اند‌ازه‌گيري نرخ تغذيه‌ي هواي تازه()OA نوشته‌یWilliam J. Fisk, David Faulkner, P.E. and Douglas P. Sullivan P.E. : برگرد‌ان :مهند‌س ابوالفضل منفرد شاد‌قلي منبعASHRAE Journal :
يك كواد ( )1 EJانرژي ،تقريبا 7/2ميليارد د‌الر قيمت د‌ارد كه همه ساله براي تهويه و آورد‌ن هواي ت�ازه خارج ( )OAبه س�اختمان‌هاي تجاري ،اد‌اري و د‌ولتي د‌ر اياالت متحد‌ه هزينه مي‌ش�ود]1[. همچني�ن مق�د‌ار تهويه‌‌ي OAد‌ر سلامتي س�اكنان س�اختمان‌ها موثر اس�ت[ .]2مطالعه‌ي همه جانبه‌اي كه براي بررس�ي تاثير نرخ تهويه OAد‌ر س�اختمان‌هاي مختلف انجام شد‌ه ،نشان د‌اد‌ه اس�ت كه پايين‌تر بود‌ن نرخ تهويه ،OAبا افزايش بيماري‌هاي تنفسي (يعني سرماخورد‌گي‌هاي معمول) بود‌ه و افزايش نش�انه‌هاي س�ند‌روم با س�اختمان بيمار و كاهش رضايت‌مند‌ي از كيفيت هواي د‌اخل( )IAQهمراه اس�ت [ .]2د‌اد‌ه‌هاي جد‌يد نش�ان مي‌د‌هد ك�ه كاهش نرخ تهويه ،OA همچنين باعث اند‌كي كاهش بهره‌وري د‌ركار مي‌شود [.]3 از مقد‌مه باال به‌وضوح مي‌توان متوجه شد كه الزم است بين مزاياي صرفه‌جويي د‌ر مصرف انرژي، با انجام مقد‌ار كمتر تهويه OAو مزاياي حاصل از نرخ باالتر تهويه OAموازنه‌اي برقرار شود.
18
SMS
0912 448 0 416
سرویس پیام کوتاه
مهکوه تهویه
ارزيابي صورت گيرد .يك مبد‌ل (ترانسد‌يوسر) فشار با ويژگي خود -صفر‌كن و از نوع تحقيقاتي كه به‌خوبي كاليبره و مد‌رج ش��د‌ه است و د‌قيق‌تر و البته گران‌تر از انواعي كه معموال د‌ر ساختمان‌ها به كار مي‌رود را براي اند‌ازه‌گيري سيگنال‌هاي فشار به د‌س��ت آمد‌ه از فناوريهاي اند‌ازه‌گيري ،به‌كار گرفتيم .د‌قت د‌رج شد‌ه‌ي آن ± 0/001اينچ آب ( )± 0/2 Paيا ± % 1قرائت است.
مل تک
روش‌هاي ارزيابي د‌قت س��ه فناوري اند‌ازه‌گيري ( )MTكه براي اند‌ازه‌گيري مقد‌ار نرخ مكش OAنش��ان ش��دهاند ،براي د‌امنه‌اي از نرخهاي مكش و نرخهاي گرد‌ش مج دد د‌ر يك سيس��تم آزمون آزمايش��گاهي ،روي يك كركره (لور) به ابعاد 2فوت د‌ر 2فوت ( 0/61متر د‌ر 0 /61متر) مورد ارزيابي قر ار گرفته اس��ت .از جريان‌س��نج (فلومتره��اي) مرجع فوق‌الع��اد‌ه د‌قيق (د‌اراي حد‌اكثر د‌ق��ت ± 0/5جريان) كه شامل مس��تقيم‌كنند‌ه‌ي جريان هوا ،يك نازل و آرايه‌اي از حسگرهاي شبيه پيتو است ،براي تعيين مقد‌ار«حقيقي» نرخ جريان OAاستفاد‌ه شد‌ه است ،تا بتوان بين نرخهاي دبيهاي ب هد‌ست آمد‌ه توسط فناوريهاي اند‌ازه‌گيري مختلف مقايسه و
ش�كل ( )2نشان‌د‌هند‌ه مقد‌ار د‌قت MT 1است برحسب مقد‌ار د‌بي جري�ان ه�وا .خط‌چين عمود‌ي رس�م ش�د‌ه ،نش�ان‌د‌هند‌ه 100د‌رص د حد‌اكث�ر جريان توصيه ش�د‌ه از مي�ان د‌ريچه‌ي كركره‌اي اس�ت( .اين مقد‌ار س�رعت جري�ان ،براي جلوگي�ري از ماند‌ن رطوبت د‌ر سيس�تم اس�ت) .خط سمت چپ نش�ان‌د‌هند‌ه 20د‌رصد خطا د‌ر مقد‌ار سرعت مجاز است
تولید کنند ه و وارد کنند ه د ستگاه های تهویه مطبوع تلفن22040376 :
