پیشگامان تاسیسات لوگو

کاهش مصرف انرژی در هواسازهای های حجم متغیر

مقالات1398/11/08

کاهش مصرف انرژی در هواسازهای های حجم متغیر

نوید ژیانی  

کارشناس ارشد مکانیک - عضو تخصصی سازمان اشری

 

در این مطلب به چگونگی کاهش مصرف انرژی در هواسازهای حجم متغیر اشاره شده است. در شکل زیر از یک هواساز حجم متغیر برای کنترل دما و تهویه در ساختمان استفاده شده که در ورودی هر زون شامل یک دستگاه VAV BOX  و ترموستات است.

 

همانند سیستم های حجم ثابت، از ترموستات در هر زون برای کنترل دما استفاده می شود که بر مبنای فرمان گرفته شده، دمپر ورودی VAV BOX را باز و بسته می کند. در این سیستم نیز بمانند آنچه که در سیستم های هیدرونیک با پمپهای دور متغیر وجود دارد، با تغییرات دما برای هر فضا، مقدار سی اف ام ورودی از کانال اصلی هواساز نیز تغییر میکند (بر مبنای تغییرات دمپر VAV BOX).

در این سیستم به غیر از کنترل دما و شرایط تهویه در ساختمان، به دنبال داشتن یک فشاراستاتیکی ثابت در کانال اصلی هواساز و نیز مثبت کردن فشار کل ساختمان هستیم. چون سیستم متغیر است لذا سی اف ام های متفاوتی نیز از کانال اصلی عبور می کند. بدین منظور جهت ثابت نگهداشتن فشار استاتیکی داخل کانال از یک سنسور فشار استفاده می کنیم (مشابه شکل زیر) که با اندازه گیری سی اف ام عبوری، اندازه فشارهای متفاوتی را به فن هواساز ارسال میکند.

سنسور فشار جهت ثابت نگهداشتن فشار استاتیکی داخل کانال

 

فن نیز با تغییر دادن ظرفیت عبوری یا با استفاده از دمپری که در ورودی آن نصب شده است، فشار کانال را در حالت ثابت نگه می دارد. در اینجا سرعت فن ثابت است. به این سیستم IGV یا INLET GUIDE VANES نیز گفته می شود.

 

فرض کنیم اتاق در شرایط ست پوینت است و افرادی وارد آن می شوند. با بالا رفتن بارهای جانبی در اتاق، مجددا ترموستات، فرمانی به دمپر داخل VAV BOX برای فرستادن سی اف ام های بیشتر جهت جبران بارهای جانبی ارسال می کند. با بازشدن بیشتر دمپر، در کانال اصلی سی اف ام افزایش و فشار کاهش می یابد. به محض رسیدن دمای اتاق به دمای ست پوینت، دمپر تا مقدار مینیمم طراحی بسته شده که این خود باعث کاهش سی اف ام و افزایش فشار در کانال اصلی خواهد داشت. استفاده از هر دو سیستمی که در بالا توضیح داده شد، سیستم های سنتی برای هواسازهای حجم متغیر است که دارای کاهش مصرف بسیار ناچیزی است. دلیل آنهم اینست که منحنی فن ثابت است و تنها منحنی سیستم تغییر کرده است.

بنابراین بایستی جهت رسیدن به کاهش مصرف انرژی بالاتر، منحنی سیستم را ثابت نگهداشته و منحنی فن را تغییر دهیم. مجددا با بسته شدن دمپر VAV BOX، فشار در کانال اصلی افزایش و سی اف ام کاهش خواهد یافت. نمودار شکل زیر، مقدار انرژی سیوینگ را در حالت استفاده از دمپر در خروجی فن نشان می دهد:

در صورت استفاده از سیستم IGV، چون هوای عبوری در مکش فن در حال تغییر است، نمودار فن به شکل زیر تغییر خواهد کرد. این در حالی است که منحنی سیستم هچنان ثابت است:

لذا در سیستم IGV انرژی سیوینگ بالاتری نسبت به استفاده از دمپر در خروجی فن داریم. اما روشی که امروزه برای این مهم انجام می شود، استفاده از دستگاههای VFD است که به شرح آن میپردازیم. در واقع به دنبال تغییر دادن سرعت فن خواهیم بود. همانطور که می دانیم طبق قوانین اینفینیتی فن ها، در صورت کاهش سی اف ام فن، انرژی فن بطور چشمگیری کاهش خواهد یافت.

همانطور که در تصویر بالا مشخص است، تغییرات فشار داخل کانال اصلی، توسط سنسور خوانده شده و به دستگاه VFD ارسال می گردد. سپس از VFD سیگنالی جهت تغییر دور فن متناسب با تغییر سی اف ام جهت ثابت نگهداشتن فشار استاتیکی داخل کانال فرستاده می شود. با بسته شدن دمپر VAV BOX ها، حالت زیر ایجاد می شود.

 

با توجه به تغییرات سی اف ام و دور فن، منحنی های متفاوتی برای فن ایجاد می شود که باعث صرفه جویی بالایی در انرژی سیستم می گردد.

طبق مطالعاتی که در کاهش مصرف انرژی برای هر سه سیستم انجام شده است، 10% صرفه جویی در سیستم اول (فن با دمپر)، 17% صرفه جویی در سیستم دوم (سیستم IGV) و 30% تا 40% صرفه جویی در سیستم با استفاده از VFD وجود دارد.

جدید ترین های مقالات