تاسيسات حرارتی برودتی و تهويه مطبوع

جایی برای تبادل اطلاعات دوستان مکانیک

 
١-۵ تهویه مطبوع (قسمت آخر این بخش)
نویسنده : سعید میرزایی - ساعت ٧:٠۸ ‎ب.ظ روز ۱۳۸۸/۱/٢٢
 

بخش پنجم

١-۵ تهویه مطبوع

بهینه سازی مصرف سوخت در تهویه مطبوع

خانه ها و فضاهای کاری، با این که بزرگ ترین مصرف کنندگان انرژی در این کشور هستند، برنامه هایی مانند Energy Star و «راهبری در طراحی زیست محیطی و انرژی (LEED)»، کاهش مصرف انرژی را از جنبه های سبز و پایایی ساختمان مورد هدف قرار داده اند. ANSI/ASHRAE/IESNA Standard 90.1 با نام «استاندارد انرژی برای ساختمان ها به استثنای ساختمان های کوچک مسکونی» و همچنین دستورالعمل های انرژی ایالتی، استانداردها و قواعد محرک این حرکت به شمار می آیند. افزایش هزینه های انرژی نیز، این حرکت را از نظر جنبه های اقتصادی آن تسریع می نماید. بنابراین انتظار می رود نتایج خوبی از این برنامه ها حاصل گردد. در طول پانزده سال گذشته، تقاضای برق مورد نیاز برای روشنایی فضاهای تجاری به نصف کاهش یافته است. استفاده از روشنایی روز، چراغ های کم نور شونده، حسگرهای حضور افراد و غیره، توانسته اند این کاهش قابل توجه را ایجاد نمایند. مصرف انرژی رایانه ها، نمایشگرها، دستگاه های کپی، فکس و دیگر لوازم اداری نیز کاهش چشم گیری یافته است. کاهشی چهل تا شصت درصدی نیز در میانگین بارهای سرمایش داخلی به چشم می خورد. به عنوان مثال، بازسازی یک ساختمان اداری با مساحت 10000 فوت مربع با سن ده سال با به کارگیری تجهیزات روشنایی و اداری جدید، می تواند 20 کیلووات از بار الکتریکی اوج و بیش از 5/5 تن بار تهویه مطبوع را کاهش دهد. مسلم است که این صرفه جویی های انرژی با گذشت زمان بیشتر مصرف انرژی را نیز به نام خود ثبت نمایند. اما عدم ارزیابی تاثیراتی که بر روی سیستم های تهویه مطبوع رخ خواهند داد، می تواند منجر به بروز مشکلاتی در زمینه ی آسایش ساکنین و کیفیت هوای داخلی ساختمان گردد. قواعد سرانگشتی که برای دهه های متمادی تقریبا ثابت باقی مانده بودند، به نظر می رسد که دیگر صحت گذشته را از دست داده اند. در واقع، آنچه که ممکن از نظر صرفه جویی در انرژی بسیار ایده آل به نظر برسد، شاید سیستم تهویه مطبوع ساختمان را تبدیل به دستگاه تولید شکایات ساکنین نموده و در برخی موارد، کابوسی واقعی در مورد کیفیت هوای داخلی به شمار تهویه مطبوع ساختمان را تبدیل به دستگاه تولید شکایات ساکنین نموده و در برخی موارد، کابوسی واقعی در مورد کیفیت هوای داخل آید.

تولید گرمای کمتر، سرمایش مورد نیاز پایین تر

در اوایل دهه ی 1990، فضاهای داخلی معمولی با استفاده از اختلاف دمای «تغذیه به فضا» ی معادل F 20، برای بارهای اوج 0.8 تا 1.0cfm به ازای فوت مربع طراحی شده بودند. مقادیر هوای تغذیه برای بار ناشی از حضور افراد، با روشنایی و همچنین بار دستگاه های موجود، تا اواخر دهه ی 1990 یعنی زمانی که پیشرفت های قابل توجهی در زمینه ی روشنایی به وجود آمد و کاهشی 30 تا 40 درصدی را باعث گردید، تقریبا ثابت باقی ماند. فضاهای جدید و بازسازی شده با استفاده از سیستم های روشنایی پیشرفته و همچنین بار کاهش یافته ی نمایشگرهای LCD، می توانند در شرایط اوج سرمایشی بین 0.35 تا 0.4cfm به ازای هر فوت مربع کاهش ایجاد نمایند. اما در این مقدار پایین cfm به ازای فوت مربع، مشکل آغاز می گردد. برنامه ریزی در این زمینه کار ساده ای نیست، زیرا موارد صرفه جویی در انرژی روشنایی و تجهیزات رایانه ای، تنها با گذشت زمانی طولانی از مرحله تکمیل طراحی و ساخت امکان پذیر خواهد بود. اغلب دیفیوزها قادر نیستند 0.4cfm به ازای فوت مربع هوای تغذیه را به مقدار کافی برای پوشش دهی مناسب محل مورد نظر تامین نمایند. هوای کم سرعت به مقدار کافی در محیط پراکنده نشده و فقط در همان راستا به سمت پایین حرکت خواهد کرد. بنابراین افرادی که زیر دریچه های هوای تغذیه قرار می گیرند احساس سرما کرده و دیگران، هیچ حرکت هوایی در اطراف خود نداشته و بنابراین احساس گرما و کلافگی خواهند کرد. هوای سردتر از سمت سقف حرکت کرده و با هوای گرم مخلوط می شود. در ارتفاع 6 فوتی، دمای هوا F75 است. اثربخشی تهویه می تواند رفاه مناسب را در فضای مورد نظر حفظ نماید. شکل (3) عملکرد همان دیفیوزر را در 0.5cfm به ازای فوت مربع حرکت کرده و با هوای 0.35cfm در هر فوت مربع، شرایط بدتر می شود.

