بهینه سازی مصرف انرژی سامانه‌های سرمایشی

راهکارهای بهینه‌سازی مصرف انرژی سامانه‌های سرمایشی ساختمان


  - کولرهای آبی

این سیستم که تنها برای مناطق گرم و خشک مناسب است، از گرمای نهان تبخیر آب برای سرماسازی استفاده می‌کند باعث افزایش رطوبت محیط می‌گردد و بازدهی بالایی هم ندارند، ولی به علت در دسترس بودن، نصب آسان و هزینه پایین‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرد. رعایت نکات زیر در استفاده بهتر از کولرهای آبی موثر است:

1. برای جلوگیری از بالا رفتن دمای هوای سرد قبل از ورود به ساختمان و در نتیجه اتلاف انرژی، کانالکشی کولر باید از کوتاهترین مسیر انجام شود.

2. برای اطمینان از استفاده از کولر آبی در بالاترین بازده آن، حتیالامکان هر ساله نسبت به تعویض پوشالهای کولر باید اقدام شود.

3. استفاده بیمورد و یا همزمان از وسایل خانگی گرمازا مانند لامپ‌های پرمصرف، اجاق گاز و ... باعث افزایش گرمای محل کار و سکونت میشود و نیاز به استفاده از کولر را افزایش میدهد.

4. باید توجه داشت که ضروری است از سیستم سرمایش موضعی استفاده گردد. به این معنی که تنها به اتاقهایی که مورد استفاده قرار میگیرد، هوای سرد را منتقل کنیم. به این منظور می‌توان دریچههای ورودی هوا به سایر اتاقها را مسدود کرد.

5. تا حد امکان باید از روشن نگه داشتن مداوم کولر در طول روز پرهیز شود. بهتر است سعی شود از دور آهسته کولر استفاده کرد تا فشار کم‌تری بر دستگاه تحمیل شود.

6. هنگام خرید، دستگاهی انتخاب شود که دارای علامت استاندارد و برچسب انرژی باشد و با توجه به درجه برچسب انرژی، کولری با بالاترین درجه کارایی و بازدهی انتخاب شود.


  - کولرهای گازی

کولر گازی در صنعت تهویه و تبرید از جایگاه خاصی برخوردار است، زیرا به سرعت از گرمای محیط می‌کاهد و برخلاف کولرهای آبی، رطوبت را افزایش نمی‌دهد. از این جهت برای محیط های شرجی مناسب است. کولرهای گازی معمولا در دو مدل ساخته می‌شوند:
1- کولرهای یک تکه یا پنجره‌ای
2- کولرهای دو تکه (اسپلیت)

هر چند که کولر گازی از مقبولیت نسبتا خوبی در مناطق شرجی برخوردار است،‌ اما متاسفانه از مصرف انرژی بالایی برخوردارند و استفاده از سیستم‌هایی مانند چیلر جذبی خانگی با توجه به مصرف کم انرژی بسیار مناسب‌تر می‌باشد. با وجود آن‌که استفاده از کولرهای گازی با توجه به مصرف انرژی الکتریکی توصیه نمی‌شود اما رعایت نکات زیر به هنگام استفاده از کولرهای گازی باعث کاهش مصرف انرژی آن‌ها خواهد شد:

1. ظرفیت برودتی کولرها باید متناسب با فضای مورد استفاده و شرایط آب و هوایی محل (از لحاظ دما و رطوبت) انتخاب شود.

2. از آن‌جا که کولرهای گازی از جمله پرمصرفترین وسایل خانگی هستند. بنابراین در صورتی که ضرورتی به استفاده از این نوع کولرها وجود نداشته باشد، از آن‌ها استفاده نشود. در صورت ضروری بودن استفاده از این نوع کولرها، حتی‌الامقدور در ساعات پیک مصرف برق که مصرف انرژی الکتریکی در شبکه برق کشور به حداکثر میرسد، استفاده نشود.

3. کولرهای گازی معمولاً دارای درجه تنظیم دما (ترموستات) هستند. تنظیم دما بر روی دمای آسایش (18 تا 22 درجه سانتی‌گراد) باعث میشود تا هنگام رسیدن دمای اتاق به دمای آسایش، کولر به طور خودکار خاموش شود و انرژی کم‌تری مصرف کند.