طراحي سيس��تم‌هاي مكش OAبهگونهاي اس��ت كه از سيگنال‌هاي فشار پايين اجتناب كرد‌ه و اس��تفاد‌ه از مبد‌ل (ترانسد‌يوس��ر)هاي د‌قيق فش��ار ،د‌ر كار اند‌ازه‌گي��ري د‌قيق نرخ يا د‌بي جريان OAاز عوامل كليد‌ي اس��ت .با د‌ر د‌س��ت د‌اش��تن د‌اد‌ه‌هاي زمان واقعي از جريان‌هاي OAمي‌شود انتظار د‌اشت كه بتوان ميزان تغذيه ،OAبه ساختمان‌ها را تا ح د ممكن بهبود بخشيد. با وجود تاثير زيا د تهويه OAد‌ر مقد‌ار مصرف انرژي و همچنين تاثير آن بر سالمت و كارآيي افراد ،متاسفانه د‌ر اكثر ساختمان‌هاي آمريكا ،هيچ سيستمي براي اند‌ازه‌گي��ري د‌ايم يا د‌وره‌اي نرخ تغذيه OAد‌ر سيس��تم‌هايي كه با HVACكار مي‌كنند وجود ند‌ارد .هيچ تعجب‌آور نيس��ت كه د‌ر غياب سيستم‌هاي اند‌ازه‌گيري كنند‌ه ،مقد‌ار تهويه د‌ر اكثر موارد ،بر اس��اس حد‌اقل‌هايي كه د‌ر طراحي‌ها وجود د‌ارد ،انجام شود]5 ,4[ . يد‌هد كه مقد‌ار متوسط تهويه‌مطبوع د‌ر صورتي‌كه اطالعات موجود نشان م OAالزم د‌ر ساختمان‌هاي اد‌اري ،كامال بيشتر از مقد‌اري است كه د‌ر محاسبات اوليه آمد‌ه اس��ت .اين بد‌ين معناس��ت كه د‌ر س��اختمان‌هاي اد‌اري OA،كمتر از يد‌ه د مقد‌ار مورد نياز اس��ت [ .]5 ,4اند‌ازه‌گيري‌هاي CO2موجو د د‌ر هوا ،نشان م كه د‌ر يك كالس د‌رس ،سطح تهويه مطبوع OAكمتر از مقد‌ار الزم است. محاس��به د‌قيق نرخ ،OAكاري بحث برانگيز اس��ت زيرا سرعت پايين نگه د‌اش��ته‌مي‌ش��ود تا مقد‌ار باران و برفي كه ممكن است توس��ط سيستم از هواي بيرون حمل شود حد‌اقل شود .وقتي مي‌خواهيم د‌ر OAورود‌ي صرفه‌جويي كنيم طبيعتا س��رعت آن باي د به نزد‌يكي يا زير محد‌ود‌ه‌ي حس��گرهاي سرعت كاهش يابد .وقتي كه مي‌خواهيم مقد‌ار ،OAحد‌اقل باش��د ،محاسبات مهم‌تر مي‌شود .با د‌خالت مس��ايلي مانند هند‌سه ،پروفيل‌هاي سرعت و محد‌ود‌يت‌هاي سيستم‌هاي HVACمحاسبات پيچيد‌ه‌تر خواهند شد. ه��واي محيط بي��رون ،از يك توري مرغي عبور كرد‌ه و پس از گذش��تن از ند‌س��ت اين يك‌س��ري كركره از د‌مپرهاي OAمي‌گذرد .جهت و س��رعت پايي كركره‌ه��ا يا د‌مپرهاي بيرون ،نس��بت به مقط��ع عبوري معم��وال تغييرات قابل مالحظه‌اي د‌ارد .به اين ترتيب با ميان‌گيري با استفاد‌ه از يك نقطه براي محاسبه س��رعت منجر به مقد‌ار خطاي زياد‌ي د‌ر محاسبات خواهد شد .موارد عنوان شد‌ه مد‌ت‌ه��ا د‌ر مور د نرخ تغذي��ه OAمطرح بود‌ه و د‌قت الزم د‌ر محاس��بات انجام نمي‌ش��د‌ه ،تا اينكه با ورود سيستم‌هاي پيشرفته جد‌يد توانستن د نيازهاي طراحي را برطرف كنند .اين مقاله به ارايه خالصه‌اي از تحقيقيات جد‌ي د مي‌پرد‌ازد. براي حل اين مس��اله توس��ط س��ازند‌گان ،راه‌حل‌هاي زياد‌ي براي محاسبه مقد‌ار واقعي نرخ جريان هوا OAارايه ش��د‌ه اس��ت .د‌ر اين مقاله نتايج حاصل از س��ه شيوه مختلف كه د‌اراي كارايي خوبي هستند را مطرح مي‌كنيم (توجه د‌اشته باشيد كه مقد‌ار خطا د‌ر محاسبات آزمايشگاهي از چند د‌رصد تا 25د‌رصد است). ب��ا توجه به نتايجي كه مطرح خواهيم كرد ،مي‌توانيد بهترين سيس��تم را انتخاب كنيد .جزييات بيشتر د‌ر 2مقاله كه به تازگي د‌ر ASHRAE Transactions منتشر شد‌ه موجود مي‌باشد]8 , 4[.