یک سیستم حجم هوای متغیر (VAV) می تواند به کمتر از 20.0cfm بر هر فوت مربع در بارهای کاهش یافته نیاز داشته باشد. تنها انواع معدودی از دیفیوزرهای القای بالا/ دمای پایین و دیفیوزرهای چند شبکه ای قابل تنظیم می توانند در این مقدار جریان هوا، شرایط مناسب را تامین نمایند و البته این نوع دیفیوزرها در بسیاری از ساختمان های اداری نصب نشده اند. در اختلاف دمای F20 و جریان هوای 0.35cfm در فوت مربع، یک دیفیوزر 150cfm بایستی 430 فوت مربع را پوشش دهد که حداقل 10 فوت فضای موثر پراکنش برای دیفیوزر چهار جهته مورد نیاز خواهد بود. در 75 درصد بار (112 cfm)، همان دیفیوزر نیاز به پراکنش بین 9 تا 10 فوت خواهد داشت. دریچه های خطی و برخی دریچه های القای بالا، جزو معدود ابزارهایی هستند که این الزامات را برآورده می سازند. اگر توزیع هو در نظر گرفته نشود، اولین نشانه ی بروز مشکل در ساختمان هایی که از انرژی پایینی استفاده می کنند، وجود شکایاتی در مورد سرد و گرم بودن یک محل خاص خواهد بود. مشکلات جدی تری نیز در نواحی گرم تر و دارای تابستان های مرطوب دیده می شود (دماهای حباب تر طراحی بالاتر از C76). با کاهش گرمای محسوس تا 50 درصد یا بیشتر، بار نهان تبدیل به بخش بزرگ تری از کل گرمای تولید شده در فضا خواهد شد. بارهای داخلی امروزی می توانند نسبت گرمای محسوس (SHR) بین 85 تا 90 درصد داشته باشند. کاهش تولید گرما در سیستم های روشنایی و تجهیزات موجود در محل می تواند این مقدار را به 65 تا 75 درصد کاهش دهد. نیمی از هوای تغذیه برای فضای معمولی امروزی، هنوز هم به مقدار مشابهی از هوای خارج نیاز دارد. مقدار 20 cfm هوای خارجی به ازای هر نفر و یک نفر به ازای 100 فوت مربع، معادل حداکثر 0.2 cfm به ازای فوت مربع هوای خارجی خواهد بود. در مقایسه با مقادیر 0.35 تا 0.4cfm بر فوت مربع که برای سرمایش فضا مورد نیاز است، درصد هوای خارجی از 25 تا 35 درصد به 50 درصد یا بیشتر افزایش می یابد. یک سیستم VAV با استفاده از معادله 1-6 از ANSI/ASHRAE Standard 60-2001 با نام «تهویه برای کیفیت هوای داخلی قابل قبول»، اگر هر ناحیه ای در جریان کاهش یافته باشد. معمولا بین 80 تا 100 درصد هوای خارجی الزام می نماید. درصد بالاتر نسبت هوای خارجی، مقدار بار نهان بر روی کویل های خنک های کننده را افزایش داده و مقدار SHR را بیش از پیش کاهش خواهد داد. کویل های خنک کننده با شرایطی روبرو خواهند شد که در آن شرایط، نمی توانند رطوبت را از هوا بزدایند. یک کویل محاسبه شده برای 80 درصد SHR نخواهند توانست با افت SHR رطوبت هوا را بزداید (در بارهای سطحی خنثا، بار محسوس و SHR بیشتر افت می کنند). به خصوص کویل های آب سرد، بدون بار گرمای محسوس برای زدایش گرمای نهان، آسیب پذیرترند.

کویل خنک کننده که برای برای تطابق دقیق با بار موجود انتخاب شده است، دارای 11 درصد ظرفیت نهان اضافی است. در 1.8w به ازای فوت مربع، ظرفیت کویل 8 درصد کمتر از مقدار مورد نیاز برای برآورده ساختن نیاز بار نهان است. سطوح رطوبت نسبی بالای 60 درصد کاملا محتمل به نظر می رسد. در شرایط سردتر، می توان سطح بالای رطوبتی را انتظار داشت.

تمام مشکلات رطوبتی مربوط به میزان بالای رطوبت می تواند در این شرایط در ساختمان آغاز شده و گسترده شود. غیر از هوای خشک زمستانی، شرایط معدودی وجود دارد که می تواند هوای ساختمان را خشک نگه دارد. سیستم HVAC در این شرایط می تواند منشا بروز مشکلاتی از قبیل رشد قارچ و کپک ها و دیگر مشکلات کیفیت هوای داخلی گردد.

