به نام خداوند جان و خرد
شاپا1735−5648 : سال ششم −شمار ه شصت و سوم -دی 1388
د ه گواهینام ه ISO 9001در ایران اولین نشری ه دارن
منب�ع تمام�ی نوش�تار و مق�االت درج ش�ده در ای�ن ماهنامه ،انجمن مهندس�ان تهویه مطبوع ،گرمایش و تهویه و تبرید آمریکاست. ASHRAE HANDBOOK FUNDAMENTALS - 2005 REFRIGERATION - 2002 APPLICATIONS - 2007 SYSTEMS AND EQUIPMENT - 2008 ASHRAE NEWSLETTER - 2009 -2010 ASHRAE JOURNAL 2006-2007-2008 -2009-2010 مترجمی�ن مت�ون ف�وق ،ب�دون اس�تثنا صاح�ب اث�ر چاپش�ده در حوزه HVACمیباش�ند و تمام متون نشریه توسط یکی از بزرگان و اساتید بیچون وچرای ای�ن صنعت ،مورد انتخاب ،بازنگری و ویرایش نهایی قرار گرفته است.
ماهنامه فنی ،مهندسی صاحب امتیاز و مدیر مسوول :مهندس محمدحسین دهقان سردبیر :مهندس رامین تابان فهرست: 3
اخبار اشری _________________________________________3 ASHRAE NEWS
4
تازههای نشر اشری _________________________4 ASHRAE PUBLICATIONS
17
اصول و مبانی تهویه مطبوع _________________17 HVAC FUNDAMENTALS
23
مبانی تبرید _______________________________________23 REFRIGERATION
33
اخبار محصوالت __________________________________33 PRODUCT NEWS
● سیستمهای تمامآب
●محاسبات بار سرمایی و گرمایی در ساختمانهای غیرمسکونی ● میکروبیولوژی و نگهداری از مواد غذایی
35
کاربردهای تهویه مطبوع _______________________35 HVAC APPLICATIONS
48
واژگان تاسیسات 48 ASHRAE Terminology ________________ ASHRAE
● ارزشگذاری مصرف انرژی
65
اخبار صنعت _______________________________________65 INDUSTRY NEWS
50
سیستمها و تجهیزات _____________________50 SYSTEMS & EQUIPMENT
67
نشریه اختصاصی اشری __________________________67 ASHRAE JOURNAL
● راندمان حرارتی و بازیابی گرما
● تبرید خورشیدی
تهران ،سیدخندان ،خیابان ارسباران ،کوچ ه ستاری ،شمار ه 22 تهران -صندوقپستی14335-536 : تلفن22885647 : دورنگار22885651 : امور مشترکین22885649 : URL: WWW. HVAC. IR
مدیر تولید :محمد پیروزمند صفحهآرایی و گرافیک :نرگس فرقانی ویراستار :شهال مهرافزا خطاطی لوگو :نادر خسروانی لیتوگرافی :سحر گرافیک چاپ و صحافی :روشنا (سهروردی شمالی ،بعد از هویزه ،کوچه افشار جوان ،شماره 2
تلفن)88507518 -19 :
پیامک )0912 - 448 - 0 - 416 : (SMS استفاده مکتوب از مقاالت این نشریه امکانپذیر نمیباشد.
پارسنسیمصحرا
بوران تهویه
تلفن22921800 :
تلفن88847796 :
ASHRAE شمار ه −63دی 1388
2
رويال بوران
هواسپاس
تلفن88848027 :
تلفن88444209 :
BACnetچیست؟
،BACnetپروت��کل اس��تاندارد ANSI ،ASHRAEو ISOو از از هایو ISOو ANSI ،ASHRAE اس��تاندارد پروت��کل ،BACnet اتوماسیون سیستم های کنترل و ارتباطی شبکه های جمله پروتکل
اتوماسیون ب��رآوردهمهای برایو سیست کنترل شبکههای س��اختمانلهای جمله پروتک نمودن نیازهای اختصاصی ارتباطیطور اس��ت که به نیازهای نمودن برای ب��رآورده اختصاصی هایبه طور اس��ت که س��اختمان کاربردهایی س��اختمان در اتوماسیون کنترل و سیس��تم ارتباطی
کاربردهایی س��اختمان اتوماسیون کنترل و سیس��تم ارتباطی روشنایی،درسیستمهای تاسیسات مطبوع، های تهویه تهویه، گرمایش، مانند های م سیست روشنایی، تاسیسات مطبوع، تهویه تهویه، گرمایش، مانند امنیتی ،سیس��تمهای اعالم حریق و تجهی��زات مرتبط با آنها طراحی
طراحی مرتبط با آنها تجهی��زات حریق اعالم اینهای سیس��تم بستر س��اختمان، کاربری نظرواز نوع و صرف پروتکل امنیتی،اس��ت. ش��ده بستر س��اختمان، کاربری و نوع از نظر ف صر پروتکل این اس��ت. ش��ده مناسبی برای تبادل اطالعات بین تجهیزات مرتبط با سیستم اتوماسیون
مناسبی برای تبادل اطالعات بین تجهیزات مرتبط با سیستم اتوماسیون س��اختمان را فراهم میآورد و به همین جهت اس��ت که در پایگاههای س��اختمان را فراهم میآورد و به همین جهت اس��ت که در پایگاههای کامپیوت��ری ،کنترلکنندههای دیجیتال مس��تقیم و کنترلکنندههای کامپیوت��ری ،کنترلکنندههای دیجیتال مس��تقیم و کنترلکنندههای یکپارچه و کنترلکنندههای با کاربری خاص کاربرد بسیاری دارد. یکپارچه و کنترلکنندههای با کاربری خاص کاربرد بسیاری دارد. BACnetاصطالحی اس��ت که معموال برای اش��اره به اس��تاندارد BACnetاصطالحی اس��ت که معموال برای اش��اره به اس��تاندارد ANSI/ASHRAE 135-1995م��ورد اس��تفاده ق��رار میگی��رد .این ANSI/ASHRAE 135-1995م��ورد اس��تفاده ق��رار میگی��رد .این اس��تاندارد اولین بار از س��وی انجم��ن ASHRAEو ANSIتدوین و اس��تاندارد اولین بار از س��وی انجم��ن ASHRAEو ANSIتدوین و منتش��ر گردید BACnet .ش��کل اختصاری شبکه کنترل و اتوماسیون گردید BACnet .ش��کل اختصاری شبکه کنترل و اتوماسیون منتش��ر ساختمان 11است که در گروه پروتکلهای ارتباطی باز و غیراختصاصی قرار ساختمان است که در گروه پروتکلهای ارتباطی باز و غیراختصاصی قرار میگیرد و از سوی کنسرسیوم سازندگان و کاربران سیستمهای مدیریت میگیرد و از سوی کنسرسیوم سازندگان و کاربران سیستمهای مدیریت ساختمان نیز به رسمیت شناخته شده است. ساختمان نیز به رسمیت شناخته شده است. پیشنهاد اس��تفاده از پروتکل BACnetاولین بار در ماه ژوئن سال پیشنهاد اس��تفاده از پروتکل BACnetاولین بار در ماه ژوئن سال 1987در کنفرانس کمیته پروژه اس��تاندارد ( )SPCدر ش��هر نش��ویل، 1987در کنفرانس کمیته پروژه اس��تاندارد ( )SPCدر ش��هر نش��ویل، پایتخت ایالت تنسی آمریکا ارائه شد .در این کنفرانس تمامی شاخصههای پایتخت ایالت تنسی آمریکا ارائه شد .در این کنفرانس تمامی شاخصههای مطلوبی که یک پروتکل ایدهآل باید به همراه داشته باشد مطرح گردید. مطلوبی که یک پروتکل ایدهآل باید به همراه داشته باشد مطرح گردید. این ش��اخصهها که مواردی مانند قابلی��ت تطبیقپذیری در کاربردهای این ش��اخصهها که مواردی مانند قابلی��ت تطبیقپذیری در کاربردهای مختلف ،کارآیی ،س��ازگاری با سایر شبکهها و کاربرها ،انعطافپذیری، مختلف ،کارآیی ،س��ازگاری با سایر شبکهها و کاربرها ،انعطافپذیری، تبادل هنگام تبادل در هنگام باال در اطمینان باال قابلیت اطمینان اقتصادی ،قابلیت صرفه اقتصادی، توس��عه ،صرفه قابلیت توس��عه، قابلیت
تهويه مطبوع مراكز آموزشي
مرجع جيبي لولهكشي
فيلتراسيون و آمادهسازي هوا
آكوستيك
اتاق تميز
مرجع جيبي گرمايش و تهويه مطبوع
اطالعات ،قابلیت پردازش اطالعات به صورت آنالین ،س��ادگی ،امکان امکان آنالین، پایداریبهدرصورت اطالعات هایپردازش قابلیت اطالعات، س��ادگی،آن قرار واقعی در راس ش��رایط مختلف و اولویت تعیین
تعیین اولویتهای مختلف و پایداری در ش��رایط واقعی در راس آن قرار داش��ت ،در نهایت منجر به طراحی پروتکلی شد که امروز با نام پروتکل داش��ت ،در نهایت منجر به طراحی پروتکلی شد که امروز با نام پروتکل BACnetمطرح شده و کاربردهای بسیاری پیدا کرده است. BACnetمطرح شده و کاربردهای بسیاری پیدا کرده است. در راهنمای پانصد صفحهای پروتکل ،BACnetجزئیات مربوط به در راهنمای پانصد صفحهای پروتکل ،BACnetجزئیات مربوط به است. شده است. تشریح شده پروتکل تشریح این پروتکل بر این مبتنی بر سیستم مبتنی یک سیستم عملکرد یک چگونگی عملکرد چگونگی گذاشتن اشتراک گذاشتن به اشتراک برای به سیستم برای اجزای سیستم که اجزای قوانینی که تمامی قوانینی راهنما تمامی این راهنما در این در اطالع��ات ب��ا یکدیگر به کار میگیرند ،چگونگی انجام این کار و بس��تر ارتباطی مورد استفاده ،چگونگی تفس��یر اطالعات و دیگر قابلیتهای بستری پروتکل بستری این پروتکل تر ،این سادههتر، عبارت ساد به عبارت است .به شده است. داده شده توضیح داده موجود ،توضیح موجود،
این از این نظر از فنظر صرف مختلف ،صر های مختلف، سیستممهای آن ،سیست مبنای آن، بر مبنای که بر آورد که یآورد فراهم ممی را فراهم را که توسط کدام سازنده ساخته شدهاند ،میتوانند بدون هیچ محدودیت که توسط کدام سازنده ساخته شدهاند ،میتوانند بدون هیچ محدودیت با یکدیگر ارتباط برقرار کنند BACnet .یک پروتکل کامال غیراختصاصی با یکدیگر ارتباط برقرار کنند BACnet .یک پروتکل کامال غیراختصاصی اس��ت .به این معنی که در آن از هیچ تراشه یا پروتکلهای اختصاصی و اس��ت .به این معنی که در آن از هیچ تراشه یا پروتکلهای اختصاصی و منحصر به فردی استفاده نشده است. س��الاست. استفاده نشده پروتکلفردی منحصر به 1995در قالب استاندارد ASHRAE/ BACnetدر ASHRAE/ استاندارداستاندارد قالبدر قالب س��الدر1995 BACnet 135پروتکل ISO 16484-5جای س��الدر2003 ANSIو در
جای سالISO 16484-5 استاندارد پذیریقالب 2003در س��ال روش و در ANSI 135 در 2003 BACnetدر پروتکل تطبیق آزمایش گرفت.
دائما پروتکل منتشر BSR/ASHRAE روش135.1 اس��تاندارد 2003در اینسال گردید .در BACnet پروتکل آزمایش تطبیقپذیری گرفت. ASHRAE عنوان تحت ASHRAE انجمن تخصصی کمیته سوی از اس��تاندارد BSR/ASHRAE 135.1منتشر گردید .این پروتکل دائما
Project Committee 135مورد بازنگری و اصالح قرار میگیرد .بیتردید از سوی کمیته تخصصی انجمن ASHRAEتحت عنوان ASHRAE میتوان گفت که این پروتکل تاثیر شگرفی در صنعت کنترلکنندههای Project Committee 135مورد بازنگری و اصالح قرار میگیرد .بیتردید HVACبرجای گذاشته است که نمیتوان به سادگی از آن گذشت. میتوان گفت که این پروتکل تاثیر شگرفی در صنعت کنترلکنندههای HVACبرجای گذاشته است که نمیتوان به سادگی از آن گذشت.
خانه تاسیسات 22885647-50
تهويه مطبوع استوكر
چيلر جذبي
تجهيزات تبريد
اخالق مهندسي و مهندسي اخالق
راهنماي جيبي ASHRAE
طراحي تاسيسات AutoCAD MEP
یکتا تهویه اروند
سبالن هیدروشیمی
تلفن88739880 :
تلفن88614798-9 :
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
خانه تاسیسات
دورههای آموزشی
PRODUCT NEWS SYSTEMS & EQUIPMENT
نیما تهویه
مهکوه تهویه
تلفن021-22881962 :
تلفن66903533 :
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
ASHRAE NEWS
ASHRAE NEWS خبرهای اختصاصی انجمن ASHRAE ASHRAE NEWSLETTER − 2010
همکاری ASHRAEو UNEPبرای کاهش انتشار گازهای گلخانهای گزارشهای رسیده حاکی از آن است که انجمن ASHRAEو UNEPبه تازگی برنامه مشترکی را به منظور کاهش انتشار گازهای گلخانهای آغاز کردهاند و در همین راستا قصد دارند راهکار نوینی برای افزایش بازده تجهیزات سرمایشی ،سیستمهای تهویه مطبوع و طراحی ساختمانها ،به نحوی که میزان انتشار گازهای گلخانهای در آنها به حداقل برسد را آغاز کنند .در این برنامه زمانبندی مش��خصی برای دستیابی به اهداف تعیین ش��ده در زمینه حذف تدریجی مبردهایی که موجب تخریب الیه ازن میشوند ،در نظر گرفته شده است.
انتشار راهنمای جدید برای طراحی مراکز درمانی انجم��ن ASHRAEاخی��را راهنمای جدی��دی را تحت عنوان «راهنمای پیش��رفته طراحی مراکز درمانی کوچک و بیمارس��تانها از دیدگاه انرژی» منتش��ر کرده است که در آن توصیهها و راهکاره��ای مرتبط برای طراحی یکپارچه مراکز درمانی و بیمارس��تانهای کوچک با صرفهجویی حداکثر در مصرف انرژی و حفظ کیفیت مطلوب هوای داخل ،جریان هوای موردنیاز و نسبتهای فش��ار مناطق مختلف ارائه ش��ده اس��ت .این راهنم��ا برای مراک��ز درمانی با حداکث��ر زیربنای ) 90,000ft2 (8400m2قابل استفاده است .مجموعه راهنمای پیشرفته طراحی انرژی که توسط انجمن ASHRAEتهیه و منتش��ر ش��ده اس��ت دربرگیرنده توصیههایی اس��ت که رعایت آنها تضمینکننده کاهش س��ی درصدی در زمینه مصرف انرژی به اندازه س��ی درصد فراتر از محدوده تعیین شده در استاندارد 1999-ASHRAE 90.1است. نيروگاه حرارتي
مهندسي شبكههاي آبرساني
دستنامه تاسيسات
دستيار مهندس تاسيسات
گرمايش تابشي
نانوسيال و مهندسي انتقال گرما
مبدلهاي حرارتي صفحهاي
مراجعات سريع (ويرايش جديد)
راهنماي طراحي استخر
فنها و كمپرسورهاي جريانمحوري
22885647-50
بازرسي و ارزيابي شبكههاي لولهكشي محاسبات سرانگشتي تهويه مطبوع
پارسنسیمصحرا
بوران تهویه
تلفن22921800 :
تلفن88847796 :
ASHRAE NEWS
ASHRAE شمار ه −63دی 1388
4
ASHRAE PUBLICATIONS
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE JOURNAL
REFRIGERATION
رويال بوران
هواسپاس
تلفن88848027 :
تلفن88444209 :
PRODUCT NEWS
HVAC APPLICATIONS
SYSTEMS & EQUIPMENT
INDUSTRY NEWS
سیستمهای تمامآب ()1 Air Conditioning System Design Manual, 2nd Edition, ASHRAE Publication برگردان :مهندس رامین تابان∗
مقدمه
تشعشعی از یک سیستم رطوبتگیری از هوا نیز استفاده میشود.
در سیستمهای تمامآب ،تامین سرمایش یا گرمایش موردنیاز محیط
سه مشخصه اصلی سیستمهای تمامآب که در اغلب پروژهها به عنوان
1
با گردش آب س��رد یا گرم تولید ش��ده در سیس��تم گرمایش یا سرمایش مرک��زی (دیگ یا چیلر) و ارس��ال آن به واحدهای ترمینال 2مس��تقر در قسمتهای مختلف فضای مطبوع شده داخل ساختمان صورت میگیرد. در این سیس��تمها ،دفع یا جذب حرارت از هوای اتاق به واس��طه انتقال حرارت جابهجایی اجباری یا طبیعی انجام میشود .تنها استثنا مربوط به سیستمهای تمامآب تشعشعی 3است که عملکرد آنها معموال مبتنی بر انتقال حرارت تشعشعی است که مقدار گرمای منتقل شده در این وضعیت به عواملی مانند اندازه و س��اختار سطوح انتقال حرارت بستگی دارد .از سیستمهای تمامآب میتوان هم برای تامین سرمایش و هم برای تامین گرمایش اس��تفاده کرد؛ به طوری که آب گرم مورد اس��تفاده برای تامین
ویژگی برتر و مطلوب این سیستمها ،نقش موثری در انتخاب آنها توسط
طراحان دارد عبارتند از:
.1آب در مقایس��ه با هوا ،متناسب با نیازهای فضا و مصرف انرژی،
محیط واسطه بهتری نسبت به هوا به شمار میرود .ضمن آن که کاهش الزامات ش��بکه توزیع در سیستمهای تمامآب در مقایسه با سیستمهای تمام هوا یا آب و هوا ،ویژگی ارزشمندی است که به ویژه در ساختمانهای قدیمی با فضای محدود برای اجرای ش��بکه کانال بسیار راهگشا خواهد بود.
.2در سیستمهای تمامآب ،ضرورتی برای گردش هوا در داخل سیستم
مرک��زی وجود ندارد .بنابراین انتش��ار ب��و و آالیندههای مختلف در نقاط مختلف س��اختمان که در سیستمهای مرکزی تمام هوا یکی از مشکالت
گرمایش ،در فصل تابستان و با استفاده از همان سیستم لولهکشی یا به
متداول است ،وجود نداشته نخواهد داشت.
تامین سرمایش به کار گرفته میشود .بررسی هر یک از دو ساختار یاد شده
کنترل و واحدهای ترمینال اغلب کمتر از سایر سیستمهاست .در صورتی
در صورت استفاده از سیستمهای سرمایشی تشعشعی ،به استثنای
شود ،سیستمهای تمام هوا به لحاظ اقتصادی نیز بسیار مقرون به صرفه
واسطه یک سیستم لولهکشی مستقل برای به گردش درآوردن آب سرد و در ادامه این مقاله انجام میگیرد. 4
سیس��تمهای مورد اس��تفاده در فرآیندهای سرمایش صنعتی ،به منظور جلوگی��ری از تقطیر بخار آب در فضای داخل ،معموال در کنار سیس��تم تهويه مطبوع مراكز آموزشي
مرجع جيبي لولهكشي
فيلتراسيون و آمادهسازي هوا
آكوستيك
اتاق تميز
مرجع جيبي گرمايش و تهويه مطبوع
.3هزینه اولیه سیستمهای تمام هوا متناسب با تعداد مناطق تحت
که در کنار تمامی بازشوهای ساختمان یک ترمینال خروجی در نظر گرفته خواهند بود.
