CHILL-SIM Chiller Performans Hesaplama, Seçim ve Enerji Verimliliği Simülasyon Yazılımı

CHILL-SIM; İSİB 2014 İklimlendirme Sektörü Tasarım ve Uygulama Yarışması Üçüncülük Ödülüne Sahip Bir Yazılımdır. Yazılım, Hasan Acül (RDMP Ltd. Şti.) Tarafından Geliştirilmiştir.

CHILL-SİM Yazılımı temel olarak endüstriyel proseslerde ve iklimlendirme sistemlerinde kullanılan soğuk su/su-salamura üreticisi chiller gruplarının performans ve enerji verimliliğini hesaplayan simülasyon yazılımıdır. Performans hesaplama, evaporatif ve doğal soğutma ile enerji verimliliği analizleri özelliklerine ek olarak şartlara en uygun ürünlerin seçimi, ürünlerin model bazında konfigüre edilmesi, yaşam dönemi maliyet hesaplanması, soğutma çevrim datalarının oluşturulması ve ticari süreçlere destek olarak tekliflendirme gibi önemli temel özellik ve işlevleri de içermektedir. Chill-Sim yazılımı alt yapısında ANSI/AHRI 540 standardı polinomial yaklaşımı ile dinamik hesaplama ve analizler yapmaktadır. Mevcut pazardaki yazılımların bir çoğu su çıkış sıcaklığı-hava giriş sıcaklığı tabloları tarzında basit hesaplamalı yaklaşımlar kullanmaktadır. Chill-Sim yazılımı performans hesaplamalarında farklı hava, su, likit giriş, likit çıkış, evaporasyon, superheating, kondenzasyon, subcooling sıcaklıkları hesaba katılıbilir durumdadır. Bu özelliği ile mühendislik düzeyi oldukça yüksek düzeydedir. Chill-Sim yazılımı Web tabanlı mimari yapı ve modüler programlama yaklaşımı ile geliştirilmiştir. Platformlardan bağımsız çalışabilme özelliğine sahiptir. ANDROID, IOS, Windows tüm sürümleri, Linux, MAC, mobil, akıllı telefonlar ve tabletler ile internet ve web uygulamalarını destekleyen tüm sistemlerde kullanılabilir. Chill-Sim yazılımı kullanıcı firmaların çalışma verimini önemli düzeyde artırmaktadır. Performans hesaplama, analiz, ürün seçimi, vb. çalışmalar için harcanan zamanı 1/10 düzeyinde kısaltmaktadır. Bunun yanı sıra firmalarda mühendislik hizmet kalitesinin yükselmesine ve ürün standardizasyonunun artmasına katkı sağlamaktadır.

• ANSI/AHRI STANDARD 540-2004 Standard For Performance Rating Of Positive Displacement Refrigerant Compressors And Compressor Units

• EN13487 Sound Measurement Standard

• ASHRAE Psychrometrics, Hvac Systems And Equipment, Evaporative Air-Cooling Equipment

• Eurovent Rating Standard 7/C/002 - 2010 For Forced Convection Air Cooled Condensers For Refrigeration “Air Cooled Condensers

• Yunus Çengel, Heat Transfer Chapter 13 Heat Exchangers

• Chill-Sim yazılımı web tabanlı mimari yapıda olacak biçimde geliştirilmiştir. Bulut bilişim (Cloud Computing) alt yapısının üzerine çalışmaktadır.

• Yazılım üzerinde kullanıldığı tüm platformlardan bağımsız çalışabilme gibi oldukça önemli robust tasarıma sahiptir.

• ANDROID, IOS, Windows tüm sürümleri, Linux, MAC, mobil, akıllı telefonlar ve tabletler ile internet ve web uygulamalarını destekleyen tüm sistemlerde kullanılabilir.

• Chill-Sim yazılımında Türkçe, İngilizce, Almanca, Arapça, İtalyanca ve Rusça olmak üzere altı farklı dil seçeneği mevcuttur.

• Bu durum kullanıcı firmaların ihracat satışlarını ve bir çok ülke ile çalışmasını desteklemektedir.