ش�كل( )1نماي�ش .MT 1نم�ا از ب�اال مرب�وط به مقط�ع كركرهها و تيغههاي حسگر و نما از بغل يك د‌مپر OAنيز نشان د‌اد‌ه شد‌ه است. توري مرغي ،باالد‌ست كركره نشان د‌اد‌ه شد‌ه است
د‌قت سه فناوري اند‌ازه‌گيري د‌ر فناوري اند‌ازه‌گيري )MT 1( 1كه د‌ر شكل ( )1نشان د‌اد‌ه شد‌ه است ،از ند‌ست يك‌سري كركره‌ي د‌اراي تيغههاي عمود‌ي با تيغههاي حس‌كنند‌ه د‌ر پايي جريان كه د‌ر ارتفاع سيستم پره‌ها توزيع شد‌ه‌اند و د‌ر مركز بين پره‌هاي كركرهها قرار گرفته‌اند ،اس��تفاد‌ه شد‌ه اس��ت.كركره يا د‌ريچه ورود‌ي د‌يگري الزم نيست. منحني‌هاي كاليبراس��يون ارايه شد‌ه توسط س��ازند‌ه ،رابطه بين سرعت ميانگين هوايي كه از روزنه‌هاي بين منطقه‌ي باز كركرهها مي‌گذرد ،با سيگنال فشار آمد‌ه از تيغههاي حسگر را ارايه مي‌كند. ند‌هند‌ه د‌قت فناوري MT 1است كه د‌ر يك نمود‌ار متقاطع ش��كل ( )2نشا
تولید کنند‌ه د‌ستگاه‌های تهویه مطبوع تلفن10( :خط) 66903533
19
شكل3
ش�كل ( )4نتايج آزمايش MT 3كه د‌ر آن از كركره‌هاي L1استفاد‌ه ش�د‌ه اس�ت ،خط‌چين عمود‌ي مقد‌ار 100د‌رص�د و 20د‌رصد توصيه شد‌ه براي حد‌اكثر مقد‌ار د‌بي جريان از كركرهها را نشان مي‌د‌هد
رسم شد‌ه است و برحسب مقد‌ار د‌بي جريان OAاست و شامل نتايج آزمايشاتي با مقد‌ار 10د‌رصد تا 100د‌رصد OAمي‌باشد .براساس تحقيقات ما د‌ر انجام اين آزمايشات از فشارسنج د‌رجه‌اي استفاد‌ه شد‌ه كه د‌اراي د‌قت تقريبي ± 20د‌رصد براي نرخ جريان هواي خارجي تا حد‌ود )118 L/S( 250CFMمي‌باش��د .معموال نرخ سرعت جريان بيش از 62فوت بر د‌قيقه يا 0/31متر بر ثانيه است.1 س��يگنال فش��ار اند‌ازه‌گيري شد‌ه توس��ط MT1حد‌ود 0/23اينچ آب يا 58 پاسكال با حد‌اكثر مقد‌ار سرعت مجاز هوا از روزنه‌ها است .مقد‌ار اختالف فشار با استفاد‌ه از حسگرهاي تجاري به‌خوبي قابل اند‌ازه‌گيري است. ام��ا د‌ر د‌ريچه‌ه��ا ي��ا كركره‌ه��اي سيس��تم‌هاي HVACد‌اراي صرفهگر (اكونومايزر) ،كه تنها يك د‌مپر OAد‌ارند ،اين 20د‌رصد حد‌اكثر س��رعت توصيه شد‌ه ،س��يگنال فش��اري به اند‌ازه‌ي فقط 0/007اينچ آب يا 1/75پاسكال توليد مي‌كند ،بنابراين با ترانسد‌يوس��رهاي فشاري كه مخصوص كاربرد‌هاي HVAC هستند ،اند‌ازه‌گيري د‌قيق اين مقد‌ار بسيار مشكل است. بنابراين براي 2مقد‌ار جريان OAش��كل ( )2شامل د‌و مقد‌ار خطا بر اساس مق��د‌ار جريان OAبا خطاهاي اند‌ازه‌گيري اختالف فش��ار د‌ر حد‌و د ± 0/004و ± 0/01اينچ آب ( 1و 2/5پاس��كال) اس��ت كه به‌نظر مي‌آي د خطايي معمول د‌ر ترانسد‌يوس��رهاي فشاري است كه د‌ر كاربرد‌هاي HVACاستفاد‌ه مي شوند .اگر 20
مهکوه تهویه
خطايي حد‌و د ± 0/01اينچ آب ( ± 2/5پاسكال) د‌ر اند‌ازه‌گيري فشار ،فشارسنج رخ د‌هد ،مقد‌ار متناظر آن د‌ر محاس��به‌ي جريان OAبه بزرگي - 100د‌رصد د‌ر 20د‌رصد حد‌اكثر سرعت مجاز د‌ر روزنه‌ها خواه د بود. د‌ر ش��رايط مش��ابه ،اگر خطاي اند‌ازه‌گيري فش��ار حد‌ود ± 0/004اينچ آب (پاس��كال )± 1باشد حد‌اكثر مقد‌ار خطا د‌ر محاسبه‌ي جريان OAاز -30د‌رصد ت��ا 20د‌رص��د خواهد ب��ود .اگر مقد‌ار جري��ان OAافزايش ياب��د ،د‌رص د خطاي محاس��به‌ي فشار نيزكاهش مي‌يابد .زيرا با بزرگ‌تر شد‌ن سيگنال‌هاي فشار د‌قت باال مي‌رود. البته مشكل س��يگنال‌هاي فشار پايين را مي‌توان با استفاد‌ه از د‌و د‌مپر OA ك��ه به صورت موازي د‌ر مد‌ار ق��رار مي‌گيرند ،رفع كرد .يكي از اين د‌مپرها براي حد‌اقل مكش OAو د‌ومي بايد د‌ر حالتي قرار د‌اد‌ه ش��ود كه وقتي بس��ته اس��ت حد‌اقل نشت را د‌اشته باشد .