میزان مصرف برق چیلر چقدر است؟

مصرف برق چیلر یکی از مهم ترین معیارها برای انتخاب، بهره برداری و برآورد هزینه سرمایش ساختمان است. نمی توان برای همه دستگاه ها یک عدد ثابت اعلام کرد، زیرا ظرفیت نامی، نوع کمپرسور، شرایط آب و هوایی، دمای آب خروجی، ساعات کار و درصد بار واقعی روی نتیجه اثر می گذارند. برای مثال، چیلری که در یک روز معتدل با نیمی از ظرفیت کار می کند، برق کمتری نسبت به همان دستگاه در اوج گرمای تابستان مصرف خواهد کرد. همچنین باید برق کمپرسور، فن های کندانسور، پمپ های آب سرد و در مدل های آب خنک، پمپ برج و فن برج خنک کننده را جداگانه بررسی کرد. در برآورد کل پروژه، هزینه هایی مانند قیمت آهن برای اجرای سازه و تاسیسات اهمیت دارد، اما پس از راه اندازی ساختمان، مصرف انرژی چیلر می تواند بخش مهمی از هزینه های جاری سرمایش را تشکیل دهد.

برای پاسخ دقیق به این پرسش که چیلر چیست، می توان گفت دستگاهی است که گرمای آب یا سیال مدار را می گیرد و آب سرد مورد نیاز فن کویل، هواساز یا یک فرایند صنعتی را تامین می کند. میزان مصرف برق چیلر معمولا با توان لحظه ای بر حسب کیلووات و انرژی مصرف شده بر حسب کیلووات ساعت بیان می شود. این دو مفهوم یکسان نیستند؛ کیلووات نشان می دهد دستگاه در یک لحظه چه توانی دریافت می کند، اما کیلووات ساعت حاصل توان متوسط در مدت کار است. در این مقاله از مرکزآهن روش محاسبه، عوامل موثر، مصرف انواع چیلر، مقادیر تقریبی ظرفیت های مختلف و راهکارهای کاهش هزینه بررسی می شوند تا مشخص شود مصرف برق چیلر چقدر است.

میزان مصرف برق چیلر چگونه محاسبه می شود؟

میزان مصرف برق چیلر چگونه محاسبه می شود؟ برای محاسبه اولیه باید سه داده اصلی را داشته باشیم: ظرفیت واقعی سرمایش، راندمان دستگاه و مدت کار. نخست ظرفیت مورد نیاز ساختمان از طریق محاسبه ظرفیت چیلر مشخص می شود. سپس از کاتالوگ سازنده، توان ورودی یا مقدار کیلووات بر تن تبرید در شرایط مورد نظر خوانده می شود. رابطه ساده توان تقریبی به این صورت است: توان ورودی چیلر برابر است با ظرفیت بر حسب تن تبرید ضرب در مصرف برق به ازای هر تن تبرید. برای نمونه، اگر یک دستگاه 20 تن در شرایط مشخص 1.1 کیلووات به ازای هر تن مصرف کند، توان تقریبی آن 22 کیلووات خواهد بود. برای محاسبه انرژی روزانه نیز توان متوسط در ساعات کار ضرب می شود. اگر دستگاه هشت ساعت با میانگین توان 15 کیلووات کار کند، مصرف روزانه آن حدود 120 کیلووات ساعت است. این روش زمانی دقیق تر خواهد بود که کاهش ظرفیت، خاموش شدن مرحله ای کمپرسورها و کارکرد در بار جزئی نیز در میانگین توان لحاظ شوند.