• Chill-Sim yazılımı SI ve IP ölçüm sistemlerine uygun olarak çalışmaya imkan verecek biçimde çoklu ölçü birimi desteğine sahiptir.

• Chill-Sim yazılımı kullanıcılar arasında yetki ve rol farklarını yöneten yetkilendirme özelliğine sahiptir.

• Bu durum firmaların yetkilendirme ve rol belirleme yöntemi ile istenilen bilgileri gösterme ve istenilen işlevleri kullandırmalarına yönelik gelişmiş bir özelliktir.

• Chill-Sim yazılımı farklı kullanıcı firmalara göre program arayüzlerinde değişiklikler sağlayan özelleştirme işlevine sahiptir.

• Chill-Sim yazılımı ürün teknik özelliklerinin, fiyat bilgilerinin, stok durumunun, ölçülerin, vb. verilerin hızla ve kolaylıkla güncellenebileceği ürün güncelleme yönetimi işlevine sahiptir.

• Web tabanlı mimari yapının sağladığı avantajla birlikte tüm kullanıcılar sürekli en güncel versiyon ile çalışırlar.

• Chill-Sim aşağıda belirtilen işlevsel bölümlerden oluşur:

• Veri Giriş

• Seçim Tercihleri

• Ürün Seçim Listesi

• Ürün Teknik Bilgileri

• Evaporatif Soğutma Uygulaması Simülatörü

• Doğal Soğutma Uygulaması Simülatörü

• Ürün Konfigüratörü

• Yaşam Dönemi Maliyet Hesaplayıcı

• Tekliflendirme

• Ürün ve Kullanıcı Yönetimi Veri Girişi Bölümü

• Chill-Sim yazılımında üç temel seçim metodu alternatifi mevcuttur:

1. Chiller Kapasitesi ile Seçim

2. Kompresör Beygir Gücü ile Seçim

3. Sıvı (Su/Su-Salamura) Debisi ile Seçim

• Chill-Sim yazılımında kullanıcılar tercihlerine göre ürün filtreleme yapabilirler. Tercih tipine bağlı olarak alternatifli seçim veya çoklu seçim kullanılabilir.

• Kullanıcı veri giriş bölümünde tanımlananlara uygun olarak seçilen ürünlerin listelendiği yerdir. Ürünlere ait performans bilgileri gösterilir.

Sekmelerden oluşur. Sekme başlıkları tıklanarak ürüne ait farklı teknik performans bilgileri görüntülenir.

• Yazılım hesaplamaları, analizleri ve grafikleri gösteren çıktılar üretmektedir.

• Hesaplanan soğutma çevriminin basınç, entalpi, sıcaklık ve entropi verileri şematik P-H & T-S diyagramları ve soğutma çevrimi şeması ile birlikte gösterilmektedir.

• Evaporatif soğutma uygulamasının veri giriş ekranı aşağıdaki gibidir:

• Evaporatif soğutma uygulaması analizinin gerçek performans verileri ile karşılaştırılması ve doğrulanması amacıyla çeşitli endüstriyel uygulamalar incelenmiştir. Yazılım ile bu çalışmalar arasına genel uyumluluk gözlenmiştir. Bunların içerisinden seçilen belirgin bir uygulama burada örnek olarak aktarılmıştır.

• Uygulama bilgileri şu biçimdedir:

1. Örnek için İzmir Gaziemir Hugo Boss tekstil tesislerinde 2009 yılının Temmuz ayından Ağustos ayına kadar yapılan çalışmalar ele alınmıştır.

2. Bu çalışma 10. REHVA World, Clima 2010 kongresinde “Improving the Energy Performance of Air-Cooled Chillers with Water-Spray Mist Pre- Cooling: An Application” makalesi adı altında yayımlanmıştır.

3. Uygulamada 2009 yılının Temmuz ayından Ağustos ayına kadar ortam sıcaklığı 25°C ile 39°C arasında seyretmiştir. Ortalama kuru termometre sıcaklığı 33 °C, yaş termometre sıcaklığı 21,5 °C, bağıl nem RH % 36’dir.