خانه تاسیسات 22885647-50
برای بررسی اولین مشخصه ذکر شده برای سیستمهای تمامآب ،یک تهويه مطبوع استوكر
چيلر جذبي
تجهيزات تبريد
اخالق مهندسي و مهندسي اخالق
راهنماي جيبي ASHRAE
طراحي تاسيسات AutoCAD MEP
یکتا تهویه اروند
سبالن هیدروشیمی
تلفن88739880 :
تلفن88614798-9 :
خانه تاسیسات
دورههای آموزشی
سیستم هوایی را در نظر بگیرید که در آن هوا با دمای ) 55ºF (12.8ºCو
نیما تهویه
مهکوه تهویه
تلفن021-22881962 :
تلفن66903533 :
سیستمهای هوایی فضای بسیار کمتری موردنیاز است.
سرعت ) 2000fpm (10.2m/sدر کانال رفت 5جریان دارد و دمای فضای
● سیستمهای تمامآب به واسطه بازدهی باالی شبکه توزیع ،گزینه
موردنیاز برای این سیستم را با سیستم تمامآب معادل با آن مقایسه کنید.
● در سیستمهای تمامآب معموال فضای بسیار کمی برای اتاق مرکزی
آب در داخل لوله ) 6fps (1.8m/sو اختالف دمای آب در مس��یر رفت و
● در سیستمهای تمامی آب امکان کنترل مجزای هر یک از اتاقها با
داخل ساختمان باید ) 75ºF (23.9ºCباشد .حال مساحت شبکه کانال
به این منظور ،اندازه لولههای رفت و برگش��ت را با فرض آن که س��رعت
برگشت ) 10ºF (5.6ºCباشد ،در نظر بگیرید.
نسبت مس��احت کانال برای سیستم موردنظر به مساحت لولههای
موردنیاز برای سیستم تمامآب عبارت است از:
(حجم مخصوص هوا) × (گرم��ای ویژه آب) × (اختالف دمای آب) × (سرعت آب در داخل لولهها) × (تعداد کانالها) (حجم مخصوص آب) × (گرم��ای ویژه هوا) × (اختالف دمای هوا) × (سرعت هوا در داخل شبکه کانال) × (تعداد لولهها)
مناسبی برای ساختمانهای قدیمی به شمار میروند.
فن موردنیاز است (یا اصال نیازی به چنین فضایی نیست).
حداقل آالیندگی یا انتقال آالیندهها بین فضاهای مختلف وجود دارد.
● از آنجایی که در سیستمهای تمامآب امکان استفاده از آب با دمای
پایی��ن نیز برای گرمایش وجود دارد ،به کارگیری سیس��تمهای گرمایش خورشیدی و سیس��تمهای بازیابی گرما 6به همراه این سیستمها بسیار
=
مساحت کانال
متداول است.
اما در کنار مزایای یاد ش��ده ،سیس��تمهای تمامآب معایبی را نیز به
مساحت لوله
همراه دارند که اصلیترین آنها عبارتند از:
● سیستمهای تمامآب نیاز زیادی به نگهداری دارند و عمده نگهداری
این سیستمها مربوط به واحدهای ترمینالی است که در فضای داخل قرار با وجود آن که ممکن است چنین مقایسهای در برخی موارد بیمعنی
به نظر برسد ،اما رابطه فوق نشاندهنده آن است که در صورت استفاده از
یک سیستم هوایی و یک سیستم تمامآب برای تامین یک ظرفیت ثابت، س��طح موردنیاز شبکه کانال صد و پنجاه و ش��ش برای سطح موردنیاز
لولههای آب خواهد بود .ضمن آن که در یک ظرفیت مشخص (برای دو
سیس��تم یاد ش��ده) برای به گردش درآوردن آب در داخل لولهها از پمپ استفاده میشود که توان مصرفی آن در مقایسه با فنی که برای به گردش
درآوردن هوا به کار گرفته میشوند تا همان ظرفیت تامین شود بسیار کمتر
است .در سیستم هوایی باید فضایی برای اجرای کانال تخلیه یا برگشت هوا و عایقکاری ش��بکه کانال نیز در نظر گرفته ش��ود .در سیس��تم آبی نیز باید فضای مشخصی برای اجرای شبکه لولهکشی ،دریچههای تخلیه، عایقکاری لولهها و سینیهای جمعآوری چگالیده زیر کوئلهای سرمایی
ترمینالها در نظر گرفته شود .سیستمهای تمامآب و سیستمهای آب و هوا معموال نیازمند نصب واحدهای ترمینال در فضای داخل هستند ،در
حالی که سیستمهای تمام هوا معموال هیچ فضایی در داخل اتاق اشغال
نمیکنند.
گرفتهاند.
● استفاده از سینیهای جمعآوری و تخلیه چگالیده 7و سیستم تخلیه
به همراه سیستمهای تمامآب ضروری است .ضمن آن که سیستم تخلیه
و سینی جمعآوری چگالیده در این سیستمها باید به صورت دورهای تمیز شود.
● در سیس��تمهای تمامآب ،وضعیت تهویه فضای داخل معموال به
صورت مرکزی کنترل نمیش��ود و تامین تهویه موردنیاز ساختمان اغلب ب��ا باز کردن پنجرهها یا به واس��طه دریچههای ورود ه��وای خارج در هر
ترمینال تامین میگردد .بنابراین در صورت اس��تفاده از این سیستمها،
تامین کیفیت مطل��وب هوای داخل یکی از چالشهای اصلی پیش روی طراح خواهد بود.
● در صورت استفاده از سیستمهای تمامآب ،رطوبت نسبی فضاهای
داخل در فصل تابستان ممکن است بسیار زیاد باشد .این مساله به ویژه در
صورت استفاده از شیرهای تنظیم آب سرد برای کنترل دمای اتاق بیشتر مشهود خواهد بود.
در ادامه این مقاله ،مقایسه مفصلتری میان سیستمهایی تمامآب و
سایر سیستمها صورت گرفته است.
کاربردهای سیستمهای تمامآب مزایا و معایب ش��اخصترین مزایای سیس��تمهای تمامآب را میتوان در موارد زیر خالصه کرد: ● ب��رای اجرای ش��بکه توزیع سیس��تمهای تمامآب در مقایس��ه با
مناس�ب بودن سیس�تمهای تم�امآب برای ان�واع مختلف ساختمانها در گذشته ،سیس��تمهای تمامآب به وفور در ساختمانهای اداری،
بیمارستانها ،آسایش��گاهها ،آپارتمانها ،هتلها و مراکز آموزشی مورد
استفاده قرار میگرفتند .سیستمهای تمامآب گزینه مناسبی برای فضاهای
نيروگاه حرارتي
مهندسي شبكههاي آبرساني
دستنامه تاسيسات
دستيار مهندس تاسيسات
گرمايش تابشي
نانوسيال و مهندسي انتقال گرما
مبدلهاي حرارتي صفحهاي
مراجعات سريع (ويرايش جديد)
راهنماي طراحي استخر
فنها و كمپرسورهاي جريانمحوري
22885647-50
بازرسي و ارزيابي شبكههاي لولهكشي محاسبات سرانگشتي تهويه مطبوع
پارسنسیمصحرا
بوران تهویه
تلفن22921800 :
تلفن88847796 :
ASHRAE شمار ه −63دی 1388
6
رويال بوران
هواسپاس
تلفن88848027 :
تلفن88444209 :
پیرامونی ساختمان 8با الزامات سرمایشی و گرمایشی قابلپیشبینی به شمار
میروند .در صورت استفاده از این سیستمها برای تامین سرمایش در طول سال ،در تمام طول سال آب سرد و یا هوای خارج مورد نیاز برای تامین
سرمایش باید تامین شود .سیستمهای تمامآب گزینه چندان مناسبی برای فضاهای داخلی به شمار نمیروند .ضمن آن که در کاربردهایی که کنترل
دقیق تهویه (به منظور تامین کیفیت مطلوب هوای داخل) و رطوبت نسبی از اهمیت باالیی برخوردار است ،این سیستمها انتخاب مناسبی نیستند.
از طرفی ،این سیستمها قابلیت کنترل مجزای دمای هر یک از اتاقها را دارند .یکی از اصلیترین دالیل کاربرد زیاد سیستمهای تمامآب در هتلها
و آپارتمانها ،فضای بسیار کمی است که توسط شبکه توزیع این سیستمها اشغال میشود .مشخصه مهمتر این سیس��تمها که استفاده از آنها در
چنی��ن کاربردهایی را پررنگتر میکند ،اس��تقالل هر یک از اتاقها برای
کنترل شرایط دمایی است.
در هتلها و متلهای لوکس ،سیستمهای تمامآب مبتنی بر فنکوئل
میتوانند به عنوان جایگزین مطلوبی برای پمپهای حرارتی منبع آبی مورد
استفاده قرار گیرند .البته در هر دو صورت ،به منظور دستیابی به کیفیت
مطلوب هوای داخل ،سیس��تم تمام هوا باید در کنار یک سیستم تهویه به کار گرفته شود .این سیستمها در آپارتمانهای مجهز به شبکه کانال نیز قابل استفاده هستند؛ به طوری که هوای تهویه از طریق شبکه کانال
و س��رمایش و گرمایش موردنیاز از طریق سیستم تمامآب تامین شود که البته این روش به ندرت مورد اس��تفاده قرار میگیرد .در مراکز آموزشی،
برای کالسهای درسی که در فضاهای پیرامونی ساختمان قرار گرفتهاند،
واحدهای تهویه سیس��تم تم��امآب اغلب در کن��ار تهویهکنندههای نوع
یکپارچه 9یا سیستمهای با حجم هوای متغیر ( )VAVبه همراه گرمای
محیطی به عنوان سیستم کمکی به کار گرفته میشوند.
تطابق دادن سیستمهای تمامآب با ساختار فعلی ساختمان به دلیل
فضای کم مورد نیاز آنها ،در مقایس��ه با س��ایر سیستمها بسیار سادهتر
اس��ت .این مشخصه در کاربردهایی مانند مراکز مذهبی یا مراکز تاریخی به اندازهای تاثیرگذار است که در مراکز تاریخی که کنترل رطوبت اهمیت
زیادی دارد ،سیستمهای تمامآب مبتنی بر واحدهای فنکوئل باز هم به سیستمهای تمامی هوای حجم ثابت (که قابلیتهای بیشتری برای کنترل
رطوبت دارند) ترجیح داده میشوند.
آب برگش��ت ،تحت پوشش قرار میگیرد .در این سیستمها در آن واحد، آب سرد یا گرم در یک مدار بسته منتهی به واحدهای ترمینال به گردش در میآید. .2سیستمهای سهلولهای ،11سیستمهایی هستند که در آنها لوله آب رفت برای آب س��رد و گرم از یکدیگر مجزاس��ت ولی لوله آب برگشت آنها مشترک است. .3سیستمهای چهارلولهای ،12سیستمهایی هستند که در آنها برای مجزاسازی مدار کوئلهای سرمایی و گرمایی ،دو لولهکشی مستقل برای لولههای رفت و برگشت آب سرد و گرم در نظر گرفته میشود.
ساختار سیستمهای تمامآب
سیستمهای تمامآب از نظر ساختار معموال در سه گروه زیر طبقهبندی
میشوند:
.1سیس��تمهای دولولهای ،سیس��تمهایی هس��تند که در آنها
سیستمهایدولولهای ساختار کلی سیستمهای دولولهای سیس��تمهای تمامآب دولولهای متش��کل از تجهیزات مرکزی برای
10
واحدهای ترمینال توس��ط دو لوله آب ،یکی لوله آب رفت و دیگری لوله تهويه مطبوع مراكز آموزشي
مرجع جيبي لولهكشي
فيلتراسيون و آمادهسازي هوا
آكوستيك
اتاق تميز
مرجع جيبي گرمايش و تهويه مطبوع
س��رمایش و گرمایش آب ،واحدهای ترمینال ،پمپها ،لولهکشی توزیع و
خانه تاسیسات 22885647-50
تهويه مطبوع استوكر
چيلر جذبي
تجهيزات تبريد
اخالق مهندسي و مهندسي اخالق
راهنماي جيبي ASHRAE
طراحي تاسيسات AutoCAD MEP
یکتا تهویه اروند
سبالن هیدروشیمی
تلفن88739880 :
تلفن88614798-9 :
خانه تاسیسات
دورههای آموزشی
نیما تهویه
مهکوه تهویه
تلفن021-22881962 :
تلفن66903533 :
وضعیت سرمایشی ،آب سرد برای تامین سرمایش محسوس 13و نهان 14به واحدهای ترمینال ارسال میشود .در وضعیت گرمایشی نیز ،آب گرم برای تامین گرمایش محسوس 15به واحدهای ترمینال ارسال میگردد .دمای
اتاق با تنظیم خودکار یا دستی جریان هوا یا آب یا هر دوی آنها صورت میپذیرد .در س��ادهترین شکل ممکن ،کل سیس��تم باید یا در وضعیت
سرمایش��ی باشد یا در وضعیت گرمایشی .اولین عیب چنین سیستم آن اس��ت که در برخی موارد ممکن اس��ت برخی مناطق ساختمان نیازمند
سرمایش باشند ،در حالی که در همان زمان ،برخی مناطق دیگر نیازمند گرمایش هس��تند .البته برای حل این مش��کل میتوان تمامی فضاهایی
که الزامات سرمایش یا گرمایش مشابهی دارند را در هنگام منطقهبندی ساختمان در یک منطقه جای داد .به این ترتیب با طراحی سیستم گردش
آب و مدارهای کنترل مربوطه ،میتوان برخی از مناطق را س��رد و برخی
دیگر را گرم نمود .در سیستمهای دولولهای ،منطقهبندی ،آرایش سیستم لولهکشی و مدارهای کنترل به منظور دستیابی به انعطافپذیری یاد شده
مستلزم طراحی بسیار دقیقی است.
مناطق س��اختمان را میتوان بر مبنای وضعیت تابش خورش��ید در
نماهای مختلف ساختمان نیز تعیین نمود .برای فضاهایی که بهره گرمایی
خورشید در فصل بهار و پاییز نقش غالب را در الزامات سرمایش و گرمایش فضای داخل ایفا میکند ،منطقهبندی به روش یاد شده باید در دستور کار
قرار گیرد .البته عواملی مانند سایهاندازی سایر ساختمانها که در طول روز (و نه فقط در زمان حداکثر بار) متغیر است ،ممکن است کارآیی این
روش را زیر سوال ببرد .اغلب اوقات هر یک از انشعابهای اصلی سیستم کنترلکنندههای سیس��تم و ترمینالها هستند .در این سیستمها ،هر
ترمینال به یک لوله رفت و یک لوله برگشت مستقل متصل میشود .در شیرهای تغییر وضعیت کارکرد مناطق
منطقه 4
منطقه 2
منطقه 3
لولهکشی با استفاده از یک رایزر اصلی و برای تامین الزامات یک منطقه
طراحی میشود .وضعیت کارکرد سیس��تم (سرمایش یا گرمایش) برای ترمینالهای مرتبط با این انش��عاب را میتوان به عنوان مبنای جانمایی
ترموس��تات اتاق یا طراحی مدار کنترل سیستم در نظر گرفت .البته این
منطقه 1
ساختار در واقع حلقه رابطی میان یک سیستم دولولهای و یک سیستم
چهارلوله که در ادامه تشریح خواهد شد به شمار میرود.
آرایش سیس��تم لولهکشی که در تصویر ( )1نش��ان داده شده است
شامل هر دو پمپ گرمایشی و سرمایشی است .هنگامی که منطقهبندی پمپ
پمپ
ساختمان به گونهای باشد که کارکرد سیستم در هر دو وضعیت سرمایشی
مولد آب گرم
و گرمایشی ضرورت داشته باشد ،هم با آب سرد و هم با آب گرم سروکار
شیرهایتعیینوضعیتکارکردسیستم
خواهیم داش��ت .ظرفیت پمپ آب سرد باید به اندازهای باشد که حداقل جریان موردنیاز برای عبور آب از مدار داخلی چیلر را تامین کند .در صورتی
چیلر
تصویر ( )1س�اختار کلی یک سیس�تم تمامآب دولول�های چندمنطقهای ()Carrier 1965
که تنها س��رمایش موردنیاز باشد ،پمپ آب گرم را میتوان خاموش کرد. همچنین امکان آن وجود دارد که برای به گردش درآوردن آب س��رد ،هر دو پم��پ را به طور همزمان به کار انداخت .در این وضعیت ،آب گرم در
نيروگاه حرارتي
مهندسي شبكههاي آبرساني
دستنامه تاسيسات
دستيار مهندس تاسيسات
گرمايش تابشي
نانوسيال و مهندسي انتقال گرما
مبدلهاي حرارتي صفحهاي
مراجعات سريع (ويرايش جديد)
راهنماي طراحي استخر
فنها و كمپرسورهاي جريانمحوري
22885647-50
بازرسي و ارزيابي شبكههاي لولهكشي محاسبات سرانگشتي تهويه مطبوع
پارسنسیمصحرا
بوران تهویه
تلفن22921800 :
تلفن88847796 :
ASHRAE شمار ه −63دی 1388
8
سیستم وجود نخواهد داشت ،ولی ظرفیت کل پمپاژ به صورت مشترک
رويال بوران
هواسپاس
تلفن88848027 :
تلفن88444209 :
سرعت فن
متوسط
زیاد
به کار گرفته میش��ود .در فصول معتدل س��ال و گاهی اوقات در فصل
کم
زمستان ،برای تامین نیازهای گرمایشی ساختمان ،راهاندازی سیستم با حداکثر جریان آب ضرورتی ندارد.
دمای خشک اتاق
نکته مهم دیگری که در این نوع سیستمها باید مورد توجه قرار گیرد
دما (درجه سانتیگراد)
از اختالط آب س��رد و گرم در باالدس��ت تجهیزات مولد آب گرم یا س��رد جلوگیری به عمل آید.
در این سیستمها نصب شیرهای کنترل در هر دو مدار رفت و برگشت
برای کنترل وضعیت کارکرد سیستم در هر یک از مناطق ضروری است.
دما (درجه فارنهایت) یا رطوبت نسبی (درصد)
آن اس��ت که طراحی مدار لولهکشی سیس��تمهای باید طوری باشد که رطوبت نسبی اتاق
البته تغییر وضعیت کارکرد سیس��تم از حالت سرمایشی به گرمایشی یا برعک��س باید با در نظر گرفتن مالحظات مختلفی صورت پذیرد؛ چرا که
این مس��اله به عوامل مختلفی از قبیل دمای هوای خارج و بار ناش��ی از تابش خورش��ید بستگی دارد .به این منظور میتوان از حسگرهای دمای هوای خارج و یا قابلیتهای ذخیره انرژی حرارتی اس��تفاده کرد .استفاده
از ترموستاتهای اتاقی و تغییر دستی عملکرد سیستم از دیگر روشهای
قابل استفاده برای تامین سرمایش و گرمایش موردنیاز هر یک از مناطق است .متاسفانه تمامی روشهای کنترل دیگر هر یک به نوبه خود با معایب و مشکالتی همراه هستند.
