بهینه سازی مصرف انرژی در سیستم های تهویه مطبوع

مساله انرژی در کشور ما سال‌ها مورد توجه شایسته ای نبوده است و یارانه‌های آشکار و پنهان دولتی همواره مردم را از توجه واقعی به ارزش انرژی باز داشته اند. در سال‌های اخیر، توجه به میزان مصرف انرژی و همچنین صرفه جویی در مصرف، به عنوان یک ضرورت قطعی و چاره ناپذیر پدیدار گشته است. سرعت رشد مصرف داخلی انرژی به حدی است که با روند موجود توسعه منابع نفتی، شاید با گذشت چند سال و اندی، دیگر قادر به صادرات نفت نباشیم.انرژی مصرفی در ساختمان‌ها بیش از یک سوم انرژی مصرفی کشور را به خود اختصاص داده، که به نظر میرسد ارزش آن به قیمت جهانی سالیانه بالغ بر6 میلیارد دلار می‌گردد. سامانه‌های تهویه مطبوع به مانند چیلرها و برج‌های خنک کن مانند اکثر سامانه‌های مکانیکی مقدار زیادی انرژی الکتریکی مصرف می‌کنند. تحقیقات نشان می‌دهد که حدود نیمی از انرژی مصرفی در بخش ساختمان، صرف سرمایش و گرمایش می‌شود. کمبود منابع انرژی و نوسان قیمت آن‌ها موجب شده است که کارشناسان به ایجاد تغییراتی در طراحی کلی سامانه‌های تهویه مطبوع و کاربردهای آن اقدام نمایند که البته بیشتر این تغییرات، بهره گیری از تکنولوژی‌های کم مصرف انرژی برای تهویه مطبوع ساختمانها می‌باشد. در این مقاله در مورد مصرف انرژی در سیستم‌های تهویه مطبوع و تاثیر کم آبی بر انتخاب مناسب سیستم‌های چیلر و برج خنک کن، بحث خواهد شد.

برای شرکت در دوره آموزش آمادگی آزمون نظام مهندسی در نوین پارسیان کلیک نمایید

کم مصرف سازی سیستم‌های تهویه مطبوع

تکنولوژی‌های کم مصرف انرژی، برای سرمایش ساختمان‌ها از روش‌هایی ارزان قیمت برای تامین شرایط آسایش در تابستان بهره می‌برند. این روش‌های کم مصرف انرژی هزینه عملکرد کمی نسبت به سیستم‌های سرمایش مرسوم ( چیلرها و برج‌های خنک کننده تراکم بخار و جذبی ) دارند. اگر بخواهیم در چگونگی شکل گیری سیستم‌های کم مصرف انرژی دقیق شویم درمی یابیم که بسیاری از روش‌های کم مصرف انرژی برای سرمایش، برگرفته از روش‌های سنتی سرمایش می‌باشند که بشر سال‌ها پیش از این به آنها دست یافته است. برای مثال در بسیاری از مناطق روستایی ایران که قدمتی بیش از 200 سال دارند، خانه‌ها دارای دیوارهای بسیار ضخیم از جنس کاه گل می‌باشند. این ضخامت، ورود حرارت به داخل اتاق را در روزهای گرم تابستان به تاخیر می‌اندازد، از طرفی به دلیل جرم حرارتی بالا، این دیوارها خنکی شب را برای مدت طولانی در خود حفظ و در طول روز بعد تا ساعت‌ها دمای فضای داخل را در حد مطلوب حفظ می‌کنند. [1[همان طور که اشاره شد، شکل‌های اولیه تکنولوژی‌های کم مصرف انرژی برای سرمایش، سالهاست که در بناهای تاریخی مورد استفاده قرار گرفته و می‌گیرند. این تکنولوژی‌ها در اشکال پیشرفته نیز امروزه در حال گسترش میباشند. اگرچه هنوز تحقیقات زیادی برای استفاده آسان تر از این سیستم‌ها نیاز می‌باشد. با توجه به افزایش جمعیت در مناطق گرمسیر و همچنین گران شدن منابع انرژی موجود، درآینده قطعا تقاضا برای استفاده از تکنولوژی‌های کم مصرف انرژی جهت تهویه ساختمان‌ها افزایش می‌یابد. بنابراین شایسته است که در کشور ما نیز سازمان‌ها و وزارتخانه‌های مسئول در زمینه انرژی توجه بیشتری به این مسئله مبذول دارند.