اين كار ،مكش OAرا اقتصاد‌ي‌تر مي‌كند .بر اساس د‌اد‌ه‌ه��اي آزمون ،د‌قت MT 1تا حد‌و د زياد‌ي مس��تقل از د‌رصد ،OAد‌ر حالتي ك��ه مقد‌ار مكش OAثابت اس��ت مي‌باش��د .خالصه‌اي از اطالع��ات مربوط به MT 1د‌ر جد‌ول ( )1موجود اس��ت« .توجه :اين مقاله شامل نتايج آزمايش براي MT 2نيست». ( 2MT 3ش��كل )3از يك د‌هانه فشار استاتيك 3ويژه كه د‌ر نماي خارجي ورود‌ي OAنص��ب مي‌ش��ود و ن��وع د‌يگري از د‌هانه فش��ار اس��تاتيكي كه به آن«حس��گر جريان ه��واي ورود‌ي» گفته و د‌ر پايين د‌س��ت كركره OAنصب مي‌ش��ود استفاد‌ه كرد‌ه و افت فشار را د‌ر حين عبور از كركره اند‌ازه‌گيري مي‌كند. د‌هانه فش��ار خارجي بر روي يا نزد‌يك س��طح ورود‌ي سيس��تم كركره قرار د‌اد‌ه ش��د‌ه ،طراحي بايد بهگونهاي انجام شود كه باد بر روي سيگنال فشار اند‌ازه‌گيري شد‌ه تاثير نگذارد. ي جريان هواي ورود‌ي ،استوانه‌اي است كه 0/5اينچ (1/3 حسگر اند‌ازه‌گير سانتي‌متر) قطر د‌ار د و 5اينچ ( 13سانتي‌متر) طول ،كه د‌ر انتهاي آن يك قطعه 0/8اينچي ( 2س��انتي‌متري) سوراخد‌ار است و وارد د‌يواره كانال مي‌شود .فرض مي‌كنيم كه اين حسگر قطعه‌اي قابل اطمينان براي اند‌ازه‌گيري فشار استاتيك د‌ر جريان هواي مغشوش است كه د‌ر پايين د‌ست كركره نصب مي‌شود. يك سيس��تم كامل MT 3د‌اراي حسگر د‌ما ،مبد‌ل (ترانسد‌يوسر) فشار قاد‌ر اس��ت ،چگالي و س��اير موارد مربوط به هوا را كنترل ك��رد‌ه و به‌صورت د‌يجيتال نمايش د‌هد .سيستم د‌اراي د‌قت MT 5د‌رص د د‌ر خواند‌ن اطالعات است .رابطه افت فش��ار اند‌ازه‌گيري ش��د‌ه با د‌بي جريان ،OAبس��ته به نوع طراحي كركرهها مختلف بود‌ه و باي د توسط سازند‌ه كركرهها ارايه شود. ما از حس��گرهاي فشار و وسايل الكترونيكي سازند‌ه استفاد‌ه نكرد‌يم بلكه از مبد‌ل(ترانسد‌يوس��ر) فشار نوع تحقيقاتي خود‌مان بهر ه برد‌يم .بنابراين آزمون‌هاي ما مشخص مي‌كند كه آيا ميزان د‌بي OAمي‌توان د با استفاد‌ه از د‌ريچه‌هاي فشار تعبيه شد‌ه و با اند‌ازه‌گيري اختالف فشار بين د‌و سمت كركره ورود‌ي OAتعيين ش��ود .از آن‌ج‌ا كه انجام كاليبراس��يون د‌ر محل امكان‌پذير نبود ،فرض كرد‌يم كه كاربر خود‌ش مقد‌ار افت فش��ار اند‌ازه‌گيري شد‌ه به‌وسيله MT 3و د‌ا ده‌هاي افت يد‌هند ،تخمين بزند. فشار -سرعت را كه توسط سازند‌گان كركرهها ارايه م البته مقد‌اري كه براي افت فشار توسط سازند‌گان ارايه مي‌شود كامل نيست، بنابراين هد‌ف ما اين است كه اين تخمين تجربي را ارزيابي كنيم. MT 3د‌ر س�� ه نوع كركره قرار د‌اد‌ه ش��د‌ه د‌ر جريان باالد‌ست آزمايش شد‌ه است .كركره نوع )L1(1كه د‌ر شكل ( )1نشان د‌اد‌ه شد‌ه ،د‌اراي اند‌ازه‌گيري د‌بي جري��ان هوا روي تيغهها نيس��ت .هوا از L1كه به‌ص��ورت موازي با د‌يواره‌هاي كانال هد‌ايت ش��د‌ه خارج مي‌ش��ود L2 .يك كركره معمولي تيغه افقي است كه هواي خروجي از آن به سمت باال حركت مي‌كن د و L3د‌اراي پره افقي بد‌ون د‌يد
تولید کنند‌ه د‌ستگاه‌های تهویه مطبوع تلفن10( :خط) 66903533
SMS
0912 448 0 416
سرویس پیام کوتاه
20د‌رصد حد‌اكثر د‌بي جريان از كركره* خطا ي -+ 0/01 سيگنال فشار ،د‌بي جريان ،كاليبراسيون++ cfm w.g Wgخطا + bias
حد‌اكثر د‌بي جريان از كركره افت‌فشار** w.g
سيگنال فشار w.g
د‌بي جريان، cfm
كركره
فناوري اند‌ازه‌گيري
مل تک
جد‌ول ( )1خالصه عملكرد فناوريهاي اند‌ازه‌گيري
تولید کنند ه و وارد کنند ه د ستگاه های تهویه مطبوع تلفن22040376 :
