تهویه مطبوع ساختمان و راه کارهای کاهش مصرف انرژی در ساختمان

 

 

 

 

 

 

 

 

هدف از این تحقیق کاهش مصرف انرژی با تعریف بک راهبرد کنترلی در سامانه تاسیسات مکانیکی ساختمان ( گرمایش و تهویه مطبوع ) با اعمال و پیاده سازی سامانه مدیریت هوشمند ساختمان می باشد.

در واقع در معنای لغوی تهویه مطبوع یعنی هوا رسانی دلپذیر.

بهینه سازی و بهبود بازدهی انرژی مصرفی توسط تاسیسات HVAC با پیاده سازی سامانه مدیریت ساختمان اجرا می شود.

باتوجه به غیر خطی بودن فرآیندهای کاری سامانه های HVAC و همچنین تغییرات فصلی ومشخصه های کارکردی این تاسیسات طراحی و استراتژی کنترل معمولا پیچیده می باشد.

روش های بهینه سازی و مدیریت انرزی درساختمان درحالت کلی به دو روش صورت می پذیرد:

1. روش های بهینه سازی ساکن وثابت انرژی (Statics)

2. روش های بهینه سازی پویا (Dynamics)

اصولا تهویه مطبوع شامل مواردی همچون سرمایش-گرمایش-رطوبت زنی و رطوبت زدایی هوا می باشد. ما در تهویه مطبوع ساختمان باید بتوانیم سه فاکتور رطوبت و دما و سرعت جربان هوا را تحت کنترل خود داشته باشیم.

ما ممکن است از این دستگاه در محیط های مختلف بخواهیم استفاده کنیم بر همین اساس با توجه به نوع سیال این دستگاه ها را به سه دسته تقسیم بندی می کنند که عبارتند از:

  1. سیستم تهویه مطبوع تمام هوا
  2. سیستم‌های آب و هوا
  3. سیستم تهویه مطبوع تمام آب

عمل تهویه مطبوع ساختمان در فصل گرما نیز بدین صورت انجام می پذیرد که در موتورخانه از چیلر و یا آبسرد کن برای تهیه آب سرد کمک می گیرند واین آب به داخل کویل های مبدل حرارتی اتاق ها انتقال یافته با وجود یک فن می تواند به راحتی هوا رسانی و خنک سازی محیط را انجام دهد.

 

در این روش  که به صورت تمام هوا صورت می گیرد مهمترین ایراد و ضعف آنرا می توان به حجم زیاد تجهیزات و کانال های انتقال هوا دانست.

 اجزای یک سیستم تهویه مطبوع :

  1. منابع حرارت
  2. منابع برودت
  3. مخزن انبساط
  4. پمپ ها
  5. دستگاه های رطوبت گیر  و کویل ها
سیستم های تهویه مطبوع به سه دسته کلی تقسیم بندی می شوند:

اولین مورد سیستم هایی هستند که عمل هوا رسانی و در واقع تهویه را تنها با سیال هوا انجام می دهند و معروف هستند به سیستم های تمام هوا. دومین مدل دستگاه هایی هستند که عمل تهویه مطبوع را با آب و هوا به صورت همزمان انجام می دهند و سومین مدل هم عمل تهویه را تنها با آب انجام می دهد.

به صورت کلی اجزای یک سیستم تهویه مطبوع ذیل شده است:

اولین بخش هر سیستم تهویه مطبوع منابع حرارت می باشد.این منابع از طریق الکتریسیته و یا مصرف سوخت تولید حرارت کرده و با توجه به نوع سیالی که برای این امر استفاده می شود به دو نوع دیگ حرارتی و کوره حرارتی نام گذاری می شوند.
بخش بعدی از یکی سیستم تهویه مطبوع منابع برودت می باشد. این منابع به صورت عمومی در سیستم های گرمایش و سرمایشی با نام چیلر شناخته می شوند و به چند مدل ضربه ای- معمولی و جذبی تقسیم بندی می شوند. در هر دو نوع سرمایش در اثر بخار شدن ماده‌ای به نام ماده مبرد که معمولاً گازی شکل است ایجاد می‌گردد.

قسمت بعدی که در سیستم های تهویه مطبوع به کار گرفته می شود مخزن انبساط است. این قسمت را می توان تنها در سیستم هایی که به صورت تمام آب استفاده می شوند یافت.

در واقع وظیفه اصلی منبع انبساط  کنترل تغییر حجم سیال است.

بخش بعدی که می توان به آن اشاره کرد پمپ ها می باشند. این قسمت در واقع وظیفه به حرکت در آوردن سیال را بر عهده دارد. پمپ هایی که برای حرکت سیال مایع به کار گرفته می شوند از نوع پمپ های حلزونی شکل هستند و انهایی که برای حرکت سیال گاز مورد استفاده قرار می گیرند فن می باشند.

فن ها در این دستگاه در دو مدل جریان محوری و جریان عمودی مورد استفاده قرار می گیرند.بخش بعدی که در دستگاه های تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد دستگاه های رطوبت گیر می باشد.