مصارف عمده آب در سیستم‌های تهویه مطبوع

از روزگاران قدیم، آب به عنوان مایه حیات و آبادانی مورد توجه انسان بوده است. اکثر شهرها در تمامی نقاط جهان در مناطقی ایجاد شده اند که در فاصله نزدیک آنها منابع قابل استحصال آب به راحتی در دسترس باشد. همچنین شهرهای متعددی نیز به دلیل خشکسالی و کمبود آب متروک و رها شده اند. با پیشرفت تکنولوژی و سطح رفاه و بهداشت جوامع، وابستگی انسان به آب افزایش یافته به گونه ای که در دهه‌های اخیر مقدار مصرف سرانه آب به عنوان شاخص پیشرفته بودن کشورها مورد بررسی قرار می‌گیرد. مصارف عمده آب را به چند گروه می‌توان تقسیم کرد:

• مصارف آشامیدنی و بهداشتی همانند پخت و پز، شرب، استحمام، شستشوی ظروف و…
• مصارف کشاورزی و فضای سبز
• مصارف صنعتی
• مصارف خدماتی من جمله سیستم‌های تهویه مطبوع، شستشوی خودرو، آتش نشانی و….

در سیستم‌های رایج تهویه مطبوع، برجهای خنک کن که در سیستم‌های سرمایش کاربرد دارند عمده ترین مصرف کننده آب می‌باشند. بنابراین در این مقاله فقط سیستم‌های سرمایش مورد بررسی قرار خواهند گرفت. سیکل‌های تبرید که اساس کار دستگاه‌های چیلر هستند به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

سیکل‌های تراکم بخار

این سیکل در واقع عبارتست از جوشش و تقطیر آب در یک دمای مشخص، که این دما به فشار سیستم بستگی دارد. محدوده این سیکل بین نقطه انجماد و دمای بحرانی سیال عامل می‌باشد.در فرآیند جوشش سیال عامل می‌بایست گرمای نهان تبخیر را دریافت نماید و در فرآیند تقطیر این گرما می‌بایست به محیط منتقل شود.اجزای اصلی که در تمامی سیکل‌های تبرید تراکمی وجود دارند عبارتند از اواپراتور،کندانسور،کمپرسور و شیر انبساط (یا لوله مویین).در کلیه سیستم‌های تبرید از ماده ای به نام مبرد در یک مدار بسته و نفوذ ناپذیر استفاده میشود.در این سیکل از یک کمپرسور برای متراکم کردن گاز (بخار مبرد) استفاده می‌شود و به همین دلیل سیکل حاصله را سیکل تراکمی و گاهی سیکل تراکم بخار می‌گویند.ماده سرما زا در یک قسمت از سیکل، حرارت محیط خود (محیط سرد) را جذب کرده و در قسمت دیگر آن را دفع می‌کند.به عبارت دیگر کمپرسور، مبرد را در وضعیتی قرارمی دهدکه حرارتی را که قبلا و از محیطی با فشار کم جذب کرده بود، پس بدهد. شکل زیر شماتیکی از سیکل تبرید تراکم بخار را نشان میدهد.

برای شرکت در آموزش و دوره معماری در نوین پارسیان کلیک نمایید

فرآیند2 -1 فرایند تراکم ایزونتروپیک است که در کمپرسور رخ می‌دهد و طی آن فشار سیال عامل افزایش می‌یابد. در طی فرایند3-2 و در فشار ثابت، حرارت موجود در سیال خروجی از کمپرسور به محیط دفع می‌شود. فرایند4 – 3 نمایانگر فرایند انبساط ایزونتروپیک است که در یک لوله موئین یا شیر انبساط صورت می‌گیرد و در فرایند 1 -4 در اواپراتور یا چیلر،حرارت به سیال عامل منتقل میشود و بدین ترتیب سیکل کامل می‌گردد. به طور کلی برای انتقال حرارت از محلی به محل دیگر، وجود اختلاف درجه حرارت، لازم است و در یک سیکل تبرید برای کسب این اختلاف درجه حرارت، به یک قسمت فشار بالا و یک قسمت فشار پایین، نیاز می‌باشد. بخش فشار پایین از خروجی شیر انبساط تا ورودی کمپرسور را شامل می‌شود. مقدار فشار این قسمت به نوع سیستم و دمای ورودی اواپراتور و همچنین دمای محیط سرد بستگی دارد. بایستی در نظر داشت که فشار از خروجی شیر انبساط تا ورودی کمپرسور ثابت می‌باشد. بخش فشار بالا از خروجی کمپرسور تا ورودی شیر انبساط را شامل می‌شود.در سیکل تراکمی بخار همواره رابطه زیر برقرار است:

کار خالص انجام شده در کمپرسور- حرارت جذب شده در اواپراتور(چیلر) = دفع حرارت در کندانسور

یا:

QH = QL + W
ضریب عملکرد سیکل‌های تبرید عبارتست از:

کار ورودی به سیکل / اثر سرمایشی = ضریب عملکرد

COP = QH / Win

تجهیزات تبرید (از قبیل چیلرها، کولرهای گازی، پکیج‌ها و…) که دارای کمپرسورهای رفت و برگشتی، گریز از مرکز، و دنده ای یا پیچی هستند همگی در سیکل تبرید تراکم بخار کار می‌کنند.

سیکل‌های تبرید جذبی

سیکل جذبی فرآیندی است که اثر تبرید در آن با استفاده از دو سیال و مقداری حرارت که توسط ژنراتور به سیستم داده می‌شود ایجاد می‌شود. البته این حرارت به مراتب بیشتر از انرژی الکتریکی ای است که در سیستم‌های تراکمی مشابه به سیستم داده می‌شود. در این سیکل نیز مانند سیکل تراکمی مبرد در فشار پایین و در اواپراتور حرارت را دریافت و در کندانسور و در بخش فشار بالا این حرارت را به محیط با درجه حرارت بالا پس میدهد. تنها، روش ایجاد اختلاف فشار و به گردش درآوردن مبرد، اصلی ترین تفاوت میان این دو سیکل است. در سیستم تبرید تراکمی مبرد، بوسیله کمپرسور به گردش درمی آید اما در سیکل جذبی این کار توسط یک سیال ثانویه ( جاذب ) انجام می‌شود که برای گردش از پمپ استفاده می‌کند. به دلایلی همچون کاهش درجه حرارت مورد نیاز برای سیکل و صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی، سیکل جذبی میتواند در موارد دسترسی به انرژی زمین گرمایی و یا سوخت ارزان گزینه ای مناسب باشد.

در چیلرهای جذبی اولیه از آمونیاک به عنوان ماده جاذب استفاده می‌شد که به علت سمی بودن در سالهای بعد لیتیوم بروماید جایگزین آن شد. در چیلرهای جذبی رایج از لیتیوم بروماید به عنوان جاذب و از آب به عنوان مبرد استفاده می‌شود. نسل‌های ابتدایی چیلرهای جذبی از نوع یک مرحله ای یا تک اثره بودند ولی با پیشرفت تکنولوژی و به منظور افزایش کارایی چیلرها، چیلرهای دو مرحله ای یا دو اثره نیز تولید گردیدند. در چیلرهای جذبی به جای انرژی الکتریکی ای که در سیکل‌های تبرید تراکم بخار برای به حرکت در آوردن سیال عامل مصرف می‌شود، از انرژی حرارتی استفاده می‌شود. این انرژی حرارتی می‌تواند توسط حرارتهای بازیافت شده، آب گرم، آب داغ، بخار آب، و یا احتراق مستقیم سوخت تامین گردد. چیلرهای جذبی دو مرحله ای شعله مستقیم که در آنها انرژی حاصل از احتراق سوخت بطور مستقیم استفاده می‌شود. اجزا اصلی چیلرهای جذبی دو مرحله ای عبارتند از:

اواپراتور، جذب کننده، مولد با درجه حرارت بالا، مولد با درجه حرارت پایین، کندانسور، جداکننده مایع و بخار، مبدل حرارتی با درجه بالا، مبدل حرارت با درجه حرارت پایین، پمپ محلول با درجه حرارت بالا، پمپ محلول با درجه حرارت پایین، پمپ محلول، و پمپ مبرد، در سیکل‌ها جذبی نیز کارایی تجهیزات تبرید با ضریبی موسوم به ضریب عملکرد سنجیده می‌شود. این ضریب عبارتست از:

انرژی حرارتی سوخت مصرفی / اثر سرمایشی = ضریب عملکرد یا COP

سیستم‌ها و تجهیزات دفع حرارت

در سیکل‌های تبرید تراکم بخار و تبرید جذبی مجموع انرژی‌هایی که در اواپراتور جذب می‌شود و حرارت یا کاری که در سیکل به عنوان نیروی محرکه استفاده می‌گردد باید در کندانسور به اتمسفر(یا آب دریا، رودخانه و…) دفع شود. لازم به ذکر است که در کولرهای گازی و تجهیزات سرمایشی دارای کویل انبساط مستقیم(DX،(حرارت جذب شده در اواپراتور مستقیما از هوایی که باید سرد شود گرفته می‌شود ولی در چیلرها، حرارت از آب در حال گردش و مورد استفاده در فن کویل‌ها، هوارسان‌ها و… جذب میگردد و بدین ترتیب این آب سرد به فن کویل یا هوارسان برگردانده خواهد شد.تجهیزات دفع، تجهیزاتی هستند که عمل دفع حرارت را در سیکل‌های تبرید انجام می‌دهند و کندانسور نامیده میشوند. چهار نوع اصلی کندانسور که در سیستم‌های تبرید استفاده می‌شوند، عبارتند [2,3]:از

کندانسور خنک شونده با آب یکبار گذر

در این کندانسور که در سیکل باز کار می‌کند میتوان از آب دریاچه، رودخانه، یا دریا بطور مستقیم برای جذب حرارت استفاده کرد. این آب پس از جذب حرارت در کندانسور، مجددا به منبع اصلی خود ( دریاچه، رودخانه، دریا و…) برگشت داده می‌شود.

برا شرکت در دوره آمزوش طراحی سازه در نوین پارسیان کلیک نمایید

کندانسور خنک شونده با آب در گردش

در این نوع کندانسور از آب خنک شده در برج خنک کن برای جذب حرارت کندانسور استفاده می‌گردد. آب خروجی از کندانسور که مقداری حرارت جذب کرده است به بالای برج خنک کن هدایت می‌گردد و پس از پاشیده شدن بر روی قطعات پر کننده درون برج و تماس با هوای عبوری از درون آنها، تبخیر و همراه هوا از برج خارج میشود. چون گرمای نهان تبخیر قطراتی که بخار می‌شوند از سایر قطرات آب گرفته می‌شود، بنابراین درجه حرارت قطرات تبخیر نشده کاهش خواهد یافت. این قطرات به درون حوضچه زیر برج می‌ریزند و توسط پمپ مجددا به دستگاه چیلر برمی گردند تا دوباره حرارتی که باید در کندانسور دفع شود را جذب کنند و بدین ترتیب سیکل تکرار می‌گردد.

کندانسور خنک شونده با هوا

در این نوع کندانسور که فقط در سیکل‌های تبرید تراکم بخار استفاده می‌شود حرارتی که باید در کندانسور از سیکل دفع شود مستقیما از سیال مبرد به هوای محیط بیرون منتقل میگردد و نیازی به استفاده از آب نمی باشد.

کندانسور‌های تبخیری

در کندانسورهای تبخیری، حرارت بطور مستقیم از کویل و به واسطه اثر سرمایش تبخیری دفع میشود. در حقیقت این نوع کندانسور، یک کندانسور خنک شونده با هوا است که برای افزایش کارایی آن و یا به دلیل
محدودیت‌های فنی لازم است بر روی آن آب پاشیده شود.

محدودیت کاربرد کندانسورها

کندانسورهای خنک شونده با آب یک بار گذر

عامل تعیین کننده در انتخاب این کندانسورها، درجه حرارت منبع آب در دسترس(دریا، دریاچه، رودخانه و….) میباشد.معمولا درجه حرارت ورود آب خنک کننده به کندانسور چیلرهای تراکمی و جذبی را میتوان مابین 85 تا 89 درجه فارنهایت در نظر گرفت.