مستقل بودن عملکرد سیستم از مساحت زیربنای ساختمان:

با افـزایش مساحت زیربنـای ساختمـان، مصرف سوخت و انرژی آن نیز به نسبت ساختمانهای کوچکتر افزایش می یابد و موجب می شود تا اجرای روشهای بهینه سازی مصرف انرژی در ساختمانهای بزرگتر، پر هزینه تر شود. بعنوان مثال درصورتیکه مساحت پنجره های هر ساختمان 15% مساحت کل ساختمان در نظر گرفته شود در یک ساختمان با مساحت 000/10 متر مربع، مقدار و هزینه اجرای پنجره دو جداره 5 برابر مقدار و هزینه اجرای آن در یک ساختمان با مساحت 2000 متر مربع می باشد و به همین ترتیب برای اجرای   روشهای دیگری مانند : عایق حرارتی، عایق های حرارتی دیوار و کف و سقف، شیرهای ترموستاتیک رادیاتور.

برخلاف روشهای فوق، سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه دارای ویژگی منحصربفرد و متمایز "مستقل بودن عملکرد از مساحت      بنای ساختمان" می باشند. به عبارت دیگر در موتورخانه هر ساختمان، صرف نظر از مساحت آن، تنها با نصب یک دستگاه با هزینه ای ثابت و حداقل، موتورخانه هوشمند می گردد. دلیل این ویژگی منحصربفرد در تعداد مشعلها و دیگهای هر موتورخانه است. تعداد و ظرفیت حرارتی مشعلها و دیگهای تاسیسات حرارتی هر ساختمان (مصرف کنندگان سوخت) با مساحت آن نسبت مستقیم دارد و همواره تعداد مشعلها و ترکیب ظرفیت حرارتی آنها به نحوی است که علاوه بر تامین بار حرارتی مورد نیاز ساختمان، موجب افزایش هزینه های اجرایی نیز نگردند. طبق تحقیقات انجام شده در سطح موتورخانه های کشور در بیش از 99% ساختمانهای موجود تعداد دیگها و مشعلها حداکثر 3 دستگاه می باشد. در ساختمانهای کوچک با مساحت زیر 2000 مترمربع، ظرفیت حرارتی مشعلها و دیگها پائین و در حدود kcal/h 150000 – 100000 می باشد و با افزایش مساحت ساختمان با ثابت ماندن تعداد دیگ و مشعل، ظرفیت حرارتی آنها افزایش می یابد و حتی به حدود kcal/h 1000000 و یا بیشتر نیز می رسد.

عملکرد هر خروجی مشعل یا پمپ در سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه به شکلی است که بصورت سریال (سری) در مدار برق این تجهیزات قرار گرفته و صرف نظر از ظرفیت جریانی و آمپراژ آنها با فرمان ON/OFF در زمانهای مقتضی آنها را کنترل می نماید.

بنابراین با توجه به توضیحات فوق سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه با قابلیت کنترل تا 3 مشعل دارای ویژگی منحصربفرد مستقل بودن عملکرد از مساحت بنای ساختمان می گردند.  

پیک زدایی مصرف سوخت در اوج سرما :

اوج مصرف گاز در فصل سرما از ساعت 17 تا ساعات اولیه بامداد می باشد. این محدوده زمانی مقارن با غروب خورشید و کاهش دمای هوا و نیاز به افزایش فرآیند گرمایشی ساختمان می باشد (افزایش درجه حرارت بخاریهای گاز سوز، افزایش درجه ترموستات دیگ در ساختمانهای دارای موتورخانه مرکزی و یا افزایش تعداد رادیاتورهای فعال در هر واحد ساختمانی). نکته قابل توجه دیگر، زمان پایان ساعت کاری ادارات، مجتمع های عمومی و تجاری و مدارس می باشد که دقیقاً همزمان با ساعت اوج مصرف گاز می باشد. این مهم در کنار قابلیت ویژه و منحصر بفرد سیستمهای کنترل هوشمند که توانایی خاموشی و یا اعمال دمای آماده باش مصرف موتورخانه ساختمانهای غیر مسکونی پس از پایان ساعت کاری را دارند مفهوم ویژه ای را پدید می آورد : پیک زدایی مصرف در اوج سرما

از مصرف گاز سالانه تاسیسات حرارتی هر ساختمان در حدود 20%  آن مربوط به فصل گرما (متوسط 7 ماه سال) و در حدود 80% آن مربوط به فصل سرما (متوسط 5 ماه یا 150 روز در سال) می باشد.

همچنین در بسیاری از ساختمان های اداری و مدارس، موتورخانه در تابستان خاموش و تنها در زمستان مورد بهره برداری قرار می گیرد. بنابراین در این دسته از ساختمانها عملاً 100% صرفه جویی حاصل از عملکرد سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه مربوط به فصل سرما خواهد بود. که طبیعتاً میزان اثر بخشی آن بر روی جبران پیک مصرف نیز بسیار محسوس و قابل تامل می باشد.

