To provide some redundancy in the HVAC design, most designers will require two or more chillers. Multiple chillers also offer the opportunity to improve on overall system part load performance and
reduce energy consumption. Parallel chiller plants are straightforward to design and are easily modified for variable primary flow.
बुनियादी संचालन
नीचे दिया गया चित्र एक समानांतर जल-ठंडा चिलर संयंत्र दिखाता है। ठंडा पानी दोनों चिलरों के माध्यम से लोड तक और वापस चिलरों में ठंडा पानी या प्राथमिक पंप द्वारा परिचालित किया जाता है। ठंडा पानी पाश कर सकते हैं
या तो निरंतर प्रवाह या परिवर्तनशील प्रवाह हो। परिवर्तनीय प्रवाह प्रणालियाँ जटिलता बढ़ाती हैं लेकिन महत्वपूर्ण पंप कार्य बचत प्रदान करती हैं। वे चिलर अनुक्रमण के बारे में समस्या का भी समाधान करते हैं जो समानांतर चिलर, निरंतर प्रवाह के साथ होता है।
परिवर्तनीय प्रवाह प्रणालियाँ प्राथमिक/माध्यमिक प्रणालियों और परिवर्तनीय प्राथमिक प्रवाह डिज़ाइन में शामिल हैं। वाटर-कूल्ड चिलर के लिए कंडेनसर लूप की आवश्यकता होती है। इसमें एक कंडेनसर पंप, पाइपिंग और एक कूलिंग टॉवर या क्लोज सर्किट कूलर शामिल है। जब भी चिलर संचालित होते हैं तो कंडेनसर लूप संचालित होता है।
निरंतर प्रवाह प्रणालियों के लिए, ठंडे पानी का तापमान रेंज सीधे लोड के साथ बदलता रहता है। लोड विविधता के आधार पर, चिलर डिज़ाइन तापमान सीमा प्रत्येक लोड पर देखी गई तापमान सीमा से कम होगी। इस मामले में, चिलर तापमान रेंज 8°F है जबकि कूलिंग कॉइल रेंज 10°F है। समग्र परिणाम यह है कि ठंडे पानी के पंप और पाइप की पूंजी लागत में वृद्धि हुई है और वार्षिक पंपिंग लागत में भी वृद्धि हुई है।
मौलिक संघटक
Parallel chillers experience the same percent load. For example, consider a chiller plant with a 100-ton and a 1000-ton chiller operating at 50% capacity. With both chillers operating, both chillers will operate at 50% capacity. The 100-ton chiller will be at 50 tons and the 1000-ton chiller will be at 500 tons. This occurs as long as the flows don’t change (i.e,. variable primary flow) and both chillers see the same return water temperature.
ठंडा करने वाले
ज्यादातर मामलों में, चिलर क्षमताओं का योग भवन या प्रक्रिया के डिजाइन से मेल खाता है। यदि आवश्यक हो, तो चिलर को बड़ा करके अतिरिक्त क्षमता जोड़ी जा सकती है। समानांतर चिलर का आकार और प्रकार समान होना आम बात है, हालांकि यह कोई आवश्यकता नहीं है। जल-ठंडा, वायु-ठंडा या बाष्पीकरणीय-ठंडा चिलर का उपयोग किया जा सकता है। वायु और बाष्पीकरणीय रूप से ठंडा किए गए चिलरों को पाइपिंग, कूलिंग टॉवर और पंप सहित कंडेनसर लूप की आवश्यकता नहीं होती है।
पंप्स
पंप स्थिर या परिवर्तनशील प्रवाह वाले हो सकते हैं। डिज़ाइन प्रवाह दर के लिए ठंडा पानी पंप का आकार निर्धारित किया गया है। नीचे दिया गया चित्र एक मुख्य ठंडा पानी पंप दिखाता है जो दोनों चिलरों को प्रवाह प्रदान करता है। एक वैकल्पिक तरीका यह है कि समर्पित चिलर परोसने वाले दो छोटे पंप हों। नीचे दिया गया चित्र प्रत्येक चिलर के लिए समर्पित कंडेनसर पंप और कूलिंग टावर भी दिखाता है। प्रत्येक चिलर के लिए डिज़ाइन कंडेनसर प्रवाह के लिए पंप और पाइपिंग का आकार निर्धारित किया जाता है। जब भी चिलर चलता है, कंडेनसर पंप संचालित होता है।
कूलिंग टावर्स
वाटर-कूल्ड चिलरों को कूलिंग टावरों की आवश्यकता होगी। ऊपर दिया गया चित्र प्रत्येक चिलर के लिए समर्पित कूलिंग टावर दिखाता है। एक सामान्य कूलिंग टावर भी संभव है लेकिन समानांतर चिलर के लिए यह आम नहीं है।
संचालन का समानांतर चिलर अनुक्रम
Parallel chiller plants create a unique situation when used in a constant flow system. Consider the system operating at 50%. From a chiller performance aspect, turning off one chiller and operating the other at full capacity is desirable. However, this will not happen. At 50% capacity, the return water will be 49°F. The chiller that is turned off will let the water pass through it unchanged. The operating chiller will only see a 50% load (49°F return water), and will cool the water down to the set point of 44°F. The two chilled water streams will then mix to 46.5°F supply temperature.