کندانسورهای خنک شونده با آب در گردش

در این کندانسورها که در چیلرهای تراکمی و جذبی قابل استفاده هستند، حرارتی که در کندانسور به آب خنک کن در گردش داده می‌شود باید در برج خنک کن و بواسطه عمل تبخیر به هوای بیرون منتقل گردد.چنانچه رطوبت نسبی(یا درجه حرارت مرطوب) هوا زیاد باشد، قابلیت جذب رطوبت هوا کاهش می‌یابد و عملکرد برج خنک کن با نقصان همراه خواهد بود. کمترین درجه حرارت قابل حصول برای آب در برجهای خنک کن، حدود 7 درجه بالاتر از درجه حرارت مرطوب هوای محیط است. بنابراین در اقلیم‌هایی که درجه حرارت مرطوب( رطوبت نسبی) هوا زیاد است، برجهای خنک کن و این نوع کندانسورها عملکرد رضایتبخشی نخواهند داشت. برای یک ظرفیت سرمایشی مشخص، هر چه درجه حرارت مرطوب محیط بیشتر باشد، ظرفیت و ابعاد برج خنک کن مورد نیاز بیشتر و بزرگتر خواهد بود که علاوه بر افزایش سرمایه گذاری اولیه، هزینه‌های بهره برداری را نیز افزایش می‌دهد.

کندانسور‌های خنک شونده با هوا

در این نوع کندانسور، درجه حرارت سیالی که حرارت خود را به محیط دفع کرده و از کندانسور هوایی بر می‌گردد بستگی به درجه حرارت حباب خشک هوای محیط دارد. معمولا حداقل درجه حرارت قابل حصول در این
کندانسورها چند درجه بالاتر از درجه حرارت حباب خشک هوای محیط است. اگر چه این نوع کندانسور برای مناطق مرطوب که درجه حرارت مرطوب آنها بالا است و یا در مناطقی که با کمبود آب یا نامناسب بودن کیفیت آب مواجه هستند بسیار مناسب است ولی استفاده از آن در چیلرهای جذبی با توجه به وظیفه ای که آب کندانسور بر عهده دارد ناممکن می‌باشد.

کندانسورهای تبخیری

در این نوع کندانسور که ترکیبی از کندانسورهای خنک شونده با هوا و آب می‌باشد، حداقل درجه حرارت قابل حصول برای آب بستگی به درجه حرارت مرطوب محیط دارد.

مقایسه اقتصادی گزینه‌های سیستم تولید برودت

در این بخش مقایسه ای بین سیستم‌های تولید برودت اشاره شده در ذیل برای یک مجتمع تجاری- اداری با زیربنای کل 12500 مترمربع که مشتمل بر 48 باب فروشگاه و 18 واحد اداری می‌باشد، انجام می‌گیرد.

1. چیلر تراکمی بخار با برج خنک کن و پمپ‌های برج خنک کن
2. چیلر تراکمی بخار با کندانسور هوایی
3. چیلر جذبی با برج خنک کن و پمپ‌های برج خنک کن

در این مقایسه، مفروضات ذیل در نظر گرفته شده اند:

• ظرفیت خالص برودتی چیلرهای مورد نیاز 210×2 تن تبرید
• درجه حرارت حباب خشک محیط F 99 معادل با 2.37 سانتیگراد
• درجه حرارت مرطوب محیط F 70 معادل با 2.21 سانتیگراد
• درجه حرارت ورود و خروج آب به کندانسور چیلر تراکمی F 85 /95F
• درجه حرارت ورود و خروج آب به کندانسور چیلر جذبی 5F.89 / F 5.99
• درجه حرارت تقطیر در کندانسورهای هواییF 115 معادل با 46 درجه سانتیگراد
• درجه حرارت ورود و خروج آب سردکننده به چیلر 6F.53 / F 6.44

در جدول شماره1 مقادیر مصرف ساعتی آب، برق وگاز درمورد هریک از سه گزینه مطرح شده نشان داده شده است.