 درحدود 80% از حجم گاز صرفه جویی شده حاصل از عملکرد سیستمهای کنترل هوشمند موتورخانه در فصل سرما مربوط به خاموشی یا دمای آماده باش موتورخانه پس از پایان ساعت کاری ساختمانهای غیرمسکونی و از ساعت 17 تا ساعتهای اولیه بامداد می باشد که همزمان با ساعت اوج مصرف گاز است.

پیک های مصرف گاز در ساختمانهای غیرمسکونی و اداری طی دو نوبت یکی صبحها به هنگام شروع کار اداره و دیگری در هنگـام  ظهر و موقع نماز و ناهار و استفاده از آب گرم مصرفی می باشد که البته اثرات آن بر روی مصرف گاز شبکه ناچیـز می باشـد ولی با این وجود در صورت استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه با توجه به افزایش دمای هوا به هنگام ظهر و نیاز گرمایش کمتر  در این مقطع زمانی نیز پیک زدایی صورت می پذیرد.  

کنترل مستقیم و از مبداء تجهیزات حرارتی ساختمان :

با اجرای روشهای مختلف بهینه سازی در ساختمانهایی که دارای سیستم حرارت مرکزی می باشند، فرآیند صرفه جویی و کاهش مصرف سوخت نهایتاً منجربه تقلیل زمان کارکرد مشعل ها به دو صورت مستقیم و یا غیر مستقیم می گردد.

 در تمامی روشهای بهینه سازی مصرف سوخت، به استثناء سیستمهای کنترل هوشمند، کاهش زمان کارکرد مشعلها بصورت غیرمستقیم و با :

کاهش نرخ افت دمای آب گرم چرخشی، مانند استفاده از عایق های حرارتی در بدنه دیگها، منابع آب گرم مصرفی و سیستمهای لوله کشی گرمایش از کف، مشعل پربازده

کاهش حجم آب گرم چرخشی در ساختمان، مانند شیر ترموستاتیک رادیاتور

کاهش توام موارد فوق، مانند پنجره دوجداره، عایق کاری حرارتی سقف و کف دیوارها می باشد.

 در صورتیکه سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بطور مستقیم علاوه بر کنترل زمان روشنی-خاموشی مشعلها، پمپهای آب گرم چرخشی را نیز با منطقی هماهنگ و سازگار با برنامه کارکرد مشعل ها، متناسب با تغییرات دمای خارج ساختمان و شرایط مطلوب  دمای آب گرم مصرفی کنترل می نماید.

این ویژگی منحصربفرد (کنترل تجهیزات در مبداء) باعث می گردد تا دمای آب گرم چرخشی تنها به اندازه مورد نیاز و تا برقراری شروط مصارف گرمایشی افزایش یابد. در غیراینصورت همواره دمای آب گرم چرخشی در بالاترین حد خود بوده و با اجرای روشهای بهینه سازی در محل مصرف می بایست از اتلاف آن جلوگیری نمود. علاوه بر آن کنترل مستقیم پمپهای آب گرم چرخشی به میزان قابل ملاحظه ای در مصرف انرژی الکتریکی، صرفه جویی شده و هزینه های استهلاک و سرویس-نگهداری نیزبه شدت کاهش می یابند.

بهینه سازی مضاعف مصرف سوخت در ساعتهای تعطیلی ساختمانهای غیرمسکونی :

قابلیتهای کنترلی سیستم های هوشمند موتورخانه موجب صرفه جویی در مصرف سوخت به دو صورت زیر می گردند :

الف- کنترل مصارف گرمایشی در زمان کارکرد و بهره برداری از موتورخانه

ب- امکان خاموشی و یا آماده باش موتورخانه در دمایی ثابت و پائین پس از ساعت کاری در ساختمانهای غیرمسکونی

ساختمانها به لحاظ کاربری به دو دسته مسکونی و غیرمسکونی (اداری- آموزشی- عمومی- تجاری) تقسیم می شوند در ساختمانهای مسکونی از موتورخانه بصورت پیوسته و دائم به منظور تامین مصارف گرمایشی استفاده می شود و صرفه جویی ناشی از عملکرد سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه در این دسته از ساختمانها صرفاً به لحاظ اعمال تغییرات دمای خارج ساختمان و کنترل دمای آب گرم مصرفی می باشد و صرفه جویی در این ساختمانها تا 20% امکان پذیر است.

درساختمانهای غیرمسکونی مانند ادارات و مدارس بدلیل استفاده منقطع و غیرپیوسته از ساختمان امکان خاموشی و یا آماده باش موتورخانه پس ازساعت کاری نیزوجود دارد. بهره برداری ازاین پتانسیل تنها توسط سیستمهای کنترل هوشمند امکان پذیر می باشد. بعنوان مثال در مدرسه ای که ساعت کاری آن از ساعت 7 صبح تا 16 عصر می باشد و جمعه ها نیز تعطیل است، تنها از محل خاموشی موتورخانه پس از ساعت کاری بیش از 55% صرفه جویی حاصل می شود و در صورتیکه صرفه جویی زمان کارکرد موتورخانه نیز به آن اضافه گردد این رقم صرفه جویی به حدود 65% افزایش می یابد.

 در سایر روشهای بهینه سازی، صرفه جویی در مصرف سوخت تنها درزمان کارکرد موتورخانه ممکن می باشد و قادر به استفاده از پتانسیل بالای صرفه جویی زمان تعطیلی در ساختمانهای غیرمسکونی نمی باشند.