درصد بار محسوس اتاق
تصویر ( )2نمودار تغییرات دما و رطوبت نسبی اتاق با استفاده از کنترلکننده سهسرعتی فن ()Carrier 1965
مسایل یاد شده در نهایت منحر به آن خواهد شد که طراحی سیستم
به منظور منطقهبندی صحیح با پیچیدگیهای خاص خود همراه باشد. ضمن آن که هزینه مضاعف پمپها ،لولهکشی و کنترلکنندههای موردنیاز
به همراه سیستمها دولولهای ممکن است تا حدی موجب رنگ باختن این در صورت اس��تفاده از واحدهای فنکوئل ،تامین دمای مطلوب اتاق
داخل فنکوئل یا ترکیبی از هر دوی این روشها صورت میپذیرد .رایزرهای
عمودی مرتبط با واحدهای ترمینال سری را میتوان از طریق مسیرهای
کنارگذر هوا در ناحیه سطوح انتقال حرارت و دمپرهای کنارگذر 17کنترل
دما (درجه سانتیگراد)
با استفاده از کنترلکننده خاموش /روشن 16یا تغییر جریان آب عبوری از
دما (درجه فارنهایت) یا رطوبت نسبی (درصد)
سیستمها در مقابل سیستمهای چهارلولهای شود.
دمای خشک اتاق
رطوبت نسبی اتاق
کرد.
البته باید به این نکته نیز اشاره کرد که در واحدهای سری ،تغییر جریان
آب به عنوان یکی از روشهای کنترل دمای اتاق امکانپذیر نیست.
مگر در مواردی که رطوبتگیری از فضای مطبوع شده توسط سیستم
درصد بار محسوس اتاق
تهویه مطبوع کمکی انجام میگیرد ،واحدهای ترمینال مستقر در فضای
داخل ،در سرمایش محسوس و نهان نقش دارند .نسبت گرمای محسوس ( )SHR18در فرآیند س��رمایش در یک فضای مش��خص در طول زمان در
دامنه گستردهای تغییر میکند .در صورتی که هوای تهویه از طریق پنجرهها تهويه مطبوع مراكز آموزشي
مرجع جيبي لولهكشي
فيلتراسيون و آمادهسازي هوا
آكوستيك
اتاق تميز
مرجع جيبي گرمايش و تهويه مطبوع
تصویر ( )3نمودار تغییرات دما و رطوبت نسبی اتاق با استفاده از کنترلکننده خودکار تنظیم جریان آب و عملکرد دائم فن ()Carrier 1965
خانه تاسیسات 22885647-50
تهويه مطبوع استوكر
چيلر جذبي
تجهيزات تبريد
اخالق مهندسي و مهندسي اخالق
راهنماي جيبي ASHRAE
طراحي تاسيسات AutoCAD MEP
و دریچههای ورودی تعبیه شده روی دیوار خارجی ساختمان تامین شود،
معکوس کند.
اصلیترین ش��اخصه برای کنترل فضای داخل مورد توجه قرار میگیرد،
سیستمهای دولولهای به همراه سیستم کمکی برای گرمایش واحده��ای فنکوئل را میتوان به همراه کوئلهای برقی کمکی برای تامی��ن گرمایش نیز به کار گرفت .این روش تا حد زیادی دش��واریهای مرتبط با تغییر بین دو وضعیت س��رمایش و گرمایش را کاهش میدهد. مادامی که تامین سرمایش توس��ط آب سردی که در واحدهای ترمینال جریان دارد ضرورت داشته باشد ،میتوان با فعال کردن کوئل برقی با افت گرمای خالص از سرمایش بیش از حد سایر فضاها جلوگیری به عمل آورد. این روش ضرورت استفاده از شیوههای پیچیده منطقهبندی که پیش از این به آن اش��اره شد را از میان برمیدارد .حتا در صورتی که تامین تمام ظرفیت گرمایشی موردنیاز با استفاده از مقاومت الکتریکی از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نباشد ،به کارگیری این روش در فصلهای معتدل سال به واسطه عواملی مانند کاهش هزینه لولهکشی و کنترل سیستم و بهبود قابل مالحظه در عملکرد متوازن سیستم توجیه کرد. کنترل وضعیت سرمایش��ی سیستم این سیس��تمها باید با استفاده از ش��یرهای کنترل جریان آب س��رد یا با استفاده از دمپرهای حجمی یا دمپرهای کنارگذر ص��ورت پذیرد .این روش کنترل در کنار کنترلکننده دووضعیت��ی گرمکن برقی که از طریق یک کنتاکتور مغناطیس��ی عمل میکند مورد استفاده قرار میگیرد .به این ترتیب هم عملکرد سرمایشی و هم عملکرد گرمایش��ی سیستم توسط یک ترموستات مشترک کنترل میش��ود .هنگامی که برای تامین گرمایش از آب گرم استفاده میشود، آکوستات تعبیه شده در سیس��تم ،عملکرد ترموستات اتاقی را برعکس
این تغییر به حداکثر مقدار خود میرسد .از آنجایی که دمای اتاق به عنوان کنترل رطوبت در حاشیه قرار میگیرد .همانطور که در تصاویر ( )2و ()3 نش��ان داده شده است ،در چنین مواردی رطوبت نسبی ممکن است در دامنه گستردهای تغییر کند .کنترل رطوبت نسبی با تنظیم دستی عملکرد
فن معموال نتیجه رضایتبخشی را به همراه ندارد .کنترل خودکار فن با انتخاب سرعت آن به صورت دستی نیز منجر به نوسان در جریان هوای
ارس��الی به فضاهای اشغال شده داخل ،نوسانات دمایی در نزدیکی دیوار خارجی و احتمال ایجاد ش��رایط ناخوشایند به واسطه تغییر سطح فشار صوت 19میشود .البته ویژگیهای یاد شده شباهت زیادی به ویژگیهای
سیستمهای گرمایشی با جریان هوای اجباری 20دارد که استفاده از آنها
تا حد زیادی قابل توجیه بوده است .با بررسی تصاویر ( )2و ( )3مشخص
میشود که کنترل رطوبت به واسطه کنترل سرعت فن در مقایسه با کنترل جریان آب روش بهتری اس��ت ،چرا که در این مورد حتا در صورت فعال
شدن ترموستات نیز امکان ورود هوای مرطوب خارج به داخل وجود دارد در حالی که فن همچنان در حال کار است .در چنین مواردی ،هنگامی که فن خاموش میشود ،دمپرهای با درجه هوابندی باال روی دریچههای
دیواری باید به صورت خودکار بسته شوند .استفاده از روش کنترل جریان آب در کنار تهویه از طریق دریچههای دیواری ،احتمال منجمد شدن کوئل
در هوای سرد زمستان را افزایش میدهد.
از جنبههای دیگر ،کنترل دستی فن با استفاده از کنترلکنندههای
دووضعیتی خاموش/روشن یا تنظیم جریان آب را میتوان به عنوان روشی برتر نس��بت به کنترل خودکار فن مطرح نمود؛ هرچند که در این روش،
امکان کنترل رطوبت از کاربر س��لب میشود .این روش ،با وجود هزینه
باالت��ر ،قابلیتهای کاربردی بیش��تری را در اختیار کارب��ر قرار میدهد. کنت��رل جریان آب با اس��تفاده از کنترلکنندههای دووضعیتی روش��ن/
خاموش ممکن اس��ت منجر به نوس��ان دمای هوای رفت شود که بسیار آزاردهنده خواهد بود .این دقیقا همان مشکلی است که در هنگام کنترل
ترموستاتیک 21سیستمهای انبساط مستقیم ( )DXبا آن روبرو هستیم.
شیرهای برقی 22با عملکرد صحیح میتوانند مشکل سروصدای آزاردهنده
شیرهایی که توسط ترموستات فعال میشوند را به حداقل برساند .استفاده
از ترموستات اتاقی در مقایسه با ترموستات در مسیر هوای برگشت دارای ارجحیت است ،چرا که ترموستات اتاقی حتا در صورت خاموش بودن فن
نی��ز قادر به حس کردن دمای فضای داخل خواهد بود .با تغییر وضعیت
کارکرد سیستم ،یک ترموستات دوم که دمای آب سیستم را حس میکند (آکوس��تات 23تعبیه ش��ده در ترمینال) باید عملکرد ترموستات اتاقی را
10
مخزن انبساط باز خط متصل به شیر خودکار هواگیری دیگ آب گرم لولهکشی دیگ آب گرم
پمپ ثانویه
پمپ اصلی چیلر تجهیزات مولد سرما
پمپ آب گرم
بخار آبگرمکن
به سمت تجهیزات مستقر در مناطق داخلی یا سایر بارها
تصویر ( )4طرحواره سیستم لولهکشی فنکوئل چهارلولهای ()Carrier 1965
نموده و گرمکن برقی را از مدار خارج میکند .به این ترتیب ،تنها گرمایش
وضعیت آب رفت از وضعیت سرمایش��ی به گرمایش��ی و برعکس از میان
گرمک��ن برقی نیز از مدار خارج میش��ود .در این وضعیت ،تصمیمگیری
خواهد بود و نیازی به معکوس کردن عملکرد ترموستاتهای اتاقی نخواهد
با استفاده از آب گرم امکانپذیر خواهد بود .هر زمان که فن خاموش باشد، درباره تغییر وضعیت کارکرد سیس��تم کمی سادهتر خواهد بود ولی هنوز
هم این تصمیم به عوامل مختلفی که پیش از این مورد اشاره قرار گرفت وابس��ته خواهد بود .اغلب اوقات اصلیترین عاملی که بر این مساله تاثیر میگذارد فقط و فقط مالحظات اقتصادی اس��ت .کارفرمایان معموال زیر بار پرداخت هزینه برق ماهیانه تجهی��زات برودتی برای دورههای کارکرد
کوتاهمدت نمیروند .بنابراین ،تصمیمگیری درباره تغییر وضعیت کارکرد
سیستم صرفا بر مبنای دوره زمانی و فصلهای سال صورت میگیرد .در معدود مواردی نیز در ماههای گرم سال ممکن است الزامات موردنظر تا
خواهد رفت .به این ترتیب کنترل هر واحد به ش��یوهای ساده امکانپذیر ب��ود .در این روش میتوان برای مواقعی که منطقهبندی مدارهای توزیع
ضروری نیس��ت ،گردش آب سرد در مدار لولهکشی و عملکرد تجهیزات
مولد س��رما را متوقف نمود .مزیت اصلی این روش آن اس��ت که قابلیت تامین گرمایش و به گردش درآوردن هوا با استفاده از جریان برق و درنتیجه
استقالل اقتصادی هر یک از واحدها از یکدیگر است .در برخی از مناطق و طبق آییننامههای محلی ،استفاده از این روش از دیدگاه مالحظات مرتبط با انرژی بالمانع است و میتوان از این نوع سیستمها برای تامین گرمایش ساختمان بهره گرفت.
حدی از محدوده طراحی منحرف شود که البته این مساله برای بسیاری
از افراد خوشایند نیست.
سیستمهایچهارلولهای
سیستمهای دولولهای با سیستم گرمایش برقی
کنترلکنندههای اصلی سیس��تم ارائه شده است .ساختار سیستمهای
در صورتی که امکان تامین ظرفیت گرمایش��ی در تمام طول سال با
اس��تفاده از جریان برق از نظر اقتصادی قابل توجیه باشد ،ضرورت تغییر
در تصوی��ر ( )4طرح��وارهای از ی��ک سیس��تم چهارلولهای ش��امل
چهارلولهای به گونهای اس��ت که دو مدار مستقل گردش آب ،یکی برای
آب س��رد و دیگری برای آب گرم ،در نظر گرفته میش��ود و به این ترتیب
تغییر وضعیت کارکرد سیستم برای سرمایش در فصل تابستان و گرمایش در فصل زمستان از هر دو سیستم توزیع استفاده میشود .به این ترتیب در
فصلهای بهار و پاییز هم آب سرد و هم آب گرم در مدار باقی میماند .مزیت
این روش ،کاهش ظرفیت پمپاژ و کاهش اندازه لولههاس��ت که تا حدی مواردی مانند کاهش تطبیقپذیری سیستم ،دشوارتر شدن تصمیمگیری
برای تغییر وضعیت کارکرد سیستم ،پیچیدگی کنترل شیرهای کنترل و
الزامات موردنیاز برای تنظیم عملکرد پمپها در شرایط مختلف را تعدیل مینماید.
امکان سرمایش یا گرمایش هر یک از مناطق ساختمان در طول سال به
صورت مستقل فراهم خواهد شد .هر واحد ترمینال مجهز به یک کوئل
گرمایی و یک کوئل س��رمایی (یا یک کوئل با کاربری دوگانه) و دو ش��یر کنترل جریان آب (یا کنترلکننده کنارگذر کوئل )24اس��ت که با استفاده
از چهار لوله (دو لوله رفت و دو لوله برگش��ت آب سرد و گرم) به سیستم
توزیع متصل میشود .هر دوی شیرهای کنترل جریان متناسب با فرمان
سیستمهایسهلولهای ساختار سیستمهای سهلولهای به گونهای است که برای مسیر رفت آب سرد و گرم ،لولهکشی جداگانهای در نظر گرفته میشود .این سیستمها مجهز به یک کوئل و یک مسیر مشترک برای برگشت آب هستند .کنترل ترمینالهای این سیستمها از طریق شیر سهراههای که متناسب با نیاز، مقادیر مختلف آب سرد و گرم را در مسیر برگشت با یکدیگر مخلوط میکند حاصل میشود؛ اما اختالط آب سرد و گرم در مسیر رفت این سیستمها صورت نمیگیرد .این شیر به گونهای طراحی میشود که دریچه گرم آن به طور تدریجی از وضعیت باز به وضعیت کامال بسته و دهانه سرد آن به طور تدریجی از وضعیت کامال بس��ته به وضعیت کامال باز حرکت میکند .در حالت بینابین ،محدوده مشخصی وجود دارد که هر دو دریچه سرد و گرم کامال بسته هستند .در این وضعیت ،جریان آب از طریق سیستم لولهکشی
ترموستات اتاقی وارد عمل میشوند .البته در این مورد نیز یک محدوده مرده 25چند درجهای وجود خواهد داشت .در این محدوده مرده ،هر دوی
شیرها بسته هس��تند .این مشخصه از تغییر عملکرد شیرها با نوسانات
مقطعی یا تغییرات آنی بین وضعیت گرمایش و سرمایش جلوگیری به عمل آورده و درنهایت منجر به کاهش مصرف انرژی میش��ود .در عمل ،اغلب اوقات از کمس��رعتترین و بیسروصداترین سرعت فن استفاده میشود. ساختار یک سیستم چهارلولهای و یک سیستم دولولهای با گرمایش برقی
تصویر ( )5سیستم لولهکشی با برگشت مستقیم
مزایای بسیاری نسبت به یک سیستم دولولهای معمولی دارد که این مزایا
را میتوان در موارد زیر برشمرد:
● امکان گرمایش و س��رمایش با کنترل مس��تقل دما در هر یک از
واحدها در تمام طول سال
● کاهش هزینه منطقهبندی و کاهش پیچیدگیهای سیستم
● ساده شدن تصمیمگیری درباره تغییر وضعیت کارکرد سیستم
روش کارب��ردی مت��داول ،متوقف کردن گردش آب س��رد در فصل
زمس��تان و متوقف کردن گردش آب گرم در فصل تابستان است .برا ین اساس ،برخی از طراحان ،سیستم را به گونهای طراحی میکنند که برای
تصویر ( )6سیستم لولهکشی با برگشت معکوس
12
درجه تنوع و گوناگونی موثر است .یک قاعده کلی ،کاهش مجموع جریان تمامی ترمینالها با استفاده از یک ضریب گوناگونی 29برابر با جذر نسبت
بار بلوکی به مجموع مقادیر حداکثر بار است .البته این ضریب نباید برای
رایزرها یا انعش��ابهای اصلی افقی که برای یک بخش از ساختمان مورد
استفاده قرار میگیرند به کار گرفته شود.
فشار آب و باالنس جریان
باالنس جریان آب در تعداد زیادی از کوئلهای موازی معموال بس��یار
مشکل است .البته با در نظر گرفتن مالحظات صحیح در هنگام طراحی میتوان ش��بکه توزی��ع آب را به گونهای طراحی کرد که سیس��تم تا حد
مطلوبی به صورت خودکار باالنس شود؛ به این ترتیب تنظیم جریان آب در داخل کوئلهای ترمینال معموال ضرورتی نخواهد داشت .به کارگیری ش��یرهای خودکار کنترل جریان نیز میتواند نقش به س��زایی در باالنس
خودکار سیستم داشته باشد .تغییرات بیست و پنج درصدی در جریان آب مشترک به مدار چیلر یا دیگ باز میگردد.
سرد موجب تغییر ده درصدی در ظرفیت سرمایشی واحد فنکوئل میشود
که این مشخصه تلرانس بسیار زیادی است .در نهایت ،برخی تغییرات در
پی��ش از این ،ب��ه کارگیری این سیس��تمها در فضاه��ای پیرامونی
مقاومت جریان در مدار لولهکشی آب مرتبط با واحدهای ترمینال ،بدون
بسیار از مشکالت مرتبط با تغییر وضعیت کارکرد سیستمهای دولولهای
طوالنی برجای بگذارد ،از نظر عملی قابل قبول خواهد بود .البته به این
سهلولهای ،از سیس��تمهای دیگر از جمله سیستم چهارلولهای استفاده
.1مقاومت جریان در ترمینال موازی انشعابها حداقل برابر با چهل
ساختمانهای بزرگ بسیار متداول بود چرا که استفاده از این سیستمها
آن که تاثیر قابل مالحظهای بر عملکرد ترمینالهای مستقر در مسیرهای
را برطرف مینمود .امروزه در اغلب موارد به جای استفاده از سیستمهای
منظور ،دو شرط زیر باید برآورده شود:
میش��ود .ب��ا وجود آن ک��ه برخی از سیس��تمهای س��هلولهای عملکرد موفقیتآمیزی داش��تند ،بسیاری از آنها دچار مشکالتی مانند اختالف نامطلوب آب سرد و گرم در مسیر برگشت مشترک بودند که نتیجه نهایی آن اتالف انرژی حرارت بود.
تنوع جریان
26
حداکثر بار سرمایش��ی سیس��تم( 27بار بلوکی )28معموال از مجموع
مقادیر حداکثر بار فضا کمتر خواهد بود .در صورتی که ظرفیت سرمایشی واحدهای ترمینال به صورت خودکار و با اس��تفاده از ش��یرهای دوراهه
درصد تغییرات افت فشار در مدار لولهکشی باشد .به این معنی که اختالف بین بیشترین و کمترین افت فشار در مدار باید برابر با چهل درصد باشد.
.2مقادیر افت فشار انشعابهای موازی باید با یکدیگر تطابق نسبی
داشته باشد .به این معنی که در مواردی که امکان آن وجود دارد باید از به کارگیری ترمینالهای با افت زیاد و کم در یک مدار مشترک اجتناب شود.
الزم به ذکر است که یک مدار انشعاب شامل شیرهای کنترل و شیرهای
دستی ،لولهکشی ارتباطی و کوئل واحد ترمینال است.
مدار لولهکش��ی بس��ته 30را میتوان با برگش��ت مستقیم یا برگشت
معکوس طراحی کرد (تصاویر 5و .)6سیس��تم با برگشت مستقیم یکی
کنترل ش��ود ،امکان آن که تمامی شیرها در آن واحد در وضعیت کامال
از ساختاری متداولی است که به دلیل نیاز به لولهکشی کمتر بسیار مورد
که مجموع مقادیر جریان هر یک از واحدهای ترمینال کاهش یابد که در
نصب شوند .از آنجا که در سیستم با برگشت معکوس ،تمامی فواصلی که
ارتباطی آن میش��ود .این رویکرد مبتنی بر این فرض اس��ت که تمامی
نیاز به تنظیم را خواهند داشت .در صورت امکان میتوان با جانمایی دقیق
جریان متناس��ب با کاهش بار ترمینالها کاهش مییابد که هیچ یک از
طول لولهکش��ی را مشابه با طول لولهها در سیستم برگشت مستقیم در
باز قرار داش��ته باشند غیرممکن اس��ت .درنتیجه ،امکان آن وجود دارد
توجه است .البته در این ساختار شیرهای باالنس باید در مدارهای انشعاب
نهایت منجر به کاهش اندازه پمپ انتخاب ش��د و کاهش اندازه لولههای
جریان آب باید طی کند تقریبا با هم برابر هستند ،شیرهای باالنس کمترین
ترموستاتهای تعبیه شده در فضا در دمای طراحی تنظیم شدهاند و مقدار
سیستم لولهکشی ضمن بهرهگیری از مزایای سیستم برگشت معکوس،
این دو فرض نمیتواند صحیح باشد؛ چرا که شرایط عملکرد دیگری نیز بر
نظر گرفت.