محاسبه دقیق تر باید کل تجهیزات جانبی و نوع فناوری چیلر را در نظر بگیرد. در چیلرهای تراکمی، توان کمپرسور، فن های کندانسور، پمپ آب سرد و در مدل آب خنک، پمپ و فن برج خنک کننده با یکدیگر جمع می شوند. توان الکتریکی واقعی را می توان از کنتور مستقل، پاورمتر سه فاز یا اطلاعات ثبت شده در کنترلر دستگاه به دست آورد. در چیلر جذبی، برق مستقیم دستگاه معمولا کمتر است، زیرا انرژی اصلی چرخه از بخار، آب گرم، شعله مستقیم یا گرمای بازیافتی تامین می شود؛ با این حال، پمپ ها، برج خنک کننده و تجهیزات کمکی همچنان برق مصرف می کنند و انرژی حرارتی ورودی نیز باید جداگانه محاسبه شود. بنابراین مقایسه چیلر جذبی و تراکمی فقط با عدد کنتور برق روش درستی نیست.

عوامل موثر بر مصرف برق چیلر

مصرف برق چیلر تحت تاثیر عوامل فنی و شرایط بهره برداری قرار دارد. ظرفیت دستگاه مهم است، اما به تنهایی تعیین کننده نیست. نوع کمپرسور، تعداد مدارها، وجود اینورتر، راندمان مبدل ها و شرایط کندانسور نیز اهمیت دارند. در یک چیلر تراکمی، کمپرسور بیشترین سهم مصرف برق را دارد و هر عاملی که فشار دهش را بالا ببرد یا فشار مکش را بیش از حد کاهش دهد، توان مورد نیاز آن را افزایش می دهد. دمای بالای هوای بیرون، کثیفی کویل کندانسور، کمبود جریان هوا و تنظیم بیش از حد پایین دمای آب خروجی از عوامل رایج افزایش مصرف هستند. در مقابل، دستگاهی که در بار جزئی با کنترل ظرفیت مناسب کار می کند، معمولا توان کمتری نسبت به مقدار نامی می گیرد. بنابراین عملکرد چیلر باید در ساعات مختلف بررسی شود و مصرف آن در اوج بار به عنوان معیار اندازه گیری انتخاب نشود..

نوع ساختمان و الگوی استفاده نیز روی نتیجه اثر مستقیم دارد. در یک چیلر خانگی، تعداد واحدهای فعال، ساعت حضور ساکنان، تنظیم ترموستات فن کویل ها، کیفیت عایق و میزان تابش خورشید می توانند مصرف روزانه را تغییر دهند. پمپ های سیرکولاسیون و فن ها نیز بخشی از برق کل سیستم را مصرف می کنند و اگر بیشتر از نیاز کار کنند، هزینه اضافی ایجاد می شود. کمبود مبرد، هوا گرفتن مدار آب، گرفتگی صافی، خرابی سنسورها و روشن و خاموش شدن پی در پی کمپرسور هم راندمان را کاهش می دهند. برای ارزیابی دقیق باید توان متوسط، ساعات کار، دمای رفت و برگشت آب و مقدار سرمایش تحویلی ثبت شوند. این اطلاعات نشان می دهند افزایش مصرف ناشی از بار واقعی ساختمان است یا دستگاه به دلیل سرویس نامناسب و تنظیم نادرست، برق بیشتری مصرف می کند.

مصرف برق انواع چیلر چقدر است؟

مصرف برق انواع چیلر با یکدیگر تفاوت زیادی دارد، زیرا منبع انرژی، نوع کمپرسور، روش دفع گرما و ظرفیت دستگاه ها یکسان نیست. در چیلرهای تراکمی، بیشترین برق معمولا توسط کمپرسور مصرف می شود و پس از آن فن کندانسور، پمپ آب سرد و تجهیزات کنترلی قرار دارند. چیلر تراکمی هوا خنک برای دفع گرما از فن استفاده می کند، در حالی که مدل آب خنک به پمپ آب کندانسور و برج خنک کننده نیاز دارد. مدل آب خنک ممکن است راندمان خود چیلر بهتری داشته باشد، اما برای مقایسه واقعی باید برق برج، پمپ ها و تجهیزات جانبی هم محاسبه شود.

