شکل شماره یک استاندارد های اشری

بخش اول

تصمیم های اتخاذشده در انتخاب و سایزینگ اجزاء سیستم توزیع آب برج خنک کننده در مرحله طراحی، تأثیر مستقیمی بر عملکرد کل سیستم آب برج خنک کننده دارد. توجه کافی به اصول حاکم می تواند به بهبود راندمان سیستم کمک کند.در این مقاله قصد داریم به برخی از مشکلات عمده که باید در سیستم توزیع آب برج خنک کننده مورد توجه قرار گرفته شود اشاره کنیم. این مشکلات می توانند مانع عملکرد مطمئن و کارامد سیستم شوند. اینها همه مثالهایی واقعی از تأسیساتی هستند که یا من طراحی کردم و همکاران آ نها را مورد بازبینی و اصلاح قرار دادند و یا دیگران آ نها را طراحی کرده اند و من آ نها را مورد بازبینی قرار دادم.

شکل شماره دو : نمونه ارزیابی اختلاف فشار لازم برای سیستم CHW برای چندین ساختمان

اهداف سیستم توزیع

توجه به برخی از اهداف کلیدی سیستم توزیع آب برج خنک کننده از اهمیت فراوانی برخوردار است. این اهداف نه تنها باید در طراحی دیده شوند بلکه باید در بازرسی سالیانه نیز مورد توجه قرار گیرند. سیستم توزیع باید:

• حجم مورد نیاز آب را برای تامین بار حرارتی را تأمین نماید
• با قابلیت اطمینان بالایی کار کند.
• انرژی لازم برای سیستم پمپاژ را به حداقل برساند.
• اختلاف فشار مازاد در طول خط تغذیه و بازگشت سیستم را کمینه سازد.
• هزینه های چرخه دوام اجزای سیستم توزیع را بهینه سازی نماید.

اصول حاکم بر سیستم توزیع

در حالی که به نظر می رسد سایز زنی پمپ باید کار ساده ای باشد، اما تجربه طراحی نویسنده نشان میدهد که این دقیقا همان نقطهای است که برخی از طراحان در ارزیابی شرایط کاری مناسب شکست میخورند. اولین گام در سایز زنی پمپها و چیلرها، پیش بینی تغییرات بار، پروفیل بار و اختالف دمای ΔT سیستم است. بار آب برج خنک کننده از رابطه زیر به دست می آید:

تغییر بار CHW

تغییرات بار سیستم آب برج خنک کننده متغیر بوده و به سایز تأسیسات، برنامۀ اشغال فضا (occupancy Schedule) و بارهای داخلی بستگی دارد. مجموعه ساختمانهای بزرگ و خوابگاه ها می توانند بین70-50  درصد تغییرات بار در آب برج خنک کننده داشته باشند. برنامه های مدل سازی بار که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند بارهای ترکیبی واقعی آب برج خنک کننده را برای چندین ساختما ن بیش از اندازه تخمین می زنند. این دانش ناشی از تجربه هایی است که در سیستم های مشابه با اندازه گیری بارهای بیشینه و تقسیم آ نها بر کل مساحت بخش های پربار به هم متصل به دست آمده است.

پروفیل بار پیش بینی شده تلاش دارد تا ساعاتی را که سیستم در بارهای مختلف باید کار کند پیش بینی کند. نویسنده در اغلب مواقع بار را به بخشهای 10 تایی و یا ساعتهای سالانهای که دستگاه در بازه 0- 10 درصد و 11 – 20 درصد و … کار می کند، تقسیم می نماید.

بسیاری از سیستم های بزرگ در شب هنگام، با حداقل میزان بار حرارتی کار می کنند و چیلرها و سیستم پمپاژ باید بتوانند در همه شرایط باری مطمئن و کارامد عمل کنند. هد دینامیکی پمپ  ( TDH ) با جمع کردن افت فشارها در طول لوله کشی از خروجی تا ورودی پمپ در پایان خط برگشت و اجزاء موجود در خط محاسبه می شود. بهترین روش محاسبه سیستمهای توزیع با حلقۀ بزرگ استفاده از نرم افزارهای مدلسازی است زیرا طراحان همیشه قادر به تخمین مسیر مؤثر هیدرولیکی اصلی نمی باشند.

ابزارهای مدلسازی موثری در حال حاضر در دسترس می باشند که می توانند حلقه های ساده و بسیار پیچیده لوله کشی را مدل سازی کرده و عملکرد سیستم کامل را تحت شرایط مختلف به صورت گرافیکی نمایش دهند.

در انتخاب پمپها اصولی حاکم است که باید یاد آوری شوند:

• شرایط کاری احتمالی برای منحنی عملکرد سیستم باید تخمین زده شود .
• منحنی عملکرد سیستم باید با منحنی عملکرد پمپ در محدوده عملکرد تلاقی کند.
• از کارکرد پمپ در بخش تخت منحنی باید خودداری شود زیرا در این حالت عملکرد غیر قابل پیش بینی خواهد بود.
• بهترین عملکرد پمپ نزدیکی نقطۀ بهترین راندمان BEP )) رخ می دهد.
• پمپهای موازی در شرایطTDH یکسان سبب افزایش بار می شوند و باید در فشارهای خروجی یکسان کار کنند.
• پمپهای سری در شرایط دبی مشخص سبب افزایش TDH می شوند.

اجتناب از مشکلات متداول

اشکالات متدوالی که در ذیل به آ نها اشاره می شود توسط نویسنده در سیستم های مختلف توزیع آب برج خنک کننده شناسایی شده اند. این ایرادها و راه حل هایشان برای کمک به خوانندگان جهت اجتناب از اشکالات مشابه ارائه شده اند.

چیلرها در اختلاف دمای پایین کار نمی کنند

اختلاف دمای آب برج خنک کنندهΔT  در طول سال با توجه به تغییرات دمای هوای ورودی به کویل سرد متغیر است. پس سایزینگ سیستم پمپاژ برای کار در محدوده دمایی مورد نظر از اهمیت زیادی برخوردار خواهد بود حتی در سیستم آب خنک کنند های که به خوبی طراحی و کنترل می شود، در هوای معتدل به دلیل دمای پایین هوای محیط که وارد کویل های سرمایش با اکونومایزر هوای خارج می شود یا 100 درصد هوای خارج است، اختلاف دمای کم وجود خواهد داشت. حتی در شرایط اختلاف دمای کم چیلرها باید بتوانند به حداکثر ظرفیت شان برسند که این کار با سایز زنی جریان های پیک اواپراتور بر اساس پایین ترین اختلاف دمای پیش بینی شده امکان پذیر می شود. بارهای حرارتی بیشینه معمولاً در اختلاف دمای نزدیک بیشنه که بیشترین راندمان سیستم نیز در این محدوده است رخ می دهند. یکی از اشکالات شایع در پمپهای سیستم آب برج خنک کننده برای دبی آّب اواپراتور چیلر در اختلاف دمای تخمین زده شده است. اگر پمپ برای تأمین جریان اواپراتور در هنگام اختلاف دمای بالا طراحی شده باشد چیلر توانایی تأمین حداکثر بار را در اختلاف دمای پایین را ندارد. این مسئله به سادگی با انتخاب پمپهایی که توانایی تأمین دبی مورد نیاز در اختلاف دمای پایین را دارند حل شود. مسئله مهم دیگری که باید مورد توجه قرار داد مقدار TDH بیشینه پمپ است که در شرایط دبی در اختلاف دمای حداکثر به دست آمده است که به طور طبیعی در بیشینه بار رخ می دهد.