ارزیابی کمی تغییرات جریان در انشعابی که جریان آن باالنس نشده
اس��ت فراتر از الزامات طراحی متداول سیس��تم اس��ت .ب��ه عنوان یک راهکار کلی ،عدم باالنس در مح��دوده 10ftتا 30kPa(15ftتا )45kPa
مشکلس��از نخواهد بود .این مقدار امکان اس��تفاده از رایزرهای برگشت
مستقیم 31را فراهم میآورد و به این ترتیب میتوان عدم باالنس سیستم را
با اندازهگذاری صحیح لولهها کنترل کرد.
طراحی انشعابهای افقی سیستم لولهکشی فضای پیرامونی ساختمان
برمبنای برگشت معکوس و تغذیه رایزرها ،در مقایسه با سیستم برگشت مستقیم معموال هزینه زیادی را بابت لولهکشی به پروژه تحمیل نمیکند و
میتواند گزینه مناسبی باشد .برای انشعابهای اصلی مربوط به بخشهای اصلی یک س��اختمان که به صورت موازی به یکدیگر متصل شدهاند باید تمهیدات الزم برای باالنس و اندازهگیری جریان در نظر گرفته شود.
کنترل اختالف فشار سیستم
در صورت اس��تفاده از ش��یر دوراهه 32برای کنت��رل جریان در کوئل
واحدهای ترمینال ،جریان سیس��تم در بار جزئی 33کاهش خواهد یافت.
این شیرها ،مقدار جریان را با افزایش مقاومت موجود در مسیر آن کاهش میدهند .با کاهش جریان ،اصطکاک سیال با جداره داخلی لوله نیز کاهش و درنتیجه هد پمپ افزایش مییابد .به این ترتیب گاهی حتا الزم میشود که شیرهای ترمینال بیشتر بسته شوند .در صورتی که فشار تفاضلی ایجاد شده در این شیرها به اندازه کافی زیاد باشد ،حداکثر فشار قطع شیرها
34
افزایش خواهد یافت که نتیجه آن بسته نشدن این شیرها و ایجاد مشکل در کنت��رل دمای اتاق خواهد بود؛ مگر در صورتی که مفتولکش��ی 35در نشیمنگاه شیر به لحاظ عملی امکانپذیر باشد که این کار منجر به تعویض
نشیمنگاههای شیر و تحمیل هزینه به پروژه میشود .مفتولکشی شامل
س��مبادهکاری دیسک شیر و نشیمنگاه آن با جریانهای شدید است که
برای ش��یرهای که در دورههای کارکرد طوالن��ی در وضعیت حداقل کار
میکنند انجام میگیرد .برخی معیارهای پیش��گیرانهای که طراحان باید مدنظر داشته باشند عبارتند از:
منحنی بازده ثابت
.1اختالف فشار سیستم را میتوان با استفاده از شیرهای تعبیه شده
زده با
در مس��یر رفت و برگشت لولهکش��ی که معموال به لحاظ هیدرولیکی در دورترین نقطه ترمینال تعبیه میشوند ،تغییر سرعت پمپ ،کاهش ظرفیت
و افزایش هد در بار جزیی ،کنترل نمود.
منحنیهای سرعت
.2ش��یر اختناق 36در انش��عابهای اصلی (نزدیک به سمت دهش
هد
پمپ )37باید با استفاده از یک کنترلکننده فشار تفاضلی (به جای کنترل
سرعت) تنظیم شود .به این ترتیب بخشی از فرآیند محدودسازی جریان، با ثابت نگه داش��تن هد پمپ و در ش��یرهای ترمینالی صورت میپذیرد
ت رع س
(تصویر .)4
.3در ترمینالها به جای ش��یرهای دوراهه باید از شیرهای سهراهه
اس��تفاده شود .در شرایط بار کاهش یافته ،این شیرها جریان را از مسیر نرخ جریان
تصویر ( )7نمودار هد ،شدت جریان و بازده پمپ به عنوان تابعی از سرعت ()ITT 1985
کنارگذر کوئل هدایت میکنند که این مساله معایبی را نیز به همراه دارد. چرا که در عمل این روش موجب ایجاد اتصال کوتاه در مدار میشود ،مگر
در صورتی که مقاومت ایجاد شده در مسیر جریان برابر با مقاومت کوئل
ترمینال در هر یک از مس��یرهای کنارگذر برابر باشد که دستیابی به این
14
هدف با کنترل خودکار جریان یا به کارگیری شیرهای باالنس تعبیه شده
در خط برگش��ت بعد از ش��یرهای کنارگذر میسر خواهد شد .در غیر این
صورت ،در بار جزیی ،جریان سیس��تم و توان مصرفی برای پمپاژ س��یال در عمل افزایش خواهد یافت .ضمن آن که در این وضعیت به دلیل افت اختالف فشار ترمینالها نس��بت به مقدار جریان متداول موردنیاز برای
عملکرد سیستم با دو پمپ
منحنیهای عملکرد پمپ دو پمپ
فشار طراحی صد درصد
عملکرد ترموستات اتاق ،برخی از ترمینالها دچار کمبود جریان میشوند. البته باید به این مس��اله نیز اشاره کرد که هزینه نصب شیرهای سهراهه حداکثر نقاط کارکرد
عملکرد سیستم با یک پمپ
تا در نزدیکی نقاط انتهایی انشعابهای اصلی از یک شیر کنارگذر مستقل
اس��تفاده کنند که برمبنای اختالف فشار سیستم کار میکند .تاثیر این
فشار طراحی پنجاه درصد
منحنی عملکرد سیستم
روش همانن��د به کارگیری یک ش��یر اختناق اصلی اس��ت ولی میتواند
فشار پمپ و سیستم
تاحدی بیشتر از شیرهای دوراهه است .برخی از طراحان ترجیح میدهند
یک پمپ
تاثیرات دیگری مانند افزایش جریان و توان مصرفی سیستم را نیز به همراه به شمار نمیرود و در این وضعیت باید از یک شیر کنترل صنعتی استفاده
شود.
.4میتوان از ش��یرهای دوراهه و سهراهه به صورت ترکیبی استفاده
کرد .این روش ،کاهش جریان و افزایش اختالف فشار در شیرهای ترمینال
را بدون نیاز به کنترل سرعت جریان ،به کارگیری شیرهای اختناق اصلی یا شیرهای کنارگذر محدود میسازد .با کمی بررسی میتوان درصد اختالط
را نش��ان داد ولی طرحی که تضمینکننده حداقل بیست درصد جریان
صد درصد جریان طراحی
فشار مستقل
داشته باشد .شیر اطمینان با راهانداز فنری گزینه مناسبی برای این منظور
شیرهای یکطرفه
جریان سیستم
مسیرهای کنارگذر برای سیستم با یک پمپ
تصویر ( )9منحنیهای پمپ و سیستم برای پمپهای سری
.5میتوان از ش��یرهای خودکار محدودکنن��ده جریان که به آنها 38
کل سیستم باشد ،معموال برای دستیابی به نتیجه مطلوب کافی است.
شیرهای کنترل مستقل از فشار نیز گفته میشود نیز استفاده کرد .این
خواهد بود که جریان مطلوب در نقاط انتهایی سیستم با برگشت مستقیم
فشار سیستم (که به واسطه باز و بسته شدن شیرها در سیستم توزیع آب
39
نصب شیرهای سهراهه در مسیرهای با مقاومت بیشتر تضمینکننده آن
شیرها به گونهای طراحی میشوند که مقدار کافی جریان در مقادیر مختلف
تامین شود.
ایجاد میشود) تامین میگردد .چنین شیرهایی مخصوصا در سیستمهای دولولهای که نرخ جریان آب متناسب با بار گرمایی یا سرمایی متغیر است، مناسب هستند .این شیرهای همچنین امکان باالنس سادهتر سیستمهای
برگشت مستقیم را نیز فراهم میآورند.
مقادیر بازده
شبکه لولهکشی
نقطه طراحی
درصورتی که یک سیستم تنها به شیرهای دوراهه تجهیز شده باشد،
ممکن اس��ت در ش��رایط خاص ،هیچ جریانی از پمپ عبور نکند .به این
هد
ترتی��ب هنگامی که انرژی موت��ور ،آب راکد را در می��ان پروانه پمپ گرم میکند ،احتمال آسیب دیدن پمپ بسیار زیاد خواهد بود .برای جلوگیری از این مشکل میتوان از مسیر کنارگذر پمپ یا روش کنترل فشار استفاده کرد که به کارگیری آن تضمینکننده تامین جریان دائمی در مقطع پمپ
نرخ جریان
تصویر ( )8ترکیب مش�خصات شبکه لولهکشی با یک پمپ سرعت متغیر برای دستیابی به حداکثر بازده
اس��ت .یکی دیگر از مشکالت مرتبط با شیرهای دوراهه ،منجمد شدن مقاطع مربوط به سیس��تم لولهکشی در صورت مواجهه با دماهای بسیار پایین است (این احتمال در قسمتهایی از حفره دیوار خارجی که به خوبی
عایقکاری نشده است در شرایطی که آب در لولهکشی جریان ندارد بیشتر
خواهد بود).
میزان تمیز بودن سیستم
کثیف بودن و خوردگی سیس��تم لولهکشی از جمله عواملی است که
عملکرد سیس��تمهای تمامآب را به میزان زی��ادی کاهش میدهد .برای جلوگیری از این مشکل باید اقدامات زیر در دستور کار قرار گیرد: ● نگهداری صحیح لولهها در محل سایت پیش از نصب
● محافظت از دریچههای سیستم لولهکشی در هنگام نصب
توشوی جداره داخلی لولهها با فشار جریان و مواد شیمیایی ● شس
مناسب پیش از راهاندازی سیستم
● اس��تفاده از صافیها و فیلترهای مناس��ب در باالدست پمپها،
چیلرها و مبدلهای حرارتی
● نصب فیلتر و صافی آشغالگیر در مسیرهای کنارگذر پمپهایی که
پنج تا ده درصد جریان از آنها عبور میکند.
● در نظر گرفتن شیرهایی برای مجزاسازی مقاطع مختلف لولهکشی
و فراهم آوردن امکان دسترسی به رایزرها
= Nسرعت پمپ ()rpm = Pتوان ترمزی ()kW
س��ومین قانون پمپها که در این قس��مت به آن اشاره شد ،دقیقا با
عملکرد پمپهای سرعت متغیر
در سیستمهایی که پمپهای نصب شده در سرعت متغیر کار میکنند،
مشخصات پمپهای گریز از مرکز و شبکه لولهکشی باید در ارتباط با یکدیگر انتخاب شود .تئوری کارکرد پمپها بیانگر آن است که هد قطع جریان
40
(هد پمپ در نرخ جریان صفر) با مرجع سرعت دوران پروانه پمپ متناسب است (تصویر .)7در این تصویر رابطه بین هد ،نرخ جریان ،سرعت و بازده
پمپ نشان داده شده است.
قوانین پمپها نیز تا حدی مشابه با قوانین فنهاست .برای پمپهای
گریز از مرکز خواهیم داشت:
.1نرخ جریان پمپ با سرعت پمپ (بر حسب دور بر دقیقه) متناسب
است.
.2هد پمپها با مربع سرعت تغییر میکند.
= Hهد پمپ
مش��خصات یک سیستم لولهکشی در ارتباط است .در تصویر ( )8ارتباط
عملکرد پمپ و سیس��تم لولهکشی نشان داده شده است .در صورتی که
پمپ در نقطه طراحی با حداکثر بازده کار کند ،این پمپ در مقادیر مختلف
نرخ جریان ،مشخصات عملکردی ثابتی خواهد داشت .این رابطه باید با در نظر گرفتن تمهیدات مختلف تا حدی تعدیل شود .شبکه لولهکشی را
میتوان طوری طراحی کرد که تنها یک بار حرارتی مستقل را تامین کند و
الزامات بار با کنترل سرعت پمپ تامین گردد .همانطور که در تصویر ()12 نشان داده شده است ،اگر سیستم لولهکشی مربوط به یک شبکه مجهز
به شیر دوراهه باشد ،نمودار جریان – هد پمپ را نمیتوان با استفاده از یک نمودار ثابت به طور کامل نشان داد .با توجه به تصویر ( ،)13منحنی جریان – هد پمپ برای یک شبکه مجهز به شیر سهراهه را میتوان روی
)Q = (N1/N2
یک منحنی مش��خص نشان داد ،اما در واقع تنها یک نقطه یعنی همان
H = (N1/N2)2
امکان کاهش فشار پمپ باید متناسب با قابلیت کنترل سرعت آن مورد
H = (Q1/Q2)2
توسط یک پمپ ،بررسی وضعیت شیر دوراههای است که جریان ارسالی
.3هد پمپ با مربع شدت جریان عبوری از آن تغییر میکند.
«نقطه طراحی» است که باید روی این منحنی در نظر گرفته شود.
ارزیابی قرار گیرد .یکی از روشهای بررس��ی کافی بودن فشار تامین شده
.4توان ترمزی پمپ با مکعب سرعت یا مکعب شدت جریان عبوری
به کوئلها را کنترل میکند .به طور ایدهآل ،تنها یک شیر مجزا در سیستم
P = (N1/N2)3
باشد ،بیشترین فشار کنترل (یا پایینتر فشار برای شیرهای معموال باز) باید
از آن تغییر میکند.
که در روابط فوق:
= Qدبی پمپ
P = (Q1/Q2)3
باید به طور کامل باز باشد .در صورتی که راهانداز شیرها از نوع پنوماتیکی به عنوان متغیر کنترل 41و تنظیم سرعت پمپ مورد استفاده قرار گیرد .با استفاده از کنترلکنندههای دیجیتال مستقیم ( )DDCنیز میتوان به 42
16
همین عملکرد کنترلی دست پیدا کرد.
طراحان برای دستیابی به نرخ جریان موردنظر در سیستمهای پمپاژ
ب��ا حجم متغیر معم��وال از روشهایی مانند نصب چند پم��پ در مدار و
خاموش کردن یکی یا تعدادی از آنها اس��تفاده میکنند .در تصویر ()9
منحنی عملکرد سیستم برای سیستم با دو پمپ سری و در تصویر ()10 همین منحنی برای سیستم با دو پمپ موازی نشان داده شده است .البته هنگامی که شدت جریان سیس��تم به جای استفاده از روشهایی مانند
اختناق جریان یا خارج کردن پمپها از مدار ،بر مبنای کاهش س��رعت پمپ تنظیم میشود ،توان موردنیاز پمپ برای به گردش درآوردن سیال نیز
کاهش مییابد .انجمن ASHRAEتاکنون بسیاری از سیستمهای جریان متغی��ر با عملکرد موفقیتآمیز را در گزارشهای خود موردتایید قرار داده است .البته در حال حاضر در دسترس بودن محرکهای فرکانس متغیر
( )VFD43با هزینهای معقول ،مسیر پیش روی طراحان برای استفاده از این نوع محرکها را هموارتر ساخته است.
پمپهای سرعت متغیر تنها در صورتی باید مورد استفاده قرار گیرند
ک��ه توجه کافی به دمای آب س��رد خروجی از چیلر که مبتنی بر پمپاژ با
حجم ثابت اس��ت صورت پذیرد .تنظیم مجدد دما موجب افزایش بازده چیلرمیش��ود ولی توان موردنیاز برای پمپاژ س��یال را همچنان باال نگاه
میدارد .در هر صورت برای دس��تیابی به یک ارزیابی صحیح و منطقی،
کاه��ش توان مصرفی چیلر به این روش باید با تغییر توان پمپاژ موردنیاز پمپهای س��رعت متغیر مقایسه شود .توان مصرفی چیلر به ازای هر تن
تبرید ظرفیت برودتی تولید ش��ده با کاهش دمای آب رفت چیلر افزایش مییابد و برعکس .البته ،افزایش دمای آب سرد احتمال افزایش الزامات جری��ان در واحدهای ترمین��ال (برای بارهای ثابت) و ش��دت جریان آب موردنیاز را افزایش میدهد .در شرایط بار جزیی ،کاهش ظرفیت سرمایشی ترمینالها به واسطه افزایش دمای آب سرد میتواند با باز نمودن بیشتر
شیر کنترل برای تامین ظرفیت سرمایش موردنیاز ،نقش موثری در بهبود قابلیت کنترل سیستم داشته باشد.
پمپهای سرعت متغیر بهترین گزینه برای شبکههای لولهکشی با افت
فشار باال به شمار میروند که مقدار آن با شدت جریان عبوری از سیستم و
درصد افت فشار ثابت (واحدهای ترمینال ،شیرها و اختالف ارتفاع) متغیر است .بنابراین در تجهیزات مرتبط با واحد هوارسان که در نزدیکی چیلر واقع شدهاند ،افت فشار متغیر کوچکی ایجاد میشود و پمپ سرعت متغیر
تا حد زیادی همانند یک پمپ با س��رعت ثابت عمل میکند که منحنی عملکرد آن در تصویر ( )7نشان داده شده است.
1. All-water systems 2. Terminal units 3 . Raidant systems 4 . Radiant cooling systems
5. Supply duct 6. Heat recovery systems 7. Condensate drain pans 8. Perimeter spaces 9. Unitary type ventilators 10. Two-pipe systems 11. Three-pipe systems 12. Four-pipe systems 13. Sensible cooling 14. Latent cooling 15. Sensible heating 16. ON/OFF control 17. Bypass dampers 18. Sensible Heat Ratio 19. Sound pressure level 20. Forced-air heating systems 21. Thermostatic control 22. Solenoid valves
Aquastat .23؛ به ترموستاتهایی که برای کنترل دمای آب مورد استفاده قرار میگیرند
اصطالحا آکوستات گفته میشود .این نوع ترموستاتها مجهز به حسگر مستغرق هستند
و معموال در دمای )100-270°F( 38-132°Cکاربرد دارند (مترجم). 24. Coil bypass control 25. Dead band 26. Flow diversity 27 . Peak cooling load 28. Block load 29. Diversity factor 30. Closed piping loop 31. Direct return risers 32. Two-way valve 33. Partial load 34. Maximum shutoff pressure 35. Wire drawing 36. Throttling valve 37. Pump discharge 38. Automatic flow-limiting valves 39. Pressure-independent control valves 40. Shutoff head 41. Control variable 42. Direct Digital Controls 43. Variable Frequency Drives 44. Upfeed system 45. Free cooling 46. Valance units 47. Preconditioned air 48. Air-water system 49. Stack effect 50. Exhaust systems 51. Makeup air 52. Negative pressure 53. Flow diagrams
∗ از این نویسنده تاکنون بیست عنوان کتاب در قالب ترجمه و تالیف توسط نشر یزدا (ماهنامه تهویه و تبرید) منتشر شده است.
