Mitä jäähdytysjärjestelmät ovat?
Liikerakennukset käyttävät lämmitys-, ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmiä (HVAC) rakennuksen kosteudenpoistoon ja jäähdyttämiseen. Nykyaikaiset liikerakennukset etsivät tehokkaita LVI-järjestelmiä ja komponentteja osana laajempia aloitteita, jotka keskittyvät rakennusten suorituskykyyn ja kestävyyteen. Rakennusasukkailla on samoin suuret odotukset siitä, että LVI-järjestelmä toimii tarkoitetulla tavalla. . . luoda mukava sisustusympäristö rakennuksen ulkopuolisista olosuhteista riippumatta.
Jäähdyttimistä on tullut olennainen LVI-komponentti monissa kaupallisissa tiloissa, kuten hotelleissa, ravintoloissa, sairaaloissa, urheiluhallissa, teollisuudessa ja valmistuksessa. teollisuus jne. Teollisuus on jo pitkään tunnustanut, että jäähdytysjärjestelmät edustavat suurinta yksittäistä sähkönkäyttäjää useimmissa tiloissa. He voivat kuluttaa helposti yli 50% koko sähkökäytöstä kausiluonteisesti. Yhdysvaltain energiaministeriön (DOE) mukaan jäähdyttimet voivat yhdistää käyttämään noin 20% Pohjois-Amerikassa tuotetusta sähköstä. Lisäksi DOE arvioi, että jäähdyttimet voivat käyttää jopa 30% lisäenergiankulutukseen erilaisten toimintatehokkuuksien vuoksi. Nämä tunnustetut tehottomuudet maksavat yrityksille ja rakennustiloille miljardeja dollareita vuodessa.
Yleensä jäähdytin helpottaa lämmön siirtymistä sisäisestä ympäristöstä ulkoiseen ympäristöön. Tämä lämmönsiirtolaite perustuu kylmäaineen fyysiseen tilaan, kun se kiertää jäähdytysjärjestelmän läpi. Jäähdyttimet voivat varmasti toimia minkä tahansa keskeisen LVI-järjestelmän sydämenä.
Kuinka jäähdytin toimii?
Jäähdytin toimii höyrynpuristuksen tai höyryn imeytymisen periaatteella. Jäähdyttimet tarjoavat jatkuvan jäähdytysnestevirran prosessivesijärjestelmän kylmälle puolelle halutussa lämpötilassa noin 50 ° F (10 ° C). Jäähdytysneste pumpataan sitten prosessin läpi, jolloin lämpö poistetaan laitoksen yhdeltä alueelta (esim. Koneet, prosessilaitteet jne.), Kun se virtaa takaisin prosessivesijärjestelmän paluupuolelle.
Jäähdytin käyttää mekaanista höyrynpuristusjärjestelmää, joka yhdistää prosessivesijärjestelmään höyrystimeksi kutsutun laitteen kautta. Kylmäaine kiertää höyrystimen, kompressorin, lauhduttimen ja jäähdyttimen paisuntalaitteen läpi. Termodynaaminen prosessi tapahtuu jäähdyttimen jokaisessa yllä olevasta komponentista. Höyrystin toimii lämmönvaihtimena siten, että prosessin jäähdytysnestevirran talteen otettu lämpö siirtyy kylmäaineeseen. Kun lämmönsiirto tapahtuu, kylmäaine haihtuu ja muuttuu matalapaineisesta nesteestä höyryksi, kun taas prosessijäähdytysnesteen lämpötila laskee.
Sitten kylmäaine virtaa kompressoriin, joka suorittaa useita toimintoja . Ensinnäkin se poistaa kylmäaineen höyrystimestä ja varmistaa, että höyrystimen paine pysyy riittävän alhaisena absorboimaan lämpöä oikealla nopeudella. Toiseksi se nostaa lähtevän kylmäainehöyryn painetta varmistaakseen, että sen lämpötila pysyy riittävän korkealla päästääkseen lämpöä lauhduttimeen. Kylmäaine palaa nestemäiseen tilaan lauhduttimessa. Kylmäaineen muuttuessa höyrystä nestemäiseksi luovutettu piilevä lämpö kulkeutuu ympäristöstä jäähdytysväliaineella (ilma tai vesi).
Jäähdyttimien tyypit:
Kuten on kuvattu, kaksi erilaista jäähdytysväliainetta (ilma tai vesi) voivat helpottaa luovutetun latentin lämmön siirtymistä, kun kylmäaine muuttuu höyrystä nesteeseen. Jäähdyttimet voivat siis käyttää kahta erityyppistä lauhdutinta, ilmajäähdytteisiä ja vesijäähdytteisiä.
- Ilmajäähdytteiset lauhduttimet muistuttavat ”moottoreita jäähdyttäviä” jäähdyttimiä. He käyttävät moottoroitua puhallinta pakottaakseen. Ilmanjäähdytteiset lauhduttimet tarvitsevat tehokkaan toiminnan ilman lämpötilaa 95 ° F (35 ° C) tai sitä alhaisemmat lämpötilat, ellei niitä ole erityisesti suunniteltu korkeisiin olosuhteisiin.
