مقاله توربین سرمایش غیرفعال

بخشی از مقاله

چکیده

سامانههای سرمایش غیرفعالی که ارزانترین روش خنک کردن بناها میباشند، کمترین اثرات تخریب محیط زیستی را داشته و بهرهوری ساختمان را از طریق کاهش جذب گرما از محیط خارج و تسهیل از دست دادن گرما توسط منابع طبیعی خنککننده را به حداکثر میرساند. برای دستیابی به حداکثر سرمایش طبیعی، توجه به جابجایی هوا یکی از عناصر اصلی خنککنندگی غیرفعال است. این پدیده با افزایش میزان تبخیر باعث افزایش خنککنندگی میشود. یکی از را مای خروج و جابجایی هوا استفاده از توربینهای سرمایش غیرفعال است که روی بام نصب میشوند و با استفاده از نیروی باد به گردش درمیایند و هوای گرم و رطوبت صعود گرده را خارج میکند. این نوع توربینها بهطور گسترده در اقلیمهای گرم و مرطوب مورداستفاده قرار میگیرند.. این توربینها که در انواع مختلف با متر یال و اندازههای گوناگون متناسب با آبوهوای گوناگون طراحیشده است و خاصیت تلفیق با تأسیساتی همچون فن و سلول فتوولتائیک را برای افزایش کارایی دارد.

کلمات کلیدی: توربین، سرمایش، غیرفعال، باد

.1 مقدمه
درون یک ساختمان، تهویه یعنی ورود و خروج هوا از یک فضای بسته. جریان هوای طبیعی در درون یک فضا به دلیل اختلاف فشار در دریچه مای ورود و خروج هوا اتفاق میافتد و این اختلاف فشار ممکن است توسط دو عامل باشد :وزش باد و اختلاف دما در اثر خاصیت شناوری که به دیده دودکشی موسوم است. در سرمایش همرفتی که بهوسیله تهویه طبیعی ایجاد میشود، استفاده از فرآیند جابجایی هوای داخل ساختمان با هوای تازه بیرون، بدون بهرهگیری از دستگاه مای مکانیکی، صورت میپذیرد. تهویه در ساختمانها به سه منظور صورت میپذیرد:

الف-تأمین هوای تازه
ب-تأمین آسایش حرارتی
ج-خنکسازی توده مصالح ساختمان
عمدهترین مشکل ساختمانهایی که دارای تهویه طبیعی هستند، ورود گردوغبار به داخل است. سامانههای سرمایشی غیرفعال بهمنظور کاهش و یا حذف تجهیزات مکانیکی خنککننده بهطور عمده در مناطقی طراحی میشوند که سرمایش مسئله اصلی است. استفاده از توربین مای سرمایش غیرفعال با خارج کردن هوای گرم و مرطوب باعث تأمین هوای تازه و آسایش حرارتی بدون ورود گردوغبار، کمترین تأثیر روی محیط طبیعی، کمترین هزینه، متناسب آبوهوای شمال و جنوب ایران و فلات مرکزی است که در زیر به مزیت و معرفی اجمالی آن پرداختهشده است.

.2 نحوه عملکرد توربین

هوای پاک و تازه همان چیزی است که ما در محل کار، انبار، خانه و... انتظار داریم این توربینها دستگاههای تنفس مصنوعیاند که توسط باد، به تهویه کمک میکنند. حتی یک مقدار کمی باد این توربینها را به حرکت درمیاورد با بادهای سریع این فنها سریعتر میچرخند و خروج گرما، رطوبت و ... بیشتر میشود. چون توربینها در بالاترین نقطه از سقف قرار دارند قادر به بیرون بردن هوا با بهترین حالت رادارند. زمانی که توربینها میچرخند توربینها هوای گرم را از طریق ونت میمکند و اجازه ورود هوای تازه از طریق درب و پنجره مهیامیشود. اگرچهکه طراحی کاملاً ساده دارند ولی بسیار ایدئال عمل میکنند. این نوع توربینها بهطور گسترده در اقلیمهای گرم و مرطوب مورداستفادهاند. در تایوان برای نیاز به تهویه استفاده از این نوع توربینها در ساختمانها - شکل - 2 رو به افزایش است - بهخصوص فضاهایی مانند حمام و آشپزخانه و جاهایی که در فنها مکش موردنیاز است - و در تهویه کارخانهها - شکل - 1، ترکیب مناسب این توربین تهویه و تهویه طبیعی کمک خواهد کرد به تهویه هوای داخل و نیاز به تهویه مکانیکی را کاهش داده و مصرف انرژی را کاهش میدهند. - 2 -