4. برای جلوگیری از خروج سرما، ضروری است اطراف پنجرهها و درها با نوارهای درزگیری عایقبندی شود.

5. نصب کندانسورهای کولر گازی در سایه، باعث جلوگیری از اتلاف میزان قابل توجهی از انرژی مصرفی خواهد شد.

5. بهتر است کولر گازی، در مسیر باد نصب شود، زیرا این کار به علت کاهش فشار بر کولر باعث افزایش بازدهی آن و کاهش مصرف انرژی میشود.

6. استفاده بیمورد و یا همزمان از وسایل خانگی گرمازا مانند لامپ‌های پرمصرف و اجاق گاز و ... باعث افزایش گرمای محل کار و سکونت میشود و نیاز به استفاده از کولر را افزایش میدهد.


  - چیلر جذبی

چیلر تراکمی و چیلر جذبی از جمله تجهیزات بسیار مهم در سرمایش به شمار می‌روند. چیلرهای تراکمی از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی از انرژی حرارتی به عنوان منبع اصلی برای ایجاد سرمایش استفاده می‌کنند. در سیستم‌های جذبی غالبا از آب به عنوان مبرد استفاده می‌شود. گرمای مورد نیاز برای کارکرد این چیلرها به طور مستقیم از گاز طبیعی یا گازوئیل تامین می‌گردد. استفاده از چیلرهای جذبی برای تامین سرمایش ساختمان‌های مسکونی بسیار مناسب‌تر از چیلرهای تراکمی است. مهم‌ترین مزایای چیلرهای جذبی نسبت به چیلرهای تراکمی عبارت‌اند از:

1. صرفه‌جویی در مصرف انرژی:
از آن‌جا که حرارت ناشی از سوختن گازوئیل یا گاز طبیعی به عنوان نیروی محرک دستگاه‌های جذبی به‌کار برده می‌شود و این دستگاه بر خلاف چیلر تراکمی فاقد کمپرسور می‌باشد، میزان برق مصرفی دستگاه بطور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

2. کاسته شدن صدا و ارتعاشات:
به دلیل عدم نیاز به تراکم گاز در چیلرهای جذبی و لذا بی‌نیازی از کمپرسور، ارتعاشات و صدای به مراتب کم‌تری ایجاد می‌شود.

3. حذف مخاطرات زیست محیطی ناشی از مبردهای مضر:
چیلرهای جذبی بر خلاف چیلرهای تراکمی از هیچ‌گونه ماده CFC یا HCFC که موجب تخریب لایه ازن می‌شوند،‌ استفاده نمی‌کنند. لذا برای محیط زیست خطری ایجاد نخواهند کرد.

4. از دیدگاه اقتصادی مقرون به صرفه بودن:
چیلرهای جذبی به دلیل نیاز کم‌تر به برق در مقایسه با چیلرهای تراکمی، هزینه‌های کارکردی را کاهش می‌دهند. اگر قیمت یک چیلر جذبی و یک چیلر تراکمی هم ظرفیت به عنوان میزان سرمایه‌گذاری و صرفه‌جویی سالانه از محل کاهش هزینه‌های انرژی به عنوان بازگشت سرمایه در نظر گرفته شود،‌ می‌توان با قاطعیت گفت که دوره بازگشت سرمایه چیلرهای جذبی در مقایسه با چیلرهای ترکمی کوتاه‌تر یا به عبارتی نرخ بازگشت سرمایه‌شان بالاتر خواهد بود لذا از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه‌تر خواهد بود.

5. بازدهی ثابت در تمام مدت عملکرد:
کمپرسور و تجهیزات مکانیکی به‌کار رفته در چیلرهای تراکمی از استهلاک بالایی برخوردارند و همین موضوع باعث کاهش بازدهی چیلر تراکمی پس از گذشت زمان خواهد شد. تنها تجهیز مکانیکی بکار رفته در چیلر جذبی پمپ هیدرولیک است که کارایی آن در هر شرایطی تضمین شده است.