- Vesi- jäähdytetyt lauhduttimet suorittavat saman tehtävän kuin ilmajäähdytteiset lauhduttimet, mutta lämmönsiirron suorittaminen vaatii kaksi vaihetta. Lämpö siirtyy ensin kylmäainehöyrystä lauhdutusvesiin. Sitten lämmin lauhdutinvesi pumpataan jäähdytystorniin, jossa prosessilämpö lopulta päästetään ilmakehään.
Vesijäähdytteiset jäähdyttimet:
Vesijäähdytteisissä jäähdyttimissä on vesijäähdytteinen lauhdutin, joka on kytketty jäähdytystorniin. käytetään keskisuuriin ja suuriin asennuksiin, joissa on riittävä vesihuolto Ller voi tuottaa tasaisempaa suorituskykyä kaupallisessa ja teollisessa ilmastointilaitteessa, koska ympäristön lämpötila vaihtelee suhteellisesti. Vesijäähdytteisten jäähdyttimien koko vaihtelee pienistä 20 tonnin malleista useisiin tuhannen tonnin malleihin, jotka viilentävät maailman suurimpia tiloja, kuten lentokenttiä, ostoskeskuksia ja muita tiloja.
Tyypillinen vesijäähdytteinen jäähdytin käyttää jäähdytysnesteen lauhduttamiseen jäähdytystornista kierrättävää lauhdutusvettä. Vesijäähdytteinen jäähdytin sisältää kylmäaineen, joka riippuu sisääntulevan lauhduttimen veden lämpötilasta (ja virtausnopeudesta), joka toimii suhteessa ympäristön märkälampun lämpötilaan. Koska märkälampun lämpötila on aina matalampi kuin kuivalampun lämpötila, vesijäähdytteisen jäähdyttimen kylmäaineen lauhdutuslämpötila (ja paine) voi usein toimia huomattavasti alhaisempi kuin ilmajäähdytteisen jäähdyttimen. Vesijäähdytteiset jäähdyttimet voivat siis toimia tehokkaammin.
Vesijäähdytteiset jäähdyttimet asuvat yleensä sisätiloissa elementeiltä suojatussa ympäristössä. Vesijäähdytteinen jäähdytin voi siten tarjota pidemmän käyttöiän. Vesijäähdytteiset jäähdyttimet ovat tyypillisesti ainoa vaihtoehto suurempiin asennuksiin. Lisäjäähdytystornijärjestelmä vaatii ylimääräisiä asennuskustannuksia ja huoltoa verrattuna ilmajäähdytteisiin jäähdyttimiin.
Ilmajäähdytteiset jäähdyttimet:
Ilmajäähdytteiset jäähdyttimet perustuvat jäähdyttimen jäähdyttimeen. ympäristöilma. Ilmajäähdytteiset jäähdyttimet voivat siis löytää yhteisen sovelluksen pienemmissä tai keskisuurissa asennuksissa, joissa voi olla tilaa. Ilmajäähdytteinen jäähdytin voi olla käytännöllisin valinta tilanteissa, joissa vesi on niukkaa resurssia.
Tyypillisessä ilmajäähdytteisessä jäähdyttimessä voi olla potkurin tuulettimia tai mekaanisia jäähdytysjaksoja, jotka vetävät ympäröivää ilmaa kelan yli tiivistä kylmäaine. Ilmajäähdytteisen lauhduttimen jäähdytyshöyryn tiivistyminen mahdollistaa lämmön siirtymisen ilmakehään.
Ilmajäähdytteiset jäähdyttimet tarjoavat huomattavan edun alhaisemmista asennuskustannuksista. Yksinkertaistettu huolto johtuu myös niiden suhteellisesta yksinkertaisuudesta verrattuna vesijäähdytteisiin jäähdyttimiin. Ilmajäähdytteiset jäähdyttimet vievät vähemmän tilaa, mutta asuvat enimmäkseen laitoksen ulkopuolella. Siksi ulkoelementit heikentävät niiden käyttöikää.
Ilmajäähdytteisten jäähdyttimien kattava luonne vähentää ylläpitokustannuksia. Niiden suhteellinen yksinkertaisuus yhdistettynä pienempiin tilantarpeisiin tuottaa suuria etuja monentyyppisissä asennuksissa.
Toimenpiteet jäähdytysjärjestelmien tehokkuuden lisäämiseksi:
Jäähdyttimen kustannukset kuluttavat huomattavan osan rakennuksesi yleishinnoista. . Mihin toimenpiteisiin tulisi ryhtyä saadakseen energiansäästöä jäähdytysjärjestelmän maksimaalisen tehokkuuden avulla? Tarkastellaan joitain mahdollisuuksia.
