Serbest soğutma - Free cooling

Serbest soğutma , daha sonra endüstriyel prosesler veya iklimlendirme sistemleri için kullanılabilen soğutma suyuna yardımcı olmak için düşük dış hava sıcaklıklarını kullanmanın ekonomik bir yöntemidir . Soğutulmuş su ya hemen kullanılabilir ya da kısa ve uzun dönem için saklanabilir. Dış ortam sıcaklıkları iç ortam sıcaklıklarına göre daha düşük olduğunda, bu sistem soğuk dış havayı serbest soğutma kaynağı olarak kullanır. Bu şekilde sistem , aynı soğutma sonucunu elde ederken, geleneksel klima sistemlerindeki chiller'in yerini alır . Bu tür sistemler tek binalar veya bölgesel soğutma ağları için yapılabilir.

Operasyon

İnsan gücüyle çalışan bir versiyon için, bkz. yakhchal .

Ortam havası sıcaklığı ayarlanan bir sıcaklığa düştüğünde, bir modülasyon valfi , soğutulmuş suyun tamamının veya bir kısmının mevcut bir soğutucuyu baypas etmesine ve daha az güç kullanan ve soğutmak için daha düşük ortam hava sıcaklığını kullanan serbest soğutma sisteminden geçmesine izin verir. sistemdeki su.

Bu, mevcut herhangi bir soğutma grubuyla birlikte veya kendi başına bir hava püskürtmeli soğutucu takarak başarılabilir. Düşük ortam sıcaklıkları sırasında, bir kurulum, soğutma gereksinimlerinden ödün vermeden %75'e varan enerji tasarrufu sağlayan mevcut bir soğutma grubunu baypas edebilir .

Kış aylarında ısıtma, havalandırma ve iklimlendirmede ( HVAC ) büyük ticari binaların iç mekanları soğutmaya ihtiyaç duyabilirken, çevre boşlukları ısıtmaya ihtiyaç duyabilir. Serbest soğutma, bir chiller kullanılmadan soğutulmuş su üretimidir ve genellikle ılıman bölgelerde sonbahar sonu, kış ve ilkbahar başında kullanılabilir . Chiller hala çalışır durumda olduğundan serbest soğutma tamamen ücretsiz değildir.

yöntemler

Sistemin serbest soğutmayı kullanabileceğini varsayarsak, serbest soğutmayı kullanmanın üç yolu vardır:

Süzgeç döngüsü

Soğutma kulesi su doğrudan boyunca akış içine bağlanabilir soğutulmuş su devresi. Soğutma kulesi açıksa, kule içinde birikebilecek kalıntıları gidermek için bir süzgeç gerekir. Maliyet tasarrufları, su soğutucu enerjisinin sınırlı kullanımı ile ilişkilidir . Bu yöntemi kullanarak artan bir korozyon riski vardır.

Plaka ve çerçeve ısı eşanjörü

Bir ısı eşanjörü , ısıyı doğrudan soğutulmuş su döngüsünden soğutma kulesi döngüsüne aktaracaktır. Eşanjör, soğutma kulesi suyunu soğutma serpantinlerinden akan soğutucudan ayrı tutar. Chiller suyu böylece önceden soğutulur ve bina sıvı ile soğutulur . Enerji tasarrufu, azaltılmış soğutma grubu yüklemesinden ve dolayısıyla enerji tüketiminde azalmadan kaynaklanmaktadır. Pompanın basınç farklarını telafi etmesi gerektiğinden maliyette artış olur.

soğutma geçişi

Su soğutma grubu içindeki bir valf düzenlemesi, kondenser ile evaporatör arasında doğrudan bir yol açar . Soğutucu devresindeki nispeten ılık sıvı, soğutucuyu buharlaştırır ve enerji, doğrudan kondensere taşınır, burada soğutulur ve soğutma kulesinden gelen su tarafından yoğuşturulur. Bu yöntem, soğutucunun bir soğutma devresindeki en soğuk noktaya doğru hareket etme eğiliminde olduğu fikrinden hareket eder. Bu yöntemle ilgili maliyet tasarrufu, üfleyici, fanlar ve pompaların tümü çalışır durumda olduğundan kompresörün hareketsizliğinden kaynaklanmaktadır.