 

صرفه جویی هوشمنـد در پیش راه انـدازی و تسـریع در خـاموشی (یا دمـای آماده باش) موتورخانه ساختمانهای غیرمسکونی:

یکی دیگراز پتانسیلهای قابل ملاحظه صرفه جویی در مصرف سوخت ساختمانهای اداری-آموزشی، استفاده از قابلیتهای هوشمند پیش راه اندازی و تسریع در خاموشی یا آماده باش سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه در ساختمانهای غیرمسکونی می باشد. با توجه به اطلاعات ارسالی از سنسور حرارتی که در ضلع شمالی ساختمان نصب شده است، سیستم های کنترل هوشمند قادر می باشند طبق برنامه جدول زمانی و متناسب با سردی هوای خارج ساختمان موتورخانه ها را از چندین ساعت زودتر از ساعت شروع به کار ساختمان روشن و یا از دمای آماده باش به شرایط تابع حرارتی برسانند. همچنین با توجه به دمای هوای خارج ساختمان و در ساعات انتهایی کار ساختمان، تا 1 ساعت زودتر موتورخانه راخاموش و یا به دمای آماده باش می برند که موجب صرفه جویی هوشمند در مصرف سوخت میگردد.

 دوره موثر صرفه جویی و بهینه سازی مصرف سوخت (12 ماه سال) :

سیستم های کنترل هوشمند بر خلاف سایر روشهای بهینه سازی (به استثناء عایق کاری موتورخانه و سیستم های لوله کشی) که تنها در دوره سرما و پنج یا شش ماه سال قادر به صرفه جویی و بهینه سازی مصرف سوخت ساختمان می باشند، بدلیل کنترل دمای آب گرم مصرفی با دو دمای حداقل و حداکثر در طی شبانه روز در تابستانها نیز به میزان قابل ملاحظه ای مصرف سوخت را کاهش می دهند و بدین ترتیب بصورت لحظه ای در 12 ماه سال فعال می باشند.

 زمان مناسب نصب و بهره برداری از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه :

 مدت زمان نصب و راه اندازی سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بسیار کوتاه و بطور متوسط در حدود 3 ساعت می باشد که بدون انجام هیچگونه تغییرات مکانیکی در موتورخانه انجام می گردد.

بهمین علت این روش در هر زمان از سال قابل اجرا می باشد و هیچگونه وقفه ای در تامین مصارف گرمایشی ساختمان بوجود نمی آورد.

در دیگر روشهای بهینه سازی این فاکتور عامل محدودکننده ای برای زمان اجرای پروژه می باشد. بعنوان مثال پنجره های دو جداره را نمی توان در فصل سرما و در ساختمانهایی که از آن بهره برداری شده است اجرا نموده یا تعویض شیرهای ترموستاتیک رادیاتور با شیرهای قدیمی در زمستان موجب اختلال چند روزه در گرمایش ساختمان می گردد.

تثبیت محدوده آسایش حرارتی در ساختمان :

 در صورت استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه بدلیل لحاظ نمودن تغییرات دمای خارج ساختمان بر فرآیند کنترل دمای آب گرم چرخشی دمای داخل ساختمان با دامنه نوسانات محدودی کنترل شده و موجب تثبیت نسبی آسایش حرارتی ساکنین می گردد. البته این ویژگی بصورت دقیق تر در شیرهای ترموستاتیک رادیاتور نیز وجود دارد.

نقش درجه حرارت بحرانی بیرون در صرفه جویی انرژی

از آنجایی که نصب دستگاه های تهویه مطبوع و حرارت مرکزی مستلزم سرمایه گذاری سنگین بوده و همچنین هزینه های تعمیر و نگهداری نیز به آن اضافه میگردد، انتخاب بهینه این سیستمها بسیار مهم است.

نکته مهم آنکه محاسبه ظرفیت این دستگاه ها تابعی از شرایط محیط داخل و شرایط محیط بیرون میباشد که شرایط محیط بیرون با توجه به اطلاعات ثبت شده اداره هواشناسی هر منطقه بر اساس دستورالعمل و با عملیات آماری قابل دستیابی میباشد. مطابق استاندارد ASHRAE یک دسته بندی کلی شامل پارامترهای 1%، 2.5%، 5% و 99%، 97.5% ،95% از دماهای خشک و مرطوب و همچنین رطوبت نسبی انجام میگیرد.

همچنین مطابق این استاندارد نیز می توان میزان سمت و سرعت باد نیز طبق محاسبات ویژه ای تعیین نمود. نقاط تعیین شده دارای این ویژگی هستند که با قابلیت اعتماد مناسبی میتوان بار حرارتی و برودتی ساختمان را باتوجه به نوع و موقعیت جغرافیایی آن محاسبه نمود. بدین معنی که تجهیزات گزینش شده بر اساس بار بدست آمده در شرایط فوق بیش از 99%یا 97.5% یا 95% کل ساعات شبانه روز از یک فصل بحرانی، تابستان یا زمستان به بار حرارتی یا برودتی واقعی پاسخ میدهد. لذا میتوان با توجه به میزان حساسیتی که در ساختمان مورد نظر در مقابل تغییرات شرایط جوی حاکم است یکی از پارامترهای فوق را بعنوان مبنای طراحی برگزید تا تجهیزات مناسب گزینش گردد.