در جدول شماره 2 مقدار مصارف آب، برق و گاز در هر ساعت برای بخش‌های مختلف مجتمع و درصد مصارف سیستم‌های تولید برودت نسبت به مصرف کل نشان داده شده است.

جدول شماره 3 نشان دهنده مقدار سرمايه گذاري لازم به دليل اضافه شدن مصارف هر يك از گزينه هاي و نيز
هزينه خريد تجهيزات گزينه هاي سيستم توليد برودت مي باشد. در جدول مذكور تاثير اين سرمايه گذاري بر
سرمايه گذاري كل نشان داده شده است.

اگر ساعات کار مجتمع در فصل تابستان را 12 ساعت و ضریب بارشدگی متوسط سیستم‌های تولید برودت را 75 % و تعداد روزهای گرم سال که نیاز به کارکرد سیستم‌های تولید برودت دارند را 110 روز در نظر بگیریم، مقدار مصرف و هزینه کل مصارف سالانه آب، برق و گاز سیستم‌های تولید برودت در گزینه‌های موردنظر به شرح جدول شماره 4 خواهد بود.

مقایسه گزینه‌های متفاوت سیستم تولید برودت از نظر فنی

هر کدام از گزینه‌های مورد بررسی دارای محدودیت‌ها، مزیت‌ها و معایب فنی هستند که در ذیل بدانها اشاره خواهد شد. در این بخش فقط به جنبه‌های فنی توجه خواهد شد و جنبه‌های اقتصادی در بخش 5 بررسی شدند.

الف) عملکرد برج‌های خنک کن به صورت کلی به میزان بسیار زیادی متاثر از مقدار اختلاف درجه حرارت حباب خشک و درجه حرارت مرطوب هوا می‌باشد. به همین دلیل استفاده از این برج‌ها در مناطقی که رطوبت هوا زیاد است با احتیاط باید صورت پذیرد. تمامی انواع مختلف چیلرهای جذبی و همچنین چیلرهای کمپرسوری با استفاده از کندانسور آبی نیازمند استفاده از این دسته از برج‌ها هستند.

ب) عملکرد کندانسورهای هوایی متاثر از درجه حرارت حباب خشک هوا می‌باشد و چون درجه حرارت تقطیر این نوع کندانسورها می‌تواند به بیش از 55 درجه سانتیگراد (131F) برسد، لذا در مناطق مرطوب که دمای حباب خشک آنها از مقدار فوق تجاوز نکند نیز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند. این دسته از انواع کندانسورها تنها برای استفاده در چیلرهای تراکمی مناسب می‌باشند.

ج) چیلرهای تراکمی به علت وجود قطعات متحرک دارای استهلاک بیشتری نسبت به چیلرهای جذبی هستند. هزینه‌های مرتبط با موارد ناشی از استهلاک تاسیسات برودتی به میزان بسیارزیادی بستگی به نحوه مدیریت، تعمیر و نگهداری تاسیسات دارد.

د) چیلرهای تراکمی دارای ابعاد و وزن کمتری نسبت به چیلرهای جذبی هم ظرفیت می‌باشند و بنابراین در فضای موتورخانه (سطح و ارتفاع) میتوان صرفه جویی کرد. مساحت نصب کندانسورهای هوایی در روی بام حدود 5.1 برابر برج خنک کن است و وزن آن حدود 50 %برج خنک کن خواهد بود.

