بخشی از مقاله
چکیده
سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی رایج ، در حال حاضر به شیوه کاملا ابتدایی کنترل می گردند. به گونه اي که دماي آب سرد ارسالی از چیلر به سمت ساختمان همیشه در محدوده ترموستاتیک باقی می ماند و فارغ از تغییرات دماي هواي محیط خارج و بار برودتی لحظه اي ساختمان، با دماي ثابت پایین به سمت پایانه هاي سرمایشی ساختمان ارسال می گردد. همچنین تجهیزات بسیار انرژي بر سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی شامل کمپرسورها، پمپهاي چیلد واتر، پمپهاي برج، دمنده برجهاي خنک کن، و دمنده پایانه هاي سرمایشی در ساعات غیر بهره برداري از ساختمان هاي غیر مسکونی عموما به کار خود ادامه می دهند و موجب مصرف غیر ضروري و بسیار بالاي برق در ساختمانها می گردند.
با اجراي سامانه کنترل هوشمند سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی ، ایرادات فوق مرتفع شده و سرمایش به میزان مورد نیاز و متناسب با تغییرات دماي هواي محیط خارج و بار برودتی لحظه اي ساختمان و نیز متناسب با ساعات کاربري ساختمان تامین می گردد. لازم به ذکر است که این اقدام در بخش" -4-19 تاسیسات مکانیکی" مبحث نوزدهم مقررات ملی ساختمان - 1380 - به صورت ضمنی بیان گردیده و در همین بخش از ویرایش جدید مبحث که مراحل پایانی بازنگري خود را طی می کند به صورت شفافتر بیان گردیده است. اما متاسفانه تاکنون این روش بهینه سازي مصرف انرژي در ساختمان مورد غفلت قرار گرفته است.
باید توجه داشت که با توجه به ساعات پیک مصرف برق در شبکه - بین ساعات 19 تا - 23 کنترل هوشمند سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی در ساختمانهاي با کاربري منقطع بر تعویض و جایگزینی آنها با چیلرهاي جذبی ارجحیت دارد، ساده ترین دلیل این موضوع آن است که ساعات پیک یاد شده عموما در ساعات غیر کاربري ساختمانهاي با کاربري منقطع قرار دارد و با توجه به انعطاف پذیري کنترل سیستمهاي سرمایش تراکمی در این ساعات تمامی تجهیزات برقی سرمایش ساختمان را می توان با سیستم کنترل هوشمند سرمایش خاموش نمود.
در صورتیکه در سیستمهاي سرمایش جذبی عموما به علت انعطاف کنترلی کم و خطر کریستاله شدن چیلر، خاموش کردن کامل تجهیزات برقی سرمایش - اعم از پمپ مبرد، پمپ محلول، پمپهاي چیلد واتر، پمپهاي برج، دمنده برجهاي خنک کن، و دمنده پایانه هاي سرمایشی - امکان پذیر نیست. در مقاله حاضر به بررسی سامانه کنترل هوشمند سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی ساختمان و اثرات چشمگیر آن در صرفه جویی مصرف انرژي ساختمان پرداخته می شود.
-1 مقدمه
در حال حاضر سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی رایج در کشور، به شیوه کاملا ابتدایی کنترل می گردند. در این سیستمها چیلرهاي تراکمی به صورت ترموستاتیک کنترل می گردند، در نتیجه دماي آب سرد ارسالی به سمت ساختمان همیشه در یک حد پایین ثابت باقی می ماند و بدون پاسخدهی به تغییرات دماي هواي محیط و بار برودتی لحظه اي ساختمان به سمت پایانه هاي سرمایشی ارسال می گردد.
همچنین تجهیزات پر مصرف انرژي سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی شامل کمپرسورها، پمپهاي چیلد واتر، پمپهاي برج، دمنده برجهاي خنک کن، و دمنده پایانه هاي سرمایشی در ساعات غیر بهره برداري از ساختمان هاي غیر مسکونی عموما به کار خود ادامه می دهند و موجب مصرف غیر ضروري و بسیار بالاي برق در ساختمانها می گردند. جهت بهینه سازي مصرف انرژي در بخش ساختمان، ضروري است که تجهیزات سیستم سرمایش مرکزي تراکمی به نحو مقتضی کنترل گردند.
