در مقاله قبل راجع به نکات تعمیر و نگهداری چیلرها در موتورخانه و اهمیت آن‌ها، صحبت شد. در ادامه به مطالبی راجع به نکاتی که به بهینه‌سازی مصرف انرژی و ایجاد یک سیستم کاربردی تاسیسات ساختمان که از نکات حائز اهمیت در این زمینه است، اشاره خواهد شد.

مصرف انرژی و بهینه سازی چیلر در تاسیسات ساختمان

چیلرهای تراکمی (کمپرسوری) که از چرخه فشرده سازی گاز مبرد استفاده می‌کنند، عمدتا از انرژی موجود در کمپرسور برودتی استفاده می‌کنند که بخار را از اواپراتور چیلر (که از آن گرما استخراج و آب سرد تولید می‌شود) دریافت می‌کند و این بخار را با هدف خنک شدن در مبرد مایع در کندانسور (جایی که گرما رد می شود) فشرده می‌کند. مقدار انرژی مصرف شده توسط کمپرسور به طور عمده به ویژگی‌های کارایی کمپرسور و تفاوت فشار بین کندانسور و اواپراتور بستگی دارد که در واقع مربوط به دمای کندانسور و دمای اواپراتور است.

مشخصات کارایی کمپرسورها به نوع آن‌ها بستگی دارد. انواع کمپرسورهای سانتریفیوژ کارایی بیشتری از حیث مصرف انرژی در تاسیسات ساختمان دارند و تنها در چیلرهای بزرگ تا زمان ظهور کمپرسور نوع توربوکور یاتاقان مغناطیسی موجود بودند. بایستی توجه داشت که راهبری، تعمیر و نگهداری چیلرهای سانتریفوژ مستلزم داشتن آگاهی و دانش فنی است و بایستی حتما در این خصوص از پیمانکاران و مشاوران مجرب تاسیسات استفاده شود. کمپرسورهای نوع پیچی (اسکرو) در دستگاه‌های متوسط استفاده می‌شوند. انواع اسکرال و روتاری در چیلرهای کوچک‌تر استفاده می‌شود و نگهداری آنها به نسبت ساده تر است.

کمپرسورهای رسیپروکیتینگ یا رفت و برگشتی نوعی متداول در چیلرهای تاسیسات ساختمان هستند و در موتورخانه های قدیمی بیشتر به چشم میخورند، اما دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند، به جز برای انواع صنعتی که در آن‌ها کارآمدتر هستند و از مبردهایی مانند آمونیاک استفاده می‌کنند. به دلیل افزایش قیمت چشمگیر تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید، و همچنین کمبود یا نبود لوازم یدکی آنها به دلیل تحریم ها، بایستی حتما در فرایند نگهداری موتورخانه ، برنامه مدونی برای نگهداری ساختمان وجود داشته باشد. تکمیل منظم چک لیست های تاسیسات، بخش مهمی از یک برنامه تعمیر و نگهداری موتورخانه هستند که بایستی به دقت انجام پذیرد.

کارایی چیلرها در طی ۱۰-۱۵ سال گذشته به طور عمده به دلیل پیشرفت تکنولوژی کمپرسور، بهبود مبدل‌های حرارتی (اواپراتورها و کندانسورها) و کنترل بهتر کمپرسورها با استفاده از تکنولوژی ریزپردازنده ها، پی ال سی ها و الگوریتم‌های پیشرفته کنترل شده است.

به غیر از استفاده از برق در کمپرسور، چیلرهای خنک کننده هوا نیز از برق برای فن کندانسور که در چیلر گنجانده شده است، استفاده می‌کنند. انرژی مورد نیاز برای دفع گرما در یک چیلر خنک کننده آب بستگی به فن‌های برج خنک کننده و پمپ آب کندانسور دارد. پمپ‌های آب چیلد (پمپ های فن کویل) نیز انرژی مصرف می‌کنند.

چیلرهای جذبی عمدتا از انرژی حرارتی برای این فرآیند با بهره‌گیری از پمپ‌ها و فن‌ها استفاده می‌کند.

برای به حداقل رساندن مصرف انرژی در چیلرهای تراکمی، مهم است که دمای آب سرد را تا حد ممکن بالا ببرید و دمای آب کندانسور را تا حد ممکن کم کنید، که هر دو مورد باید با توجه به دستورات سازنده  اعمال شود. این را می‌توان با روش‌های مختلف از جمله انتخاب صحیح مبدل‌های حرارتی برای بهره‌وری انرژی در حین طراحی و از طریق تمیز کردن منظم برای برداشتن رسوب لوله‌ها و صفحات به دست آورد.

سایر روش‌ها برای به حداقل رساندن مصرف انرژی یک چیلر، افزایش آب سرد و سرعت گردش آب کندانسور و عملکرد برج‌های خنک کننده (استفاده در چیلرهای آب-خنک) است که تا حد ممکن بتوان آن را به دمای تر هوا (دمای مرطوب یا Wet bulb) نزدیک کرد. با این حال، حتما این اقدامات باعث افزایش مصرف برق برای سایر تجهیزات در این سیستم از جمله پمپ‌های آب سرد، پمپ‌های آب کندانسور و فن‌های برج خنک کننده می شود. بنابراین، مهم است که یک دید کلی داشته باشید و یک سیستم کاربردی ایجاد کنید تا مصرف انرژی در سیستم‌های آب سرد بهینه سازی شود، در غیر این صورت در برخی از نقاط سیستم، کارایی چیلر کاهش می یابد. برای مهندسین طراح بسیار مهم است که در طول پروسه طراحی، مزایا و کارایی سیستم چیلر به دقت ارزیابی شود.

در مقاله بعدی به تکنینک‌های افزایش راندمان چیلرها در تاسیسات ساختمان اشاره خواهد شد.