بهینه سازی تاسیسات ساختمانی (بهینه سازی تهویه مطبوع)
ساختمان ها بیش از یک سوم از کل انرژی مصرفی را به خود اختصاص داده اند، این مقدار در کشورهای پیشرفته در حدود ۳۰ درصد و در باقی کشورها بیش از ۴۰ درصد را به خود اختصاص داده است و بخش های زیادی از این مصرف مربوط به سامانه های سرمایشی و گرمایشی است. کمبود منابع انرژی و حفاظت از محیط زیست که امروزه امری حیاتی و مهم مبدل گشته است سبب شده است در بخش های گوناگون به خصوص بخش تاسیسات تحولات و اقدامات زیادی انجام بگیرد که البته بخش زیادی از این تحولات در حوزه ی استفاده از تکنولوژی های برقی و مکانیکی کم مصرف برای سیستم تهویه مطبوع ساختمان ها و طراحی های مدرن و بهینه سیستم لوله کشی و تاسیسات ساختمان هاست. علاوه بر موارد یاد شده مصالح و طراحی به کار گرفته شده در ساختمان از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای مثال در بسیاری از بناهای تاریخی، دیوارها از جنس کاه گل با ضخامت بالا ساخته شده اند، که از ورود حرارت در روزهای گرم به داخل بنا جلوگیری به عمل آورده و از طرفی به دلیل جرم حرارتی بالا، خنکی شب برای ساعات طولانی در این دیوارها حفظ و در طول روز دمای اتاق را خنک نگه میدارند، امروزه نیز مصالح و تکنولوژی های جدید و مدرنی به جهت حفظ دمای معتدل در بناهای در حال به کار گیری و استفاده است.
در سیستم های معمول تاسیسات، برج خنک کن که در سیستم سرمایشی کاربرد دارد بیشترین مصرف آب را در بین تجهیزات تاسیساتی انجام می دهد، بنابراین ابتدا سیستم های سرمایشی مختلف از نظر میزان مصرف و قیمت تمام شده را مورد بررسی قرار می دهیم.
چیلر تراکمی:
اساس کار این چیلرها تراکم گاز توسط کمپرسور است، ابتدا گاز با خنک کاری ای که توسط هوا یا آب صورت می پذیرد به مایع تبدیل شده و عبور از شیر انبساط (لوله ی مویین) وارد اوپراتور می شود که دارای فشار کمتریست و همین کاهش فشار باعث تبدیل مایع به گاز شده و در نتیجه مایع سردکننده با گرفتن حرارت نهان تبخیر خود را از محیط خنک کننده، موجوب تولید برودت می شود. چیلرهای تراکمی از الکتروموتور و کوپلینگ، کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، شیر برقی، شیر انبساط، شیر سرویس، شیر تغذیه و لوله ها و تابلو تشکیل شده است.
چیلر جذبی:
در چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی از جذب کننده و ژنراتور به جای کمپرسور استفاده می شود.
معمول ترین سیال خننک کننده در این چیلرها، پرمید لیتیوم (لیتیوم برماید) آب و آمونیاک است. بخار آب در این سیستم توسط این مبرد جذب شده و در قسمت مولد حرارتی، آب بر اثر حرارت تبدیل به بخار شده و این بخار در کندانسور با کاهش فشار به حالت مایع تبدیل شده و بار دیگر در خنک کننده تحت فشار به بخار تبدیل می گردد که بدین منظور گرمای نهان خود را از محیط خنک کننده می گیرد و باعث تولید برودت می گردد. چیلرهای جذبی ظرفیتی بین ۲۵ تا ۱۲۰۰ تن برودت را براحتی تامین می کنند.
صرفه جویی در مصرف انرژی الکتریکی، هزینه ی اولیه دیگ ها، بهبود راندمان دیگ ها به خصوص در فصول گرم، بازگشت سرمایه اولیه و سر و صدا و ارتعاشات کمتر از جمله مزایای چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی است.
در نمودار و جدول زیر به بررسی مقایسه ی چیلرهای تراکمی و جذبی از ابعاد مختلف پرداخته شده است:
نتیجه گیری:
چیلر تراکمی با برج خنک کن با توجه به مصرف بالای برق و مصرف زیاد آب، فاقد توجیه فنی و اقتصادی است اگر چه که هزینه ی سرمایه ی اولیه مورد نیاز برای این سیستم کمتر است اما چیلر تراکمی با کندانسور هوایی را می توان در مناطق کم آب نیز به کار برد.
با توجه به این نکته که کمبود برق را می توان با ساخت نیروگاه های جدید جبران نمود اما کمبود آب قابل جبران نیست بنابراین بهترین انتخاب برای تولید برودت استفاده از چیلر تراکمی با کندانسور هوایی است.
اما مقایسه ی این چیلرها که بیشتر برای ساختمان های بزرگ کاربرد دارند صورت پذیرفت اما به بررسی تجهیزات سرمایشی در ساختمان های کوچیک که بیشتر از کولر گازی یا کولر آبی استفاده می شود نیز می پردازیم.
هر کولر آبی بسته به ظرفیت آن بین ۳۰ تا ۴۵ لیتر آب در ساعت مصرف می کند (۷۰۰ لیتر در یک شبانه روز) و این بدین معناست که یک منزل مسکونی با مساحت ۱۵۰ تا ۱۷۰ متر با کولری به ظرفیت ۷۰۰۰cfm تقریبآ ۸۰۰ لیتر آب را در ۲۴ ساعت تبخیر می کند.
میانگین مصرف برق کولر آبی با توجه به میزان ظرفیت آن حدود ۵۰۰ تا ۹۰۰ وات ساعت است که یک کولز گازی با ظرفیت ۲۴۰۰۰ BTU با کلاس انرژی A+ حدود ۲۰۰۰ وات برق مصرف میکند که البته در ساعات خنک تر این مقدار تا ۳۰۰ وات نیز می تواند کاهش پیدا کند.
از طرفی استفاده از کولر آبی در فضاهای قسمت بندی شده ی متعدد امکان هیچ کنترلی را برای مصرف کننده فراهم نمی آورد اما کولر گازی اگر با کانال کشی مناسبی همراه شود امکان تعیین دقیق دما در هریک از فضاهای بکار گرفته شده را داراست. همچنین در کولرهای آبی عدم وجود ترموستات یا سیستم هوشمند کنرلی است که بتوان به مدیریت کارکرد زمانی آن دست یافت که این امر نهایتا می تواند با روشن ماندن مداوم کولر به خصوص در شب ها باعث افزایش هزینه ی انرژی و حتی سرماخوردگی و بیماری افراد ساکن آن گردد.
بنابراین در این دو سیستم نیز کولر گازی با اختلاف فاحشی از رقیب خود یعنی کولر آبی جلوتر است، به خصوص در مواردی که کولرهای گازی با اینورتر همراه شوند که علاوه بر راندمان بالاتر، دارای مصرفی انرژی کمتر نیز می شوند و امکانات کنترلی بیشتری را نیز در اختیار مصرف کنندگان قرار می دهند.
