คู่มือขั้นสูงสุดสำหรับระบบ Chiller อุตสาหกรรม – ทุกสิ่งที่คุณต้องรู้

ระบบ Chiller อุตสาหกรรมคืออะไร?

อาคารพาณิชย์ใช้ระบบทำความร้อน ระบายอากาศ และปรับอากาศ (HVAC) เพื่อลดความชื้นและทำให้อาคารเย็นลง อาคารพาณิชย์สมัยใหม่แสวงหาระบบและส่วนประกอบ HVAC ที่มีประสิทธิภาพซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของความคิดริเริ่มที่กว้างขึ้นโดยเน้นที่ประสิทธิภาพและความยั่งยืนของอาคาร ผู้อยู่อาศัยในอาคารมีความคาดหวังสูงเช่นเดียวกันว่าระบบ HVAC จะทำงานตามที่ตั้งใจไว้ . . เพื่อสร้างสภาพแวดล้อมภายในที่สะดวกสบายโดยไม่คำนึงถึงสภาวะภายนอกอาคาร

เครื่องทำความเย็นได้กลายเป็นส่วนประกอบ HVAC ที่จำเป็นของสิ่งอำนวยความสะดวกเชิงพาณิชย์ที่หลากหลาย รวมถึงโรงแรม ภัตตาคาร โรงพยาบาล สนามกีฬา โรงงานอุตสาหกรรมและโรงงานผลิต ฯลฯ อุตสาหกรรมนี้ตระหนักมานานแล้วว่าระบบทำความเย็นเป็นตัวแทนของผู้ใช้ไฟฟ้ารายใหญ่ที่สุดเพียงรายเดียวในส่วนใหญ่ สิ่งอำนวยความสะดวก. สามารถใช้ไฟฟ้าได้มากกว่า 50% ของการใช้ไฟฟ้าทั้งหมดในช่วงฤดูกาล จากข้อมูลของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา (DOE) เครื่องทำความเย็นสามารถใช้ร่วมกันได้ประมาณ 20% ของพลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่ผลิตในอเมริกาเหนือ ยิ่งไปกว่านั้น DOE ประมาณการว่าเครื่องทำความเย็นสามารถใช้พลังงานเพิ่มเติมได้ถึง 30% เนื่องจากความไร้ประสิทธิภาพในการดำเนินงานต่างๆ ความไร้ประสิทธิภาพที่ได้รับการยอมรับเหล่านี้ทำให้บริษัทต่างๆ ต้องเสียค่าใช้จ่ายและสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกหลายพันล้านดอลลาร์ต่อปี

โดยทั่วไป เครื่องทำความเย็นช่วยอำนวยความสะดวกในการถ่ายเทความร้อนจากสภาพแวดล้อมภายในสู่สภาพแวดล้อมภายนอก อุปกรณ์ถ่ายเทความร้อนนี้อาศัยสถานะทางกายภาพของสารทำความเย็นในขณะที่หมุนเวียนผ่านระบบทำความเย็น แน่นอนว่าชิลเลอร์สามารถทำหน้าที่เป็นหัวใจของระบบ HVAC ส่วนกลาง

Chiller ทำงานอย่างไร?

เครื่องทำความเย็นทำงานโดยใช้หลักการของการบีบอัดไอหรือการดูดซับไอ ชิลเลอร์ให้น้ำหล่อเย็นไหลอย่างต่อเนื่องไปยังด้านเย็นของระบบน้ำในกระบวนการที่อุณหภูมิที่ต้องการประมาณ 50°F (10°C) จากนั้นน้ำหล่อเย็นจะถูกสูบผ่านกระบวนการ ดึงความร้อนออกจากพื้นที่หนึ่งของโรงงาน (เช่น เครื่องจักร อุปกรณ์ในกระบวนการ ฯลฯ) ขณะที่ไหลกลับไปยังด้านกลับของระบบน้ำในกระบวนการ

เครื่องทำความเย็นใช้ระบบทำความเย็นเชิงกลแบบอัดไอที่เชื่อมต่อกับระบบน้ำในกระบวนการผ่านอุปกรณ์ที่เรียกว่าเครื่องระเหย สารทำความเย็นไหลเวียนผ่านเครื่องระเหย คอมเพรสเซอร์ คอนเดนเซอร์ และอุปกรณ์ขยายของเครื่องทำความเย็น กระบวนการทางอุณหพลศาสตร์เกิดขึ้นในส่วนประกอบแต่ละอย่างข้างต้นของเครื่องทำความเย็น เครื่องระเหยทำหน้าที่เป็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อนเพื่อให้ความร้อนที่จับได้จากการไหลของน้ำหล่อเย็นในกระบวนการถ่ายโอนไปยังสารทำความเย็น เมื่อเกิดการถ่ายเทความร้อน สารทำความเย็นจะระเหย เปลี่ยนจากของเหลวความดันต่ำเป็นไอ ในขณะที่อุณหภูมิของสารหล่อเย็นในกระบวนการจะลดลง