4. Evaporatif soğutma uygulaması ağ üzeri sisleme sistemi kullanılarak yapılmıştır.

5. Uygulama için iki adet nominal soğutma kapasitesi 600 kW (Tai=36 °C) olan chiller kullanılmıştır.



Evaporatif sogutma uygulaması (1)                        Evaporatif sogutma uygulaması (2)

• Çalışmada chiller enerji verimlilik oranı EER’nin 2.96 dan 3.36’ya yükseldiği; soğutma kapasitesinin % 6 arttığı bulunmuştur.

• Yazılımda karşılaştırma aynı şartlarda aynı kapasite ünite kullanılarak yapılmış, özet sonuçlar aşağıdaki tabloda verilmiştir. Tabloda iki farklı değerlendirme mevcuttur.

• Yazılım ile tesisteki ölçüm sonuçları tek sıcaklık değerine (Tai=33 °C) ve sıcaklık arağı (Tai=33 °C - 37 °C ) ortalamasına göre karşılaştırılmıştır. (Tesisteki ölçüm sonuçlarının raporu tek sıcaklık değerine göre verilmiştir.)

• Yapılan hesaplama karşılaştırmasında soğutma kapasitesi ve verimlilik artışı değerlerinde önemli derecede uyumluluk olduğu görülmüş ve evaporatif soğutma hesapları doğrulanmıştır.

• Hesaplamalara ait detaylı analiz çıktıları ve grafikler takip eden sayfada verilmiştir.




Doğal Soğutma Uygulaması Hesaplama, Analiz ve Doğrulama Bilgileri

• Doğal Soğutma (Free Cooling) Uygulaması Simülasyonu için kullanılan ekran 3 temel bölümden oluşur:

1. Doğal Soğutucu Verileri ve Hesaplamaları

2. Karşılaştırma İçin Chiller Verileri

3. Doğal Soğutucu İle Enerji Verimliliği Hesaplamaları

• Doğal soğutucu ile enerji verimliliği hesaplamaları iki farklı alternatif ile yapılabilmektedir:

1. %100 Tam Yük ile

2. Kısmi Yük İle

• Doğal soğutucu uygulaması için kullanılan kanatlı borulu ısı eşanjörü hesapları benzer yazılım ve sonuçlar ile karşılaştırılmış ve uyumluluk gözlenmiştir. Buna ek olarak, doğal soğutma uygulaması analizinin gerçek performans verileri ile karşılaştırılması ve doğrulanması amacıyla çeşitli endüstriyel uygulamalar incelenmiştir. Yazılım ile bu çalışmalar arasına genel uyumluluk gözlenmiştir. Bunların içerisinden seçilen belirgin bir uygulama burada örnek olarak aktarılmıştır.

• Uygulama bilgileri şu biçimdedir:

1. Örnek için İngiltere’nin Midland (Orta Bölge) kesiminde yer alan, plastik pencere profilleri üreten bir firmada çalışan doğal soğutma sistemli chiller ele alınmıştır.

1. Uygulama ICS Industrial Cooling firması tarafından yapılmış; uygulama verileri ve verimlilik sonuçları firma dökümanlarında aktarılmıştır.

2. Chiller ve doğal soğutucu İlkbahar, Sonbahar ve Kış mevsimlerinde “kısmi yük ile” paylaşımlı çalışmaktadır.

3. Uygulamadaki proses suyu sıcaklık değerleri Tsu giriş=18 °C ve Tsu çıkış=13 °C’dir. Hava giriş ortalaması (%100 Yük için) Thava=8 °C kabul edilmiştir.

4. Chiller kapasitesi=580 kW, soğutucu akışkan R134A’dır.

5. Doğal soğutma uygulaması ile ortaya çıkan enerji kazancı % 68 olarak bulunmuştur.

• Yazılımda benzer kapasite ve şartlarda seçilen bir chiller ile kısmi soğutma için yapılan hesaplama karşılaştırmasında verimlilik artışı % 65 değerlerinde hesaplanmıştır. Bu hesaplamalarda uyumluluk olduğu görülmüş ve doğal soğutma hesapları doğrulanmıştır.

• Aşağıda doğal soğutma eşanjörü bilgileri ve hesaplamalar verilmiştir.