بدین ترتیب میزان زیادی در هزینه ها صرفه جویی شده و از گزینش تجهیزاتی که در اغلب ساعات شبانه روزی تحت باری خیلی کمتر از بار نامی خود کار میکنند(تجهیزاتی با ضرایب اطمینان کاذب) پرهیز میگردد.از دیرباز تا کنون تهیه محیط مناسب برای زندگی در فصول مختلف سال یک مسئله حیاتی بشمار میرفته است. انسان همواره برای گرم کردن خود در ماه های سرد سال و بویژه در مناطق سردسیر با مشکلات عدیده ای روبرو بوده است.

این مشکل یعنی عدم وجود شرایط محیطی مناسب در ماه های گرم سال بویژه در مناطق گرمسیر بروز میکند که آن عبارت از ایجاد روشی مناسب برای کاهش درجه حرارت به منظور نگه داشتن بدن در محیط خنک میباشد .نکته ای که از مطالب فوق نتیجه میشود آن است که چه در شرایط سرد و چه گرم بایستی میزان انتقال حرارت معینی بسته به نوع فعالیت انسان بین اندامهای فرد و محیط پیرامونش باید انجام شود تا انسان احساس راحتی کند.

یکی از پارامترهای اصلی موثر بر این انتقال حرارت اختلاف دمای بین بدن انسان و محیط می باشد که در واقع کار عمده سیستمهای تهویه مطبوع این است که شرایطی را در داخل ساختمان ایجاد نماید تا مقدار انتقال حرارت مناسب صورت پذیرد و هدف اصلی که همانا راحتی انسان است تحقق پذیرد.با توجه به اینکه امروزه به منظور رشد و توسعه هرچه بیشتر صنایع مختلف تاسیس مراکز بزرگ صنعتی ، تجاری، مسکونی و خدمتی با ساختمانهای مدرن مجهز امری انکار ناپذیر مینماید، نصب تاسیسات تهویه مطبوع به منظور تامین آسایش افرادی که در این مکانها به کار و فعالیت مشغول اند ضروری به نظر می رسد.

امروزه با توجه به توجه جهانی به مصرف بهینه سوخت و بازیافت انرژی استفاده از وسایل خنک کننده و گرم کننده بیش از نیاز ساختمانها و ملحوظ کردن ضرایب طراحی کاذب همچنین کاربری این تجهیزات تحت بار کمتر از بار نامی آنها معقولانه به نظر نمیرسد. انتخاب بهینه شرایط محیط بیرون بجای انتخاب شرایط بسیار بحرانی ( که ممکن است هیچگاه در آن منطقه جغرافیایی بوجود نیاید) میتواند نقش عمده ای در کاهش مصرف انرژی، هزینه های مربوط به تجهیزات تهویه مطبوع داشته باشد.

متاسفانه در حال حاضر در ایران بدلیل اینکه در زمینه محاسبه شرایط استاندارد محیط جهت براورد بار بحرانی تحقیقی انجام نشده است، روش های موجود برای انتخاب شرایط محیط بیرون و نهایتا محاسبه بار حرارتی و برودتی منجر به حدس و گمان و بعضا اعمال سلیقه شخصی میگردد که البته این موضوع برای افرادی که این محاسبات را انجام میدهند خالی از منفعت شخصی نیست.

 

باید به کارکرد داکت ها اهمیت داد و به آنها رسید:

            داکت ها نباید چکه کنند

            داکت ها نباید در معرض مستقیم تابش آفتاب یا از کنار مسیر آب گرم کن ها عبور کنند

            داکت ها نباید دارای سوراخ و درز باشند

اگر داکت منزل شما دارای چند درز و سوارخ کوچک است، می توانید خودتان با کمک توصیه هایی که در این قسمت ذکر شده، آن را بخوبی تعمیر کنید، ولی در صورتیکه داکت منزل شما دارای پوسیدگی و درزهای چفت نشده و یا سوراخ های فراوان است، توصیه می شود که کار را به دست یک متخصص حرفه ای بسپارید و از انجام کار به شکل غیر حرفه ای خود داری کنید تا مجبور به دوباره کاری نشوید.

در اینجا چند توصیه برای درزگیری های کوچک که نیازی به متخصص ندارند ذکر شده است که توجه به آنها به شما کمک می کند کارتان را بهتر انجام دهید:

            برای بازرسی کانال ها، اول به دنبال درزهایی بگردید که در بین قسمتهایی که باید بهم چفت شوند ممکن است وجود داشته باشد، معمولاً فاصله ای که بین این قسمتها ایجاد می شود مهمترین شکافهایی است که باید درزگیری شوند. بعد از این درزها، آنگاه به دنبال سوراخ‌های احتمالی در داکت سیستم تهویه تان بگردید.

            اگر از نوار چسب برای درزگیری داکت ها استفاده می کنید، مراقب باشید که نوع این نوار چسب باید مناسب درزگیری باشد، نوار چسب های معمولی بعد از مدتی تغییر شکل می دهند، قدرت چسبندگی‌شان را از دست می‌دهند و یا تغییر اندازه می‌دهند، بنابراین برای درزگیری مناسب نیستند.