Jatkuva huolto
Jäähdytysjärjestelmät toimivat tehokkaammin asianmukaisen jatkuvan huollon avulla. Useimmat organisaatiot tunnustavat tämän arvon ja ovat ottaneet toimenpiteitä osana päivittäisiä kiinteistöjohtamisen parhaita käytäntöjään. Joitakin jäähdytysjärjestelmien yleisiä parhaita käytäntöjä ovat:
- Tarkasta ja puhdista lauhduttimen kelat. Lämmönsiirrolla on suuri vaikutus jäähdytysjärjestelmiin, ja se on edelleen olennaista tehokkaan jäähdytyskäytön tuottamiseksi. Säännöllisessä kunnossapidossa on tarkastettava lauhduttimen kelat tukkeutumisen ja vapaan ilmakanavan varalta.
- Pidä kylmäaineen määrä yllä. Jäähdyttimen jäähdytysosuus riippuu järjestelmän oikeasta kylmäaineen määrästä. Oikean kylmäainemäärän ylläpitäminen voi vaikuttaa suuresti energiatehokkuuteen vähentämällä jäähdytyskustannuksia lähes 5–10%.
- Lauhdutinveden ylläpitäminen: Jäähdytystorneissa käytettävien lauhduttimien vesisilmukoiden on ylläpidettävä asianmukaista veden virtausta suunnitellulla tavalla. Kaikki roskat, kuten hiekka, erosiiviset kiinteät aineet ja epäpuhtaudet voivat vaikuttaa lauhduttimen vesisilmukkaan. Likaantuminen tai skaalaus voi estää veden virtausta ja vaikuttaa suuresti jäähdyttimen toimintatehokkuuteen.
Ennakoiva huolto
Tekoäly (AI) etenee edelleen jokapäiväisissä käytännön sovelluksissa. Koneet, kuten jäähdytysjärjestelmät, hyötyvät tekoälyalgoritmeista, jotka pystyvät havaitsemaan mahdolliset viat ennen niiden esiintymistä. Ennakoiva huolto hyödyntää jäähdytysjärjestelmän käyttötietojen keräämistä ja analysointia sen määrittämiseksi, milloin huoltotoimenpiteet on suoritettava ennen katastrofaalista vikaantumista. Koska jäähdytysjärjestelmät ovat nykyaikaisimpien LVI-järjestelmien sydän, merkittävien ”seisokkeja” tuottavien katastrofaalisten vikojen ehkäisy säästää sekä hätäkorjauskustannuksia että mainetta. Jäähdytysjärjestelmän kriittinen rooli edellyttää lisääntynyttä valvontaa. Tekoäly minimoi seisokit ja maksimoi tuottavuuden.
Esineiden internet (IoT) tarjoaa tiedonkeruutyökalun, joka mahdollistaa tekoälysovellukset, kuten ennakoivan ylläpidon. Itse asiassa LVI: n tulevaisuus on tekoäly ja esineiden internet. IoT mahdollistaa reaaliaikaisen tiedon keräämisen jäähdyttimestä, jotta sen toimintaa voidaan jatkuvasti analysoida. Jäähdyttimestä kerätyt rakeiset IoT-tiedot ylittävät huomattavasti visuaalisen tarkastuksen avulla saadut tiedot. IoT yhdistää rakennusinsinöörit kriittisten LVI-laitteiden reaaliaikaiseen näkyvyyteen , mikä mahdollistaa tietoisten todellisten käyttöolosuhteiden seurannan.
Optimointi
Jäähdyttimet toimivat osana monimutkaista LVI-järjestelmää.Vesijäähdytteisillä jäähdyttimillä on suurempi monimutkaisuus johtuen liitännästä jäähdytystornijärjestelmään. Jäähdytyslaitoksen yleisen suorituskyvyn arviointiin sisältyy siis analyysi kompressorin, pumppujen, jäähdytystuulettimien jne. Kokonaisenergiankulutuksesta kattavien tehokkuustoimenpiteiden, kuten kW / tonni, arvioimiseksi.
Koko jäähdytyslaitoksen optimointi on suoritettava kokonaisvaltaisesti. Eri säätöjä, jotka keskittyvät optimaaliseen jäähdytetyn veden asetuspisteisiin, jäähdyttimien sekvensointiin ja kuormituksen tasapainottamiseen, huipputarpeiden hallintaan, jäähdytystornin vesihuoltoon jne. Voidaan suorittaa vain käyttötiedoilla. IoT voi tarjota työkalut tällaiseen optimointiin tarjoamalla reaaliaikaisen seurannan jäähdytyslaitoksen jokaisen osan virrankulutuksesta, jäähdytys- ja jäähdytystornin meno- / paluulämpötiloista, lauhduttimen vesisilmukan veden virtausnopeuksista jne. IoT on löytänyt käytännöllinen käyttö LVI: ssä todellisen optimoinnin helpottamiseksi.
Johtopäätös:
Jäähdyttimen toiminnan tehokkuus vaikuttaa suuresti rakennuksen käyttökustannuksiin. Jatkuva rutiinihuolto edustaa vähimmäisarvoa kiinteistönhallinnan näkökulmasta. Jäähdytysjärjestelmän ennakoiva huolto ja optimointi vaatii reaaliaikaisia toimintatietoja. IoT on avannut oven uusille jäähdyttimen tehokkuuden muodoille.