จากนั้นสารทำความเย็นจะไหลไปยังคอมเพรสเซอร์ซึ่งทำหน้าที่หลายอย่าง ขั้นแรก จะขจัดสารทำความเย็นออกจากเครื่องระเหยและทำให้แน่ใจว่าความดันในเครื่องระเหยยังคงต่ำพอที่จะดูดซับความร้อนในอัตราที่ถูกต้อง ประการที่สอง จะเพิ่มความดันในไอของสารทำความเย็นที่ส่งออกเพื่อให้แน่ใจว่าอุณหภูมิยังคงสูงพอที่จะคลายความร้อนเมื่อมาถึงคอนเดนเซอร์ สารทำความเย็นกลับสู่สถานะของเหลวที่คอนเดนเซอร์ ความร้อนแฝงที่ได้รับเมื่อสารทำความเย็นเปลี่ยนจากไอเป็นของเหลวจะถูกพัดพาออกจากสิ่งแวดล้อมโดยตัวกลางทำความเย็น (อากาศหรือน้ำ)

ประเภทของชิลเลอร์:

ตามที่อธิบายไว้ สารทำความเย็นที่แตกต่างกัน 2 ชนิด (อากาศหรือน้ำ) สามารถอำนวยความสะดวกในการถ่ายโอนความร้อนแฝงที่ได้รับเมื่อสารทำความเย็นเปลี่ยนจากไอเป็นของเหลว ดังนั้น ชิลเลอร์จึงสามารถใช้คอนเดนเซอร์ได้สองแบบ คือ แบบระบายความร้อนด้วยอากาศและแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ

• คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศมีลักษณะคล้ายกับ "หม้อน้ำ" ที่ทำให้เครื่องยนต์ของรถยนต์เย็นลง พวกเขาใช้เครื่องเป่าลมแบบมอเตอร์เพื่อบังคับอากาศผ่านตะแกรงของสารทำความเย็น คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศต้องใช้อุณหภูมิแวดล้อม 95°F (35°C) หรือต่ำกว่า เว้นแต่จะได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับสภาวะแวดล้อมสูง
• คอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำทำหน้าที่เดียวกันกับคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ แต่ต้องใช้สองขั้นตอนในการถ่ายเทความร้อนให้เสร็จสมบูรณ์ ประการแรก ความร้อนจะเคลื่อนที่จากไอของสารทำความเย็นไปยังน้ำคอนเดนเซอร์ จากนั้น น้ำคอนเดนเซอร์อุ่นจะถูกสูบไปยังหอหล่อเย็น ซึ่งความร้อนของกระบวนการจะถูกระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศในที่สุด

ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำ:

ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำประกอบด้วยคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำที่เชื่อมต่อกับหอทำความเย็น โดยทั่วไปจะใช้กับการติดตั้งขนาดกลางและขนาดใหญ่ที่มีน้ำประปาเพียงพอ ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำสามารถสร้างประสิทธิภาพที่คงที่มากขึ้นสำหรับเครื่องปรับอากาศเชิงพาณิชย์และอุตสาหกรรม เนื่องจากความเป็นอิสระสัมพัทธ์ต่อความผันผวนของอุณหภูมิโดยรอบ ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำมีขนาดตั้งแต่รุ่นขนาดเล็กความจุ 20 ตันไปจนถึงรุ่นหลายพันตันที่ทำความเย็นให้กับสิ่งอำนวยความสะดวกที่ใหญ่ที่สุดในโลก เช่น สนามบิน ห้างสรรพสินค้า และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่นๆ

เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยน้ำทั่วไปจะใช้น้ำคอนเดนเซอร์หมุนเวียนจากหอหล่อเย็นเพื่อควบแน่นสารทำความเย็น เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยน้ำประกอบด้วยสารทำความเย็นที่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิของน้ำคอนเดนเซอร์ที่ป้อน (และอัตราการไหล) ซึ่งทำงานสัมพันธ์กับอุณหภูมิกระเปาะเปียกโดยรอบ เนื่องจากอุณหภูมิกระเปาะเปียกจะต่ำกว่าอุณหภูมิกระเปาะแห้งเสมอ อุณหภูมิการควบแน่นของสารทำความเย็น (และความดัน) ในเครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยน้ำมักจะทำงานต่ำกว่าเครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศอย่างมาก ดังนั้นชิลเลอร์ที่ระบายความร้อนด้วยน้ำจึงสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