            تنها عایق بندی کردن کانال ها کافی نیست، بلکه باید دیواری که داکت ها در آن قرار دارند نیز عایق بندی داشته باشد، در غیر این صورت این دیوار به راحتی انرژی را از خود عبور می دهد، توجه داشته باشید که هر چقدر عملیات عایق بندی بهتر انجام شود، راندمان و بهینگی سیستم شما بالاتر می رود و این افزایش راندمان باعث کاهش قابل توجه هزینه های آبونمان برق و گاز شما خواهد شد، در نتیجه هر چقدر هم که عایق بندی هزینه ساز باشد توجیه اقتصادی دارد و به زودی هزینه آن جبران خواهد شد.

            بهتر است که داکت ها از مسیری عبور داده بشوند که دیوارهای اتاق های مورد تهویه را شامل شود، چه بخواهیم چه نخواهیم قسمتی از انرژی هوای تهویه شده داکت ها هدر می رود، پس چه بهتر این انرژی در دیوارهایی هدر رود که در محیط مورد تهویه قرار دارند، تا لااقل دمای دیوارها با محیط مورد تهویه متعادل شود، در مواردی که امکان انتخاب چنین مسیرهایی برای عبور داکت ها وجود دارد، حتما مسیری را انتخاب کنید که به اتاق های مورد تهویه نزدیک تر است.

            در مورد سیستم های تهویه خنک کننده بهتر است که از یک رطوبت گیر خارج از داکت های انتقال دهنده کمک گرفته شود تا اینکه هوای تهویه شده بیش از حد مرطوب نباشد، توجه داشته باشد که هوای بیش از حد مرطوب باعث رشد انواع قارچها و کپک ها می شود و بهداشت منزل را کاهش می دهد.

            برای عایق بندی و تعمیر و درزگیری داکت ها از یک متخصص حرفه ای استفاده کنید، این قبیل کارها اگر بدرستی انجام نشوند، تنها باعث افزایش هزینه شده و بیهوده خواهند بود.

گام های آینده

بالا بردن دمای هوا تغذیه می تواند میزان cfm به ازای هر فوت مربع را که برای ابزارهای معمولی تر توزیع هوا مناسب تر است، افزایش دهد. اما نقاط ضعفی نیز در این بین وجود دارد. دیفیوزرها و دریچه های خطی و القای بالا، جزو معدود ابزارهای نصب شونده روی سقف هستند که می توانند هوا را به شکلی موثر با میزان پایین cfm بر فوت مربع توزیع کنند. با بالاتر رفتن دمای تغذیه، دیفیوزهای VAV می توانند پراکنش نسبتا ثابتی را در محدوده ی وسیعی از جریان ها ایجاد نمایند. تهویه نیمه جابجایی با استفاده از توزیع هوای زیر کف برای ساختمان های جدید انتخاب جذابی به شمار می آید.

دریچه های تغذیه هوا می توانند برای هر فرد نصب شوند. نرخ های تهویه در این روش، در موثرترین مقدار خود تنظیم می شوند. این سیستم های در حال حاضر از هوای تغذیه ی گرم تر استفاده می کنند، اما تحقیقات بیشتری لازم تا مشخص شود آیا بار گرمایی کافی برای به حرکت درآوردن هوا در نواحی حضور افراد در بارهای پایین مصرفی توسط دستگاه ها وجود دارد یا خیر. روش های رطوبت زدایی برای دمای افزایش یافته ی هوای تغذیه و SHR پایین بایستی در نظر گرفته شود. درصدهای بالاتر هوای بیرون و فقدان رطوبت زدایی کافی می تواند مشکل آفرین باشد. راه حل هایی که برای این مشکل می توان متصور شد، در ساختمان های مختلف متفاوت است. پیش پردازش هوای خارجی (رطوبت زدایی)، توزیع مستقل هوای خارجی، کویل های خنک کننده ی جدید و لوله های گرمایی و یا روش های گرمایش مجدد و رطوبت زدایی دیگر، می توانند در این رابطه در نظر گرفته شوند. سیستم های حسگر دی اکسید کربن می تواند تاثیر هوای خارجی را به حداقل رسانده و در عین حال، نرخ تعویض هوای خارجی را در حد مناسبی حفظ نماید.

روش های تهویه طبیعی، یا به صورت جریان کاملا طبیعی و یا به صورت تهویه فعال نیز، به خصوص در آب و هوای خشک، روش مناسبی به شمار می آید. یکی از پیشرفت های نویدبخش، پیدایش سیستم هوای خارجی اختصاصی است. چون مقادیر هوای خارجی و هوای تغذیه تقریبا برابر هستند، یک سیستم هوای خارجی 100 درصد با امکان بازیافت گرما و کنترل رطوبت می تواند پردازش هوای مورد نیاز را تقریبا در تمام فضاها ایجاد نماید.