mevsimler

Yüksek ortam sıcaklığı

Proses dönüş suyu sıcaklığı ortam hava sıcaklığına eşit veya daha düşük olduğunda Serbest Soğutma uygun değildir. Sistemin üç yollu valfi, serbest soğutma ısı eşanjörünü baypas edecek ve sıvı akışını gerekli ayar noktası sıcaklığına soğutulmak üzere soğutuculardan geçirecektir.

sezon ortası operasyon

Sezon ortasında çalışma için su kısmen kompresör ve kısmen ortam sıcaklıkları tarafından soğutulur. Sezon ortasında elde edilen Serbest Soğutma yüzdesi, mevsimsel sıcaklıklara bağlıdır, ancak kısmi Serbest Soğutma, ortam hava sıcaklığı, proses dönüş suyu sıcaklığının 1 °C altında olduğunda başlar . Su, Serbest Soğutucu aracılığıyla kısmen soğutulur ve ardından gerekli ayar noktası sıcaklığına ulaşmak için soğutuculardan akar.

Kış operasyonu

Kışın, dış ortam sıcaklıkları yeterince düşük olduğunda, su yalnızca Serbest Soğutma bataryası tarafından soğutulur. Bu, soğutma gruplarının kompresörlerinin çalışmayı durdurmasını sağlayarak önemli miktarda enerji tasarrufu sağlar. Kış işletiminde kullanılan tek elektrik gücü fan çalışması içindir. Bu, ortam hava sıcaklığı, proses besleme suyu sıcaklığının 3 °C ila 5 °C altında olduğunda elde edilebilir .

sınırlamalar

Ortam hava sıcaklığı 0 °C'nin altına düştüğünde donma meydana gelebilir . Diğer bir sınırlama, ısı eşanjörü boyunca sıcaklık farkıdır. Arasında çok düşük sıcaklık farkı olan bir ısı eşanjörü ekonomik olarak gerçekçi olmayabilir. Isı eşanjörünün ekonomisi, yaklaşık 5 °C'lik bir minimum serbest soğutma suyu sıcaklığına izin verir .

Veri merkezleri ve sunucu odaları

Enerji verimliliği

Veri merkezleri, Küresel Elektrik Tüketiminin %2'sini oluşturmaktadır.

Birleşik Krallık : 2013 yılında, Şansölye George Osborne , veri merkezlerinin Karbon Azaltma Taahhüdü'nden (CRC) muaf tutulmaları ve kendi İklim Değişikliği Anlaşmalarını (CCA) oluşturmalarına izin verme konusunda bir taviz vermeyi kabul etti. Bu aynı zamanda yeni bir Avrupa Komisyonu tarafından 2030 yılına kadar AB sera gazı emisyonlarını %40 oranında azaltmak için kabul edilmektedir. Veri merkezlerini veya sunucu odalarını soğutmak çok fazla enerji gerektirir, bu nedenle serbest soğutma enerji tasarrufu için ideal bir çözüm olabilir.

Türler

Bir veri merkezi veya sunucu odası için iki serbest soğutma seçeneği vardır; bunlardan ilki, entegre bir serbest soğutma bobini veya bir serbest soğutucu ünitesiyle birlikte çalışan bir soğutma grubudur. Entegre soğutma grupları, sınırlı alana sahip ve yüksek enerji verimliliği seviyeleri sunabilen sahalar için idealdir . Bu üniteler, kaydırmalı ve vidalı kompresörler, eksenel fanlar ve üç yollu modülasyon valfleri gibi yüksek kaliteli bileşenlere sahiptir.

Diğer seçenekler, termal enerjinin transferi için daha geniş bir alan sağlayan verimliliği en üst düzeye çıkarmak için boyutlandırıldığından, ısı alışverişi için daha büyük bir kapasiteye sahip bağımsız bir serbest soğutucudur. Bağımsız serbest soğutucular %70'e varan enerji tasarrufu göstermiştir.

Referanslar