โดยทั่วไปแล้วชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำจะอยู่ในร่มในสภาพแวดล้อมที่ได้รับการปกป้องจากองค์ประกอบต่างๆ ดังนั้นเครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยน้ำจึงมีอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำเป็นตัวเลือกเดียวสำหรับการติดตั้งขนาดใหญ่ ระบบหอหล่อเย็นเพิ่มเติมจะต้องมีค่าใช้จ่ายในการติดตั้งและบำรุงรักษาเพิ่มเติมเมื่อเทียบกับเครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศ

ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศ:

เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศอาศัยคอนเดนเซอร์ที่ระบายความร้อนด้วยอากาศจากสิ่งแวดล้อม ดังนั้น เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศอาจพบการใช้งานทั่วไปในการติดตั้งขนาดเล็กหรือขนาดกลางที่อาจมีข้อจำกัดด้านพื้นที่ เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศสามารถเป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงที่สุดในสถานการณ์ที่น้ำเป็นตัวแทนของทรัพยากรที่หายาก

เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศทั่วไปสามารถใช้พัดลมแบบใบพัดหรือวงจรทำความเย็นเชิงกลเพื่อดึงอากาศรอบข้างมาเหนือคอยล์ครีบเพื่อควบแน่นสารทำความเย็น การควบแน่นของไอสารทำความเย็นในคอนเดนเซอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศทำให้ถ่ายเทความร้อนสู่บรรยากาศได้

ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยอากาศมีข้อได้เปรียบที่สำคัญในด้านต้นทุนการติดตั้งที่ต่ำกว่า การบำรุงรักษาที่ง่ายกว่ายังเป็นผลมาจากความเรียบง่ายเมื่อเทียบกับเครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยน้ำ เครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศจะใช้พื้นที่น้อยกว่า แต่ส่วนใหญ่จะอยู่นอกสถานที่ ดังนั้นองค์ประกอบกลางแจ้งจะส่งผลต่ออายุการใช้งาน

ลักษณะโดยรวมของเครื่องทำความเย็นแบบระบายความร้อนด้วยอากาศช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษา ความเรียบง่ายสัมพัทธ์ควบคู่ไปกับความต้องการพื้นที่ที่ลดลงทำให้เกิดข้อได้เปรียบอย่างมากในการติดตั้งหลายประเภท

การดำเนินการเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ Chiller:
ต้นทุนเครื่องทำความเย็นกินส่วนสำคัญของค่าสาธารณูปโภคในอาคารของคุณ มาตรการใดที่ควรทำเพื่อให้ได้การประหยัดพลังงานผ่านประสิทธิภาพสูงสุดของระบบทำความเย็น ลองตรวจสอบความเป็นไปได้บางอย่าง

การบำรุงรักษาอย่างต่อเนื่อง

ระบบ Chiller จะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นผ่านการบำรุงรักษาที่เหมาะสมอย่างต่อเนื่อง องค์กรส่วนใหญ่ตระหนักถึงคุณค่านี้และได้ดำเนินการเป็นส่วนหนึ่งของแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดในการจัดการสิ่งอำนวยความสะดวกในแต่ละวัน แนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุดทั่วไปสำหรับระบบทำความเย็น ได้แก่ :

ตรวจสอบและทำความสะอาดคอยล์คอนเดนเซอร์ การถ่ายเทความร้อนมีผลอย่างมากต่อระบบเครื่องทำความเย็นและยังคงเป็นพื้นฐานในการผลิตเครื่องทำความเย็นที่มีประสิทธิภาพ การบำรุงรักษาตามปกติควรตรวจสอบคอยล์คอนเดนเซอร์ว่ามีการอุดตันหรือไม่และมีอากาศไหลผ่านหรือไม่

รักษาค่าสารทำความเย็น ค่าสัมประสิทธิ์การทำความเย็นของเครื่องทำความเย็นขึ้นอยู่กับระดับสารทำความเย็นที่เหมาะสมในระบบ การรักษาประจุสารทำความเย็นที่เหมาะสมจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานอย่างมากโดยลดต้นทุนการทำความเย็นลงเกือบ 5-10%

บำรุงรักษาน้ำคอนเดนเซอร์: ลูปน้ำคอนเดนเซอร์ที่ใช้กับคูลลิ่งทาวเวอร์ต้องรักษาการไหลของน้ำให้เหมาะสมตามที่ออกแบบไว้ เศษใดๆ เช่น ทราย ของแข็งที่มีฤทธิ์กัดกร่อน และวัสดุปนเปื้อนอาจส่งผลต่อวงจรน้ำคอนเดนเซอร์ คราบสกปรกหรือตะกรันสามารถยับยั้งการไหลของน้ำและส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องทำความเย็น

การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์

ปัญญาประดิษฐ์ (AI) ยังคงก้าวหน้าในการใช้งานจริงในชีวิตประจำวัน เครื่องจักร เช่น ระบบทำความเย็นจะได้รับประโยชน์จากอัลกอริธึม AI ที่สามารถตรวจจับความล้มเหลวที่อาจเกิดขึ้นได้ก่อนที่จะเกิดขึ้น การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ใช้ประโยชน์จากการรวบรวมและวิเคราะห์ข้อมูลการทำงานของระบบทำความเย็นเพื่อกำหนดว่าเมื่อใดควรดำเนินการบำรุงรักษาก่อนที่จะเกิดความล้มเหลวอย่างรุนแรง เนื่องจากระบบชิลเลอร์เป็นหัวใจของระบบ HVAC สมัยใหม่ส่วนใหญ่ การป้องกันความล้มเหลวจากภัยพิบัติที่ก่อให้เกิด "การหยุดทำงาน" ที่สำคัญจะช่วยประหยัดค่าซ่อมแซมในกรณีฉุกเฉินและชื่อเสียง บทบาทสำคัญของระบบทำความเย็นรับประกันการตรวจสอบข้อเท็จจริงที่เพิ่มขึ้น Big Data และ AI จะลดการหยุดทำงานและเพิ่มผลผลิตสูงสุด

Internet of Things (IoT) มีเครื่องมือรวบรวมข้อมูลที่สามารถเปิดใช้งานแอปพลิเคชัน AI เช่น การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์ อันที่จริง อนาคตของ HVAC คือ AI และ IoT IoT ช่วยให้สามารถรวบรวมข้อมูลตามเวลาจริงจากเครื่องทำความเย็นเพื่อให้สามารถวิเคราะห์การทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ข้อมูล IoT แบบละเอียดที่รวบรวมจากเครื่องทำความเย็นจะไปไกลกว่าที่ได้รับจากการตรวจสอบด้วยสายตา IoT เชื่อมต่อวิศวกรอาคารกับการมองเห็นแบบเรียลไทม์ของสินทรัพย์ HVAC ที่สำคัญ ซึ่งช่วยให้สามารถตรวจสอบสภาพการทำงานจริงได้อย่างรอบรู้

การเพิ่มประสิทธิภาพ

เครื่องทำความเย็นทำงานเป็นส่วนหนึ่งของระบบ HVAC ที่ซับซ้อน ชิลเลอร์ระบายความร้อนด้วยน้ำมีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากการเชื่อมต่อกับระบบคูลลิ่งทาวเวอร์ การประเมินประสิทธิภาพโดยรวมของโรงงานเครื่องทำความเย็นจะเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์การใช้พลังงานทั้งหมดของคอมเพรสเซอร์ ปั๊ม พัดลมหอทำความเย็น ฯลฯ เพื่อประเมินการวัดประสิทธิภาพที่ครอบคลุม เช่น กิโลวัตต์/ตัน

การเพิ่มประสิทธิภาพของโรงงานทำความเย็นโดยรวมจะต้องดำเนินการแบบองค์รวม การปรับต่างๆ โดยเน้นที่ค่าเซ็ตพอยต์น้ำเย็นที่เหมาะสมที่สุด การจัดลำดับเครื่องทำความเย็น และการปรับสมดุลโหลด การจัดการความต้องการสูงสุด การจัดการน้ำในหอหล่อเย็น ฯลฯ สามารถดำเนินการได้ด้วยข้อมูลการดำเนินงานเท่านั้น IoT สามารถจัดหาเครื่องมือสำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพดังกล่าวโดยการตรวจสอบการใช้พลังงานแบบเรียลไทม์จากแต่ละส่วนของโรงงานเครื่องทำความเย็น อุณหภูมิการจ่าย/ส่งคืนจากเครื่องทำความเย็นและหอทำความเย็น อัตราการไหลของน้ำจากวงจรน้ำคอนเดนเซอร์ ฯลฯ IoT ได้ค้นพบ การใช้งานจริงใน HVAC เพื่ออำนวยความสะดวกในการเพิ่มประสิทธิภาพอย่างแท้จริง

บทสรุป:

ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องทำความเย็นจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อต้นทุนการดำเนินงานในอาคารของคุณ การบำรุงรักษาตามปกติอย่างต่อเนื่องแสดงถึงขั้นต่ำสุดจากมุมมองของการจัดการสิ่งอำนวยความสะดวก การบำรุงรักษาเชิงคาดการณ์และการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบทำความเย็นต้องการข้อมูลการปฏิบัติงานตามเวลาจริง IoT ได้เปิดประตูสู่รูปแบบใหม่ของประสิทธิภาพเครื่องทำความเย็น