محل نصب چیلر های تراکمی
اغلب به دلایل، زیبایی چیلرها پشت نمای معماری یا جایی که برای عابرین پیاده قابل رؤیت نباشد قرار می گیرند. با این وجود این کار جریان هوای محیط به این چیلرها را محدود می کند. به علاوه عملکرد کندانسورهای هواخنک به دلیل سیرکولاسیون مجدد خروجی های تخلیه داغ از فن های کندانسور به ورودی هوای چیلرهای هواخنک، در شرایط دمای بسیار بالا و باد شدید دچار مشکل می شود.
مقاله حاضر ترجمه مقاله ژانویه ۲۰۱۶ ژورنال اشری نوشته kishor khankari می باشد.
سرعت باد جهت باد فاصله بین چیلرها، فاصله تا ساختمان و ارتفاع دیوار ساختمان و نما می تواند بر پراکنده شدن خروجی های تخلیه از چیلرها تأثیر گذاشته و دمای هوای ورودی به کندانسور هواخنک را افزایش دهد. مطالعه شبیه سازی دینامیک سیالات (CFD) برای پی بردن به تأثیر سرعت باد جهت باد جهت چیلرها نسبت به جهت باد، فاصله بین چیلرها و فاصله چیلرها از ساختمان مجاور انجام شد.
و عملکرد سرمایشی کندانسورهای هواخنک از نظر الگوهای جریان هوا، پخش شدن خروجی های چیلرهای اطراف و توزیع دمای هوا در ورودی هوای چیلر ارزیابی می شود گستره سیرکولاسیون مجدد خروجی تخلیه داغ تا ورودی هوا و تأثیر آن روی عملکرد چیلر از نظر افزایش میانگین دماهای هوای ورودی برآورد می شود.
تحلیل جهت باد نسبت ب جهت چیلرها
جهات باد موازی و عمود بر ورودی هوای چیلرهای هواخنک (که روی بعد بلند قرار دارد) در این مطالعه تحلیل می شود. جهت باد نسبت به جهت چیلرها به صورت فلش در شکل نشان داده شده است. جهت باد را می توان به صورت جهت هوای ورودی چیلر به جهت باد غالب نیز بیان کرد. موارد زیر در این مطالعه تحلیل شد این آنالیزها به صورت سیستماتیک با تغییر تنها یک پارامتر در یک زمان انجام شد.
سه سرعت باد ۵، ۱۰ و ۱۵ مایل بر ساعت (۸، ۱۶ و ۲۴ کیلومتر بر ساعت) برای دو نوع جهت تحلیل شد؛ فاصله بین چیلرها ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) و فاصله از ساختمان مجاور ۱۰ فوت (۳ متر) نگه داشته شد.
فاصله بین چیلرها از ۶ فوت (۱٫۸ متر) ، ۸ فوت (۲,۴ متر) و ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) متغیر بود، در حالی که فاصله از ساختمان مجاور در ۱۰ فوت (۳ متر) سرعت باد در ۱۰ مایل بر ساعت (۱۶ کیلومتر بر ساعت) و جهت باد موازی ورودی هوا بعد بلند چیلرها ثابت نگه داشته شد.
فاصله چیلرها از ساختمان مجاور از ۵ فوت (۱,۵متر) ، ۱۰ فوت (۳ متر) و ۱۵ فوت (۴٫۶ متر) متغیر بود در حالی که فاصله بین چیلرها در ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) سرعت باد در ۱۰ مایل بر ساعت (۱۶ کیلومتر بر ساعت) و جهت باد موازی ورودی هوا (بعد بلند) چیلرها ثابت نگه داشته شد.
جهات باد موازی و عمود بر ورودی هوای چیلرهای هواخنک (که روی بعد بلند قرار دارد) در این مطالعه تحلیل می شود. جهت باد نسبت به جهت چیلرها به صورت فلش در شکل نشان داده شده است. جهت باد را می توان به صورت جهت هوای ورودی چیلر به جهت باد غالب نیز بیان کرد. موارد زیر در این مطالعه تحلیل شد این آنالیزها به صورت سیستماتیک با تغییر تنها یک پارامتر در یک زمان انجام شد.
سه سرعت باد ۵، ۱۰ و ۱۵ مایل بر ساعت (۸، ۱۶ و ۲۴ کیلومتر بر ساعت) برای دو نوع جهت تحلیل شد؛ فاصله بین چیلرها ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) و فاصله از ساختمان مجاور ۱۰ فوت (۳ متر) نگه داشته شد.
فاصله بین چیلرها از ۶ فوت (۱٫۸ متر) ، ۸ فوت (۲,۴ متر) و ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) متغیر بود، در حالی که فاصله از ساختمان مجاور در ۱۰ فوت (۳ متر) سرعت باد در ۱۰ مایل بر ساعت (۱۶ کیلومتر بر ساعت) و جهت باد موازی ورودی هوا بعد بلند چیلرها ثابت نگه داشته شد.
فاصله چیلرها از ساختمان مجاور از ۵ فوت (۱,۵متر) ، ۱۰ فوت (۳ متر) و ۱۵ فوت (۴٫۶ متر) متغیر بود در حالی که فاصله بین چیلرها در ۱۲ فوت (۳٫۷ متر) سرعت باد در ۱۰ مایل بر ساعت (۱۶ کیلومتر بر ساعت) و جهت باد موازی ورودی هوا (بعد بلند) چیلرها ثابت نگه داشته شد.