If the system is operated in this manner, the warmer chilled water will cause the control valves to open (increase flow) to meet the space requirements. An iterative process will occur and the system may stabilize. The issue is whether the cooling coils can meet the local loads with the higher chilled water temperature. Depending on the actual design conditions, the building sensible load could be met but high chilled water temperature will make it difficult to meet the latent load. Since this scenario is likely to occur during intermediate weather, dehumidification may not be an issue. In areas where humidity is an issue, this arrangement can result in high humidity within the space.
एक समाधान यह है कि दोनों चिलरों को हर समय चलाया जाए। यह काम करता है और एक सरल समाधान है, हालांकि, यह ऊर्जा कुशल नहीं है और अनावश्यक उपकरण खराब होने का कारण बनता है।
एक अन्य संभावना यह है कि मिश्रित पानी के तापमान को संतुलित करने के लिए ऑपरेटिंग चिलर के निर्धारित बिंदु को कम किया जाए। यह भी काम करता है लेकिन इसमें कुछ कठिनाइयाँ हैं। ठंडे पानी के सेटपॉइंट को कम करने से चिलर को अधिक मेहनत करनी पड़ती है, जिससे उसकी दक्षता कम हो जाती है। चरम स्थितियों में, यह चिलर स्थिरता संबंधी समस्याएं पैदा कर सकता है।
जब चिलर काम नहीं कर रहा हो तो उसके माध्यम से प्रवाह को रोकने के लिए आइसोलेशन वाल्व जोड़ने की निरंतर प्रवाह प्रणाली के लिए अनुशंसा नहीं की जाती है। यह संभावना नहीं है कि यदि सारा ठंडा पानी केवल एक चिलर के माध्यम से निर्देशित किया जाए तो पंप डिज़ाइन प्रवाह प्रदान करने में सक्षम होगा। पंप अपने वक्र पर चलेगा और प्रवाह में कमी आएगी। डिज़ाइन प्रवाह के बिना, यह संभावना नहीं है कि सभी व्यक्तिगत भारों को उनके आवश्यक प्रवाह प्राप्त होंगे। यदि पंप वास्तव में एक चिलर के माध्यम से प्रवाह प्रदान कर सकता है, तो चिलर के लिए अधिकतम स्वीकार्य प्रवाह दर पार हो सकती है जिसके परिणामस्वरूप चिलर को गंभीर क्षति हो सकती है।
सुरक्षित उत्तर यह है कि जब भी ठंडे पानी की आवश्यकता हो तब दोनों चिलर को चलाना है, हालाँकि, यह एक ही चिलर संयंत्र को चलाने जितना ही महंगा है। पंपों और कूलिंग टावरों पर स्टेजिंग सिंगल चिलर्स के लिए उल्लिखित स्टेजिंग के समान है।
समानांतर चिलर प्लांट उदाहरण
सिंगल चिलर उदाहरण में प्रयुक्त उसी मॉडल बिल्डिंग पर विचार करें। डिज़ाइन लोड प्रदर्शन एकल चिलर प्लांट के समान है। जब एक के बजाय दो चिलर का उपयोग किया जाता है तो वास्तविक अनुप्रयोगों में छोटे परिवर्तन होते हैं। उदाहरण के लिए, आधे आकार के होने के अलावा, पंप और चिलर चयन समान प्रदर्शन की पेशकश करने की संभावना नहीं रखते हैं।
अधिक दिलचस्प बात यह है कि एकल और समानांतर चिलर दोनों के लिए वार्षिक ऊर्जा उपयोग समान है। ऐसा इसलिए होता है क्योंकि दोनों चिलर किसी भी प्लांट लोड पर 44°F आपूर्ति ठंडा पानी प्रदान करने के लिए संचालित किए गए थे। दोनों चिलरों के संचालन के साथ, सभी पंपों और टावरों को भी संचालित करना पड़ा। हल्के भार पर केवल एक चिलर का उपयोग करने, एक टॉवर और कंडेनसर पंप को बंद करने और एकल चिलर को उसके प्रदर्शन वक्र के ऊपर स्थानांतरित करने का कोई अवसर नहीं था।
इसे परिवर्तनीय प्राथमिक प्रवाह पर स्विच करके पूरा किया जा सकता है, जो चिलर को हल्के भार पर अलग करने की अनुमति देगा, साथ ही ठंडा पानी पंप के आकार को कम करने और इसकी परिचालन लागत को कम करने की अनुमति देगा।
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