در چیلرهای جذبی، انرژی اصلی از گرما، بخار، آب داغ یا سوخت تامین می شود و مصرف برق مستقیم کمپرسور وجود ندارد. با این حال، پمپ محلول، پمپ مبرد، پمپ آب سرد، پمپ برج و فن برج همچنان برق مصرف می کنند. بنابراین پایین بودن مصرف برق چیلر جذبی به معنای پایین بودن کل هزینه انرژی آن نیست؛ هزینه منبع حرارتی نیز باید بررسی شود.

مینی چیلرها و مدل های خانگی معمولا ظرفیت کمتری دارند، اما میزان مصرف برق آنها به تعداد کمپرسورها، شرایط نصب و ساعات استفاده وابسته است. برای مثال، مصرف برق چیلر ۵ تن با مصرف برق چیلر ۲۰ تن قابل مقایسه مستقیم نیست، زیرا ظرفیت سرمایش آنها متفاوت است. معیار مناسب تر، مصرف برق به ازای هر تن تبرید است. همچنین عدد درج شده روی پلاک، حداکثر یا شرایط نامی را نشان می دهد و مصرف واقعی در بار جزئی معمولا کمتر است. برای تخمین درست باید ظرفیت، راندمان، ساعات کار و توان تجهیزات کمکی همزمان بررسی شوند. در ادامه مصرف برق انواع چیلر را بررسی خواهیم کرد.

مصرف برق چیلر تراکمی

مصرف برق چیلر تراکمی بیشتر به نوع کمپرسور و شرایط کندانسور وابسته است. کمپرسورهای اسکرال در ظرفیت های کوچک و متوسط رایج هستند، در حالی که مدل های اسکرو و سانتریفیوژ بیشتر در پروژه های بزرگ استفاده می شوند. محاسبه مصرف برق چیلر تراکمی با ضرب ظرفیت دستگاه در شاخص کیلووات بر تن تبرید انجام می شود. برای نمونه، اگر یک چیلر 40 تن در شرایط واقعی 1.1 کیلووات به ازای هر تن مصرف کند، توان تقریبی کمپرسورها و بخش اصلی دستگاه حدود 44 کیلووات خواهد بود.

مصرف برق چیلر تراکمی هوا خنک معمولا تحت تاثیر دمای هوای بیرون است. با افزایش دمای تابستان، فشار کندانس بالا می رود و کمپرسور برق بیشتری می گیرد. کثیفی کویل، خرابی فن و گردش دوباره هوای گرم نیز مصرف را افزایش می دهند. در مدل آب خنک، دمای آب برج نقش مهمی دارد. برای برآورد نهایی باید برق پمپ ها، فن ها و کنترلر نیز به توان کمپرسور اضافه شود.

مصرف برق چیلر جذبی

مصرف برق چیلر جذبی معمولا از چیلر تراکمی کمتر است، زیرا در آن کمپرسور بزرگ الکتریکی وجود ندارد. این دستگاه با استفاده از انرژی حرارتی، محلول جاذب و مبرد را در چرخه به حرکت درمی آورد. منبع گرما می تواند بخار، آب گرم، شعله مستقیم یا حرارت بازیافتی باشد. برق مورد نیاز بیشتر برای پمپ محلول، پمپ مبرد، تابلو کنترل و تجهیزات مدار آب مصرف می شود.

با این حال، مقایسه تنها بر اساس کنتور برق می تواند نتیجه اشتباه ایجاد کند. اگر دستگاه برای تولید گرما گاز مصرف کند، هزینه سوخت باید به هزینه برق اضافه شود. همچنین چیلر جذبی معمولا به برج خنک کننده بزرگ تر و جریان آب بیشتری نیاز دارد؛ بنابراین مصرف برق پمپ های کندانسور و فن برج قابل توجه است. این مدل زمانی اقتصادی تر می شود که بخار یا گرمای تلف شده با هزینه پایین در دسترس باشد. در غیر این صورت، راندمان حرارتی پایین تر و هزینه نگهداری می تواند مزیت کاهش مصرف برق مستقیم را محدود کند.