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
PRODUCT NEWS SYSTEMS & EQUIPMENT
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
ASHRAE NEWS
محاسبات بار سرمایی و گرمایی در ساختمانهای غیرمسکونی ()3 ASHRAE Fundamentals Handbook – IP Edition CHAPTER 30
بهره گرمایی ناشی از انتقال رطوبت و نفوذ تدریجی هوا به داخل ساختمان
دو مولفه دیگری که مس��تقیما و بدون تاخیر زمانی ناشی از جرم
ساختمان ،بر بار سرمایی مناطق داخلی تاثیر میگذارند انتقال رطوبت
و نفوذ تدریجی هوا به داخل ساختمان 1است.
نفوذ تدریجی هوا به داخل
اصول و مبانی تعیین مقدار هوایی که از خارج به داخل ساختمان
نفوذ میکند با تاکید بر ش��رایط ساختمان در فصل زمستان در فصل بیس��ت و هفتم این راهنم��ا به طور مفصل مورد بررس��ی قرار گرفته
اس��ت .در فصل تابس��تان ،محاس��بات مربوط به نفوذ هوا به داخل س��اختمان معموال به درها و پنجرهها محدود میش��ود .نشت هوا از
طریق درها را میتوان با اس��تفاده از اطالعاتی که در فصل بیس��ت و
هفتم همین راهنما مطرح ش��د محاس��به کرد .در جدول ( )3فصل بیس��ت و هفتم ،مقدار متوس��ط س��رعت باد به صورت موضعی ارائه
شده است که بر مبنای آن میتوان مقدار هوایی که از طریق پنجرهها به داخل س��اختمان نفوذ میکند را محاسبه کرد .در هنگام محاسبه
نفوذ هوا از طریق پنجرهها در کل ساختمان ،در نظر گرفتن سطح کل پنجرهها برای تمامی جبهههای س��اختمان ضرورتی ندارد؛ چرا که بار
در تمامی جبههها به صورت همزمان تاثیر نمیگذارد .در هر صورت، نفوذ هوا به داخل س��اختمان از طریق تمامی پنجرهها در هر دو دیوار مجاور به هم باید در محاسبات لحاظ شود .آگاهی داشتن از جهت و سرعت وزش باد نیز از دیگر اطالعاتی است که در انتخاب جبهه اصلی ساختمان برای محاسبات تاثیرگذار است. هنگام��ی که از نظر اقتصادی محدودیتی وجود نداش��ته باش��د، مق��دار کاف��ی از هوای خارج 2بای��د به عنوان هوای تهوی��ه 3از طریق تجهیزات و سیس��تمهای تهویه مطبوع تامین ش��ود ک��ه این رویکرد موجب ش��کلگیری جریان ثابت��ی از هوای رو به ب��اال و کاهش بهره گرمایی ناش��ی از نفوذ هوا به داخل س��اختمان میشود .فشار هوای داخل س��اختمان نیز باید به اندازهای باش��د که قادر به غلبه کردن بر فشار باد و نفوذ هوا از طریق درزها و شکافهای درها و پنجرهها باشد. هنگامی که مقدار هوای خارجی که توس��ط تجهیزات سرمایش��ی به داخل ساختمان وارد میشود برای تامین فشار موردنیاز کافی نباشد، تمام بار ناشی از نفوذ هوا به داخل ساختمان باید در محاسبات بهره گرمایی فضای داخل لحاظ شود.
مقادیر استاندارد حجم هوا
از آنجا که حجم مخصوص هوا در ش��رایط مختلف به میزان قابل
18
مالحظهای تغییر میکند ،محاسبات بار زمانی دقیق خواهد بود که به
جای استفاده از حجم مبتنی بر جرم هوا باشد .البته ،مقادیر حجمی هوا اغلب برای انتخاب کوئلها ،فنها ،طراحی شبکه کانال و ...به
0.075برای مقدار هوای خش��ک برحسب پوند در هر فوت مکعب در نظر گرفته شده است.
این رابطه را میتوان به صورت زیر نیز بیان کرد:
کار گرفته میشود که در چنین مواردی برای محاسبات باید از مقادیر حجم پایه در شرایط استاندارد استفاده شود .یکی از مقادیر استاندارد
( lb 0.075هوای خش��ک) به ازای ه��ر فوت مکعب ()13.33ft3/lb اس��ت .این مقدار متناظر با ش��رایط اش��باع در دمای 60ºFو هوای
خشک در دمای ( 69ºFدر فشار )14.696psiaاست .از آنجا که هوا معم��وال از روی کوئلها ،فنها یا داخل ش��بکه کانال عبور میکند، اگر چگالی هوا به چگالی هوای استاندارد نزدیک باشد ،دستیابی به
دقت موردنظر معموال بدون نیاز به اعمال ضرایب تصحیح امکانپذیر خواهد بود .هنگامی که جریان هوا در ش��رایط خاص یا نقطه خاصی
مانند ورودی یا خروجی کوئل اندازهگیری میش��ود ،حجم مخصوص متناظر با آن را میتوان با اس��تفاده از نمودار سایکرومتریک به دست
آورد.
محاس�بات به�ره گرمای�ی ب�ا اس�تفاده از مقادی�ر هوای استاندارد طراحی سیس��تمهای تهویه مطبوع اغلب مس��تلزم آن است که
اطالعات زیر در دسترس باشد:
.1گرمای کل4؛ بهره گرمایی کل ( )qtمتناظر با تغییر نرخ جریان
استاندارد ( )Qsبر مبنای اختالف آنتالپی Δhبرابر است با: ) (8
که در این رابطه ،ضریب 60برای تبدیل دقیقه به ساعت و ضریب
ک��ه در این رابطه Ct ،ضریب گرمای کل بر حس��ب Btu/h.cfm
ب��ه ازای ه��ر Btu/lbآنتالپی ( )hاس��ت ک��ه مق��دار آن برابر با 4.5
میباشد.
.2گرمای محس��وس5؛ به��ره گرمایی محس��وس ( )qsمتناظر با
تغییر دمای هوای خش��ک ( )Δtبرای مقدار مش��خصی از جریان هوا
(در شرایط استاندارد) برابر است با: ) (9 که در این رابطه:
= 0.24گرمای ویژه هوای خشک؛ Btu/lb.ºF
= Wنس��بت رطوبت؛ مقدار آب بر حس��ب پوند به مقدار هوای
خشک بر حسب پوند
= 0.45گرمای ویژه بخار آب؛ Btu/lb.ºF
مقادیر گرمای ویژه برای هوا در دامنه -100ºFتا 200ºFمتغیر است.
هنگامی که W=0است ،مقدار 1.08=)0.45W+024(×0.075×60
خواه��د بود .هنگامی که W=0.01اس��ت ،این مقدار برابر با ،1.10 هنگامی که W=0.02اس��ت ،این مقدار برابر با 1.12و هنگامی که
W=0.03این مقدار برابر با 1.14خواهد بود .از آنجا که مقدار W=0.01 تا حد زیادی متناظر با شرایط موجود در بسیاری از کاربردهای تهویه
مطبوع اس��ت ،تغییر گرمای محسوس بر حسب بیتییو بر ساعت را
معموال با استفاده از رابطه زیر محاسبه میکنند:
) (10
این رابطه را میتوان به شکل زیر نیز بازنویسی کرد: ک��ه در ای��ن رابط��ه Cs ،ضری��ب گرمای محس��وس بر حس��ب
Btu/h.cfm.ºو مقدار آن برابر با 1.1است.
.3گرمای نهان6؛ بهره گرمایی نهان ( )q1متناظر با تغییر نس��بت
رطوب��ت ( )ΔWب��رای مق��دار مش��خصی از جریان هوا (در ش��رایط استاندارد) برابر است با: ) (11 ک��ه در این رابطه 1076Btu/lb ،مق��دار تقریبی محتوای حرارتی
بخ��ار آب در رطوبت نس��بی 50%در دم��ای 75ºFمنهای محتوای
حرارت��ی آب در دم��ای 75ºFمنهای محت��وای حرارتی آب در دمای 50ºFاس��ت .یکی از ش��رایط متداول طراحی ،رطوبت نس��بی 50% در دم��ای 75ºFو دم��ای 50ºFبرای دمای متداول چگالیده بر روی کوئلهای سرمایی و رطوبتگیری است.
موانع بخار 9استفاده میشود.
در برخی از کاربردهای صنعتی ،پایین نگه داش��تن مقدار رطوبت
هوا در مکانهای مطبوع شده الزامی است .در چنین مواردی ،بهره 10
گرمایی نهان مربوط به انتقال رطوبت از طریق دیوارها ممکن است از بهره گرمایی نهان ناشی از دیگر منابع بیشتر باشد .مقدار بهره گرمایی
این رابطه را میتوان به شکل زیر نیز بازنویسی کرد:
یاد شده را میتوان با استفاده از رابطه زیر محاسبه کرد:
که در این رابطه C1 ،ضریب گرمای نهان هوا بر حس��ب Btu/h.
cfmو مقدار آن برابر با 4840است.
.4ضری��ب تصحی��ح ارتف��اع؛ برای محاس��بات مت��داول تهویه مطبوع ،ضرایب تصحیح 1.10 ،4.5و 4840در س��طح دریا (فش��ار )14.696psiaو برای دماها و نس��بتهای رطوبت متداول مناس��ب است .در سایر شرایط ،مقادیر دقیقتری باید مورد استفاده قرار گیرد. در ارتفاع ( 5000ftفشار ،)12.2psiaمقادیر مناسب برای ضرایب یاد شده 0.92 ،3.73و 4020است .معادالت ( )9تا ( )11را میتوان با اعمال ضرایب تصحیح در نس��بت فشار در سطح دریا تقسیم بر فشار در ارتفاع موردنظر ،برای ارتفاعهای مختلف غیر از س��طح دریا نیز به کار گرفت .با اس��تفاده از معادله ( )3فصل شش��م از همین راهنما، خواهیم داشت:
) (12 که در رابطه فوق:
= q1mبهره گرمایی نهان ناشی از انتشار رطوبت؛ Btu/h
= Mتراوایی مجموعه دیوار؛ / ft .h.in.Hgمجموعه ذرات 2
/ lb = 7000مجموعه ذرات
= Aمساحت دیوار؛ ft 2
= Δpvاختالف فشار بخار؛ in.Hg
= hgآنتالپی در شرایط اتاق؛ Btu/lb
= hfآنتالپی بخار آب تقطیر ش��ده روی کوئل سرمایی؛ Btu/lb؛
مقدار آن در دم��ای 75ºFاتاق و دمای تقطیر 50ºFروی کوئل برابر
با 1076Btu/lbاست.
سایر بارهای نهان
مناب��ع تولید رطوبت در یک س��اختمان مانند حمام ،اس��تخر یا
ک��ه در این رابط��ه Cx,0 ،بیانگر هر ی��ک از مقادیر ضریب Cدر
سطح دریا و نسبت به صورت زیر محاسبه میشود که در آن ارتفاع بر حسب فوت در نظر گرفته میشود:
× (6.8754 × 10-6)]5.2559ارتفاع – P/P0= [1
بهره گرمایی نهان ناشی از انتشار رطوبت
انتش��ار رطوبت در داخل س��اختمان یک پدیده طبیعی است که
همواره با آن س��روکار خواهیم داش��ت .در فصلهای بیست و سوم و بیس��ت و چهارم از همین راهنما ،اصول و مبانی مربوط به انتش��ار رطوبت و روشهای اختصاصی برای کنترل رطوبت مطرح شده است. انتق��ال رطوبت از طریق دیوارها اغلب در محاس��بات تهویه مطبوع و تامین ش��رایط آس��ایش حرارتی افراد در نظر گرفته نمیشود؛ چرا که نرخ واقعی انتقال رطوبت بسیار کم است و بهره گرمایی نهان متناظر ب��ا آن نیز چندان قابل توجه نیس��ت .مقادی��ر نفوذپذیری 7و تراوایی
8
برای مصالح مختلف مورد اس��تفاده در س��اختمان در فصل بیس��ت و پنجم از همین راهنما ارائه ش��ده اس��ت .در س��اختمانها برای به حداقل رس��اندن انتقال رطوبت از طریق اجزای مختلف ساختمان از
س��الن ورزش ،نقش اصلی در بار نهان س��اختمان را دارند .برخالف
بارهای محس��وس که ب��ر تعیین مقدار هوای رفت مورد س��اختمان
تاثی��ر میگذارند ،بارهای نهان معموال تنها بر تعیین اندازه کوئلهای س��رمایی یا بار سرمایشی ساختمان تاثیرگذار است .از آنجا که هوای
حم��ام و اکثر مناطق مول��د رطوبت معموال به ط��ور کامل به خارج
20
جدول ( )14معادالت مربوط به تابش خورشید معادالت مربوط به زوایای تابش
تمامی زاویههای این بخش بر حس��ب درجه است .زاویه سمت 1خورشید ( )Фو
زاویه سمت سطحی 2که پرتوی خورشید به آن برخورد میکند بر حسب درجه و از
معادالت مربوط به تابش مستقیم ،تابش پراکنده و بازتابش کل خورشید بازتابش مستقیم در حالت معمول (:)EDN اگر β>0باشد:
سمت جنوب اندازهگیری میشود .زاویههای مربوط به سمت جنوب شرقی مقدار
منفی دارند و زاویههای جنوب غربی ،مثبت در نظر گرفته میشود .برای محاسبه
در غیر این صورت:
زمان ظاهری خورشید ( )ASTبر حسب ساعت:
بازتابش مستقیم روی سطح (:)ED اگر cos θ > 0باشد:
زاویه ساعت بر حسب درجه:
در غیر این صورت:
ارتفاع تابش خورشید ،زاویه سمت و زاویه برخورد پرتوی خورشید با سطح میتوان از روابط زیر استفاده کرد:
)) = 15(AST – 12ساعت پس از ظهر خورشیدی( H = 15
ارتفاع خورشیدی (:)β
زاویه سمت خورشید (:)Ф زاویه سمت خورشید بر روی سطح (:)γ زاویه برخورد پرتوی خورشید با سطح (:)θ که در روابط فوق:
= ETمعادله زمان بر حسب دقیقه = Lعرض جغرافیایی
= LONطول جغرافیایی محل بر حسب درجه
= LSMزمان استاندارد محلی بر حسب درجه زمان استاندارد برای اقیانوس اطلس = 60º
زمان استاندارد برای مناطق شرقی = 75º زمان استاندارد برای بخش مرکزی = 90º
زمان استاندارد برای ناحیه کوهستانی = 105º
زمان استاندارد برای ناحیه اقیانوس آرام = 120º
زمان استاندارد برای آالسکا = 135º
زمان استاندارد برای جزایر هاوایی -الویت = 150º
= LSTزمان استاندارد محلی بر حسب ساعت
= δزاویه میل خورشیدی بر حسب درجه
= Ψزاویه سمت خورشیدی روی سطح بر حسب درجه
= Σشیب سطح نسبت به سطح افق؛ Σبرای سطح افق برابر با صفر درجه است. مقادیر ETو δدر جدول ( )7از فصل سی و یکم همین راهنما برای روز بیست و یکم هر ماه ارائه شده است.
نس��بت Yبرای ضریب پخش آسمان 3روی سطوح عمودی به ضریب پخش آسمان روی سطح افقی: اگر cos θ > -0.2باشد: در غیر این صورت: مقدار بازتابش پخشی (:)Ed برای سطوح قائم: برای سطوحی غیر از سطوح قائم: برای بازتابش از سطح زمین: برای بازتابش کل سطح: که در روابط فوق: = Aضریب ثابت ظاهری برای تابش خورشید = Bضریب تضعیف جو = Cضریب پخش آسمان = CNضریب وضوح برای مکانهای تمیز به خش��ک یا غبارآلود به مرطوب؛ برای آگاهی از مقادیر CNمیتوانید به تصویر ( )5از فصل س��ی و س��وم راهنمای 2003 ASHRAE HVAC Applicationsمراجعه کنید. = Edبازتابش پخشی آسمان = Erبازتابش پخشی زمین = ρgقابلیت بازتاب زمین مقادیر A، Bو Cدر جدول ( )7از فصل سی و یکم همین راهنما برای روز بیست و یکم هر ماه ارائه شده است .مقادیر مربوط به قابلیت بازتاب زمین ( )ρgنیز در جدول ( )10از فصل سی و یکم همین راهنما آمده است.
1. Solar azimuth 2. Surface azimuth 3. Sky diffuse
س��اختمان تخلیه میش��ود ،باره��ای نهان این بخش از س��اختمان
اس��ت .تاثیر تابش خورشید روی سطوح ماتی که مستقیما در معرض
رطوبت ،نقشی در بار سرمایی نخواهد داشت .البته در محاسبات یاد
خورشیدی و انتقال حرارتی رسانایی از طریق اجزای مختلف پنجره و
معم��وال از روی کوئل س��رمایی عبور نمیکن��د و بنابراین این مقدار شده باید بار سیستمهای مربوط به هوای تهویه موردنیاز برای جبران هوای تخلیه باید در نظر گرفته شود.
تابش خورش��ید هستند بس��یار بیشتر است .محاس��به بهره گرمایی
چهارچوب مرتبط با آن به همراه سایبانها داخلی یا خارجی در فصل س��ی و یک این کتاب راهنما به طور کامل مورد بررس��ی قرار گرفته
برای س��النهای ورزش ،کنترل رطوبت و تامین ش��رایط آسایش
اس��ت .در این فصل ،روش استفاده از اطالعات موجود برای ارزیابی
بس��یاری از ش��رایط ،اندازه ،موقعیت و الزام��ات محیطی به گونهای
محاس��به بار سرمایی مناطق مطبوع شده ارائه شده است .در جدول
اف��راد حاض��ر در محل از اهمیت بس��یار باالیی برخوردار اس��ت .در اس��ت که استفاده صرف از سیستمهای تخلیه گرانقیمت و ناکارآمد
بهره گرمایی کل و تبدیل مقادیر محاس��به ش��ده به��ره گرمایی برای
( )14نیز معادالت مفیدی برای محاس��به بار سرمایی ناشی از تابش
خواه��د بود .در م��واردی که ب��رای بازچرخانی هوا از سیس��تمهای س��رمایش مکانیکی استفاده میش��ود ،بارهای نهان (تبخیر) بسیار
خورشید مطرح شده است.
زی��اد خواهد بود .در فصل چه��ارم از راهنمای ASHRAE HVAC
بهرههای گرمایی ناشی از انتقال حرارت رسانایی ،انتشار نور خورش�ید و بار س�رمایی ناش�ی از تابش مس�تقیم خورشید به بازشوها
بهره گرمایی بازشوها
معادالت زیر استفاده کرد:
Applicationsاطالعات مفیدی در زمینه محاس��بات بار سالنهای ورزش ارائه شده است.
در برخ��ی از مکانه��ا ،اصلیترین متغیر مربوط به ش��رایط آب و
هوایی که بر بار سرمایی ساختمان نیز تاثیر میگذارد ،تابش خورشید
برای محاسبه بهره گرمایی مربوط به بازشوهای ساختمان باید از بهره گرمایی ناشی از تابش مستقیم خورشید (:)qb
) (13
22
بهره گرمایی ناشی از تابش پراکنده خورشید (:)qd ) (14
بهره گرمایی ناشی از انتقال حرارت رسانایی (:)qc
) (15
بهره گرمایی کل ناشی از بازشوهای ساختمان (:)Q
) (16 که در روابط فوق:
= Aسطح پنجره؛ ft2
ED، Edو = Erتابش مس��تقیم نور خورش��ید ،تاب��ش پراکنده نور
خورش��ید و بازتابش نور خورش��ید از س��طح زمین؛ مقادیر این ضرایب
را میتوان با اس��تفاده از معادالت ارائه ش��ده در جدول ( )14محاسبه کرد.
) = SHGC(θضریب بهره گرمایشی ناشی از تابش مستقیم خورشید
ب��ه عنوان تابع��ی از زاویه تاب��ش ()q؛ مقدار این ضری��ب را میتوان با میانیابی بین مقادیر ارائه ش��ده در جدول ( )13فصل س��ی و یکم این
راهنما به دست آورد.