6. تنوع شرایط کارکرد:
چیلرهای جذبی قادرند در شرایط آب و هوایی گوناگون نیازهای حرارتی و برودتی را برآورده کنند. همچنین به دلیل این‌که قسمت کندانسور این دستگاه با هوای محیط خنک می‌شود، رطوبت هوا هیچ تاثیری بر روی عملکرد دستگاه ندارد. در هنگام طراحی برج خنک کننده چیلرهای تراکمی، حتما باید رطوبت هوا نیز در محاسبات لحاظ گردد که این نشان دهنده محدودیت این سیستم است.

7. هزینه کارکرد، نگهداری و تعمیرات پایین:
چیلرهای تراکمی به دلیل استفاده از کمپرسور و برج خنک کننده یا کندانسور هوایی از هزینه‌های نگهداری و تعمیرات نسبتا بالایی برخوردارند. در حالیکه چیلرهای جذبی به دلیل استفاده از تجهیزات مکانیکی ساده، به مراتب ساده‌تر و ارزان‌تر نگهداری و تعمیر می‌شوند.


اما داکت اسپلیت و بهینه سازی مصرف انرژی:


  - داکت اسپلیت (اسپیلت کانالی):

داکت اسپلیت یکی از رایج‌ترین سیستم‌های تهویه مطبوع در سطح جهان است، این سیستم همانند اسپیلت دیواری از یک واحد داخلی (هواساز) و یک واحد خارجی (کندانسور) تشکیل شده است که توسط لوله‌های مسی به یک‌دیگر متصل می‌گردند.
استفاده از هوای برگشت جهت بالا بردن راندمان کاری دستگاه و مصرف سوخت کم‌تر و همچنین هوای تازه جهت نیاز مبرم هر واحد آپارتمانی که چه در تابستان و چه در زمستان اکسیژن کافی جهت سلامت جسمی افراد را تأمین نماید که این مطلب از مزایای دیگر این سیستم می‌باشد.

نحوه‌ی تهویه مطبوع سیستم:
سرمایش و گرمایش در این سیستم توسط هواساز با مکش هوای داخلی انجام می‌پذیرد.
عملکرد دستگاه داکت اسپیلت در حالت سرمایش دقیقاً مشابه سیستم‌های اسپیلت یا همان کولرهای گازی است.
به این معنی که این دستگاه جهت تولید سرما با استفاده از سیکل تبرید گاز مبرد را با عبور از اجزا سیکل مانند کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور و تغییر فاز مبرد هوای عبوری از روی کویل اواپراتور را سرد کرده و آن‌را به تهویه شونده تحویل می‌دهد.
بدیهی است که در این حالت منبع انرژی دستگاه برق می‌باشد. در حالت گرمایش دستگاه به کمک کویل تعبیه شده در دستگاه و جریان آب گرم عبوری از داخل کویل هوای عبوری از روی کویل را گرم کرده و آن را به فضای تهویه شونده تحویل می‌دهد. در این حالت آب گرم عبوری از کویل توسط پکیج یا موتورخانه تأمین شده و منبع انرژی دستگاه گاز می‌باشد.
در این حالت دستگاه مشابه فن کویل عمل می‌کند.
مشخصات: دارای کوئل آبگرم فابریک جهت تأمین گرمایش، امکان مجهز شدن به شیر برقی سه راه الکترونیکی با قابلیت فرمان پذیری از ترموستات، ترموستات جهت تنظیم دلخواه دمای محیط، کمپرسور پرقدرت کوپلند مجهز بودن به سیستم فوق کم صدا Super Silent.


مزایای استفاده از سیستم داکت اسپیلت در مقایسه با سایر سیستم های تهویه:

1. استقلال کامل سیستم مطبوع در مقایسه با سیستم‌های مرکزی بالاتر بودن راندمان گرمایشی در مقایسه با رادیاتور و گرمایش از کف تقلیل حجم لوله کشی مسی در مقایسه با سیستم اسپلیت و همچنین کاهش حجم لوله کشی آب گرم در مقایسه با رادیاتور، گرمایش از کف، چیلر و مینی چیلر.