مصرف برق مینی چیلر و چیلر خانگی

مصرف برق مینی چیلر به ظرفیت نامی، تعداد کمپرسورها، نوع فن، دمای محیط و مدت استفاده بستگی دارد. بیشتر مینی چیلرهای خانگی از کمپرسور اسکرال و کندانسور هوا خنک استفاده می کنند. در دستگاه چند کمپرسوره، با کاهش بار ممکن است یک کمپرسور خاموش شود و دستگاه با توان کمتری ادامه دهد. مدل های دارای کمپرسور دور متغیر نیز در بار جزئی می توانند برق را بهتر کنترل کنند.

میزان مصرف برق مینی چیلر را نباید فقط از جمع توان نامی کمپرسورها به دست آورد. برق فن های کندانسور، پمپ داخلی و تجهیزات کنترلی نیز باید محاسبه شود. مصرف برق چیلر خانگی در روزهای بسیار گرم، ساختمان های بدون عایق و زمانی که ترموستات روی دمای بسیار پایین قرار دارد افزایش می یابد. برای تخمین مصرف روزانه، توان متوسط دستگاه در ساعات کار ضرب می شود. استفاده از کنتور فرعی بهترین روش برای اندازه گیری واقعی است، زیرا خاموش و روشن شدن کمپرسورها و تغییر بار ساختمان در عدد نهایی اثر دارند.

جدول مصرف برق چیلر بر اساس ظرفیت

جدول مصرف برق چیلر بر اساس ظرفیت فقط یک برآورد اولیه ارائه می دهد، زیرا توان واقعی هر دستگاه به راندمان، نوع کندانسور، دمای محیط، وضعیت بار جزئی و تجهیزات جانبی وابسته است. اعداد زیر برای یک چیلر تراکمی هوا خنک با مصرف تقریبی 0.9 تا 1.3 کیلووات به ازای هر تن تبرید در نظر گرفته شده اند. در دستگاه های جدید و بهینه، مقدار مصرف می تواند کمتر باشد و در مدل های قدیمی، کثیف یا نامناسب، عدد بالاتری ثبت شود.

ظرفیت نامی چیلر	توان تقریبی دستگاه	مصرف تقریبی در 8 ساعت کار
5 تن تبرید	4.5 تا 6.5 کیلووات	36 تا 52 کیلووات ساعت
20 تن تبرید	18 تا 26 کیلووات	144 تا 208 کیلووات ساعت
40 تن تبرید	36 تا 52 کیلووات	288 تا 416 کیلووات ساعت
100 تن تبرید	90 تا 130 کیلووات	720 تا 1040 کیلووات ساعت
120 تن تبرید	108 تا 156 کیلووات	864 تا 1248 کیلووات ساعت

مصرف برق چیلر ۴۰ تن یا مصرف برق چیلر ۱۰۰ تن را نباید فقط از روی ظرفیت نامی قضاوت کرد. ممکن است دستگاه 100 تن بیشتر ساعات روز با 50 درصد بار کار کند و توان واقعی آن بسیار کمتر از عدد کامل جدول باشد. به همین ترتیب، مصرف برق چیلر ۱۲۰ تن در دمای بالای تابستان، کندانسور کثیف یا تنظیم آب بسیار سرد افزایش پیدا می کند.

اعداد جدول شامل همه تجهیزات جانبی نیستند. برای محاسبه کامل باید توان پمپ آب سرد، فن های کندانسور و در سیستم آب خنک، پمپ برج و فن برج نیز اضافه شوند. بهترین روش، استفاده از کنتور مستقل و ثبت توان در ساعات مختلف است.