= <SHGC>Dضری��ب به��ره گرمایی ناش��ی از تاب��ش پراکنده
خورشید که گاهی به آن SHGCنیمکرهای نیز گفته میشود؛ مقدار
این ضریب را میتوان از جدول ( )13فصل س��ی و یکم این راهنما به
دست آورد.
= Tinدمای داخل؛ ºF
= Toutدمای خارج؛ ºF
= Uمق��دار کل��ی ضری��ب Uش��امل تاثیر جهتگی��ری ،قاب و
چهارچ��وب؛ Btu/h.ft2.ºF؛ مقدار این ضری��ب را میتوان از جدول
( )4فصل سی و یکم به دست آورد.
= IACضری��ب تضعی��ف س��ایهاندازی داخل؛ در صورت��ی که از
سایبانهای داخلی استفاده نشده باشد ،مقدار این ضریب برابر با 1.0
خواهد بود.
در صورت��ی که مقادیر مربوط به SHGCو ضریب Uس��ازندگان
مختلف موجود باش��د ،مقدار این ضرایب باید در محاس��بات لحاظ
ش��ود .برای آن دسته از بازش��وهایی که مجهز به سایبانهای داخلی هستند (سایبانها ،پردهها یا کرکرهها) ،مقدار IACدر جدول ()19
فصل بیس��تم و جدول ( )22از فصل س��ی و یکم همین راهنما ارائه شده اس��ت .ضریب تضعیف س��ایبان داخلی برای محاسبه بهرههای
گرمایی ناشی از تابش مستقیم و تابش پراکنده خورشید مورد استفاده قرار میگیرد.
الزم به یادآوری اس��ت که ،مقادیر Uو SHGCبرای بازش��وهای مختلف ساختمان بر مبنای مساحت کل آنها شامل قاب و چهارچوب مربوطه ارائه میش��ود .بنابراین برای محاس��بات بار ،مساحت بازشو باید برابر با س��طح کلی از دیوار یا بام که توس��ط بازش��و اشغال شده است در نظر گرفته شود.
سایبانهای خارجی
س��ایبانهای خارجی غیرثابت که معم��وال به همراه آویز روی بام
ساختمان ،پردهکرکره یا سایبانهای روبروی نمای ساختمان در نظر گرفته میش��وند را باید به صورت س��اعتی در محاس��بات مربوط به مناطق مجهز به سایبان و مناطق بدون سایبان در نظر گرفت .در این مورد باید مقدار ضریب SHGCمربوط به س��ایبانهای داخلی را نیز برای تمامی موارد لحاظ کرد .مناطق سایهدار و بدون سایه ،متناسب با موقعیت خط س��ایهای که روی س��طح و در صفحه شیشه ایجاد 11
میشود تعیین میگردند .در س��ال Sun ،1968الگوریتم مبنا برای تحلیل الگوهای سایه را پیش��نهاد داد .مککوئیستون و اسپیلتر نیز در سال 1992برای سادهسازی فرآیند محاسبه خط سایه ،اطالعات جمعآوری شده خود را به صورت تصویری ارائه کردند. برای تعیین ش��کل و مساحت سایه متحرکی که در طول یک روز طراحی به واس��طه س��ایبان خارجی روی یک پنجره ایجاد میش��ود میتوان از معادالت ( )107تا ( )110مربوط به محاسبه زوایای سایه که در فصل س��ی و یکم این راهنما ارائه ش��ده استفاده کرد .به این ترتیب میتوان الگوی مش��خصی برای بهره گرمایی هر پنجره را تهیه کرد و آن را برمبنای وضعیت تابش خورش��ید و وضعیت سایهاندازی در ساعتهای مختلف روز مورد ارزیابی قرار داد.
پینوشت 1. Infiltration 2. Outdoor air 3. Ventilation air 4. Total heat 5. Sensible heat 6. Latent heat 7. Permeability 8. Permeance 9. Vapor retarders 10. Conditioned spaces 11. Shadow line
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
PRODUCT NEWS SYSTEMS & EQUIPMENT
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
ASHRAE NEWS
میکروبیولوژی و نگهداری از مواد غذایی ASHRAE Refrigeration Handbook 2002 – IP Edition
● مبانی میکروبیولوژی ● معیارهای بحرانی برای رشد میکروبها ● طراحی با هدف کنترل میکروارگانیسمها ● نقش HACCP ● سترون کردن مواد غذایی ● آییننامهها و استانداردها یک��ی از اصلیترین کاربردهای سردس��ازی ،جلوگی��ری یا به تاخیر انداختن تغیی��رات میکروبی ،فیزیولوژیکی و ش��یمیایی در مواد غذایی
به کارگیری روشهای نامناس��ب برای سترون کردن مواد غذایی است.
روشهای مهندسی با طراحی تجهیزات مختلف با قابلیت نگهداری مواد غذایی و حفظ شرایط محیطی در محدوده متداول ،نقش مستقیمی بر
افزایش ایمنی و پایداری مواد غذایی داش��ته است .در این فصل مباحث مرتبط با میکروبیولوژی م��واد غذایی و تاثیر روشهای طراحی بر تولید
مواد غذایی سالم و ایمن به صورت مختصر مورد بررسی قرار گرفته است. در سایر فصلهای این راهنما نیز روشهای سردسازی مواد غذایی خاص
مطرح شده است.
است .حتا در دماهای نزدیک به دمای انجماد نیز رشد میکروارگانیسمها
مبانی میکروبیولوژی
ش��یمیایی ایجاد ش��ده در مواد غذایی به طور کامل متوقف نمیش��ود.
غذایی بر جای میگذارند .میکروارگانیس��مها میتوانند موجب فس��اد،
را کمی کند میکند .در دماهایی که انجماد مواد غذایی آغاز میش��ود،
ظاهری مواد غذایی بشوند .برخی از ارگانیسمها در گروه عوامل بیماریزا
به واس��طه تغییرات ایجاد شده توسط آنزیمها یا به واسطه واکنشهای
میکروارگانیسمها اثرات مختلفی در تاسیسات تولید و فرآوری مواد
نگهداری مواد غذاهایی در دماهای پایین ،تنها س��رعت ایجاد تغییرات
ایجاد بوهای ناخوش��ایند ،ایجاد طعم نامطلوب و تغییر ساختار یا شکل
تعداد کمی از ارگانیسمهای عامل فساد مواد غذایی همچنان به فعالیت
هس��تند ،در حالی که برخ��ی دیگر در گروه ارگانیس��مهای مفید جای
خود ادامه میدهند. سردس��ازی مواد غذایی همچنین نقش به سازیی در نگهداری مواد غذایی در شرایط ایمن نیز دارد .به طور کلی ،اصلیترین عاملی که موجب فساد مواد غذایی و رشد میکروارگانیسمهای بیماریزا در آنها میشود، نگهداری مواد غذایی در دماهای نامناسب است .یکی دیگر از این عوامل،
میگیرند و وجود آنها به واسطه تخمیر برای تولید و فرآوری برخی مواد
غذایی مانند پنیر ،سرکه و برخی مواد غذایی دیگری ضروری هستند.
به طور کلی ،میکروارگانیسمها در چهار گروه تقسیمبندی میشوند:
.1باکتریها
1
.2کپکها
2
24
.3قارچها
3
.4ویروسها
4
باکتریها از جمل��ه متداولترین پاتوژنهای فع��ال در مواد غذایی
هستند .سرعت رشد باکتریها در شرایط بهینه معموال سریعتر از قارچها و کپکهاست؛ به همین دلیل است که باکتریها اصلیترین عامل فساد
مواد غذایی به ویژه مواد مرطوب و س��رد به شمار میروند .باکتریها به ش��کلهای مختلفی موجود هستند از آن جمله میتوان به باکتریهای
کرویشکل ،باکتریهای استوانهای یا باکتریهای مارپیچ اشاره کرد که
اندازه آنها معموال بین 0.3μmو 5μmتا حداکثر 10μmاس��ت .انواع مختلف باکتریها ،توانایی رش��د در شرایط محیطی مختلفی را دارند. برخی از باکتریها به نام دوکسانان 5و باسیلها 6نیز درونهاگ 7تشکیل
میدهند که این نوع باکتریها مقاومت باالیی در برابر مواد ش��یمیایی،
دماهای باال و محیطهای خشک دارند.
قارچه��ا و کپکها در مواد اس��یدی یا خش��ک موجب که موجب
محدود شدن رش��د باکتریها میشوند اهمیت پیدا میکنند .کپکها میتوانند موجب گازدار شدن آب میوهها و لزج شدن مواد تخمیر شده
بشوند .شکلگیری لکههای قارچی( 8کپک سیاه) روی سطوح مرطوب و
شکلگیری کپکها روی سطح مواد غذایی فاسد شده نیز از دیگر مواد
متداول است.
ویروسها نیز میزبانان میانیاختهای هس��تند که از بدن موجودات
زنده به عنوان میزبان استفاده میکنند .ویروسهای انسانی مانند ویروس هپاتیت ،Aقادر به تکثیر در خارج از بدن انس��ان نیستند .بنابراین در
چنین مواردی برای به حداقل رساندن احتمال آلوده شدن مواد غذایی، توشوی صحیح اولویت طراحی باید بر آموزش صحیح کارکنان برای شس دس��تها و روشهای س��ترون کردن مواد غذایی استوار باشد .البته در صورت عدم توجه به روشهای صحیح بس��تهبندی ،س��ترون کردن و
تامین تهویه کافی مواد غذایی ،ویروسباکتریها( 9باکتریخوارها )10نیز
میتوانند به عنوان عامل شروع فعالیت باکتریهای تخمیرکننده نقش داشته باشند .به کارگیری روشهای فرآوری و تولید متمرکز مواد غذایی
نقش قابل توجهی در کاهش این مشکل داشته است.
منابعمیکروارگانیسمها
فاسدکننده مواد غذایی به شمار میروند.
رشد میکروبها
تغیی��ر در تعدا میکروبها بر مبنای منحنی رش��د کلی رخ میدهد
(تصویر .)1طبق این منحنی ،با ش��روع رش��د و تکثی��ر میکروبها تا زمان تطبیق یافتن آنها با محیط جدید ،کمی تاخیر در این روند ایجاد
میشود .این مرحله همراه با تاخیر ،اهمیت بسیار زیادی دارد؛ چرا که حداکثر رشد پوسته و زمان رشد مستقیما با زمان این دوره تاخیری در
باکتریها ،کپکها و قارچها در آب ،خاک ،هوا ،پوششهای گیاهی،
ارتباط است .به محض تطبیق یافتن میکروبها با محیط ،رشد گروهی
هستند .تمامی غذاهای فرآوری نشده در معرض آلودگی انواع مختلفی
لگاریتمی نمودار مطابقت دارد .در این مرحله ،کنترل رشد میکروبها
آن دسته از محیطهای فرآوری مواد غذایی که شامل پسماند مواد غذایی
نخواهد بود .سرعت رشد میکروبها در این مرحله به اندازهای است که
سطح پوست و داخل روده انسانها و حیوانات به طور گستردهای موجود
میکروبها سرعت گرفته و به حداکثر مقدار خود میرسد که با قسمت
از میکروارگانیسمهای فاسدکننده غذا و گاهی اوقات بیماریزا هستند.
بدون سترون کردن مواد غذایی یا رعایت معیارهای سختگیرانه امکانپذیر
هستند ،به طور طبیعی ،بستر مناسبی برای فعالیت میکروارگانیسمهای
در ش��رایط بهینه ،هر بیست الی س��ی دقیقه تعداد میکروبها دو برابر
میشود.
شکلگیری محصوالت سمی و رشد هاگها در مرحله پایانی این رشد
سریع رخ میدهد که با ناحیه ثابت نمودار مطابقت دارد .در این مرحله،
هس��ته مواد غذایی تخریب شده و یا محصوالت جانبی بازدارنده تولید میشوند .در نهایت ،قابلیت رشد گروهی میکروبها کاهش مییابد که سرعت آن به نوع ارگانیسم ،محیطی رشد و سایر شرایط محیطی بستگی
خواهد داشت .اگرچه نگهداری مواد غذایی در محیطها سرد موجب به
تاخیر افتادن فرآیند رشد و تکثیر میکروبها میشود و فعالیت آنزیمها و محصوالت سمی را کاهش میدهد ،در اکثر موارد با استفاده از این روش نمیتوان کیفیت مواد غذایی مانده را به وضعیت پیشین بازگرداند.
معیارهای بحرانی برای رشد میکروبها
روشهای مهندسی تاثیر کمی بر عوامل یاد شده دارند ،اما دستیابی به
درک صحیحی از چگونگی تاثیر این عوامل بر رشد میکروبها میتواند نقش موثری در پیشبینی نوع میکروارگانیسمهایی که ممکن است در
هر کاربرد با آن سروکار داشته باشیم ایفا نماید.
مواد غذایی
میکروارگانیسمهای نیز درست مانند تمامی ارگانیسمهای زنده برای
رش��د به غذا نیاز دارند .منابع انرژی و کربنی معموال به ش��کل شکر و نشاسته هستند .نیروژن موردنیاز برای رشد ارگانیسمهای زنده از پروتئین
موجود در مواد غذایی تامین میش��ود .ویتامینها و مواد معدنی نیز از
دیگر مواد غذایی الزم برای رشد ارگانیسمها هستند .باکتری تولیدکننده
اس��ید الکتیک نیز برای رشد و تکثیر به تمامی مواد غذایی نیاز دارند،
عواملی که رشد میکروبها را تحت تاثیر قرار میدهد میتوان به دو
ولی بسیاری از باکتریهای هوازی قابلیتهای آنزیمی بسیار زیادی دارند
.1عوامل ذاتی و درونی که تابعی نوع غذا هستند.
قابلیت تمیز شدن ،فرآیند تخلیه پسماند مواد غذایی را تسهیل میکنند
دسته کلی تقسیم کرد:
.2عوام��ل خارجی ک��ه تابعی از محی��ط نگهداری م��اده غذایی
هستند.
عوامل درونی
که امکان رشد آنها در محیطهای مختلفی وجود دارد .سیستمهای با که این عمل موجب عدم تامین مواد غذایی موردنیاز میکروارگانیسمها و
جلوگیری از رشد و تکثیر آنها در محیط میشود.
مواد بازدارنده
از جمله عوامل درونی که بر رشد میکروبها تاثیر میگذارند میتوان
مواد بازدارنده ممکن است به صورت طبیعی یا مصنوعی و در نقش
آبی pH ،و وجود میکروارگانیس��مهای رقیب در غذا اشاره کرد .اگرچه
را نمیتوان به عنوان جایگزینی برای س��ترون کردن مواد غذایی به کار
ب��ه نوع مواد غذایی ،م��واد بازدارنده ،مش��خصات بیولوژیکی ،فعالیت
جدول ( )1حداقل مقدار تقریبی فعالیت آبی برای رشد میکروارگانیسمها نوع ارگانیسم
aw
نوع ماده غذایی
باکتریهای هوازی تکمیلهای
0.98
میوه ،سبزی و گوشت تازه
سالمونال ،ایکوالی
0.95
بسیاری از غذاهای فرآوری شده
لیستریا مونوسیتوژن
0.93
باسیل سریوس
0.92
کره
استافیلوکوک
0.86
سس فرآوری شده
کپکها
0.84
غذاهای نرم و مرطوب برای حیوانات
0.80
مربا ،شیرینی
0.70
عصاره ذرت
قارچهای زیروتروف
0.65
کارامل
کپکهای آزموفیل
0.62
محدود رشد میکروبها
0.60
آرد گندم
0.40
شیر خشک بدون چربی
مواد نگهدارنده در محصوالت غذایی وجود داشته باشند .مواد نگهدارنده گرفت؛ چرا که به مرور زمان ،احتمال افزایش مقاومت میکروارگانیسمها وج��ود دارد .بنابراین حتا در این صورت نیز به کارگیری یک سیس��تم
با قابلیت تمیز کردن برای جلوگیری از رش��د توده میکروبها تاثیرگذار است.
26
الش��ههای گوش��ت آویزان در یک محیط کنترل شده یا سبزیجات قرار
میکروارگانیسمهای رقیب
وج��ود هر یک از انواع میکروارگانیس��مها در م��واد غذایی موجب
تاثیرگذاری بر مواد غذایی باقیمانده برای س��ایر ارگانیس��مها میشود. برخی از ارگانیسمها ترکیبات بازدارندهای را تولید میکنند یا سریعتر رشد
میکنند ،در حالی که دیگر ارگانیسمها توانایی بیشتری برای استفاده از
مواد غذایی موجود در زنجیره غذایی را دارند.
گرفته در یک ویترین باز اش��اره کرد .به همین ترتیب ،اگر یک محصول
خشک مانند نان در یک محیط مرطوب قرار گیرد ،رشد کپکها با جذب رطوبت به سطح نان رخ میدهد .بنابراین ،رطوبت نسبی محیط نقش قابل مالحظهای بر زمان نگهداری محصول داشته باشد. 12
pH
شرایط رش��د بهینه برای اکثر میکروارگانیسمها در pHخنثا یعنی
فعالیت آبی
11
تمامی گونههای زنده برای ادامه حیات خود نیازمند آب هس��تند.
فعالیت آبی ( )awبرای اش��اره به مقدار موج��ود بودن آب در یک ماده
غذایی اشاره دارد و در یک دمای ثابت به صورت زیر تعریف میشود: = awفشار بخار محلول (ماده غذایی) /فشار بخار حالل (آب)
حداقل مقدار فعالیت آبی برای رشد انواع مختلف میکروارگانیسمها
و برای مواد غذایی مختلف در جدول ( )1ارائه شده است .در این جدول، حداقل مقادیر مربوطه برای awارائه شده است که این مقادیر ،ضرایب
pHبرابر با 7.0رخ میدهد .تعداد کمی از ارگانیسمها تحت شرایط بازی رشد میکنند ،در حالی که برخی از ارگانیسمها مانند کپکها ،قارچها و باکتری اسید الکتیک در محیط اسیدی رشد میکنند .در تصویر ()2
مقادیر pHبرای انواع مختلف مواد غذایی و مقادیر محدودکننده pHاز دیدگاه رشد میکروارگانیسمها ارائه شده است.
تنوع بیولوژیکی
اکثر باکتریها ش��رایط محیطی مخصوصی را برای رش��د و تکثیر
کنت��رل رطوبت محیطی ک��ه در بخش عوامل خارجی ب��ه آن خواهیم
ترجیح میدهند ،ولی س��ایر آنها به دلیل سیس��تم آنزیمی منحصر به
هنگام��ی که مواد غذایی در یک بس��تهبندی کام�لا هوابند و یا در
دارند .برخی از باکتریها مانند لیستریا مونوسیتوژن 13در دماهای پایین
با مقدار awمربوط به مواد غذایی میش��ود .در چنین شرایطی ،مقدار
دیگر مانند باسیل س��یرکس 14قادر به تحمل دماهای باال هستند و در
پرداخت نیز هستند.
