیا» می باشد. btu یکای اندازه گیری مستقل ظرفیت خنک کننده بر واحد زمان است که برای خنک کننده های صنعتی یکای زمان hr یا ساعت در نظر گرفته می شود.

در فرمول محاسبه ظرفیت چیلر، M مقدار آب موجود در چیلر های صنعتی است که واحد اندازه گیری آن GPM یا گالن بر دقیقه است. Cp ظرفیت گرمایی آب است که با واحد Btu/lb.F اندازه گیری می شود و همواره مقداری ثابت است. ΔT اختلاف دمای داخل سیستم خنک کننده (آبی که از سیستم صنعتی وارد چیلر می شود) و محیط پیرامون (آبی که از سیستم خنک کننده خارج می شود) است. یکای اندازه گیری ΔT فارنهایت بوده و با علامت F نشان داده می شود.

برخی موارد در این فرمول اعداد ثابتی هستند؛ ولی برای جایگذاری باقی متغیر های موجود در این فرمول،‌ باید مقدار دقیق آن ها را اندازه گیری کنید. علاوه بر متغیر های موجود در این فرمول، عواملی مانند چگالی یا سختی آب نیز روی بازده چیلر های صنعتی اثر دارند و باید مورد توجه قرار بگیرند؛ البته شما می توانید به جای محاسبه سختی آب، از آب با کیفیت استفاده کنید و به این ترتیب نه تنها راندمان سیستم را بالا می برید؛ بلکه طول عمر چیلر نیز افزایش پیدا می کند.

عوامل مؤثر روی ظرفیت حقیقی چیلر های صنعتی

ظرفیت اسمی که در مشخصات چیلر ها درج می شود،‌ نشان می دهد که شما باید چه انتظاری از خنک کننده داشته باشید و شرایط سیستم صنعتی شما تا چه اندازه با شرایط آرمانی فاصله دارد. فرمول محاسبه ظرفیت چیلر کمک می کند که مقدار حقیقی ظرفیت خنک کننده را با توجه به سیستم صنعتی مورد نظرتان به دست بیاورید. با این حال باید بدانید که یک چیلر صنعتی امکان دارد گاهی در حد ظرفیت حقیقی نیز وظیفه خود را به انجام نرساند.

در این شرایط چیلر مشکلی ندارد و شما باید متغیر محیطی را که برای ظرفیت حقیقی چیلر مانع ایجاد می کند، تغییر دهید. بعد از آن چیلر به عملکرد حقیقی خود باز می گردد و انتظارات سیستم صنعتی را بر آورده می کند. عواملی که در ادامه مطرح می شوند نه تنها روی عملکرد چیلر تأثیر دارند؛ بلکه در زمان محاسبه ظرفیت چیلر نیز باید به آن ها دقت داشته باشید تا رقم نهایی به دست آمده از فرمول صحیح و کارآمد باشد.

• تغییرات هوای محیط صنعتی

تغییرات هوای محیط یکی از عواملی است که روی عملکرد سیستم صنعتی و خنک کننده ها اثر می گذارد. برای رسیدن به بهترین راندمان و بالاترین بازده دمای هوای محیط صنعتی باید همواره مقداری ثابت و مشخص باشد. با تغییر دمای محیط کندانسور چیلر برای شناسایی دما و جا به جایی گرما دچار اختلال می شود.

• دمای آب جاری در تأسیسات

دمای اولیه آبی که وارد سیستم خنک کننده می شود، روی عملکرد کلی آن اثر می گذارد؛ زیرا دمای اولیه آب تعیین می کند که چه میزان تبادل گرما اتفاق بیفتد. اگر دمای آب اولیه که وارد سیستم خنک کننده می کنید، بالا باشد، تبادل گرمای کمتری اتفاق می افتد و چیلر برای حذف گرمای اضافی عملکردی ضعیف را از خود نشان می دهد.

• تغییر سیال موجود در فرآیند چیلر

به طور معمول برای چیلر ها از آب به عنوان مبرد استفاده می کنند؛ زیرا دسترسی به آن راحت است و هزینه ای مقرون به صرفه دارد. با این حال امکان استفاده از سیالات دیگر به عنوان مبرد وجود دارد. با توجه به اینکه سیالات گوناگون ظرفیت گرمایی های متنوعی دارند، راندمان خنک کننده تغییر می کند.

اگر به یاد داشته باشید، در محاسبه ظرفیت چیلر، متغیر Cp برای ظرفیت گرمایی آب در نظر گرفته شده بود. اگر شما سیال دیگری را جایگزین آب کنید، باید در فرمول به دست آوردن ظرفیت چیلر از متغیر C استفاده کنید و ظرفیت گرمایی سیال جایگزین آب را در فرمول قرار دهید.

حتی اگر از مبرد های گازی شکل استفاده کنید، باز هم باید به ظرفیت گرمایی آن توجه کنید. برخی سیالات مایع یا گازی ظرفیت گرمایی بالاتری نسبت به آب دارند و در صورتی که امکان استفاده از آن ها درون سیستم های خنک کننده وجود داشته باشد، برای سیستم هایی که حرارت بالایی تولید می کنند،‌ مبرد های بهتری خواهند بود و ظرفیت چیلر را افزایش می دهند.