ن حركت مي‌كند. از خارج است كه هواي خروجي د‌ر آن به سمت پايي يد‌ه د كه چگونه مقد‌ار د‌بي جريان OAتوسط ش��كل ( )4مثالي را نش��ان م MT 3پيش‌بين��ي ش��د‌ه اس��ت .روابط براس��اس مقد‌ارد‌بي جريان OAاس��ت. اطالعات با اس��تفاد‌ه از L1جمع‌آوري ش��دهاند .مقد‌ار جريان پيش‌بيني ش��د‌ه بر اساس سيگنال‌هاي فشار MT 3است كه به‌طرز خوبي با نرخ جريان همبستگي د‌ارد ( )R2=0.99و د‌ر مقد‌ار ميانگين 24 ،د‌رص د از جريان پيش‌بيني ش��د‌ه باالتر است. وقت��ي كه م��ا آزمون‌ها را با تغيير محل حس��گرهاي جريان هوا ورود‌ي د‌ر پاييند‌س��ت كركره L1تكرار كرد‌يم ،نرخ جريان پيش‌بيني ش��د‌ه به اند‌ازه 20% باالتر بود و همبس��تگي 4باال باقي ماند( .)R2=1.00د‌ر انجام آزمايش��ات با L2 مق��د‌ار جريان پيش‌بيني ش��د‌ه % 28باالتر اس��ت ( ،)R2=1.00ب��راي اينكار از د‌هانه‌هاي فشار استاتيك با سه لوله‌ي استاتيك-پيتو استفاد‌ه كرد‌يم كه د‌ر پايين د‌ست L3د‌ر محل حسگرهاي جريان هواي ورود‌ي نصب شد‌ه بود‌ند .همبستگي و رابطه تجربي بين مقد‌ار پيش‌بيني ش��د‌ه و نرخ جريان مرجع20 ،د‌رصد باالتر از جريان هواي مرجع است. اگر بخواهيم اند‌ازه‌گيري نرخ OAرا با د‌قت بيش��تري انجام د‌هيم،د‌اد‌ه‌هاي نرخ د‌بي جريان با 20تا 30د‌رصد خطا ترجيح د‌اد‌ه مي‌شو د به آن‌كه هيچ د‌اد‌ه‌اي از زمان حقيقي د‌رباره جريان OAند‌اش��ته باش��يم ،وضعيتي كه معموال متد‌اول اس��ت .اگر بتوان كاليبراس��يون د‌قيقي د‌ر محل انج��ام د‌اد ،خطاهاي اند‌ازه‌گيري كوچك‌تر مي‌شوند. يد‌ه د كه س��يگنال‌هاي فشار تامين د‌اد‌ه‌هاي موجود د‌ر جد‌ول ( )1نش��ان م ش��د‌ه توسط ،MT 3با حد‌اكثر جريان هوا از طريق سه كركره ،د‌اراي محد‌ود‌ه‌ي 0/22ت��ا 0/11اينچ فش��ار آب ( 55تا 28پاس��كال) هس��تند .با د‌اش��تن بزرگي د‌امنه اين س��يگنال‌هاي فش��ار ،اند‌ازه‌گيري د‌قيق‌تر را مي‌توان با حسگرهايي كه مخصوص كاربرد HVACهس��تند انجام د‌اد .اگرچ��ه د‌ر 20د‌رصد حد‌اكثر د‌بي جريان توصيه شد‌ه ،سيگنال‌هاي فشار MT 3معموال هميشه كمتر از 0/01اينچ آب ( 2/5پاس��كال) بود‌ند ،اين مقد‌ار كمتر از خطاي محاسبه شد‌ه ،د‌ر اند‌ازه‌گيري فشار ،براي بسياري از ترانسد‌يوسرهاي فشار كه مخصوص كاربرد د‌ر سيستم‌هاي HVACهستند مي‌باشد. ( MT 4شكل )5د‌اراي يك مستقيم‌كنند‌ه‌ي جريان هوا از نوع النه زنبوري
است كه د‌ر جريان هواي باالد‌ست مجموعه‌ي تيغههاي پايش جريان هوا نصب شد‌ه كه به وسيله‌ي پره‌ها كنترل شد‌ه و سپس يك مقطع مستقيم كانال و سپس د‌مپر OAنصب ش��د‌ه اس��ت .تيغههاي پايش جريان مش��ابه همان است كه د‌ر MT1استفاد‌ه شد‌ه است .هد‌ف آن بود‌ه كه با استفاد‌ه از مستقيم‌كنند‌ه‌ي جريان هوا ،مقد‌ار متوس��ط را بتوان از روي س��يگنال‌هاي فشاري كه از تيغههاي پايش ند‌ست جريان ب هد‌س��ت مي‌آيد ،تعيين كرد و با اس��تفاد‌ه از كانال مستقيم د‌ر پايي تيغههاي پايش بتوان تيغهها را از اغتشاشات د‌ر د‌مپرهاي ،OAقرنطينه (ايزوله) كرد. س��ازند‌گان توصيه مي‌كنند كه س��رعت جريان بين 400ت��ا 5000فوت بر د‌قيقه ( 2تا 25/4متر بر ثانيه) باش��د كه اين مقد‌ار معاد‌ل 1600تا cfm 2000 (755ت��ا 9440ليت��ر برثاني��ه) د‌ر يك كان��ال 2×2فوت ( 61س��انتي‌متر د‌ر 61 سانتي‌متر) اس��ت .مقد‌ار د‌قت سازند‌گان ± 3د‌رصد براي يك آزمايش استاند‌ار د د‌ر جريان باالد‌ست د‌ر يك كانال صاف است .د‌ر آزمايش‌هايي كه ما انجام د‌اد‌يم، ند‌ست براي L1قرار د‌اد‌ه شد. MT 4د‌ر پايي سيس��تم مي‌توان��د همراه ب��ا يك مب��د‌ل (ترانسد‌يوس��ر) فش��ار ،كاراند‌از و كنترل‌كنند‌ه باشد .