تأثیر سرعت باد
افزایش سرعت باد می تواند منجر به افزایش دماهای ورودی شود که این مسئله سبب کاهش عملکرد چیلرهای هوا خنک می شود. شکلهای ۲ و 3 به ترتیب توزیع دما در هوای ورودی چیلرهای هواخنک و پراکندگی حاصل خروجی تخلیه از بالای چیلرها را نشان می دهند.
در این مورد که جهت باد، موازی ورودی هواست چیلرها در طرف مخالف باد ساختمان قرار می گیرد که wake zone – منطقه فشار پایین – تشکیل می شود با افزایش سرعت باد، فشار در wake zone کاهش می یابد و گستره فضایی این ناحیه که اطراف چیلرها قرار گرفته افزایش می یابد.
در نتیجه با افزایش سرعت باد خروجی داغ ناشی از اگزاست فن به سمت پایین رفته و سوار بر ورودی چیلر می شود. همان طور که در شکل ۲a نشان داده شده، در مورد سرعت باد کم (۵ مایل بر ساعت) خروجی داغ به صورت عمودی به بالا رفته و از ورودی چیلر دور می شود با افزایش سرعت باد از ۵ مایل بر ساعت به ۱۵ مایل خروجی تخلیه برای سمت پایین رفته و در سرعت باد ۱۵ مایل بر ساعت تقریباً به زمین می رسد.
گرچه افزایش سرعت باد می تواند نرخ جریان هوای محیط را افزایش دهد و خروجی تخلیه دمای بالا را رقیق کند، انحراف خروجی های با دمای بالا به سمت ورودی هوای چیلر، بر این تأثیرات رقیق سازی شرایط باد زیاد غلبه دارد. تأثیر در همه این موارد دورترین چیلرها (CH1) و (CH4) نسبت به محل های داخلی و (CH2 , CH3) کمترین تاثیر را می پذیرند.
همین طور ورودی هوای واقع در مرکز یک ردیف چیلر بالاترین دمای هوای ورودی و احتمالا کاهش عملکرد بیشتر از آنهایی که انتهای ردیف واقع شدند را نشان می دهد با افزایش سرعت باد، بیشترین دمای هوای ورودی به سمت ساختمان حرکت می کند چون در افزایش سرعت باد خروجی تخلیه به سمت عقب در جهت ناحیه فشار پایین رفته و پشت سر ورودی های نزدیکتر به ساختمان قرار می گیرند.
تأثیر جهت چیلرها
وقتی جهت باد عمود بر ورودی هوا (بعد بلند) چیلرها باشد، افزایش سرعت باد سبب افزایش دمای هوای ورودی می شود (شکل ۳) در این مورد، ورودی جلویی اولین چیلر (CH1) مستقیم در جهت باد ورودی است و درنتیجه کمترین دمای هوای دریافتی را تجربه می کند. از آنجایی که سایر چیلرها در ناحیه کم فشار این چیلر اول قرار دارند، دمای هوای ورودی بیشتری تجربه می کنند.
شبیه مورد قبلی در سرعت باد کم (۵ مایل بر ساعت)، خروجی داغ به صورت عمودی به سمت بالا حرکت می کند؛و با افزایش سرعت باد خروجی تخلیه به سمت پایین منحرف شده و تقریباً به زمین می رسد. برای همه سرعت های باد، ورودی هوای چیلرهای داخلی (CH2 و CH3) دمای هوای ورودی نسبتاً بالاتری نسبت به بیرونی ها (CH and CH)؛ تجربه می کنند در حالی که خروجی تخلیه داغ در جهت باد جریان دارد، خروجی چیلرهای رو به باد به سمت چیلرهای مجاور حرکت کرده و در نتیجه سوار بر ورودی چیلرهای سمت مخالف می شوند.
همان طور که در شکل ۳ نشان داده شده، با افزایش سرعت باد، تأثیر این حرکت خروجی آبشاری غالب شده و منجر به دمای هوای ورودی بالاتر مخصوصاً برای ورودی چیلرهایی که در مرکز هر ردیف قرار دارند (andCH3 CH2) می شود. از آنجایی که جهت باد عمود بر بعد بلند چیلرهاست هوای محیط می تواند به سادگی از جلو و پشت چیلرهای هواخنک وارد راهروهای میان چیلرها شود. در نتیجه، توزیع دما روی ورودی چیلر نیمه متقارن است در مرکز زیاد و در جلو و عقب كم.
شکل ۴ تأثیر سرعت و جهت باد روی میانگین دمای هوای ورودی چیلرهای هواخنک را نشان می دهد. این نمودارها به جای توزیع دما در محل های دریافت میانگین دمای هوای ورودی را نشان می دهند. دمای بالاتر هوای ورودی نشانه ای از سیرکولاسیون مجدد بیشتر خروجی های تخلیه داغ به ورودی هوای چیلر بوده و می تواند منجر به کاهش عملکرد بالاتر شود. به دلیل تأثیر آبشاری به دام افتادن خروجی داغ، وقتی جهت باد عمود بر هوای ورودی است میانگین دمای هوای ورودی بیشتر است.
برای هر دو جهت افزایش سرعت باد میانگین دمای هوای ورودی را افزایش می دهد با این وجود وقتی سرعت باد به ۱۵ مایل در ساعت (۲۴ کیلومتر در ساعت) برسد و هوای ورودی موازی جهت باد باشد، چنین افزایشی بسیار بیشتر است (شکل 4a).
در مقابل وقتی هوای ورودی عمود برجهت باد باشد شکل(4b) ، میانگین دمای هوای ورودی به تدریج با افزایش سرعت باد افزایش می یابد. در هر دو مورد، چیلرهای داخلی(ch3 و ch2) نسبت به خارجی ها (CH1 و CH4) دمای هوای ورودی بالاتری را نشان می دهند.
