روش قطعی برای طراحی سیستم، اطمینان از تأمین بارهای پیک ساختمان است. مهندس فکور شرایط میان باری ساختمان را بیشتر بررسی می‌کند. شرایط بار طراحی معمولاً تنها چند ساعت در سال اتفاق می‌افتد. اما این کار حس خوبی از اطمینان از عملکرد مؤثر در شرایط میان باری از طراحی سیستم به شما می‌دهد.
بعضی مهندسان از طرحی استفاده می‌کنند که در آن چیلر کم بار در شرایط بار کم کار می‌کند (شکل 1). این طراحی به نفع یک سیستم چیلر بزرگ است که می‌تواند در شرایط بار کم با راندمان پایین کار کند، مخصوصاً اگر پمپ‌ها و برج‌های خنک‌کن نیز باید کار کنند. بعضی اپراتورها تنها در شرایط کم‌بار این چیلرها را به کار می‌اندازند، درحالی‌که بقیه این چیلر را در ترتیب چیلرها جابه‌جا می‌کنند (جدول 1). در این حالت، چیلر اغلب به‌عنوان چیلر «چرخشی» نامیده می‌شود. در هر مورد، هدف راندمان عملیاتی بالاتر سیستم است.
این مقاله کاربرد چیلرهای کم بار را غیر از حالت‌های چرخشی بررسی می‌کند. این کار در ابتدا با مقایسه مصرف انرژی یک سیستم رایج در 1999 با سیستمی که از چیلرهای کم بار استفاده می‌کند، انجام می‌شود. دوم، طراحی رایج مورد استفاده در سال 2016 با سه گزینه صرفه‌جویی کننده انرژی مقایسه می‌شود.
آنالیز انرژی بیمارستان و کاربردهای ساختمان اداری برای هفت ناحیه اقلیمی مختلف انجام خواهد شد. این مقاله برگشت سرمایه‌گذاری (ROI) را پوشش نمی‌دهد، چون هزینه‌های نصب و بهره‌برداری بسیار متفاوت است.
دستگاه آب سرد با طراحی سال 1999
در سال 1999، طراحی سیستم آب سرد اولیه-ثانویه همان‌طور که در شکل 1 نشان داده‌شده رواج داشت. در این سیستم، هر چیلر یک پمپ آب سرد با سرعت ثابت و پمپ آب کندانسور با سرعت ثابت دارد. آب سرد از طریق پمپ‌های ثانویه با سرعت متغیر به هواسازها توزیع می‌شود. راندمان چیلرها، برج‌های خنک‌کن و الزامات تنظیم سرعت (موتورهای سرعت متغیر [VSD] روی فن‌های برج خنک‌کن) توسط استاندارد 1999-90.1 ANSI/ASHRAE/IESNA تعریف می‌شود. پارامترهای طراحی سیستم استاندارد از استاندارد 550/590-1995 AHRI به‌صورت زیر است:
- یکبار ساختمان طراحی 500 تن (1760 کیلووات) برای همه محل‌ها استفاده می‌شود؛
- سیستم پایه دو چیلر اسکرو آب خنک 250 تنی (880 کیلووات) دارد
- نوع چیلر کم‌بار یک چیلر 70 تن (250 کیلووات) و دو چیلر 215 تن (760 کیلووات) دارد.
اکونومایزرهای هوا در مناطقی مدل‌سازی می‌شوند که طبق استاندارد 1999-90.1 الزامی است. در اقلیم‌های مرطوب، دمای خروجی برج خنک‌کن در 85 درجه فارنهایت (29.4 درجه سانتی‌گراد) انتخاب می‌شود. در اقلیم‌های خشک، مثل لس‌آنجلس و برلین، دمای خروجی طراحی 80 درجه فارنهایت (26.7 درجه سانتی‌گراد) است.
دستگاه آب سرد طراحی سال 2016
طراحی سال 2016 از جریان اولیه متغیر (VPF) برای سیستم آب سرد استفاده می‌کند؛ اختلاف دمای توصیه‌شده 16 درجه فارنهایت «8.9 درجه سانتی‌گراد» آب سرد و 14 درجه فارنهایت «7.8 درجه سانتی‌گراد» از GreenGuide اشری و نیز دبی و پمپ‌های آب کندانسور با سرعت ثابت استفاده می‌کند (شکل 2). الزامات راندمان تجهیزات استاندارد 2013-90.1 استفاده می‌شود (2016-90.1 در زمان نوشتن مقاله منتشر نشده بود)، اما تنظیمات راندمان چیلر به شرح زیر است:
- در دبی پایین‌تر آب سرد، آب سرد خنک‌تر برای تولید اثر سرمایشی یکسان در هواسازها لازم است؛
- در دبی پایین‌تر آب کندانسور، دمای آب خروجی از کندانسور افزایش می‌یابد؛
- هر دو کاهش دبی منجر به افزایش قدرت چیلر و لیفت کمپرسور می‌شود
- بنابراین راندمان چیلر برای دمای آب سرد خنک‌تر و دمای آب خروجی از کندانسور گرم‌تر تنظیم می‌شود (جدول 2).