• ابعاد و اندازه چیلر صنعتی

در محیط های صنعتی حقیقی ابعاد و اندازه های خنک کننده نیز روی محاسبه ظرفیت چیلر اثر دارد؛ زیرا خنک کننده ها با فعالیت خود گرما تولید می کنند و حرارت تولید شده دمای سیستم صنعتی را تغییر می دهد. چیلر هایی با ابعاد بزرگ تر، تبادل گرمایی بیشتری را در هر ساعت انجام می دهند و ظرفیت بالاتری دارند.

یکی از نکاتی که باید توجه داشته باشید، این است که همیشه بزرگ تر بودن چیلر های صنعتی و بالا بودن ظرفیت آن ها مناسب نیست، دمای بسیار پایین برای برخی تجهیزات صنعتی مضر است و عملکرد سیستم را با اختلال مواجه می کند. بهترین راه محاسبه ظرفیت چیلر و استفاده از ابعادی متناسب با سیستم صنعتی مورد نظر است.

• متراژ و اندازه پروژه صنعتی

یکی دیگر از متغیر هایی که روی ظرفیت حقیقی چیلر های صنعتی اثر می گذارد، ابعاد کلی پروژه است. در محیط های بزرگ دما در زمانی طولانی تر بالا می رود و در مقابل جا به جایی گرما با سرعت پایین تری اتفاق می افتد.

• سرعت جریان سیال و مبرد

زمانی که سرعت جریان ورودی یا خروجی چیلر بالا باشد، سیال و مبرد زمان کوتاهی برای تبادل گرما دارند؛ در این صورت راندمان خنک کننده کاهش پیدا می کند. هر چه سرعت جریان سیال و مبرد پایین تر باشد، تبادل گرما بیشتر است. البته تبادل گرمایی در سرعت پایین جریان به اندازه ای خواهد بود که دریافت گرما در توان مبرد باشد و میزان حرارت پایین تر از ظرفیت گرمایی مبرد قرار داشته باشد.

در محاسبه ظرفیت چیلر با کمک فرمول نیز باید به سرعت جریان مبرد و سیال توجه داشته باشید. اگر شما یک جریان ثابت را در نظر گرفته اید، همواره باید همان سرعت را برای جریان سیال و مبرد حفظ کنید، تنها در این صورت خنک کننده راندمان مورد انتظار شما را دارد.

• نوع کمپرسور چیلر صنعتی

کمپرسور ها نقش بسیار مهمی در چیلر های صنعتی ایفا می کنند. تعداد و نوع کمپرسور روی ظرفیت خنک کننده اثر دارد. برخی از کمپرسور ها به تنهایی ظرفیت بالایی ندارند و برای اینکه یک چیلر بتواند وظیفه خود را به درستی انجام دهد، باید بیش از یک کمپرسور درون آن نصب شود؛ در حالی که برخی کمپرسور ها به تنهایی نیز می توانند چیلر را به ظرفیت اسمی آن نزدیک کنند.

کلام پایانی

بدون خنک کننده امکان فعالیت سیستم صنعتی وجود ندارد؛ زیرا بسیاری از تجهیزات مورد استفاده در صنایع، هنگام انجام عملکرد های خود مقدار قابل توجهی گرما تولید می کنند. بالا رفتن دمای هر یک از تجهیزات دمای کلی سیستم صنعتی و محیط را افزایش می دهد. حرارت بالا نه تنها در روند فعالیت سیستم اختلال ایجاد می کند؛ بلکه به تجهیزات و قطعات داخلی آن ها آسیب می رساند. چیلر های صنعتی از گرم شدن بیش از حد محیط و تجهیزات جلوگیری می کنند و با این کار سرعت عملکرد سیستم را افزایش می دهند.

به لطف چیلر های صنعتی دوام و عمر قطعات و تجهیزات صنعتی افزایش پیدا می کند و بازده سیستم در حدی مطلوب قرار می گیرد. خنک کننده های صنعتی ظرفیت های گوناگونی دارند که میزان توان هر چیلر برای از بین بردن گرما را مشخص می کند. برای محاسبه ظرفیت چیلر به فرمول و اطلاعات دقیق نیاز است. با توجه به اینکه متغیر های زیادی روی ظرفیت حقیقی چیلر ها اثر دارند، بهتر است کار محاسبه ظرفیت به افراد متخصص و کارشناسان سپرده شود.

شرکت چیلمن یکی از زیر مجموعه ها و توابع شرکت پاکمن است. مجموعه صنعتی پاکمن بیش از 50 سال سابقه در زمینه تولید و ارائه انواع تجهیزات صنعتی دارد و از این تجربه درخشان برای تولید انواع خنک کننده های صنعتی بهره برده است. در شرکت چیلمن مهندسانی مجرب فعالیت می کنند که آماده ارائه مشاوره تخصصی و رایگان به مشتریان ارجمند این مجموعه هستند. شما پیش از خرید خنک کننده های صنعتی می توانید محاسبه ظرفیت چیلر مورد نظرتان را به کارشناسان ما بسپارید.

ویدیو آموزشی “ظرفیت چیلر”