خانهمقایسه سیستم های خنک کننده با آب و سیستم های خنک کننده با هوا
چکیده : آب و هوا اصلی ترین واسطه های دفع گرما برای سیستم های تهویه مطبوع هستند. هنگامی که آب فراوان و ارزان است، یک سیستم خنک کننده با آب، که اغلب شامل یک برج خنک کننده است، کارآمدترین گزینه می شود. اگر آب در دسترس نباشد یا گران باشد، سیستم های هوا خنک ترجیح داده می شوند.
آب و هوا اصلی ترین واسطه های دفع گرما برای سیستم های تهویه مطبوع هستند. هنگامی که آب فراوان و ارزان است، یک سیستم خنک کننده با آب، که اغلب شامل یک برج خنک کننده است، کارآمدترین گزینه می شود. اگر آب در دسترس نباشد یا گران باشد، سیستم های هوا خنک ترجیح داده می شوند.
سیستم خنک کننده‌‌ی هوایی بهتر است یا آبی؟
پاسخ به این سوال بستگی به عوامل متعددی دارد. با این حال اگر بودجه کمتری دارید و انتظار عملکرد بالاتری در مقابل هزینه‌ای که می پردازید را دارید، سیستم‌های خنک کننده ی هوایی انتخاب بهتری هستند. این در حالی است که مدل های آبی زیباتر، کم صداتر و البته گران قیمت‌ترند.
مقایسه سیستم های آب خنک و هوا خنک
کدام سیستم برای خنک کننده منطقه ای بهتر است؟ پاسخ دادن به این سوال به این راحتی نیست. مقایسه کامل سیستم های خنک کننده آب خنک با هوا خنک ضروری است. در این مقاله، موضوع را از سه زاویه نصب، نگهداری و هزینه عملیاتی پوشش خواهیم داد.
نصب و راه اندازی
چرا هنگام نصب هر دو سیستم موقعیت مکانی بسیار برجسته است؟ دلیل آن این است که خرابی در این روش می تواند منجر به مشکل چرخش دائمی در سیستم های خنک کننده با آب شود. برای برجی که در موقعیت نامناسبی قرار دارد، به عنوان مثال یک سوراخ. در این مرحله مهم است که برای مشاوره در مرحله انتخاب برج با شرکت معتبر سازنده برج خنک کننده مشورت نمود. نصب سیستم های خنک‌کننده هوا باید به‌گونه‌ای باشد که هیچ مانعی برای جریان هوا در دو طرف تخلیه و ورودی هوا ایجاد نشود. باید به این نکته توجه کرد که از قرار دادن کندانسور در نزدیکی دیوار یا سقف برای جلوگیری از انسداد هوا خودداری کرد.
تعمیر و نگهداری
سیستم های دفع حرارت هوا خنک تقریباً بدون تعمیر و نگهداری هستند. اگر سیستم خنک کننده هوا در محیطی کثیف کار می‌کند، فقط ممکن است به تمیز کردن دوره‌ای کویل های کندانسور هوا نیاز باشد تا از رسوب جلوگیری شود. اگر رسوب انباشته شود، سیستم شما فشار تخلیه عملیاتی بالاتری ایجاد می کند که ممکن است مصرف برق توسط چیلر را افزایش دهد.
سیستم های خنک کننده با آب نیز دارای مسائل مربوط به عملیات و نگهداری هستند. اگرچه بیشتر به کیفیت آب مصرفی و شرایط اطراف بستگی دارد. آیا حاوی مقدار زیادی مواد جامد و باکتری است؟ بیوسیدها برای کنترل رشد باکتری ها محبوب هستند. ازن که یک اکسید کننده قوی است نیز می تواند به کاهش این مشکل بیولوژیکی کمک کند. هنگامی که آب از یک برج خنک کننده تبخیر می شود، تمام مواد جامد خود را پشت سر می گذارد.
تنها راه برای مقابله با این مشکل اضافه کردن آب به صورت دوره ای به برج برای جبران آب از دست رفته در فرآیندی است که به آن بلاو داون می گویند. در این روش از تکثیر مواد جامد محلول جلوگیری می شود که ممکن است باعث ایجاد مشکل بزرگتری به شکل رسوب و تشکیل زنگ شود. به طور کلی، تعمیر و نگهداری این سیستم بسیار بیشتر از سیستم خنک کننده هوا است.