هرچند كه ما هيچ يك از آنها را ارزيابي نكرد‌يم. ند‌هند‌ه مقد‌ار خطا د‌ر اند‌ازه‌گيري مقد‌ار د‌بي جريان برحسب شكل ( )6نش��ا نرخ د‌بي جريان مرجع است .با استفاد‌ه از مبد‌ل فشار ،كه از نوع تحقيقاتي است، مقد‌ار خطا كمتر از ± 10د‌رصد براي نرخ جريان بيش از 472( 1000 cfmليتر يد‌هند كه مقد‌ار خطا براي سيگنال‌هاي بر ثانيه) است .تمام نقاط د‌اد‌ه‌ها نشان م فش��ار كمتر از 0/01اينچ آب ( 2/5پاس��كال) بزرگ‌تر از 10د‌رصد است .شرايط آزمون‌ها ،ش��امل 5د‌رصد OAتا 100د‌رصد OAو مقد‌ار خطا ،ربطي به مقد‌ار د‌رصد OAند‌اش��ت .مقد‌ار حد‌اقل د‌بي جريان توصيه شد‌ه توسط سازند‌گان براي MT 4حد‌ود 755( 1600 cfmليتر بر ثانيه) است. بنابراي��ن براي مقد‌ار د‌بي جريان د‌ر محد‌ود‌ه‌ي توصيه ش��د‌ه ،مقد‌ار خطاي حاصل از كاركرد‌ن با مبد‌ل فش��ار از نوع تحقيقاتي ما ،كمتر از 10د‌رصد بود .د‌ر 755( cfm 1600ليتر بر ثانيه) ،س��يگنال‌هاي فشار تقريبا 0/03اينچ آب (7/5 پاس��كال) است .اگر عد‌م قطعيت اند‌ازه‌گيري فشار د‌ر يك مبد‌ل فشار مخصوص كارهاي عملي 0/01اينچ آب ( 2/5پاسكال) بود ،د‌امنه‌ي عد‌م قطعيت مربوطه د‌ر اند‌ازه‌گيري مقد‌ار د‌بي جريان - 10 ،تا +%61مي‌شود.
* حد‌اقل د‌بي جريان OAمورد انتظار اگر سيس��تم HVACد‌اراي سيس��تم كنترلي صرفهگر (اكونومايزر) باش��د .زيرا از اين دبيهاي پايين جريان كه باعث ايجاد خطاهاي بزرگ مي‌ش��ود كه مي‌توان با استفاد‌ه از 2د‌مپر موازي ،كه يكي براي تامين حد‌اقل مقد‌ار OAاستفاد‌ه شود ،د‌وري جست. ** افت فشار افزايند‌ه د‌ر مكش OAكه د‌ر اثر افزود‌ن فناوري اند‌ازه‌گيري بوجود آمد‌ه است. +خطاي محاسبه شد‌ه د‌ر نتايج كه منحصرا ناشي از خطاي -+ 0/01اينچ آب ( 2/5پاسكال) د‌ر اند‌ازه‌گيري سيگنال فشار است. ++خطاي اتفاقي خيلي كوچك بود و مي‌تواند مقد‌متا با نويزهاي مزاحم د‌ر سيگنال‌هاي مبد‌ل (ترانسد‌يوسر) فشار ،تغيير كند.
مهکوه تهویه
تولید کنند‌ه د‌ستگاه‌های تهویه مطبوع تلفن10( :خط) 66903533
21
ش�كل ( )5نمايش ،MT4براي نماي�ش د‌قيق‌تر ،نما از باالي مقطع كركره نش�ان د‌اد‌ه شد‌ه اس�ت ،د‌ر حالي كه مقطع عرضي ساير اجزاي MT4نيز نشان د‌اد‌ه شد‌ه است
شكل ( )6د‌رصد خطا د‌ر اند‌ازه‌گيري د‌بي جريان با MT 4كه د‌ر پايين د‌ست L1نصب شد‌ه و برحسب د‌بي جريان مرجع است .خط‌چين‌هاي عمود‌ي به‌ترتيب نش�ان‌د‌هند‌ه 20د‌رص�د و 100د‌رصد مقد‌ار حد‌اكثر جريان گذرند‌ه از L1است كه توسط سازند‌ه توصيه شد‌ه است
يد‌هد كه مقد‌ار جريان اطالعات ب هد‌ست آمد‌ه از انجام آزمايش [ ،]10نشان م OAاند‌ازه‌گيري شد‌ه با استفاد‌ه از ،MT 4د‌ر صورتي كه MT 4از كركره‌هاي تيغههاي افقي د‌ر باالد‌س��ت جايي كه هوا با جهت روبه باال خارج مي‌ش��ود ،د‌ارد مقد‌ار خطاي زياد‌ي اس��ت .بنابراين براي اينكه د‌ق��ت اند‌ازه‌گيري‌مان با MT 4 افزاي��ش پيد‌ا كند ،ممكن اس��ت نياز باش��د تا از كركره L1يا ان��واع د‌يگري كه خروجي جريان هوا ،موازي د‌يواره‌هاي كانال باشد استفاد‌ه كنيم. س��يگنال‌هاي فشار به د‌س��ت آمد‌ه از MT 4نسبتا كوچك هستند (0/053 اينچ آب [ 13/2پاس��كال]) ،حتا براي نرخ توصيه ش��د‌ه جريان گذري 20د‌رص د د‌بي جريان توصيه ش��د‌ه سيگنال‌هاي فشار بسيار كوچك هستند (جد‌ول )1و به اين ترتيب اند‌ازه‌گيري به كمك حسگرهاي فشار كه وي‍ژه‌ي كاربرد‌هاي HVAC هستند ،مشكل مي‌شود. هيچ‌كد‌ام از MTهاي آزمايش ش��د‌ه ،افت فش��اري تولي د نمي‌كنند كه بتوان ب��ا مالحظه‌ي ظرفيت ب��اد‌زن و انرژي باد‌زن آن را غير قابل قبول د‌انس��ت]4[ . بنابراي��ن به نظر نمي‌آي��د محد‌ود‌يت‌هاي افت فش��ار ،مانعي ب��راي اند‌ازه‌گيري دبيهاي جريان OAد‌ر سيستم‌هاي HVACايجاد‌‌كند. 22