نتیجه نهایی

گزینه چیلر تراکمی به همراه برج خنک کن با توجه به این نکته که هم مصرف برق به نسبت زیاد و همچنین مصرف آب بالایی دارد، فاقد توجیه فنی- اقتصادی می‌باشد. در جداول 3 و 4 می‌توان مشاهده کرد که هزینه‌های سالانه مرتبط با مصارف برق، آب و گاز در سیستم‌های از نوع چیلر جذبی در حدود 95000000 ریال کمتر از میزان هزینه‌های مشابه در انواع چیلرتراکمی با کندانسور هوایی می‌باشد ولی در عوض، سرمایه گذاری اولیه سیستم چیلر جذبی حدود 542000000 ریال بیشتر خواهد بود. در صورتی که میزان سود سالانه این مقدار افزایش سرمایه گذاری با نرخ بانکی انواع سپرده‌های بلند مدت حساب گردد، مقدار آن به صورت تقریبی با میزان افزایش هزینه‌های مصرف چیلر تراکمی یکسان خواهد بود و بنابراین دو سیستم از نظر اقتصادی شرایط یکسانی خواهند داشت.اگر چه راندمان تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به برودت در سیستم‌های چیلر جذبی بیشتر از سیستم‌های تراکمی است (زیرا در تامین برق مورد نیاز چیلرهای تراکمی راندمان تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به برق را در وضعیت فعلی می‌توان 45-40 درصد در نظر گرفت) و از دیدگاه کلان کشور استفاده از چیلرهای جذبی مقرون به صرفه تر است ولی یک عامل اصلی که باید در انتخاب سیستم تولید برودت مناسب برای پروژه‌ها لحاظ گردد، محدودیت‌های فنی و دسترسی به منابع آب، برق و گاز می‌باشد. بنابراین انتخاب سیستم چیلر جذبی هنگامی ارجح است که:

• میزان الکتریسیته مورد احتیاج برای فعالیت چیلرهای تراکمی را نتوان تامین کرد.
• آب به میزان کافی و همچنین با خصوصیات قابل قبول به سادگی در دسترس باشد و همینطور مشکل کم آبی نباید وجود نداشته باشد.
• سوخت‌های فسیلی (همانند گاز و گازوئیل) در محل موردنظر به راحتی قابل تامین باشد.
• رطوبت نسبی هوای منطقه (از لحاظ عملکرد مناسب برج خنک کن) در حد زیادی بالا نباشد.

انتخاب کردن سیستم چیلر تراکمی با استفاده از کندانسور هوایی در شرایطی ارجح است که:

• برق مورد نیاز در محل پروژه به راحتی قابل تامین باشد.
• منطقه با کم آبی مواجه باشد و یا کیفیت آب موجود قابل قبول نباشد.
• تامین سوخت‌های فسیلی مورد نیاز چیلرهای جذبی به دشواری میسر باشد.
• رطوبت نسبی هوای منطقه زیاد باشد.

اعداد و ارقامی که ارائه شد نشان می‌دهد که به ازای هر متر مربع زیر بنای یک ساختمان تجاری- اداری که فقط 12 ساعت در شبانه روز کار می‌کند در طول فصل گرمای هر سال حدود 650-500 لیتر آب توسط برج خنک کن مصرف می‌گردد. وقتی زیر بناهای ساختمانهایی که در حال حاضر( و بعضا به صورت 24 ساعته) در شهر تهران تحت پوشش سیستم‌های تولید برودت توسط چیلرهای جذبی یا تراکمی با برج خنک کن هستند (بالغ بر چندین میلیون متر مربع) را در نظر بگیریم، آنگاه تاثیر انتخاب سیستم‌های تولید برودت در کم آبی مشهود تر خواهد بود. تحلیل مشابهی را نیز می‌توان در مورد کولرهای آبی انجام داد. اگر تعداد کولرهای آبی سطح تهران (منازل مسکونی و ساختمانهای اداری- تجاری) را 800000 دستگاه و مصرف آب هر کولر را در شبانه روز 100 لیتر در نظر بگیریم، مصرف روزانه کولرهای آبی سطح شهر تهران حدود 80000 متر مکعب خواهد بود. با توجه به مشکل‌های اساسی کم آبی در سراسر شهر تهران و ساختمان‌های بزرگی که در نقاط مختلف این شهر در حال احداث می‌باشند بایستی در انتخاب سیستم‌های تولید برودت از میان انواع مختلف آن با دقت بیشتر و رعایت تمام جوانب تصمیم گیری کرد تا مبادا آبی که شاید تامین آن برای مصارف اضطراری و بهداشتی در آینده به دشواری صورت پذیرد را امروز با سهل انگاری و مصرف غیرضروری آن در برج‌های خنک کن و کولرهای آبی هدر نداده باشیم. به یاد داشته باشیم که کمبود برق را با ساخت نیروگاههای جدید می‌توان تامین کرد ولی کمبود آب قابل جبران و جایگزینی نیست.

 

گردآوری شده توسط: آبتين عطايي و مهدي نوروزي