• Yazılım, seçilen ürün modeline ait ilk yatırım, işletme, bakım, vb. maliyet hesaplamalarını yapan gelişmiş bir yaşam dönemi maliyet hesaplama özelliğe sahiptir.

• Ana ekrandaki seçim listesinden istenen chiller için yaşam dönemi maliyet hesaplama butonu tıklanarak hesaplama yapılır ve çıktı sayfası oluşturulur.

• Hesaplamalar yapıldıktan sonra takip eden sayfadaki gibi bir çıktı sayfası alınır.

• Yazılım kullanıcıların mevcut standart bir ürün modeline donanım eklemek/çıkartmak, farklı malzemeler kullanmak, aksesuarlar eklemek/çıkarmak, vb. konfigürasyon değişikliklerini yapabilecekleri bir ürün konfigüratörü işlevine sahiptir.

• Ürün konfigüratörü model bazında konfigürasyon yapılabilmeye imkan veren ileri düzey bir işlevdir.

• Ürün konfigüratörü sayesinde standart ürün modelleri üzerinde bulunan donanım konfisürasyonuna ek olarak farklı alternatifler yaratılabilir.

• Ürün konfigüratörü, ürün seçim listesinden sepete ekle butonu ile seçilen ürünlerin listelendiği, kaydedilip saklandığı ve teklif yönetimi yapılan kısım olan menü bardaki seçim sepeti (ürün seçimlerim) kısmındadır.

• Yazılım, kullanıcı firmanın satış bölümünden müşterilerinin teklif isteyeceği ve bu teklifin firma müşteri temsilcisi tarafından yine bu platform aracılığıyla cevaplanacağı ve e-posta atabileceği gelişmiş bir tekliflendirme işlevine sahiptir.

• Teklif işlevi farklı modüllerden ürünlerin seçilip bir araya toplanabildiği bir proje teklifinin yaratılmasına imkan veren gelişmiş bir yapıdadır. Benzer programlarda olmayan bu yenilikçi özellik sayesinde kullanıcı ürünlerini seçerek bir sepette toplayabilmekte; buradan konfigüre edip teklif istemi oluşturabilmekte veya teklif gönderebilmektedir.

• Tekliflendirme bölümü işlevi aşağıdaki gibi bir akışa sahiptir:

• Tekliflendirme üç bölümden oluşmaktadır:

1. Ürün Seçimlerim (Seçim Sepeti)

2. Proje/Teklif Kayıt

3. Proje/Teklif (Sepet) Yönetimi

• Teklif hazırlandıktan sonra takip eden sayfadaki gibi bir çıktı sayfası alınır.

[1] De Saulles,T., BSRIA Guide: Free Cooling Systems, BSRIA Yayın No. BG 8/2004, 2004

[2] Eurovent web sayfası http://www. eurovent-certification.com/ Erişim tarihi: 05.04.2014

[3] ANSI/AHRI Standard 540-2004 Standard For Performance Rating Of Positive Displacement Refrigerant Compressors And Compressor Units

[4] TPL Kütüphanesi

[5] EN13487 Sound Measurement Standard

[6] ASHRAE Fundamentals Chapter 6 Psychrometrics

[7] ASHRAE HVAC Systems And Equipment Chapter 41 Evaporative Air- Cooling Equipment

[8] Çengel Y., Heat Transfer: A Practical Approach, Mcgraw-Hill, 2002

[9] www.wikipedia.org, Erişim tarihi:01.04.2014

[10] http://www.meteor.gov.tr, Erişim tarihi:01.03.2014

[11] Bekir Cansevdi, Umit Calli, Arif Hepbaslı Improving the Energy Performance of Air-Cooled Chillers with Water-Spray Mist Pre-Cooling: An Application, The 10th REHVA World, Clima 2010

[12] Eurovent Rating Standard 7/C/002 -2010 For Forced Convection Air Cooled Condensers For Refrigeration “Air Cooled Condensers

[13] ICS Industrial Cooling Sales Case Study, http://www.icstemp.com/ Erişim tarihi: 06.04.2014.

Ayrıntılı bilgi için: www.rm2success.com www.chill-sim.com

­