به طور کلی می توان اتلاف انرژی در تهویه مطبوع ساختمان را  به دو دسته کلی تقسیم نمود :

  1. اتلاف گرمایی-سرمایی
  2. اتلاف الکتریکی

کاهش مصرف انرژی با استفاده از سیستم حجم هوای متغیر (V A V )

به منظور کاهش و صرفه جوئی انرژی حرارتی و الکتریکی به میزان قابل توجهی استفاده از سیستم ( V A V ) هوا متغیر توصیه می گردد. این سیستم از لحاظ صرفه جوئی و کاهش انرژی در سطح بالائی قرار دارد اما از لحاظ هزینه اجرا و اجناس مورد نیاز مقرون به صرفه  نیست.

 

استفاده از سیستم گرمایش مجدد ( Reheat Coil )  

در این سیستم در ابتدا هوای مورد نیاز برای تهویه مطبوع ساختمان، توسط هواساز تامین و گرم می شود البته این گرم شدن تا دمای مورد نظر نخواهد بود بلکه از میزان دمای مورد نیاز فضای تهویه شونده کمتر است.

این امر سبب می شود که اختلاف دمای هوا و محیط در بین مسیر کم شده و اتلاف حرارتی کمتری صورت گیرد.

بدین منظور کویلهای مورد نظر در انتهای مسیر کانال هر فضا ( قبل از دریچه ) قرار می گیرد و برای کنترل آن می توان از شیرهای پنوماتیکی استفاده کرد.

این روش هزینه های زیادی را برای اجرا در بر می گیرد.

طراحی متناسب با بار حرارتی –برودتی

برای بهینه سازی مصرف انرژی در تهویه مطبوع ساختمان، بایستی دستگاه ها به درستی و بر حسب نیاز ما انتخاب و طراحی شده و از محاسبات سرانگشتی وتجربی پرهیز شود. برای این منظور می توان از نرم افزارهای جدید و دقیق محاسباتی استفاده کرد. این راهکار تا حد بسیار زیادی در کاهش مصرف انرژی موثر واقع خواهد شد.

گرم کردن فضاهای مورد نیاز

برای کاهش دمای کندانسور از برج خنک کننده استفاده می شود. بدین منظور آب توسط پمپ های گردش آب از کندانسور عبور و از افشانک های برج خنک کن فرو می ریزد، همزمان با این عمل فن برج خنک کن نیز هوا را در خلاف جهت حرکت آب می گرداند و باعث تبخیر سطحی و گرفته شدن گرمای نهان و محسوس آب می شود اما گاهی اوقات ما نیازی به 100% ظرفیت برج خنک کن نخواهیم داشت. برای این منظور از کنترل دور موتور فن استفاده کرده و در صورت پائین آمدن دما دور موتور کاهش می یابد. در صورتیکه باز هم دما پائین تر آمد دور موتور پمپ نیز کاهش یافته تا دبی آن کاهش یابد. استفاده از این روش مزایای بسیاری دارد.

تاسیسات تهویه مطبوع

معمولا از چیلر ها به همراه برج خنک کننده جهت ایجاد بار برودتی جهت خنک کردن هوای دمیده شده استفاده می شود. با پیاده سازی سامانه مدیریت ساختمان در بخش تهویه مطبوع و تاسیسات برودتی ساختمان مصرف انرژی الکتریکی که عمده انرژی مصرفی در تاسیسات تهویه مطبوع می باشد بهینه می شود. در این بخش روش هایی را که این سامانه در مدیریت مصرف انرژی در بخش تهویه مطبوع به کار می گیرد و تاثیر هر کدام بررسی می شود.

 

نقش انرژی خورشیدی در تهویه مطبوع ساختمان جهت بهینه کردن مصرف انرژی

ساختمان يكی از عمده ترين بخشهای مصرف كننده انرژی است و به همين سبب لازم است توجه ويژه ای به مقوله بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمان صورت گیرد.

با آگاه سازی مردم، تدوين قوانين مناسب و اصلاح قيمت ها ازطريق رفع تدريجي سوبسيدهای دولتی می توان گام مؤثری در جهت بهبود بهینه سازی انرژی درساختمان ها برداشت اما جايگزينی انرژی های تجديدپذير بطور اعم بجای سوخت های فسيلی كه عمده ترين منبع تأمين انرژی در ایران محسوب می شوند، راه حلی است كه مشخصه اصلی آن، آينده ­نگری و رعايت توامان حقوق نسل های فعلي و آتی است.

 

روش روشن و خاموش کردن بهینه سامانه

میزان مصرف انرژی الکتریکی موتور الکتریکی دمنده ها و فن های هواساز را از طریق راهکار روشن و خاموش کردن بهینه دستگاه مدیریت کرد.

کارایی این روش بر این اساس است روشن کردن دیرتر از نیاز و خاموش کردن زودتر دستگاه ها بدون اینکه تاثیر قابل ملاحظه ای بر آسایش ساکنین داشته باشد می تواند زمان مصرف را کاهش بدهد .

این روش می تواند باعث کاهش زمان کارکرد موتور دمونده سامانه باشد که نتیجه آن در مرحله اول کاهش مصرف انرژی و در نهایت بالاتر رفتن عمر دستگاهها می باشد .

براساس دما نواحی مختلف ساختمان که بیشترین میزان بار گرمایشی و بار سرمایشی وارد بر ساختمان را مشخص می کند

و همچنین اندازه گیری میزان گرمایش و سرمایش برنامه کنترلی تجهیزات تاسیساتی روش توقف بهینه کارکرد تجهزات تهویه مطبوع سطح مناسبی از ذخیره سازی انرژی مصرفی را ایجاد می کند .

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.