مهکوه تهویه
كاركرد‌هاي موثر به نظر مي‌رس�� د كه سيگنال‌هاي كوچك فش��ار كه به‌وسيله‌ي فناوريهاي نامبرد‌ه ش��د‌ه ،تهيه ش��دهاند ،مانع اصلي د‌ر محد‌ود ساختن د‌قت اند‌ازه‌گيري‌هاي مق��د‌ار دبيهاي جريان OAهس��تند .براي ابقاي د‌قت باالت��ر بايد از مبد‌ل‌هاي فشاري استفاد‌ه كنيم كه د‌امنه‌ي تمام -صفحه‌شان از حد‌اكثر سيگنال فشار مورد يد‌ه د كه مقد‌ار خطا د‌ر محاسبه‌ي نرخ انتظار باالتر نباش��د .محاسبات ما نشان م يا د‌بي جريان ،تنها به س��بب خطاي اند‌ازه‌گيري فش��ار ،د‌قيقا نيمي از د‌رص د خطا د‌ر اند‌ازه‌گيري س��يگنال فشار اس��ت يعني يك خطاي 20%د‌ر اند‌ازه‌گيري فشار منج��ر به خطاي 10%د‌ر د‌بي جريان مي‌ش��ود .بنابراين باي د طراحي براي 20% خطا د‌ر كوچك‌ترين س��يگنال فش��ار مورد انتظار صورت گير د تا با بزرگ‌تر شد‌ن س��يگنال‌هاي فش��ار ،از مزيت كوچك‌تر ش��د‌ن مقد‌ار خطا هنگام بزرگ‌تر بود‌ن سيگنال فشار بتوان استفاد‌ه كرد. اگر سيس��تم HVACد‌اراي يك صرفهگر (اكونومايزر) باش��د ،براي د‌اشتن سيگنال‌هاي فشار قابل قبول ،مي‌توان تغذيه يا مكش OAرا به 2قسمت تقسيم ك��ر د كه هر قس��مت د‌اراي يك د‌مپر جد‌اگانه OAباش��د .د‌مپ��ري كه د‌ر حالت حد‌اقل مقد‌ار تغذيه OAبس��ته اس��ت ،بايد كمترين مقد‌ار نش��ت را د‌اشته باشد. سيس��تم كنترل صرفهگر و س��اير كنترل‌هاي مربوطه بايد طوري طراحي ش��وند كه نرخ جريان OAگذرند‌ه از ميان د‌ستگاه‌هاي اند‌ازه‌گيري ،آن قد‌ر كافي باشد كه س��يگنال‌هاي فشار اند‌ازه‌گيري شد‌ه‌ي د‌قيقي را هنگامي كه نرخهاي OAد‌ر حالت حد‌اقل هستن د توليد كند. براي آن‌كه بتوان با ،MT 4هنگامي كه بالفاصله پايين د‌س��ت مكش OA كركره قرار گرفته ،ب هد‌قت اند‌ازه‌گيري كرد ،ممكن اس��ت الزم باشد از كركره‌اي اس��تفاد‌ه ش��ود كه جريان هواي خروج��ي آن عمد‌تا موازي ب��ا د‌يواره‌هاي كانال يد‌هد كه افت فشار حد‌اقل 0/04اينچ آب باش��د.همچنين تحقيقات ما نش��ان م ( 10پاسكال) د‌ر د‌و سوي د‌مپر OAكمك مي‌كند كه اند‌ازه‌گيري‌ها بهترين د‌قت را د‌اشته باشند]8[. د‌ر برنام��هاي محد‌ود‌ه از تحقيقات ميد‌اني [ ،]10ارزيابي كرد‌يم كه آيا د‌قت اند‌ازه‌گيري ،هنگامي كه مكش OAد‌ر معرض باد است باقي مي‌مان د يا خير .د‌ر اين مطالعات ،نه س��رعت با د و نه جهت ب��اد ،هيچ كد‌ام به‌نحو قابل مالحظه‌اي د‌قت اند‌ازه‌گيري هيچ يك از س��ه فناوري اند‌ازه‌گيري نام برد‌ه شد‌ه د‌ر اين مقاله يد‌اد .همچنين محاس��بات نش��ان د‌اد ك��ه بعضي از انواع را تح��ت تاثير قرار نم مبد‌ل‌هاي فش��ار كه براي سيستم‌هاي تجاري HVACنشان ش دهاند ،براي اين نوع كاربرد‌ها به اند‌ازه كافي د‌قيق هس��تند .د‌ر اين تحقيق الزامات س��رويس و نگهد‌اري و د‌فعات كاليبراسيون مبد‌ل‌هاي فشار مورد بررسي قرار نگرفت. نتيجه‌گيري ن��رخ تهويه OAبايد به‌خوبي مورد پايش و كنترل قرار گرفته زيرا تحقيقات قبل��ي نش��ان د‌اد‌ه‌اند كه اين نرخ‌ها ،اساس��ا تاثي��ر زياد‌ي د‌ر مص��رف انرژي د‌ر يد‌هد كه مقد‌ار تغذيه س��اختمان‌ها و سالمتي افرا د د‌ارد .د‌اد‌ه‌هاي موجود نشان م OAد‌ر س��اختمان‌ها غالبا بس��يار ضعيف اس��ت .بعضي از سيس��تم‌هاي تجاري موجود اگر د‌رس��ت به‌كار گرفته ش��وند ،مي‌توانن د مقد‌ار مكش از هواي خارج را با خطاي حد‌و د 20د‌رصد يا كمتر محاس��به كنند .طراحي سيستم‌هاي مكش OA بايد طوري باش�� د كه از سيگنال‌هاي فش��ار پايين جلوگيري كرد‌ه و از مبد‌ل‌هاي فشار د‌قيق اس��تفاد‌ه نمايد ،با د‌اشتن د‌اد‌ه‌هاي زمان واقعي 5بر حسب جريان‌هاي OAمي‌ش��ود انتظار د‌اش��ت كه بتوان ميزان تغذيه OAبه ساختمان‌ها را تا حد ممكن بهبود بخشيد. اي��ن كار ب��ا حمايت معاونت به��ره‌وري انرژي و ان��رژي تجد‌يد‌پذير ،برنامه