محفظهای با جریان هوای محدود قرار میگیرند ،مقدار awتعادلی برابر
awبرای م��واد غذایی تعیینکننده آن خواهد بود که کدام ارگانیس��م در این ش��رایط قادر به رش��د و تکثیر خواهد بود .در صورتی که همین
فرد خود ،قابلیت سازگاری بسیار زیادی با انواع مختلف شرایط محیطی
در معرض اکسیژن یا بدون نیاز به اکسیژن به خوبی رشد میکنند .برخی جدول ( )2حداقل دمای رشد برای برخی از باکتریهای مواد غذایی
ماده غذیی در محیطی با رطوبت نس��بی کمتر قرار گیرد ،هیدراسیون
حداقل دمای
سطحی مواد غذایی درست همانند یک بازدارنده عمل میکند و از رشد میکروبه��ا جلوگیری به عمل میآورد که به عن��وان نمونه میتوان به
ناحیه ثابت
شد ر
تعداد یاختهها در مقیاس لگاریتمی
می
ریت لگا
م رگ
رشد به صورت تقریبی نوع ارگانیسم
اهمیت
()ºF
استافیلوکوک
عامل بیماریزای مواد غذایی
50
سالمونال
عامل بیماریزای مواد غذایی
42
دوکسانان بتولینوس
عامل بیماریزای مواد غذایی
پروتئولیتیک
50
غیرپروتئولیتیک
38
الکتوباسیل و لئوکانوستوک تاخیر
زمان
تصویر ( )1نمودار متداول رشد میکروبها
عامل فساد گوشت تازه و منجمد
32
لیستریا مونوسیتوژن
عامل بیماریزای مواد غذایی
34
آسینوباکتری
عامل فساد مواد غذایی آماده
31
باکتریهای هوازی
عامل فساد ماهی ،گوشت،
31
تکمیلهای
مرغ و لبنیات
به عنوان حد باال برای نگهداری ایمن مواد غذایی در محیط سرد اعالم ش��ده است؛ ضمن آن که دمای 34ºFیا پایینتر بسیار مناسبتر است.
آن دسته از مواد غذایی که بستر مناسبی برای رشد میکروارگانیسمهای آب لیمو نوشیدنیهای بدون الکل سرکه هلو
باکتری بتولینوس
میکروبهای روده
قارچها
محصوالت شیری
کپکها
گوجه فرنگی پنیر کلم گوشتهای تازه حبوبات ذرت آب خالص آب دریا سفیده تخممرغ صابون مواد سفیدکننده خانگی بتن سنگ آهک
بیماریزا را فراهم میآورند ،نباید برای مدت زمان بیش از دو ساعت در
محدوده دمایی 41ºFتا 140ºFنگاه داشته شوند.
دما یکی از شاخصهایی است که برای طبقهبندی میکروارگانیسمها
مورد استفاده قرار میگیرد .آن دسته از میکروارگانیسمهایی که قابلیت
رشد در دمای بیش از 113ºFرا دارند و محدوده دمای بهینه برای رشد آنها بین 130ºFتا 150ºFاس��ت را اصطالحا گرمادوست یا ترموفیل
15
میگویند .رشد باکتریهای ترموفیل میتواند بسیار سریع و در بازههای زمانی بین ده الی بیس��ت دقیق��های صورت پذیرد .ای��ن باکتریها در
تجهیزات س��فیدکننده و س��ایر تجهیزاتی که غذاها را در دماهای باال و
برای دورههای زمانی طوالنی نگاه میدارند میتوانند مشکلساز باشند. این ارگانیسمها در دماهای پایین به کلی از بین میروند و یا رشد آنها متوقف میشود.
مزوفیلها ارگانیسمهایی هستند که بهترین شرایط رشد خود را در 16
مح��دوده دمایی 68ºFتا 113ºFدارند .اکثر پاتوژنها در این گروه جای میگیرند و دمای بهینه برای رش��د آنها ح��دود ( 98.6ºFیعنی دمای
معمول بدن انسان) است .مزوفیلها نیز شامل تعدادی از ارگانیسمهای فاس��دکننده غذا میشوند .رش��د مزوفیلها کامال سریع رخ میدهد و
تصویر ( )2محدوده pHبرای رشد میکروبها به همراه چند مثال
دمای بدن انسان نیز قادر به ادامه حیات و ایجاد بیماری هستند.
عوامل خارجی
از جمله عوامل خارجی که بر رشد میکروارگانیسمها تاثیر میگذارند
میتوان به دما ،رطوبت نس��بی محیط و مقدار اکس��یژن موجود اشاره
زمان تکثیر آنها به طور معمولی بین بیس��ت الی سی دقیقه است .از آنجا که مزوفیلها بس��یار سریع رشد میکنند ،برای جلوگیری از فاسد
شده و احتمال ایجاد مسمومیت ،مواد غذایی فاسدشدنی باید در اسرع
وقت سرد شوند .نکته دیگر آن که ،هرچه سرعت سرد کردن مواد غذایی کمتر باشد ،مزوفیلها بیشتری با محیط مطابقت یافته و توانایی رشد در دماهای را نیز پیدا میکنند .در دماهای متوس��ط نیز الگوی رش��د مزوفیلها به س��متی س��وق پیدا میکند که احتمال فاسد شدن مواد
کرد .سیستمهای تهویه و سرمایش ،نقش به سزایی در کنترل این عوامل
غذایی و به خطر افتادن سالمت افراد افزایش مییابد.
دما
41ºFرا دارن��د .برخی از این باکتریها قادر به رش��د در دماهای پایین
دارند.
میکروارگانیسمها در دامنه وس��یعی از دماها قادر به رشد و تکثیر
هستند .حداقل دمای موردنیاز برای رشد باکتریهای عامل فساد مواد غذایی و باکتریهای بیماریزا در جدول ( )2به صورت خالصه ارائه شده
اس��ت .پیش از این ،دمای 45ºFبه عنوان دمای مناس��ب برای کنترل رش��د ارگانیسمهای بیماریزا اعالم شده بود .ولی با ظهور باکتریهایی
مانند لیس��تریا مونوسیتوژن ،مشخص ش��د که این دما باید پایینتر از محدوده یاد ش��ده باشد .در حال حاضر در ایاالت متحده ،دمای 41ºF
سایکروتروفها 17ارگانیسمهایی هس��تند که توانایی رشد در دمای
در محدوده 23ºFنیز هس��تند که این دس��ته از باکتریها علت اصلی
فاسد شدن مواد غذایی فاسدشدنی به شمار میروند .رشد این باکتریها در مقایس��ه با باکتریه��ای مزوفیل و ترموفیل کمتر اس��ت و حداکثر سرعت رشد آنها یک الی دو ساعت و بیشتر است .البته ،کنترل رشد باکتریهای س��ایکروتروف یکی از اصلیتری��ن چالشهای موجود برای
نگهداری طوالنیمدت از مواد غذایی است .از آنجا که دمای بهینه برای
رش��د بس��یاری از این باکتریها با دمای بهینه برای رشد باکتریهای
28
اصلی و بیقید و شرط حیات ،به عنوان یکی از عوامل خارجی نیز مطرح
اس��ت .آب موجود در محیط به عنوان یک بس��تر مناسب برای انتقال
میکروارگانیس��مها از یک محل به محل دیگر عمل میکند .سینیهای تخلی��ه چگالیده و بخار آب تقطیر ش��ده روی کوئلها به عنوان یکی از
اصلیتری��ن دالیل آلوده ش��دن محصوالت در مکانهای ف��رآوری مواد
غذایی مطرح بوده اس��ت .آیروسلها 19نیز به عنوان عامل ایجاد بیماری لژیونر 20مطرح بوده اس��ت .رطوبت نس��بی باال در اتاقهای سرد یکی از مش��کالتی است که منجر به شکلگیری کپکهای مشکی روی دیوارها
و سقف و رش��د ارگانیسمها در داخل سینیهای جمعآوری چگالیده و مخازن آب میش��ود .تقطیر بخار آب روی سقف بستر مناسبی را برای
رش��د میکروبها به وج��ود میآورد و در نهایت ممکن اس��ت منجر به
ریزش قطرات تقطیر ش��ده روی سطح محصوالت شود .عدم استفاده از
تجهیزات تخلیه مناسب میتواند موجب میتواند موجب تجمع آب راکد
مزوفیل یکسان است ،به نظر میرسد که تغییر جزیی در دماینیز میتواند
و ایجاد محیطی مناس��ب برای رش��د میکروبها شود که با رفت و آمد
افراد در مس��یر به راحتی در تمام محیط پخش میشود .در مکانهایی
تاثیر قابل توجهی بر س��رعت رشد این ارگانیسمهای برجای بگذارد .به
که تولید و فرآوری مواد غذایی صورت میگیرد ،کنترل رطوبت نس��بی
میش��ود .در عمل ،مدت زمان نگهداری گوش��ت تازه در دمای 29ºF
این فصل در مبحث «آییننامهها و اس��تانداردها» مورد بحث و بررسی
ازای هر 5ºFافزایش دما ،س��رعت رش��د این باکتریه��ا تقریبا دو برابر
محیط از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است .معیارهای کنترل در ادامه
به حداکثر و در دمای 36ºFبه حداقل میرس��د .الزم به ذکر اس��ت که
قرار گرفته است.
گوشت در دمای 28ºFمنجمد میشود.
برای تمامی عوامل بحرانی رشد ،محدودهای که رشد میکروارگانیسمها
رخ میدهد مش��خصه منحصر به فرد همان ارگانیسم خاص است .این
محدوده رشد ،بسیار محدودتر از محدودهای است که ارگانیسمها قادر
به بقا هستند .برای مثال ،حداکثر دمای رشد برای یک ارگانیسم کمی بیش��تر از دمای بهینه رش��د آن است و این باکتری در دمایی نزدیک به
دمای حداکثر از بین میرود .در حالی که این مساله در محدوده پایین
دامنه دمایی یاد شده به این شکل رخ نمیدهد .ادامه حیات باکتریهای سایکروتروف و اکثر میکروارگانیسمهای مزوفیل با نگهداری مواد غذایی در دماه��ای پایین بهبود مییابد .منجمد کردن میکروارگانیس��مها نیز
تاثی��ر چندان مطلوبی ندارد .برخی از ارگانیس��مها به ویژه باکتریهای گرممنفی 18با منجمد کردن آس��یب میبینند و ممکن است به آرامی از
بین بروند ،ولی سایر باکتریها مقاومت بسیار بیشتری دارند .در واقع، منجمد کردن به عنوان یکی از روشهای کارآمد برای جلوگیری از رشد گروهی میکروبها در دماهای بس��یار پایین (مانند )-110ºFبه ش��مار
میرود.
رطوبت نسبی محیط
آب که پیش از این به تاثیر آن اشاره کردیم ،به عنوان یکی از ملزومات
اکسیژن
میکروارگانیس��مها اغلب بر اس��اس نی��از یا عدم نیاز به اکس��یژن
طبقهبندی میشوند .میکروارگانیسمهای هوازی مانند کپکها برای رشد نیازمند اکسیژن هستند .در مقابل ،میکروارگانیسمهای بیهوازی مانند
دوکسانان در حضور اکسیژن قادر به رشد نیستند .میکروارگانیسمهای بیهوازی گزینا 21مانند باکتری کلیفرم در حضور اکسیژن یا بدون حضور
اکس��یژن قادر به رشد هستند و میکروآیروفیلها 22مانند الکتوباسیل
23
بهترین رشد خود را در شرایطی با مقدار اکسیژن محدود خواهند داشت. در محفظههای کنترل ش��ده برای ذخیره میوهها نیز سطح اکسیژن در
حداقل مقدار ممکن نگاه داش��ته میش��ود تا عالوه ب��ر تاثیرگذاری بر فرآیندهای رس��یدن میوهها ،امکان نگه��داری طوالنیمدت میوهها و جلوگیری از رشد ارگانیسمهای بیماریزا وجود داشته باشد .بستهبندی
مواد غذایی در بستههای خال نیز بر مبنای همین عامل خارجی (اکسیژن) استوار است و موجب جلوگیری از رشد میکروارگانیسمهای هوازی مانند
کپکها میشود.
طراحی با هدف کنترل میکروارگانیسمها
میکروارگانیس��مها را میتوان برمبنای یکی از سه روش زیر کنترل
کرد:
.1جلوگیری از آلودگی .2جلوگیری از رشد
.3از بین بردن ارگانیسمها
طراحی سیستمهای برودتی و سیستمهای تهویه میتوان بر تمامی
موارد یاد شده تاثیرگذار باشد.
جلوگیری از آلودگی
به منظور جلوگیری از ورود میکروارگانیسمها به داخل مناطقی که
تولی��د و فرآوری مواد غذایی صورت میگیرد ،سیس��تمهای تهویه باید
هوای تمیز را به مقدار کافی در آن محل تامین کنند .از آنجا که باکتریها معموال از طریق هوا و توس��ط ذرات معلق منتقل میشود ،فیلترهای با بازدهی نود و پنج درصد برای تفکیک نمودن اکثر میکروارگانیس��مها از
هوا کافی خواهد ب��ود .بازده نود و پنج درصد برای فیلترها طبق معیار
اس��تاندارد ASHRAE 52.1تحت عنوان «روشهای ثقلی و آزمایش نقطهای گرد و غبار آزمایش تجهیزات پاکسازی هوا» که در کاربردهای
تهویه عمومی برای تفکیک نمودن ذرات معلق از هوا به کار گرفته میشود اعالم شده است .بر همین اساس ،فیلترهای هپا 24قادر به استریل کردن
هوا هستند و در اتاقهای تمیز مورد استفاده قرار میگیرند.
نکته دیگری که در این زمینه باید رعایت ش��ود آن است که تمامی
فیلترهای هوا باید خش��ک نگاه داش��ته ش��وند؛ چرا که بستر مرطوب فیلترهای سیس��تم تهویه بس��تر مناس��بی ب��رای رش��د میکروبها و ارگانیسمهای منتقل شده توسط هوا را ایجاد میکند .بنابراین به منظور
جلوگیری از رش��د قارچها و کپکها ،تمامی سیس��تمهای تهویه باید از پاش��ش آب و جمعآوری چگالیده در داخل سیس��تم محافظت شوند.
دس��تیابی به این هدف ممکن است مستلزم آن باشد که جریان هوای عبوری از سیستم افزایش یافته و یا از سیستمهای رطوبتگیری استفاده
ش��ود .ایجاد فش��ار مثبت در محیط تولید و فرآوری مواد غذایی نیز از
س��ایر ورود آالیندههای هوا از منابعی غیر از مسیر کانال سیستم تهویه جلوگی��ری به عمل میآورد .دریچهه��ای ورودی هوا مربوط به مناطق
تولید مواد غذایی نباید در مس��یر مناطقی قرار گیرند که احتمال آلوده شدن آنها زیاد اس��ت که از آن جمله میتوان به مسیرهای جمعآوری
آب روی بام ،النه پرندگان و مانند آن اشاره کرد .آلودگی میکروبی ناشی
از منابع هوایی معموال یکی از دالیل اصلی ایجاد آلودگی در مواد غذایی است اما هنوز ارزیابیهای دقیق کمی برای تعیین تمامی عوامل تاثیرگذار
در طراحی از این دیدگاه گردآوری نشده است.
س��ینیهای جمعآوری چگالیده در تجهیزات برودتی یکی از منابع
اصلی آلودگی به لیستریا مونوسیتوژن به شمار میرود .به منظور جلوگیری
از آلوده شدن کف و انتقال ارگانیسمها در تمام محیط ،لولهکشی مرتبط
با سینیهای جمعآوری چگالیده باید مستقیما با خطوط تخلیه چگالیده
در ارتباط باش��د .س��ینیهای جمعآوری چگالیده باید به سادگی قابل دس��ترس باشد و طبق برنامههای زمانی مشخص تمیز شوند که رعایت
این نکته نقش به سزایی در جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها در آنها
دارد .در مناطق بحرانی نباید از روش برفکزدایی هوایی استفاده کرد. 25
کوئلهای تبخیری با پاشش دائمی گلیکول مزایای بسیاری دارد که از آن جمله میتوان به خاصیت به دام انداختن و میکروبکشی گلیکول اشاره
کرد .گليكول جزو مواد نمگیر اس��ت و دمای نقطه شبنم هوا را کاهش
میدهد که نتیجه آن دستیابی به محیطی با هوای خشکتر است.
الگوی رف��ت و آمد در نقاط مختلف یک کارخانه تولید مواد غذایی
باید طوری برنامهریزی ش��ود ک��ه احتمال تماس بین محصوالت خام و
مواد آمادهس��ازی شده به حداقل برس��د .رعایت این نکته طبق قوانین وزارت کشاورزی ایاالت متحده ( )USDAبرای تولید محصوالت گوشتی
الزامی اس��ت .انتقال مواد خام از یک انتهای کارخانه تا انتهای دیگر آن مانع از انتقال آلودگیهای بین بخشهای مختلف میش��ود .دیوارهای
مجزاکننده برای تفکیک نمودن مواد خام از مواد فرآوری شده (یا تفکیک
مواد تمیز و کثیف از یکدیگر) با ایجاد فشار مثبت در مناطق قرارگیری مواد فرآوری ش��ده یکی از بهتری��ن روشهای حفاظت از مواد غذایی به ش��مار میرود و باید در هنگام طراحی لحاظ ش��ود .برای آن که امکان
تفکیک مواد خام از مواد فرآوری ش��ده وجود داش��ته باشد ،به ویژه در کارخانجات آمادهس��ازی محصوالت گوشتی که احتمال انتقال باکتری
سالمونال زیاد است ،باید محل مناسبی برای ذخیره کردن مواد غذایی در
30
نظر گرفته شود .نکته دیگر آن که گوشت خام نباید به همراه محصوالت گوش��تی فرآوری شده و یا س��بزیجات یا محصوالت لبنی در یک محل نگهداری شود.
جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها
کنترل محت��وی آب یکی از موثرترین روشهای جلوگیری از رش��د
میکروبها به ش��مار میرود که در بس��یاری از موارد در طراحیها نیز
نادیده گرفته میشود .تمامی سیستمهای تهویه ،سیستمهای لولهکشی، تجهیزات و قسمتهای مختلف ساختمان باید طوری طراحی شده باشند
که امکان تخلیه کامل آب یا بخار آب تقطیر شده در آنها وجود داشته
باش��د .راکد ماندن آب در بخشهای یاد شده بستر مناسبی برای رشد س��ریع میکروبها فراهم میکند و با رفت و آمد افراد به نقاط مختلف،
این میکروبها خیلی زود در تمام محل منتشر میشوند.
تقطی��ر بخار آب روی س��قفها و لولههای س��رد نیز یک��ی دیگر از
مکانهایی است که احتمال رشد میکروبها در آنها زیاد است .ضمن آن که در این مورد احتمال آن که قطرات چگالیده روی سطح محصوالت
چکه کند زیاد است .در چنین مواردی در نظر گرفتن تمهیدات الزم برای جلوگیری از تقطیر بخار آب روی س��طوح یاد شده بسیار مهم است .در
برخی موارد ،عایقکاری لولهها و اس��تفاده از سیستمهای رطوبتگیری ضرورت پیدا میکند .اهمیت این مساله به ویژه در اتاقهای سرد بیشتر
اس��ت .افزایش حجم هوای ارس��ال به اتاق نیز یکی دیگر از روشهای کارآمد برای تخلیه مقدار رطوبت اضافی هوا اس��ت .ثابت نگاه داش��تن رطوبت نسبی در محدوده هفتاد درصد ،به استثنای برخی باکتریهای
بسیار مقاوم ،مانع از رشد بسیاری از میکروارگانیسمها میشود .رطوبت
نسبی کمتر از ش��صت درصد نیز مانع از رشد تمامی انواع باکتریها بر روی سطح محصوالت میشوند (جدول 1را ببینید).
در روشهای سترون کردن مواد از مقدار آب زیادی استفاده میشود
و س��طوح مرطوب نگاه داش��ته میشود .در حین س��ترون کردن مواد
غذایی و پس از آن باید تمهیدات الزم برای رطوبتگیری مطلوب از هوا پیشبینی شود.
البته محدود کردن رطوبت نس��بیت هوا همواره نیز عملی نیست.