به گونه اي که در ساختمانهاي مسکونی و نیز در ساعات کاري ساختمانهاي اداري، سرمایش به مقدار مورد نیاز و متناسب با دماي هواي خارج و بار برودتی لحظه اي ساختمان تامین گردد و در ساعات غیر کاري ساختمانهاي غیر مسکونی سیستم سرمایشی در حالت غیر فعال قرار گیرد، به گونه اي که پس از ساعات کاري ساختمان تجهیزات غیر فعال گردیده و ساعاتی پیش از شروع ساعت کاري ساختمان که بایستی در تناسب با دماي هواي بیرون و ساعات غیر فعال بودن تجهیزات باشد، سیستم راه اندازي گردد. با توجه به تخصصی و پیچیده بودن این اقدامات، جهت اعمال کنترل بهینه و دستیابی به حداکثر میزان صرفه جویی انرژي، که با حفظ و بهبود شرایط آسایش ساکنین توام باشد، بایستی از سیستمهاي هوشمند اتوماتیک و به طور اخص از سیستم کنترل هوشمند سرمایش مرکزي تراکمی استفاده نمود.
-2 معرفی سامانه کنترل هوشمند سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی
با اجراي سامانه کنترل هوشمند سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی ، سرمایش به میزان مورد نیاز و متناسب با تغییرات دماي هواي محیط خارج و بار لحظه اي ، همچنین متناسب با ساعات کاربري ساختمان تامین می گردد که این امر منجر به صرفه جویی در مصرف انرژي الکتریکی ساختمان در دوره گرم سال می گردد. اصول بهینه سازي مصرف انرژي توسط سامانه کنترل هوشمند سیستمهاي سرمایش مرکزي تراکمی ، مبتنی بر کنترل سرمایش ساختمان از مبداء و محل تولید برودت می باشد. این سامانه با دریافت اطلاعات از سنسورهاي حرارتی که در محلهاي زیر نصب می گردند :
دماي محیط خارج ساختمان
دماي داخل ساختمان در یک یا چند موضع
کلکتور آب سرد رفت چرخشی
کلکتور آب سرد برگشت چرخشی
لحظه به لحظه اطلاعات حرارتی موقعیتهاي فوق را اندازه گیري نموده و با تشخیص هوشمند نیاز حرارتی ساختمان تا برقراري شرایط مطلوب در تابستان تجهیزات سیستم سرمایش شامل کمپرسورها ، پمپهاي چیلد واتر و پمپ هاي برج خنک کن ، فن هاي برجهاي خنک کن و برق مرکزي فن کوئلها و هواسازها را راهبري می نماید. صرفه جویی مصرف انرژي حاصل از عملکرد سامانه به دو دسته تقسیم می شوند :
کنترل مصارف سرمایشی درزمان استفاده از ساختمان - مسکونی و غیرمسکونی -
خاموشی یا آماده باش موتورخانه پس از ساعت کاري ساختمان هاي غیرمسکونی
هنگام استفاده از سیستم سرمایش تراکمی در ساختمانهاي مسکونی و یا در ساعات کاري ساختمانهاي غیرمسکونی دماي آب سرد ارسالی به ساختمان با توجه به یک منحنی حرارتی کنترل می شود. در این منحنی دماي آب سرد چرخشی ارسالی به پایانه هاي برودتی ساختمان، تابعی از دماي محیط خارج ، دماي محیط داخل و دماي آب سرد برگشت ساختمان می باشد، که دماي آب سرد ارسالی به صورت لحظه اي و خودکار متناسب با پارامترهاي یادشده کنترل می شود و باعث ایجاد دماي یکنواخت در داخل ساختمان می گردد. بدین صورت هنگام کاهش دماي محیط خارج ساختمان تجهیزات به اندازه اي کار می کنند که سرمایش در حد مورد نیاز و در محدوده آسایش حرارتی تامین شود و از تولید بیش از حد سرمایش که موجب اتلاف انرژي است جلوگیري می نماید.