نتیجه گیری

وضعیت بازار امروزی به سرعت در حال تغییر است و ما شاهد شروع یک تغییر بزرگ در بارهای ساختمانی هستیم. تا زمانی که روش های روشنایی بسیار کم مصرف و سیستم های رایانه ای با مصرف انرژی پایین تبدیل به سیستم های رایج گردند، مالکان، طراحان و پیمانکاران تا حدودی دچار سردرگمی خواهند بود. ساختمان های تجاری فعلی و ساختمان هایی که در حال طراحی می باشند و یا آن هایی که در حال حاضر مراحل ساخت را با استفاده از استانداردهای امروزی می گذرانند، ممکن است در نوسازی های آینده دچار مشکلاتی شوند. طراحان باید در مورد آنچه که می توان برای بهبود سیستم های و ساختمان ها انجام داد، آگاهی لازم را داشته باشند.

مالکانی که کار خود را با هدف به حداقل رساندن مصرف داخلی انرژی آغاز می کنند، بایستی طرح هایی را به کار گیرند که با آنچه که امروزه متداول است، بسیارمتفاوت باشد. خوشبختانه بسیاری از طرح های جدید در آینده عمومیت یافته و در نهایت هزینه ی آن ها از روش های امروزی کمتر خواهد شد.

کاهش هزینه انرژی ساختمان در زمستان

قیمت حاملهای انرژی مداوما در تمامی کشورهای جهان در حال افزایش است که به تبع آن هزینه عملیاتی تاسیسات گرمایشی و سرمایشی ساختمانها نیز همه ساله فزونی می یابد. بدین لحاظ مالکان یا مدیران ساختمانها برای کاهش مصرف انرژی قبل از این که هزینه آن از حد تحمل فراتر رود باید چاره ای بیاندیشند. البته برای به حداقل رساندن مصرف انرژی الزاما باید در مراحل طراحی و اجرای ساختمان و تاسیسات اصول و ضوابط مشخصی را رعایت کرد. اما در مورد بناهای موجود که قبلا ساخته شده اند چه می توان کرد؟

پاسخ دادن به 12 سوال زیر در کاهش مصرف انرژی ساختمان در زمستان راهگشا خواهد بود:

1- آیا می توان گرمایش کل ساختمان یا بخشهایی از آن را در ایام تعطیل متوقف کرد و یا حداقل دمای آن بخشها را در این ایام به میزان قابل توجهی کاهش داد (یعنی چیزی که اصطلاحا به آن تنزیل دما می گویند)؟

2- دیگ سیستم گرمایش شما چه موقع تمیز شده و مشعل آن کی تنظیم مجدد شده است و اصولا این کار را هر چند وقت به چند وقت انجام می دهید؟

3- آیا در سیستم گرمایش شما سیستم «تنزیل شبانه دما» که دمای آبگرم در گردش را متناسب با دمای هوای خارج تنظیم کند نصب شده است؟

4- آیا می توانید ورود هوای خارج به داخل ساختمان را به حداقل برسانید؛ مخصوصا در شبها، ایام تعطیل و هنگام پیش گرمایی صبحگاهی؟ آخرین باری که دمپرهای ورود هوای تازه را برای احراز صحت عملکردشان و نداشتن نشت بررسی کردید کی بود؟

5- اگر ساختمان شما اداری یا تجاری بوده و روزها و ساعتهای کار مشخص است آیا می توانید از «ماندگرمایی» استفاده نموده و یک ساعت قبل از خروج افراد از ساختمان گرمایش را متوقف کنید؟

6- آیا می توانید ساکنین ساختمان را راضی کنید که دمای میزان شده روی ترموستات اتاق را 2 تا 3 درجه کاهش دهند؟

7- آیا رطوبت زنها درست کار می کنند؟

بالا رفتن رطوبت اتاق موجب می شود افراد احساس گرما کنند، حتی وقتی گرمایش اتاق متوقف باشد.

8- اگر ساختمان شما مرتفع است آیا برای به حداقل رساندن «اثر دودکشی» آن یعنی صعود هوای گرم از راه پله ها، شافتها و مانند آن کاری کرده اید؟ یکی از کارها این است که از بسته ماندن درهایی که به این کانالها باز می شوند اطمینان حاصل گردد.

9- آیا برای جلوگیری از نفوذ هوا از درز پنجره ها و درهای خارجی از نوار درزبند استفاده کرده اید؟

10- اگر ساکنین از سوز سرما در کنار پنجره ها شکایت دارند ببینید آیا می توانید با افزایش فشار هوای داخل اتاقها از نفوذ هوای خارج از طریق منافذ پنجره ها جلوگیری کنید؟ این کار ممکن است با کاهش تخلیه (اگزاست) هوای داخل و افزایش هوای رفت به اتاقها صورت گیرد.

11- چنانچه روکار بیرونی ساختمان شیشه ای ساده است، برای کاهش نرخ انتقال حرارت از طریق شیشه ها آیا اضافه کردن یک لایه با ضریب انتشار پایین را مورد بررسی قرار داده اید؟ امروزه برای این امر گزینه های متعددی وجود دارند که روی نورگیری شیشه نیز تاثیر منفی نمی گذارند.

12- اگر پنجره ها قابل باز و بسته شدن هستند، چه کسی هر شب بسته بودن آنها را کنترل می کند؟ سریع ترین راه احراز بسته بودن پنجره های مشاهده عینی است.

تهیه شده توسط سعید میرزایی