مقایسه مصرف برق چیلر با سایر سیستم های سرمایشی

مقایسه مصرف برق چیلر با سایر سیستم های سرمایشی باید بر اساس ظرفیت یکسان، ساعات کار، شرایط آب و هوایی و نحوه کنترل انجام شود. مقایسه یک چیلر مرکزی بزرگ با یک کولر گازی کوچک بدون توجه به متراژ تحت پوشش، نتیجه دقیقی نمی دهد. چیلر معمولا برای سرمایش چند واحد، ساختمان اداری، هتل، مرکز تجاری یا پروژه صنعتی استفاده می شود و آب سرد را به چند فن کویل یا هواساز می رساند. در مقابل، کولر گازی یا اسپلیت معمولا یک فضای محدود را به صورت مستقیم خنک می کند.

در ساختمان کوچک با استفاده محدود، چند اسپلیت ممکن است هزینه اولیه و مصرف قابل قبول تری داشته باشند، زیرا فقط اتاق های مورد استفاده روشن می شوند. اما در ساختمان بزرگ، تعداد زیاد اسپلیت ها می تواند باعث افزایش تجهیزات، نگهداری دشوار و مصرف پراکنده شود. چیلر مرکزی اگر درست انتخاب و کنترل شود، به ویژه در بار جزئی، می تواند سرمایش را منظم تر تامین کند. چیلرهای آب خنک نیز معمولا راندمان بالاتری نسبت به بسیاری از سیستم های هوا خنک دارند، اما برق پمپ ها و برج باید در مقایسه لحاظ شود.

کولر آبی برق کمتری مصرف می کند، زیرا کمپرسور ندارد، اما در مناطق مرطوب کارایی مناسبی ندارد و کنترل دقیق دما را فراهم نمی کند. سیستم VRF نیز در پروژه های متوسط و بارهای متغیر می تواند راندمان خوبی داشته باشد، ولی طول لوله کشی، شرایط نصب و تعداد یونیت ها بر عملکرد آن اثر دارند. بنابراین انتخاب سیستم مناسب فقط با مقایسه توان برق انجام نمی شود. هزینه اولیه، کیفیت آسایش، اقلیم، نگهداری، طول عمر و الگوی استفاده باید همزمان بررسی شوند.

چگونه مصرف برق چیلر را کاهش دهیم؟

کاهش مصرف برق چیلر از انتخاب درست دستگاه شروع می شود. چیلری که ظرفیت آن بسیار بیشتر از نیاز ساختمان باشد، ممکن است بارها روشن و خاموش شود و در محدوده راندمان مناسب کار نکند. دستگاه کوچک نیز برای تامین بار سرمایشی مدت زیادی با ظرفیت کامل فعال می ماند. به همین دلیل، ظرفیت چیلر، نوع کمپرسور و شرایط اقلیمی باید پیش از خرید بررسی شوند. استفاده از کمپرسور اینورتر یا کنترل ظرفیت مرحله ای نیز کمک می کند توان دستگاه در ساعات کم بار کاهش پیدا کند.

تمیز نگه داشتن کندانسور و اواپراتور تاثیر زیادی بر کاهش مصرف برق چیلر دارد. گرد و غبار روی کندانسور هوا خنک، رسوب داخل مبدل و کاهش جریان آب باعث بالا رفتن فشار کاری کمپرسور می شوند. فیلترها، صافی مدار آب، فن ها و پمپ ها باید طبق برنامه سرویس شوند. همچنین دمای آب خروجی نباید بدون نیاز روی عدد بسیار پایین قرار گیرد؛ زیرا هرچه چیلر مجبور باشد آب سردتری تولید کند، معمولا برق بیشتری مصرف خواهد کرد.

تنظیم ترموستات فن کویل ها، عایق کاری لوله ها، جلوگیری از ورود هوای گرم و استفاده از برنامه زمانی نیز موثر هستند. خاموش کردن سرمایش فضاهای بدون استفاده و تنظیم سرعت پمپ بر اساس نیاز واقعی، مصرف تجهیزات جانبی را کم می کند. بررسی مصرف برق به ازای هر تن تبرید نیز کمک می کند راندمان دستگاه در دوره های مختلف مقایسه شود.

