بهینه‌سازی مصرف واحدهای تصفیه هوا و محفظه‌های حجم متغیر هوا_قسمت اول

 

واحدهای تصفیه هوا

واحدهای تصفیه هوا (AHUs) برای تهویه و گردش هوا درون ساختمان‌ها استفاده می‌شوند. واحدهای تصفیه هوا معمولا شامل فیلترهای هوا، یک فن گردش، کویل‌های سرمایش و کویل‌های گرمایش است. آب سرد کویل‌های سرمایش از چیلرها تامین می‌شود و آب گرم کویل‌های گرمایش از ژنراتورهای مبدل گرما تامین می‌شود. بعضی از واحدهای تصفیه هوا دارای المنت‌های گرمایش الکتریکی برای گرم کردن فضا هستند. گاها واحدهای تصفیه هوا دارای دستگاه رطوبت‌زدا هستند، در ساختمان‌های اداری استفاده از آن‌ها بسیار محدود است.

بسته به نوع سیستم‌های تاسیسات ساختمان، واحدهای تصفیه هوا ممکن است دارای حجم ثابت هوا یا حجم متغیر هوا (VAV) باشند.

واحدهای تصفیه هوا مخلوطی از هوای بیرون و هوای در گردش را به فضای اشغالی می‌رسانند، این مخلوط کردن هوا توسط مدولاسیون دمپرها در یک پلنوم اختلاط هوا انجام می‌شود. برای کاهش مصرف انرژی، دمپرهای هوا خارجی در هنگام صبح برای "گرم کردن" یا "خنک کردن" سیکل‌ها باید در صفر درصد تنظیم شوند. هنگامی که شرایط بیرونی مناسب (درجه حرارت ملایم و رطوبت کم) غالب شود، مقدار هوای بیرونی تا 100 درصد افزایش می‌یابد، در نتیجه عملکرد چیلرها کاهش می‌یابد و در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌شود. این فرآیند "economy cycle" نامیده می‌شود. عملیاتی که واحدهای تصفیه هوا در طول شب و در دمای پایین هوا انجام می‌دهند را عملیات "پاک‌سازی شبانه" می‌نامند. برای انواع خاصی از ساختمان که دارای ذخیره حرارتی بالا هستند، پاک‌سازی شبانه می‌تواند یک وسیله موثر برای کاهش عملکرد روزانه چیلر و مصرف انرژی باشد. باید از استراتژی کنترل‌ها اطمینان حاصل شود تا سیستم های گرمایش پس از پاک‌سازی شبانه، به طور نادرست عمل نکنند و مصرف انرژی فن در طول شب افزایش نیابد.

کنترل ضعیف جریان هوا و دما یک علت رایج راندمان پایین واحدهای تصفیه هوا است. بهینه‌سازی عملکرد سیستم توزیع هوا بستگی به تعامل مناسب (هماهنگی) بین کنترل‌های واحد تصفیه هوا و کنترل‌ها در مناطق اشغالی (زون‌ها) مانند دستگاه‌های ترمینال حجم متغیر هوا؛ دارد.

بهینه سازی مصرف واحدهای تصفیه هوا

 محفظه‌های حجم متغیر هوا

محفظه‌های حجم متغیر هوا (همچنین به‌عنوان ترمینال‌های حجم متغیر هوا شناخته می‌شوند) دستگاه‌هایی هستند که جریان هوا را به مناطق درون فضاهای اشغالی کنترل می‌کنند. هر محفظه‌ حجم متغیر هوا، هوا را از یک واحد تصفیه هوا دریافت می‌کند و یک محفظه به‌طور معمول در خدمت تعدادی از پخش‌کننده‌های تهویه مطبوع واقع در یک منطقه در فضای اشغالی است. مهندس طراح بر روی تقسیم‌بندی فضاهای اشغال شده، محل محفظه‌ حجم متغیر هوا ، نوع پخش کننده‌های تهویه هوا و عواملی مانند حداقل و حداکثر سرعت جریان هوا؛ تاثیر می‌گذارد. در فضاهای اداری، پارامترهای طراحی برای یک منطقه گاهی تغییر می‌کند و عواملی مانند تراکم بالا افراد، بارهای بالا تجهیزات، نصب پارتیشن‌ها و محل تجهیزات اداری بر روی عملکرد سنسورهای دما تاثیر می‌گذارد که همه این موارد سبب عملکرد نادرست محفظه‌ حجم متغیر هوا و / یا اتلاف انرژی می‌شود.

هر محفظه حجم متغیر هوا توسط یک سنسور درجه حرارت کنترل می‌شود. اغلب محفظه‌های حجم متغیر هوا قابلیت گرم شدن مجدد با الکتریسیته یا آب گرم را دارند. حرارت مجدد برای گرم کردن مناطق پیرامون و / یا برای حفظ شرایط راحتی درون مناطق ضروری است. کمینه‌سازی حرارت مجدد برای داشتن یک محفظه حجم متغیر هوای کارآمد ضروری است.

محفظه‌های حجم متغیر هوا مدرن از نوع مستقل از فشار هستند و آن‌ها می‌توانند سرعت جریان هوا را با وجود تغییرات فشار هوا حفظ کنند. بعضی از محفظه‌های حجم متغیر هوا که معمولا در ساختمان‌های قدیمی‌تر یافت می‌شوند، فن‌دار هستند-نوع سری آن‌ها دارای یک فن است که به‌طور مداوم کار می‌کند و نوع موازی آن‌ها دارای یک فن است که هنگامی که جریان هوا زیادی برای گرم کردن یک فضا مورد نیاز باشد، کار می‌کند. فن‌های موازی نیز می‌توانند به طور مستقل از واحد تصفیه هوا اصلی کار کنند.

تنظیم نادرست حداکثر و حداقل جریان هوا در محفظه حجم متغیر هوا، استراتژی‌های کنترل نادرست شامل عدم هماهنگی بین محفظه‌های حجم متغیر هوا و واحد تصفیه هوا، محفظه‌های شکسته حجم متغیر هوا و شیرهای آب شیرین به‌طور کلی مسئول مقدار قابل توجهی از تلفات انرژی در دفاتر معمولی که توسط سیستم حجم متغیر هوا کار می‌کنند، هستند. این مشکلات اغلب نادیده گرفته می‌شوند زیرا سیستم گرمایش بر سیستم سرمایش غلبه می‌کند، بنابراین، شرایط آسایش و راحتی همواره برقرار است. اتلاف انرژی زمانی‌که منطقه تنظیم شده؛ توسط اپراتورها برای حل سریع شکایات بدون ریشه‌یابی علل آن تغییر می‌کند، افزایش می‌یابد. تغییرات تصادفی در نقاط تعیین شده منطقه می‌تواند واحد تصفیه هوا مربوطه را تا حدودی خنک کند که سبب تقاضای قابل توجهی در مناطق دیگر می‌شود و در ساختمان‌هایی که از دیگ بخار استفاده می‌کنند، سبب مقابله با سیستم سرمایش و هدر رفتن گاز و برق می‌شود.

محفظه حجم متغیر هوا

در مقاله بعدی به نکاتی که می‌تواند به بهینه‌سازی مصرف انرژی و تکنینک‌های افزایش راندمان واحدهای تصفیه هوا و محفظه‌های حجم متغیر هوا کمک کند، اشاره خواهد شد.