آنالیز انرژی در تاسیسات ساختمان

مصرف برق تاسیسات ساختمان مقدار قابل توجهی از مصرف کل ساختمان- معمولا حدود 40 درصد از مصرف کل ساختمان و حدود 70 درصد از مصرف برق پایه ساختمان-را تشکیل می‌دهد.

 

 

نمودار تفکیک انرژی در ساختمان اداری

 

در داخل تاسیسات ساختمان تعدادی از کاربردهای عمده وجود دارد، از جمله:

  • پروانه‌ها: برای گردش هوا و تهویه
  • سیستم سرمایش: غالبا انرژی‌ مورد استفاده در چیلرها برای تولید سرما از طریق آب سرد و همچنین استفاده مستقیم از سیستم‌های سرمایش از قبیل تهویه هوا مطبوع بسته‌بندی شده فراهم می‌شود.
  • سیستم گرمایش: غالبا انرژی مورد استفاده در دیگ بخار برای تولید گرما از طریق آب گرم و همچنین استفاده از بخاری‌های برقی (برای گرم کردن مجدد ناحیه‌ای) فراهم می‌شود.
  • پمپ ها: برای گردش آب گرم، آب سرد و آب کندانسور
  • برج‌های خنک‌کننده: انرژی مورد استفاده برای بهره برداری از برج‌های خنک کننده به منظور دفع گرما، در درجه اول انرژی فن خنک کننده برج است.

 

 

نمودار تفکیک انرژی در سیستم تاسیسات ساختمان

 

در میان ساختمان‌های مختلف تفاوت‌های زیادی وجود دارد که در نتیجه تعدادی از عوامل زیر است:

- تفاوت کارایی. این می تواند ریشه در هر شخص داشته باشد؛ برای برخی ساختمان‌ها قبل و بعد از مصرف یک فرد، استفاده نهایی از تجارب زیر بهبود می‌یابد که می‌تواند تا پنج عامل یا بیش‌تر متفاوت باشد. این به ویژه در مورد فن ها که بسیار غیر خطی هستند و گاز که اغلب بسیار کارآمداست، استفاده می شود و بنابراین منبع اصلی صرفه‌جویی است. 

- تفاوت بارهای ساختمانی ناشی از شکل ساختمان، جهت و مکان. ویژگی های فیزیکی ساختمان تاثیر قابل توجهی در ایجاد بارها و به ویژه تعادل بین سیستم گرمایش و سرمایش دارد. به عنوان مثال، یک ساختمان دارای شیشه‌های بسیار محدود در قسمت شمالی و غربی به طور کلی عملکرد سیستم سرمایش آن پایین‌تر از حد معمول است، در حالی که یک ساختمان با نمای بزرگ در قسمت غربی عملکرد سیستم سرمایش به‌ویژه در بعدازظهر قابل توجه است.

- تفاوت در نوع سیستم تاسیسات ساختمان که می‌تواند به طور قابل توجهی توزیع انرژی بین استفاده‌های نهایی مختلف را تغییر دهد. مصرف انرژی نشان داده شده در دو  نمودار بالا به طور کلی از رایج‌ترین سیستم‌های تهویه مطبوع مبتنی بر هوا مانند سیستم‌های حجمی متغیر معمولا با چیلرهای آب سرد است. تغییرات در نوع سیستم می‌تواند تغییرات قابل توجهی در توزیع ایجاد کند. مثال‌ها عبارت‌اند از:

سیستم‌های تهویه مطبوع ثابت-یا سیستم‌های حجمی متغیر با کنترل‌های کم حجم هوا-دارای انرژی فن خیلی بالایی هستند.

چرخه اقتصاد-اکثر ساختمان‌های دارای سیستم تهویه مطبوع مبتنی بر هوا در اقلیم معتدل دارای چرخه‌های اقتصادی هستند که از محیط خارجی برای خنک‌سازی استفاده می‌کنند. این استراتژی به ویژه در اقلیم سرد کارآمد است. ساختمان‌های این اقلیم‌ها که دارای چرخه اقتصادی نیستند معمولا مصرف انرژی قابل توجهی دارند که در نتیجه باید سیستم سرمایش تهیه کنند-ترجیحا سیستم سرمایش در فضا باز قرار گیرد تا از هوا خنک محیط خارجی استفاده کند.

- سیستم گرمایش- گرمایش در اکثر ساختمان‌ها برای دو هدف مورد استفاده قرار می گیرد: گرمایش فصلی (به دلیل اینکه هوا بیرون سرد است) و گرم کردن مجدد یک فضا برای رسیدن به یک دما مطلوب. سیستم‌های متغیر حجمی هوا به طور کلی از حجم قابل توجهی برای گرمایش مجدد استفاده می کنند که نشانه عدم موفقیت این نوع سیستم‌ها است.

- پرتو سرد-سیستم های پرتو سرد از آب به عنوان وسیلۀ اصلی آزاد کردن سرما در اطراف ساختمان استفاده می کنند. در نتیجه آن‌ها معمولا انرژی فن کمتری مصرف می‌کنند، اما اغلب انرژی‌های خنک کننده بیشتری را به دلیل عدم وجود یک چرخه اقتصادی صرف می‌کنند.

- چیلرهای خنک کننده هوا- چیلرهای خنک کننده هوا به مراتب کمتر از چیلرهای آب سرد کارآیی دارند. در نتیجه انرژی‌ای که سیستم سرمایش برای یک ساختمان با استفاده از چیلرهای خنک کننده هوا استفاده می‌کند تقریبا دو برابر آنچه انتظار می رود برای یک ساختمان با چیلرهای آب سرد است. 

- تفاوت در اقلیم. در حالی که این واقعیت است که اقلیم بر ساختمان‌های اداری تأثیر می‌گذارد، نسبت تاثیر آن معمولا به مراتب کمتر از باور عموم است. این به این دلیل است که اقلیم واقعا بر روی پیرامون ساختمان تاثیر می‌گذارد (ناحیه مرکزی از نفوذ خارجی به‌وسیله منطقه اطراف خود محافظت می‌شود) .