هزینه عملیاتی
به طور سنتی، چیلرهای آب خنک بسیار کارآمدتر از چیلرهای هوا خنک در نظر گرفته می شوند و این در اکثر موارد و برای شرایط طراحی صحیح است. خارج از شرایط طراحی، دمای حباب خشک بسیار کاهش می یابد، اما دمای حباب مرطوب آنقدر کاهش نمی یابد. این بدان معنی است که در خارج از شرایط طراحی، تفاوت در راندمان آنقدر زیاد نیست و ممکن است مصرف آب را توجیه نکند. یک مورد معمول، خنک کننده منطقه ابدالی در امان است. اگرچه عمان در طول روز شهر بسیار گرمی است. با این حال در شب دمای حباب خشک حتی در تابستان بسیار کاهش می یابد، در حالی که دمای حباب مرطوب در طول روز کاملاً ثابت است. با کمک ذخیره انرژی حرارتی طولانی مدت، چیلرها می توانند عمدتاً در شب با راندمان بالاتر کار کنند.
برای این مورد و موارد مشابه، اگر مطالعه کارخانه DC را در تمام طول سال و نه فقط برای شرایط طراحی انجام دهیم، خواهیم دید که مصرف برق اضافی گزینه هوا خنک ناچیز است، در حالی که صرفه جویی در مصرف آب بسیار مهم است.
مقایسه مصرف آب و برق
برخی از عواملی که سیستم های خنک کننده با هوا را ترجیح می دهند به شرح زیر است:
بدون هزینه آب شهری
بدون برج خنک کننده
بدون مواد شیمیایی و فاضلاب (پایداری زیست محیطی)
هزینه های نگهداری به حداقل می رسد
تفاوت چیلر آب خنک و چیلر هوا خنک چیست؟
همانطور که توضیح داده شد چیلرها هم می تواند آب خنک باشند و هم هوا خنک شوند. در این بخش می خواهیم تفاوت بین چیلر خنک کننده با آب در مقابل چیلر خنک کننده با هوا را مورد بررسی قرار دهیم. چیلرهای خنک کننده هوا و چیلرهای خنک کننده آب برای از بین بردن گرمای ناخواسته از فرایندهای تولید مورد استفاده قرار می گیرند. هر یک از آنها از جهات مختلف متفاوت هستند. تصمیم گیری در مورد نوع چیلر مناسب برای فرآیند صنعتی شما به عوامل مختلفی بستگی دارد:
مکانیسم های کندانسور چیلر
تفاوت هزینه ها
ملاحظات زیست محیطی و مکانی
مقایسه چیلر هوا خنک و آب خنک در فضاهای خارجی
انتخاب چیلر هوا خنک در فضاهای بیرونی دارای مزیت هایی می باشد. یکی از این مزیت ها، دسترسی نامحدود به جریان زیاد هوای محیط مورد نیاز برای تسهیل در عملکرد خنک کننده است. سیستم های چیلر آب خنک به ندرت در یک مکان بیرونی ساخته می شوند.
مقایسه چیلر هوا خنک و آب خنک در محیط هایی با دمای بالا
چیلرهای آب خنک بهترین انتخاب برای نصب در مناطق صنعتی با بازده حرارتی بالا هستند. واحدهای خنک کننده هوا در مناطقی که دارای محدوده دمایی بالایی می باشند، عملکرد ضعیفی دارند. زیرا چیلرها و برج های خنک کننده با اتلاف گرمای موجود در لوله خنک کننده کار می کنند.
ابعاد و اندازه چیلر هوا خنک و آب خنک
در ظرفیت برودتی یکسان، ابعاد و اندازه چیلر هوا خنک بیشتر از چیلر آب خنک است. دلیل این تفاوت در این است که کندانسور هوایی برای تقطیر مناسب مبرد نیاز به سطح تبادل بیشتری نسبت به کندانسور آبی دارد. ضمناً برای بالا بردن نرخ تبادل حرارتی بین هوا و کندانسور از فن نیز استفاده می شود تا ابعاد کندانسور بیش از اندازه بزرگ نشود در غیر این صورت، ابعاد کندانسور در چیلر هوا خنک غیرقابل تصور بزرگ خواهد بود.