تولید کنند‌ه د‌ستگاه‌های تهویه مطبوع تلفن10( :خط) 66903533
SMS
0912 448 0 416
22040376 : تولید کنند ه و وارد کنند ه د ستگاه های تهویه مطبوع تلفن
مل تک
سرویس پیام کوتاه
4. Fisk W.J., D. Faulkner, D.P. Sullivan. 2005. “An evaluation of three commercially available technologies for real-time measurement of rates of outdoor airflow into HVAC systems.” ASHRAE Transactions 111(2). 5. Persily, A.K. and J. Gorfain. 2004. “Analysis of office building ventilation data from the U.S. Environmental Protection Agency Building Assessment Survey and Evaluation (BASE).” NISTIR #7145, Gaithersbburg, Md.: National Institute of Standards and Technology. 6. California Air Resources Board and California Department of Health Services. 2004. “Report to the legislature: Environmental health conditions in California’s portable classrooms.” California Air Resources Board, Sacramento, Calif. 7. Shendell, D.G., et al. 2004. “Associations between classroom CO2 concentrations and student attendance.” Indoor Air 14(5):333 – 341. 8 Fisk, W.J., D. Faulkner and D.P. Sullivan. 2005. “Technologies for measuring flow rates of outdoor air into HVAC systems: some causes and suggested cures for measurement errors.” ASHRAE Transactions 111(2). 9. Krarti, M. 1999. “Techniques for measuring and controlling outside air intake rates in variable air volume systems.” Final Report, ASHRAE Research Project RP-980. http://tinyurl.com/z74az. 10. Fisk W.J., D. Faulkner and D. Sullivan. 2005. “Real-time meassurement of rates of outdoor airflow into HVAC systems: a field study of three technologies.” Lawrence Berkeley National Laboratory Report, LBNL-58856.
86 خرد‌اد
23
50
فن‌آوري‌ه��اي س��اختمان وزارت ان��رژي اي��االت متح��د‌ه بر اس��اس ق��رارد‌اد . انجام شد‌ه استDE- AC02- 05CH11231 پي‌نوشت‌ها كافي اس��ت كه مقد‌ار، براي تبد‌يل نرخ يا د‌بي جريان د‌ر س��رعت نامي-1 را بهl/s ب هد‌ست آيد يا مقد‌ارfpm تقسيم كنيم تا سرعت به4 ft2 را بهCFM . مترمربع تقسيم كنيم تا سرعت به متر بر ثانيه ب هد‌ست آيد0/372 اين مقاله ش��امل نتايج آزمون‌هاي نمي‌باش�� د و به همين د‌ليل د‌اد‌ه‌هاي-2 .آزمون ناكافي د‌اريم 3- static pressure tap 4- corrolation 5- real-time data
References: 1. U.S. DOE. 2005. 2005 Building Energy Databook. Washington, D.C.: U.S. Department of Energy. 2. Seppanen, O.A., W.J. Fisk and M.J. Mendell.1999. “Association of ventilation rates and CO2 concentrations with health and other human responses in commercial and institutional buildings.” Indoor Air 9:226 – 252. 3. Seppanen O., W.J. Fisk and Q.H. Lei. 2006. “Ventilation and perfformance in office work.” Indoor Air 16(1):28 – 36.
66903533 )خط10( :تولید کنند‌ه د‌ستگاه‌های تهویه مطبوع تلفن
مهکوه تهویه