2. کوچک‌تر شدن داکت تأسیسات در ساختمان، استفاده از کانال کشی افقی زیر سقف در مقایسه با کولر آبی.

3. کوچک‌تر شدن کانال‌های توزیع هوا نسبت به سیستم کولر آبی به دلیل کیفیت مطلوب‌تر هوای تولید شده و حجم هوای کم‌تر.

4. قیمت تمام شده سیستم داکت اسپلیت با کویل آب گرم تقریباً یک دوم هزینه تمام شده سیستم‌های چیلر و مینی چیلر است.


برخی از تفاوت‌های داکت اسپلیت‌های موجود در بازار:
در نمونه‌های موجود در بازار کنترل بازه حرارتی حالت گرمایش فقط با توجه به دور فن دستگاه قابل کنترل می‌باشد. اما در بعضی دستگاه‌های داکت اسپلیت علاوه بر وجود کنترل دور فن در 5 سرعت، به دلیل اضافه شدن شیر سه راهی الکترونیکی در مسیر آب گرم می‌توان دبی جریان آب ورودی به کویل را نیز کنترل نمود در این حالت علاوه بر مدیریت بهتر بر حالت گرمایشی در مصرف انرژی نیز صرفه جویی می‌گردد.
در دستگاه‌های داکت اسپلیت به دلیل استفاده از جدا کننده روغن قابلیت لوله کشی بین یونیت داخلی و خارجی تا اختلاف ارتفاع 15 متر مقدور می‌باشد. در حالی که در اغلب دستگاه‌های موجود در بازار جهت رفع این مشکل از تله روغن استفاده می‌گردد که علاوه بر بازده کم‌تر در دراز مدت کارایی خود را از دست داده و نهایتاً منجر به بروز مشکل در کمپرسور و سوختن آن می‌گردد. امکان تولید سرمایش در دمای بیرونی 8 درجه سانتی گراد به بالا استفاده از فین‌های آنتی اکسیدان جهت جلوگیری از خوردگی و پوسیدگی کابینت گالوانیزه با پوشش پلی است کم صدا و کم مصرف دسترسی آسان به فیلتر هوای قابل شستشو از پایین دسترسی به دمنده و موتور بدون نیاز به جدا کردن کامل قطعات برای تعمیرات دارا بودن کوچک‌ترین ابعاد یونیت داخلی در مقایسه با سایر دستگاه‌ها از این نقطه نظر دستگاه داکت اسپلیت بیش‌ترین سازگاری را با معماری و طراحی فضای داخلی فضای مورد استفاده می‌کند.


معایب استفاده از داکت اسپلیت

1. کنترل زوم ندارد، هنگامی که دستگاه داخل آپارتمان روشن می‌شود تمام فضا اعم از سالن و اتاق‌های خواب هم دما می‌شوند. با وجود ترموستاتی که در بزرگ‌ترین فضا قرار گرفته است دمای هوا اندازه گیری می‌شود و این از بزرگ‌ترین معایب سیستم داکت اسپلیت است.

2. در مقایسه با مینی چیلر یا چیلر مصرف برق آن تا حدودی بالاتر می‌باشد ولی نسبت به اسپلیت دیواری مصرف برق آن کم‌تر است.

3. در اکثر داکت اسپلیت‌ها صدای دستگاه آزار دهنده می‌باشد. (برای این عیب راه حل مهندسی پیشنهاد خواهد شد.)