علاوه بر کندانسور نیز، اندازه کمپرسور و ابعاد تابلو برق نیز در چیلر هوا خنک از چیلر آب خنک بزرگتر است. دلیل این موضوع هم به علت تعداد زیاد محافظ ها در چیلر هوا خنک برای حفاظت و کنترل فن‌ها می باشد.
بررسی مصرف برق چیلر هوا خنک و آب خنک
در ظرفیت برودتی یکسان چیلر هوا خنک نسبت به چیلر آب خنک کمپرسور بزرگتری دارد که این خود به این معنی می باشد که مصرف برق کمپرسور چیلر هوا خنک از کمپرسور چیلر آب خنک بیشتر است. از طرف دیگر نیز به دلیل فشار کاری بالای چیلر هوا خنک کمپرسور برق بیشتری را مصرف می کند.
وجود فن در کندانسور چیلر هوا خنک نیز به مصرف برق آن اضافه می کند. در نتیجه چیلر آب خنک به دلیل داشتن کمپرسور کوچکتر، فشار کاری کمتر و نداشتن فن مصرف برق پایین‌تری نسبت به چیلر هوا خنک دارد.
میزان مصرف آب چیلر هوا خنک و آب خنک
چیلر هوا خنک به این علت که تبادل حرارت را از طریق هوا انجام می دهد و عمل کندانس و تقطیر مبرد نیز انجام می گیرد، هیچ نیازی به مصرف آب ندارد، اما در مقابل چیلر آب خنک به دلیل اینکه عمل کندانس و تقطیر را در کندانسور آبی و توسط آب در گردش انجام می‌دهد، نیاز به آب دارد.
این آب پس از خنک شدن در برج خنک‌کننده مجدداً به کندانسور برمی گردد و عمل تقطیر را انجام داده و با دمای بالا برای خنک شدن به برج خنک‌کننده منتقل می شود. مقداری از آبی که بین برج خنک‌کننده و کندانسور در گردش است در حین کار از مدار خارج شده و به هوا می رود. دلیل این موضوع پاشش آب از داخل برج خنک‌کننده به بیرون می باشد.
مقدار این آب که در این بین باید جبران شود، تقریباً 1.5 درصد آب در گردش است. در نتیجه مصرف آب در چیلر آب خنک به اندازه 1.5 درصد آب در گردش بین برج خنک‌کننده و کندانسور می باشد.
مقایسه راندمان و ضریب عملکرد چیلر هوا خنک و آب خنک
به دلیل دمای کندانس و سابکول پایین در چیلر آب خنک و ورود مبرد با دمای پایین‌تر به اواپراتور، ظرفیت جذب گرما از سیال واسط (معمولاً آب) توسط مبرد بیشتر است. این امر تولید برودت را در اواپراتور چیلر آب خنک بیشتر از چیلر هوا خنک میسر می‌کند. در نتیجه در چیلر تراکمی مجهز به کمپرسور با توان مشخص تولید سرما در چیلر آب خنک بیشتر از چیلر هوا خنک می‌باشد در نتیجه ضریب عملکرد چیلر آب خنک نیز از چیلر هوا خنک بیشتر است.
بررسی قیمت چیلر هوا خنک و آب خنک
در ظرفیت یکسان برودتی، چیلر هوا خنک نسبت به چیلر آب خنک دارای قیمت بالاتری است. دلیل این موضوع هم به نوع کندانسور چیلر هوا خنک و بزرگتر بودن کمپرسور آن بستگی دارد. در ضمن اینکه تابلو برق چیلر هوا خنک از تابلو برق چیلر آب خنک بزرگتر بوده و قطعات و حفاظت‌های بیشتری نیز دارد. در مجموع، این موارد باعث می شود تا قیمت چیلر هوا خنک از چیلر آب خنک بیشتر باشد.