برای کنترل بهتر، توان چیلر را با کنتور جداگانه ثبت کنید. مقایسه مصرف روزانه با دمای هوا، ساعات کار و ظرفیت واقعی نشان می دهد کدام تغییر باعث صرفه جویی شده است. سرویس پیشگیرانه معمولا کم هزینه تر از ادامه کار یک دستگاه پرمصرف و معیوب خواهد بود.

علت افزایش غیرعادی مصرف برق چیلر چیست؟

افزایش غیرعادی مصرف برق چیلر معمولا زمانی رخ می دهد که دستگاه برای تولید مقدار مشخصی سرمایش، مدت بیشتری کار کند یا توان بیشتری از شبکه بگیرد. یکی از علت های رایج، کثیفی کندانسور است. وقتی هوا یا آب نتواند گرمای مبرد را به خوبی دفع کند، فشار کندانس بالا می رود و کمپرسور برای ادامه چرخه برق بیشتری مصرف می کند. خرابی فن، بسته بودن مسیر جریان هوا، دمای بالای محیط و گردش دوباره هوای گرم نیز همین اثر را دارند.

کمبود یا اضافه بودن مبرد، گرفتگی شیر انبساط، رسوب اواپراتور و کاهش جریان آب از دیگر علت ها هستند. اگر پمپ ضعیف باشد یا صافی مدار آب مسدود شود، انتقال حرارت کاهش پیدا می کند و دستگاه دیرتر به دمای تعیین شده می رسد. روشن و خاموش شدن پی در پی کمپرسور، خرابی سنسور دما و تنظیم بسیار پایین آب خروجی نیز مصرف را افزایش می دهند.

برای تشخیص مشکل باید مصرف امروز با شرایط مشابه گذشته مقایسه شود. برای مثال، مصرف برق چیلر ۲۰ تن در یک روز معتدل نباید فقط با مصرف همان دستگاه در اوج تابستان سنجیده شود. همچنین توان نامی پلاک با انرژی روزانه تفاوت دارد. افزایش ساعات استفاده ساختمان می تواند مصرف کل را بالا ببرد، حتی اگر راندمان دستگاه تغییر نکرده باشد.

بهترین روش بررسی، ثبت توان لحظه ای، ساعات کار کمپرسور، فشارها، دمای رفت و برگشت آب و دمای هوای بیرون است. اگر میزان مصرف برق چیلر بدون افزایش بار ساختمان بالا رفته باشد، احتمال وجود نقص فنی یا سرویس نامناسب بیشتر است. در این شرایط، ادامه کاهش دمای ترموستات مشکل را تشدید می کند و باید علت اصلی توسط سرویس کار بررسی شود.

مصرف برق چیلر به ظرفیت دستگاه، نوع کمپرسور، راندمان، دمای هوای بیرون، دمای آب خروجی، ساعات کار و درصد بار واقعی بستگی دارد. برای برآورد اولیه، ظرفیت چیلر بر حسب تن تبرید در شاخص کیلووات بر تن ضرب می شود و سپس توان متوسط در ساعات کار قرار می گیرد. با این حال، دقیق ترین روش استفاده از کنتور مستقل و ثبت مصرف در شرایط مختلف است. در چیلر تراکمی، کمپرسور بیشترین سهم برق را دارد، اما فن ها، پمپ ها و تجهیزات جانبی نیز مهم هستند. مصرف برق چیلر جذبی کمتر است، ولی انرژی حرارتی و تجهیزات برج خنک کننده باید جداگانه محاسبه شوند. انتخاب ظرفیت مناسب، تمیز نگه داشتن مبدل ها، تنظیم درست دمای آب، سرویس منظم و کنترل دور پمپ و فن، مهم ترین راهکارهای کاهش مصرف برق چیلر و هزینه سرمایش در ساختمان های مختلف هستند.

سوالات متداول