در انتخاب دستگاه داکت اسپلیت دو فاکتور بسیار مهم وجو دارد:
1. انتخاب دستگاه مناسب
2. اجرای درست و اصولی
برای بهره مندی ازبالاترین کارایی سیستم داکت باید اجرای کانال کشی و لوله مسی توسط افراد مجرب انجام شود. به راحتی می‌توان گفت 50% کارایی دستگاه وابسته به اجرای اصولی دستگاه است.
از معایب دستگاه داکت اسپلیت می توان به خیزش باد کم و انتقال صدا در همه‌ی برندهای موجود در بازار اشاره کرد که متأسفانه به دلیل چشم پوشی شرکت‌ها از این مسأله به آن توجهی نمی‌شود البته این به این معنا نیست که این دستگاه کارایی مناسبی ندارد بلکه مقصود این است که در فضاهای Out Door بدون دیوار و سالنی استفاده از آن توصیه نمی‌شود، همچنین به دلیل اشغال فضای زیاد در ساختمان‌های مسکونی مشکلاتی را ایجاد می‌کند. در فضاهای بزرگ نیز داکت اسپلیت کاربرد چندانی ندارد، زیرا برای فضاهایی که نیاز به تناژ تبرید بالا دارند، داکت اسپلیت طراحی نشده است هر چند متأسفانه گاهی شنیده می‌شود که برخی داکت اسپلیت را بیش از ظرفیت واقعی می‌فروشند.


اما عیب شماره 3 و راه حل پیشنهادی:
راه حل صدای داکت اسپلیت:
آیا حذف صدای ناشی از نوسان الکترو فن‌ها و داکت اسپلیت‌ها میسر است؟ امروزه داکت اسپلیت‌ها به عنوان یکی از رایج‌ترین سیستم‌های تهویه آپارتمانی به شمار می‌آیند که به علت فوائد و مزایای مختلف، آن‌ها را در بسیاری از پروژه‌های ساختمانی مورد استفاده قرار می‌دهند. از جمله مزایای استفاده از انواع داکت اسپلیت‌ها در پروژه‌ها، مجزا نمودن هزینه‌های مصرف انرژی از شارژ عمومی ساختمان است که منجر به مدیریت مستقیم مصرف کننده و اشراف آن بر میزان استفاده و نحوه ی استفاده در زمان معین می‌باشد که ازنتایج آن می‌تواند بهینه سازی مصرف انرژی باشد. اما با وجود این فایده و دیگر فوائد استفاده از سیستم‌های تهویه آپارتمانی، متأسفانه یک معضل و عیبی که در این‌گونه سیستم‌ها در ایران وجود دارد صدای مزاحم ناشی از الکتروموتور فن داکت‌ها است که به دلیل تعبیه‌ی آن درسقف کاذب آپارتمان‌ها یا مانند آن و یا جایی نزدیک به اتاق‌ها مانند بالکن که در بسیاری از موارد باعث سلب آسایش وآرامش وحتی آزار دهنده است و ظاهراً گریزی از آن نیست. هرچند اقداماتی برای رفع این مشکل شده است ولی هنوز بطور کامل رفع نشده چرا که عمدتاً کارفرمایان به علل متعدد از قبیل عدم تصمیم گیری اولیه، کمبود جا، اختلاف سلیقه، عدم آشنایی با جزئیات فنی داکت اسپلیت‌ها، محل تعبیه و کارگزاری داکت اسپلیت‌ها را در داخل آپارتمان پیش بینی می‌کنند که نتیجه‌ی آن مشکلاتی است که بعدها مصرف کننده با آن مواجه می‌شود. این سیستم‌ها در آمریکا و اروپا نیز رایج است اما محل کارگذاری آن در مکانی خارج از محل آپارتمان است و قاعدتا مشکلات موجود در ایران را به همراه ندارد. به کمک فن آوری نوین دیجیتال راه حل آسانی برای رفع این مشکل وجود دارد که باعث افزایش راندمان وسطح کیفی و همچنین ارتقاء درمدیریت مصرف انرژی و افزایش عمر الکترو موتورفن می‌شود. شرکت‌هایی تولیدکننده و وارد کننده‌ی داکت اسپلیت‌ها و مصرف کنندگان محترم این سیستم‌ها می‌توانند برای تکمیل مزایای سیستم‌های داکتی و کم شدن معایب آن‌ها از این را حل استفاده نمایند تا از صدای مزاحم و آزار دهنده فن که به ویژه در دور پایین و در فصل زمستان که مصرف کنندگان بیش‌تر با آن مواجه هستند رهایی یابند و با آسایش و آرامش موفق به گرمایش و سرمایش و تهویه مطبوع محیط زندگی خود شوند جایی را که نامش مسکن است و بایست باعث سکون و آرامش گردد.