.3 چرا استفاده از این نوع توربین

بهطورکلی 30 تا 40 درصد از مصارف انرژی در ساختمان است و این مقدار روبه افزایش است. در کشورهای جنوب شرق آسیا که نمونهای از اقلیم گرم و مرطوباند متوسط مصرف انرژی در ساختمان 233 m_/yr/kWh است که حدود 60 درصد آن برای تهویه است. این سناریو از مصرف انرژی بالا به دلیل استفاده گسترده از دستگاههای تهویه مطبوع است. به همین خاطر مطالعات مختلفی بهمنظور پیدا کردن جایگزینهای ممکن انجامشده است یعنی استفاده از تهویه مطبوع بدون به خطر انداختن محیطزیست، یکی از ارزانترین و سادهترین فناوریها، استفاده از توربینهای تهویه است. یک توربین معمولی مدل Ø305mm میتواند نرخ تهویه اتاق شیروانی را حدود %15 و تغییرات هوا در ساعت - ACH - را از 5,3 به 6,1 افزایش دهد.

در سال 2003 نشان داده شد که نصب و راهاندازی این توربینها در ساختمان یا کارخانهها در تایوان با سرعت باد 30-10 متر بر ثانیه بهطور قابلتوجهی نرخ تهویه را از 60m"/h - بدون هیچ تهویهای - به 140m"/h افزایش میدهد. کیفیت هوای داخل ساختمان در جنوب شرق آسیا مانند تایوان ضعیف است به دلیل فاصله کم خانهها از هم و فضاهای فشرده گردش هوا بسیار کم و تهویه بهسختی انجام میشود، علاوه بر این آلایندههایی مانند بخارآب، کربن مونوکسید، اکسیدهای نیتروژن و ترکیبات آلی فرار با توجه به پختوپز و دوش گرفتن و آدابورسوم تایوانیها پیدا میشود، استفاده درست از تهویه طبیعی میتواند بهطور قابلتوجه ای باعث بهبود کیفیت هوای داخل شود و مصرف انرژی را کاهش دهد. - 1 -

.4 مزایا
خارج کردن بخار، دود، هوای آلوده- بهبود کیفیت هوا- بدون هزینه تعمیر و نگهداری - چند سال تضمین-انواع سایزها - سایزهای متفاوتی از توربینها وجود دارد از 14 تا 36 اینچ - -عدم نیاز به برق - به محیطزیست آسیب وارد نمیکند-هزینه عملیاتی پایین- بدون صدا - مکش قوی - - بدون بازگشت هوا به داخل محیط - جلوگیری از ورود برف و باران - نصب سریع و آسان - هزینه کمتر نسبت به فن - کارایی در سرعتهای بسیار کمباد - مناسب جهت تخلیه هوای انبارها، سولهها، کارخانهها، سرویسهای بهداشتی و... - - 2

.5 متر یال
متر یال آلومینیم، گالوانیزه و استیل باضخامت متفاوت برای آبوهوای مختلف است . استفاده از گالوانیزه آن را مقاومتر میسازد به لحاظ مقابله با باد شدید تگرگ و سرما-حمل و نقل و سبکی و از نمونه آلومینیومی برای مناطق ساحلی توصیه میشود زیرا رطوبت و امکان پوسیدگی زیاد است. این فنها چون در بام نصب میشوند باید در مقابل شرایط جوی مقاوم باشند.

.6 موقعیت نصب
در یک ساختمان سبکوزن در منطقه گرم نصب و راهاندازی این توربینها در اتاقخواب و تمام بخشهای زندگی بهطور قابلتوجه ای میزان استفاده از تأسیسات مکانیکی سرما ساز را کاهش میدهد. این توربینها باید در مرکز هر فضا برای هر گروه از مبلمان قرار بگیرند. در ناهارخوری به دو توربین نیاز است و در اتاقهای خواب توربین باید نزدیک تخت باشد چون سرعت هوا بافاصله از توربین کاهش میابد - شکل - 4 موقعیت توربینها باید بهگونهای باشد که مردم بیشترین بهره را از سرمایش ببرند.

.7 استفاده در اتاق شیروانی

از این توربینها برای تهویه و خارج کردن رطوبت هوای زیر سقف و اتاق شیروانی نیز میتوان استفاده کرد. - شکل - 5