مکان هایی با تأمین آب ضعیف
انتخاب در شرایطی که تأمین آب کافی نیست، کاری آسان است. چیلر هوا خنک در چنین شرایطی، بهترین گزینه است به شرطی که در محلی با تهویه مناسب نصب گردد. بنابراین آب موجود می تواند در سایر فرآیندهای تولید که ضروری است، هدایت شود.
میزان طول عمر چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک
در صورتی که نگهداری و راهبری چیلر درست و استاندارد انجام شود، چیلر آب خنک به دلیل فشار کاری و دمای کندانس پایین تر، طول عمر بیشتری در حدود 30 تا 40 سال دارد. این طول عمر برای چیلر هوا خنک در صورت رعایت اصول صحیح نگهداری و راهبری بین 20 تا 30 سال است. البته طراحی کندانسور و اواپراتور، نوع کمپرسور و کاربری چیلر تأثیر تعیین‌کننده ای در طول عمر آن خواهد داشت.
مقررات زیست محیطی
مقررات محلی یا منطقه ای در مورد پساب های صنعتی مسئله مهمی است که باید هنگام انتخاب سیستم چیلر به آن توجه شود. در این رابطه چیلر هوا خنک از مزیت بیشتری برخوردار است، زیرا جای نگرانی در مورد انتشار مواد زائد به محیط وجود نخواهد داشت. فاضلاب حاصل از چیلرهای آب خنک کننده حلقه باز نیاز به تصفیه قبل از آزادسازی در آب های طبیعی دارد که این موضوع هزینه اضافی را برای اپراتورها با خود به همراه خواهد داشت.
هزینه نگهداری چیلر هوا خنک و آب خنک
چیلر آب خنک برای کار نیاز به برج خنک‌کننده و سیستم لوله‌کشی و پمپاژ مخصوص آن دارد. مجموع این سیستم و وجود آب در گردش بین برج خنک‌کننده و کندانسور چیلر آب خنک باعث می شود تا نگهداری چیلر آب خنک زمان و هزینه بیشتری را با خود به دنبال داشته باشد. دلیل این امر هم نیاز به نگهداری برج خنک‌کننده، پمپ‌ها، کندانسور و سختی‌گیری از آب است. اما چیلر هوا خنک به دلیل عدم نیاز به برج خنک‌کننده و سیستم لوله‌کشی و پمپاژ مخصوص آن کمتر با خرابی مواجه می شود.
جمع بندی
مقایسه سیستم خنک کننده با آب و سیستم خنک کننده با هوا
برای مقایسه چیلر هوا خنک و چیلر آب خنک، می توان گفت چیلرهای آب خنک کارایی بیشتری نسبت به انواع خنک کننده با هوا دارند. کارایی چیلر هوا خنک به درجه حرارت هوای محیطی که در سیستم خنک کننده آن استفاده می شود، بستگی دارد. به این معنی که هرچقدر دمای هوای خنک کننده در گردش بیشتر باشد، چیلر با هوای خنک کننده با کارایی کمتری عمل می کند.
استفاده از برج های خنک کننده آب یا واحدهای برودتی، تنظیم ثابت مایع چیلر را در محدوده مطلوب تضمین می کند. بنابراین فرآیندهای صنعتی با استفاده از این چیلرها به طور مناسبی خنک می شوند.
معیارهای انتخاب این سیستم ها به مزایا و معایب مربوطه در مورد یک نیروگاه خنک کننده منطقه ای بستگی دارد. اگر آب فراوان است، هوای محیط عاری از ذرات است و رطوبت نسبی در فصل گرما کم است، یک سیستم آب خنک را انتخاب کنید. سیستم هوا خنک در صورتی مناسب است که منبع آب کافی نباشد، منبع آب ناخالص باشد و میانگین رطوبت نسبی در فصل گرما بالا باشد.
به نظر می رسد که هنگام انتخاب بین سیستم های خنک کننده با آب و هوا خنک، ملاحظات زیادی وجود دارد. چیلرهای هوا خنک در مناطقی که صرفه جویی در مصرف آب در اولویت امی باشد، بیشتر مورد استفاده قرارمی گیرد. بنابراین انتخاب شما برای سیستم آب سرد تا حد زیادی به محل کارخانه شما نیز بستگی دارد.