برای مثال ،برای نگهداری طوالنیمدت گوش��ت به منظور جلوگیری از
خش��ک شدن بافت س��طح آن ،رطوبت نس��بی باید در محدوده 90تا 95%نگاه داشته شود .در چنین مواردی برای جلوگیری از رشد و تکثیر میکروبها ،دمای سطح گوشت باید در محدوده 29ºFیعنی کمی باالتر
از دمای انجماد آن نگاه داشته شود .دماهای پایینتر از 41ºFنیز مانع
از آن میش��وند تا اکثر ارگانیسمهای متداول که عوامل بروز بیماری نیز هستند به رشد و فعالیت خود ادامه دهند .البته برای جلوگیری از رشد و تکثیر باکتریهایی مانند لیستریا مونوسیتوژن باید محدوده دمایی 34ºF
در نظر گرفته ش��ود .جریان هوا ،رطوبت نس��بی و دما از جمله عواملی هستند که برای دستیابی به حداکثر زمان نگهداری مواد غذایی با حفظ کیفیت باید در محدوده مناسب نگاه داشته شوند.
منجمدس��ازی مواد غذایی نیز یکی از روشهای موثر برای کنترل و
جلوگیری از رش��د میکروبهاست .در هنگام منجمدسازی مواد غذایی تع��داد کمی از باکتریها به طور کامل از بی��ن میروند که این روند به
ویژه در هنگام منجمدس��ازی آهس��ته مواد غذایی در مورد باکتریهای گرم منفی برجستهتر است .البته ،منجمدسازی مواد غذایی ،روش قابل
اطمینانی برای غیرفعال کردن میکروارگانیس��مها نیست .اما از آنجایی
که در م��واد غذایی منجمد ،هیچ نوع رش��د میکروبی رخ نمیدهد ،تا زمانی که ماده غذایی در دمایی مناسب منجمد شده و نگهداری شود،
مش��کالت مرتبط با فساد ماده غذایی به واسطه میکروبها رخ نخواهد داد .به منظور حفظ س�لامت و کیفیت ،م��واد غذایی منجمد باید در
دمایی پایینتر از 0ºFنگهداری شوند.
از بین بردن ارگانیسمها
اس��تفاده از دماهای باال یکی از روشهای موثر برای غیرفعال کردن
میکروارگانیسمها به شمار میرود که از آن جمله میتوان به روشهایی
مانند پاستوریزه کردن ،کنسرو کردن و جوشاندن مواد غذایی اشاره کرد. گرمای همراه با رطوبت بسیار موثرتر از گرمای خشک است .در صورت
عدم استفاده از مواد شیمیایی ،برای سترون کردن مواد غذایی میتوان از دماهای باال ( )170ºFاستفاده کرد .با وجود آن که سترون کردن مواد
غذایی با استفاده از آب جوش نیز یکی از روشهای موثر برای جلوگیری
از رشد باکتریهای سبزیجات به شمار میرود ،اما این روش برای از بین
غذایی در آینده جلوگیری به عمل میآید .اکثر آلودگیهای میکروبی مواد
نقش HACCP
نادرست طراحی آنها نشات میگیرد .بنابراین اگر تجهیزات و ابزارهای
بردن هاگها مناسب نیست.
بس��یاری از روشهای کنترل میکروارگانیس��مها بر مبنای سیستم
نقطهای کنترل بحرانی و ارزیابی خطر که به اختصار با HACCPنشان
داده میشود مدیریت میشود .این سیستم که از سال 1960در صنایع غذایی توسعه داده شده است در حال حاضر از سوی تمامی تولیدکنندگان
مواد غذایی و مراجع قانونگذار موردتایید قرار گرفته اس��تHACCP .
یک سیستم پیشگیرانه است که با تعیین معیارهای کنترل ایمنی و به کارگیری آنها در روند تولید مواد غذایی و فرآیندهای تولید مورد استفاده قرار میگیرد .در این سیس��تم خطرات فیزیکی و شیمیایی و همچنین
خطرات بیولوژیکی مرتبط با مواد غذایی مورد توجه قرار میگیرد .روشی که در سیستم HACCPبه کار گرفته میشود مبتنی بر هفت اصلی زیر
است که در سال 1998از سوی کمیته NACMCFمطرح شده است: .1ارزیابی خطر و تعیین معیارهای کنترل
.2مشخص کردن معیارهای بحرانی کنترل .3تعیین محدوده بحرانی
.4روشهای کنترل و نظارت
.5تعیین رویکرد اصالحی
.6تعیین روشهای بررسی و صحتسنجی
.7تعیین روش ثبت و مستندسازی اطالعات
بر اس��اس این سیستم ،تمامی تولیدکنندگان مواد غذایی باید یک
تیم تخصصی HACCPداش��ته باشند که برنامه اختصاصی HACCP
را در آن واحد به اجرا درمیآورد .این تیم در تعامل با اعضای مجرب در زمینه کش��اورزی ،تولید محصوالت غذایی ،میکروبیولوژی غذاها و ...
فعالیت میکند .از آنجا که دانش تیم HACCPدرباره فرآیند تولید مواد غذایی و تجهیزات مورد استفاده است ،مهندسان از جمله اعضای اصلی
این تیم به شمار میروند .حضور مهندسان در این تیم نقش موثری در
تش��خیص خطرات احتمالی و تعیین دقیقتر معیارهای کنترل ،اجرای برنامه HACCPو بررسی کارآیی روشها دارد.
سترون کردن مواد غذایی
توش��و و سترون کردن مواد غذایی از جمله روشهای کلیدی شس
به ش��مار میرود که در آن هر س��ه روش اساس��ی یاد شده برای کنترل
میکروارگانیس��مها وجود دارد .مرحله شستوش��و با از بین بردن مواد
پسماند ،مانع از رشد میکروبها میشود .سترون کردن اکثر باکتریهای
باقیمانده روی سطح را از بین میبرد و به این ترتیب از آلوده شدن مواد
غذایی در مرحله فرآوری از کثیف بودن تجهیزات و گاهی به دلیل روش مورد اس��تفاده با هدف دس��تیابی به حداکثر پاکیزگی طراحی شوند،
کارآیی روشهای کنترل نیز به میزان زیادی افزایش مییابد.
آن دس��ته از مواد غذایی که پیش از بستهبندی منجمد میشوند،
بیش��تر در معرض آلودگ��ی قرار دارن��د .تمیز کردن بس��یاری از معابر منجمدسازی مواد غذایی در کارخانجات تولید و فرآوری مواد غذایی به
دلیل عدم دسترسی و تخلیه نامطلوب ،بسیار دشوار و گاهی غیرممکن
است .اگرچه منجمدسازی مواد غذایی ،رشد میکروبها را تا حد زیادی کنترل میکند ،اما در زمانهایی مانند اواخر هفته که تجهیزات خاموش
است ،فرصت مناس��بی برای رشد و تکثیر میکروبها به وجود میآید.
مالحظاتی که باید برای به حداقل رساندن احتمال بروز مشکل باید در
مراحل طراحی مورد توجه قرار گیرد عبارتند از:
● تامین دسترسی مناس��ب برای تمیز کردن قسمتهای مختلف
سیستمها و تجهیزات و تامین روشنایی کافی در حد پنجاه فوتکاندل
برای آن که امکان بازدید از تمامی سطوح امکانپذیر باشد.
● طراحی تجهیزات و ماش��ینآالت به گونهای ک��ه مواد غذایی در
هیچ قس��متی از سیستم که امکان دسترس��ی به آن وجود دارد تجمع پیدا نکند.
● طراح��ی تجهی��زات به گون��های که امکان جدا ک��ردن اجزای
مختلف آنها با حداقل ابزارها وجود داشته باشد .رعایت این نکته به ویژه برای مناطقی که تمیز کردن آنها دش��وار است اهمیت بیشتری
32
دارد .طراحی ش��بکه کانال واحدهای هوارسان به گونهای که امکان
ماش��ینآالت تولید و فرآوری مواد غذایی تدوین و منتشر شده است.
سیس��تمها باید از جنس��ی طراحی و ساخته ش��وند که امکان تمیز
مانند اس��تانداردهای انجمن IAMFESاز جمله استاندارد از جمله
اس��تفاده از مواد شیمیایی باید با متصدیان سیستمها مشورت شود.
انجمن BISSCو اس��تانداردهای USDAبرای صنایع گوشت اشاره
هستند باید با حداکثر دقت انجام گیرد .به منظور جلوگیری از اشباع
آییننامه فدرال بازرس��ی دام و طیور تمامی تولیدکنندگان را موظف
عایق باید از آب و محیطهای مرطوب دور نگاه داش��ته شوند .یکی از
کنند.
پیویسی یا فوالد ضدزنگ است .نکته دیگر آن که در تجهیزات تولید
دارو معیاره��ا و ضوابطی که باید برای تولید ،فرآوری ،بس��تهبندی یا
تمیز کردن آنها به س��ادگی وجود داش��ته باشد .تمامی تجهیزات و
ب��ه عنوان مثال میتوان ب��ه برخی از اس��تانداردهای ایاالت متحده
کردن آنها با مواد ش��یمیایی متداول وجود داشته باشد .البته برای
اس��تاندارد 3-Aبرای مواد لبنی ،استانداردهای آرد و نان مربوط به
اس��تفاده از مواد عایق که بسیاری از آنها از جمله مواد متخلخل نیز
کرد USDA .با ابالغ آییننامه فدرال بازرس��ی محصوالت گوشتی و
شدن ماده و ایجاد محیط مناسب برای رشد میکروبها ،تمامی مواد
کرده تا از تجهیزات و ماش��ینآالت موردتایید و اس��تاندارد استفاده
روشهای موثر در این زمینه اس��تفاده از روکشهای آببند از جنس
در Chapter VIIاز ) Section701(Aآییننام��ه ف��درال غذا و
مواد غذایی نباید از روکشهای فایبرگالس استفاده شود. ● تمامی تجهیزات باید به طور کامل تخلیه شوند.
● ب��رای آگاهی از اص��ول و مبانی طراحی تجهیزات بهداش��تی
قابل اس��تفاده برای مواد غذایی باید به مراجع و آییننامههای مرتبط
مراجعه کرد.
برای خش��ک کردن مواد غذایی ،پس از پایان مرحله شستوشو
و تمی��ز کردن باید رویکرد جدیدی در دس��تور کار قرار گیرد .در نظر گرفتن س��طوح ش��یبدار و خطوط تخلیه کافی ب��رای هدایت کردن آب یکی از مالحظات مهم به ش��مار میرود .استفاده از سیستمهای رطوبتگیری و یا افزایش جریان هوا در سیستمهای جدید و قدیمی به
ویژه برای تمیز کردن محیطهای سرد میتواند تا حد زیادی مشکالت
مرتبط با آب را برطرف نماید.
روشهای استاندارد شستوش��و با آب برای برخی از فرآیندهای
تولید مواد غذایی مانند اختالط خشک ،تولید شکالت ،تولید کره یا
آس��یا کردن گندم مناسب نیست .برای تسهیل در فرآیند تمیز کردن ای��ن نوع محصوالت ،کاهش تقطیر ،محدود کردن آب به یک منطقه
محدود ،سیس��تمهای تهویه یا سیستمهای برودتی مورد استفاده در کارخانجاتی باید به کار گرفته شوند.
آییننامهها و استانداردها
تجهیزات و تاسیس��ات مرتبط با تولید و فرآوری مواد غذایی باید
طوری طراحی و نصب ش��وند که رشد میکروبها به حداقل رسیده و دستیابی به ش��رایط بهداشتی به حداکثر برسد .به کارگیری موادی
که مقاومت باالیی در برابر رطوبت و مواد شیمیایی دارند باید با دقت باالیی انجام گیرد.
ت��ا ب��ه ام��روز اس��تانداردهای مختلف��ی در زمین��ه تجهیزات و
نگهداری مواد غذایی مورد استفاده انسان صورت پذیرد تحت عنوان
روشهای مطلوب تولید ( )GMPمورد اش��اره قرار گرفته است .این روشها در Section 21از کد فدرال مربوط به بخش 110از آییننامه
CFR 21مطرح شده است.
پینوشت
1. Bacteria 2. Yeasts 3. Molds 4. Viruses 5. Clostridium 6. Bacillus 7. Endospore 8. Mildew 9. Bacterial viruses 10. Phages 11. Water activity
Shelf life .12؛ مدت زمانی که میتوان محصولی را پیش از آن که خراب بشود ،روی طاقچه نگه داشت (مترجم).
13. Listeria Monocytogenes 14. Bacillus cercus 15. Thermophile 16. Mesophiles 17. Psychrotrophs
Gram-negative bacteria .18؛ ای��ن باکتریها در اثر الکل ،رنگ بنفش کریستال را از دست داده و رنگ قرمز به خود میگیرند (مترجم). 19. Aerosols 20. Legionnaires 21. Faculatative 22. Microaerophiles 23. Lactobacilli 24. High-Efficiency Particulate Air (HEPA) filters 25. Air defrost
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
PRODUCT NEWS
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
SYSTEMS & EQUIPMENT
PRODUCT NEWS تازههای تولید
ASHRAE NEWSLETTER − 2010
نرمافزار طراحی جدید
GrafiCalcنام نرمافزار جدیدی اس��ت که ش��رکت GEOMATEطراحی کرده است.
این نرمافزار امکان تحلیل و حل مس��ایل طراحی را برای کاربر فراهم میآورد .این نرمافزار
قابلیت اس��تفاده به صورت مس��تقل و یا در کنار نرمافزارهایی مانن��د Microsoft Office
و نرمافزاره��ای مت��داول CADرا دارد .در نس��خه تکمیلی این نرماف��زار ،امکاناتی مانند شبیهسازی حرکت ،تخصیص دادههای شناور ،استفاده از آرایههای خاص و تحلیل خودکار تلرانس نیز در نظر گرفته شده است.
دمپر دود/حریق
شرکت Ruskinبه تازگی دمپر کنترل حجمی جدیدی را به نام FSD60-BALطراحی
کرده اس��ت که به عنوان دمپر حریق/دود قابل اس��تفاده اس��ت .با اس��تفاده از این دمپر
همچنین امکان متعادلس��ازی جریان هوا در ش��بکه کانال ضمن حفاظت از آن به عنوان
دمپر حریق/دود وجود دارد .این دمپر مجهز به یک فعالکننده حس��اس به گرما اس��ت که امکان کنترل آن با استفاده از تجهیزات راهاندازی نیز وجود دارد.
کنترلکننده تحت شبکه
ش��رکت Barixبه تازگی کنترلکنن��ده جدیدی را به نام Barionet 50 IP
طراحی کرده اس��ت که به طور اختصاص��ی برای اندازهگیری ،کنترل و برقراری
ارتباط با سیس��تمهای مدیریت س��اختمان و ش��بکههای مبتنی بر سیس��تم
آدرسدهی IPس��اخته ش��ده اس��ت .این کنترلکننده قابلیته��ای مختلفی مانند محدود کردن دسترسی کاربران مختلف ،جمعآوری اطالعات عملکردی
ASHRAE NEWS
34
سیستم ،کنترل محیطی ،اندازهگیری دما و تهیه گزارش را دارد.
سیستم بازیابی انرژی
ش��رکت Kathabar Dehumidification Systemsاخیرا سیستم
بازیابی انرژی ساختمان که مبتنی بر خشککنهای مایع است را با نام تجاری Twin-Celبه بازار عرضه کرده است .در این سیستم از انرژیهای تلف شده محیط استفاده میشود و دما و رطوبت بین جریانهای مختلف هوا منتقل میش��ود .به این ترتیب ،صرفهجویی در مصرف انرژی به حداکثر مقدار خود رس��یده و تنها بازیابی گرمای محس��وس صورت میگیرد .در این سیس��تم ،با پیشتهویه هوای تهویه ورودی به س��اختمان ،از انرژی موجود در هوای تخلیه اس��تفاده ش��ده و به این ترتیب مصرف انرژی سیس��تم برای گرمایش/ سرمایش و رطوبتگیری/رطوبتزنی به میزان قابل مالحظهای کاهش مییابد.
حسگر/کنترلکننده
ش��رکت Alertonبه تازگی کنترلکننده جدیدی را با نام اختصاری
VLDطراحی کرده اس��ت که قابلیت برق��راری ارتباط بر مبنای پروتکل BACnetرا دارد .این حسگر/کنترلکننده ترکیبی مجهز به حسگرهای دما و رطوبتی است که امکان استفاده از آن به همراه واحدهای پشتبامی، واحده��ای فنکوئ��ل و پمپهای حرارتی وج��ود دارد .این کنترلکننده همچنین مجهز به یک گیرنده بیس��یم اس��ت که در کاربردهایی مانند هتلها ،مراکز آموزشی ،اتاقهای کنفرانس و سایر کاربردهایی که طراح به هر دلیل تمایلی به برهم زدن شکل ظاهری محل ندارد ،قابل استفاده است.
شیرهای باالنس جدید
شرکت Bell & Gossettشیر باالنس جدیدی را طراحی کرده است
ک��ه عالوه بر قابلی��ت تنظیم خودکار ،به کاربر این ام��کان را میدهد تا مقدار دقیق شدت جریان موردنظر را برای کاربرد مورد نظر انتخاب کند. از دیگر ویژگیهای این ش��یر میتوان به محدودکننده جریان مستقل از فشار به همراه صافی با توری فوالدی ضدزنگ اشاره کرد.
فنهای جریانمحوری جدید
ش��رکت Rosenberg USAدر نظ��ر دارد خط تولید فنهای جریان
محوری م��دل Epsilonو ANDرا راهاندازی کند .این فنها بر مبنای فش��ار اس��تاتیک پایین و جریان ه��وای باال طراحی ش��دهاند و ظرفیت هواده��ی آنها حداکث��ر ) 14000cfm (6600L/sاس��ت .این فنها به طور اختصاصی برای خنککاری کوئل کندانس��ورها طراحی و س��اخته شدهاند.
ASHRAE NEWS
ASHRAE PUBLICATIONS
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE JOURNAL
REFRIGERATION
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
ƱƳ
PRODUCT NEWS SYSTEMS & EQUIPMENT
PRODUCT NEWS
HVAC APPLICATIONS
SYSTEMS & EQUIPMENT
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
INDUSTRY NEWS ASHRAE NEWS
ƱƳ
انرژی مصرف گذاری ĄV Ŧ ź ` ĄŰŦ ¢ ųűŰŦ ارزش HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
PRODUCT NEWS
SYSTEMS & EQUIPMENT
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
ASHRAE NEWS
ASHRAE APPLICATIONS HANDBOOK 2003 − Chapter 35
ĄV Ŧ ź ` ĄŰŦ ¢ųűŰŦ
بنابراین ، اس��ت2852 m2 آتالنتا برابر .یآورندŰŮمſš EUI مص��رف انرژی ارزشگ��ذاری (مقایس��ه ĄV Ŧ مثال ź àà` àà>¡sg ) ĄŰŦ àà¢ųűŰŦ . ŰƁš® ¡Ŧ sk »vàà Ŧ 2852 m2 Ŧ
یکĄV Ŧ انرژی مصرف مقایس��هCUI Ɓ 866 MJ MJ / 866 در س��الĄs آنſsj8 s
EUI s ſsj8 s
ساختمانهای بهنجار شده یک ساختمان «¡ ƀ باŰs<kl s س��اختمان ſsj8 s «¡ ź ` àà>¡sg àà Ŧ 2004 2004 Žsàà
m2 براب��ر 2 ĄŦ ®7 sk ĄV Ŧمناسبی ® Ůűs Űs©d » gbk ſsj ŰŮ >¡sg s های Ąs ن ſsj8 s
ĄŦ së j .vàà Ŧ15.82 15/82 $ m براب��ر Ŧ ſš آنCUI در همان مقایس��ه قابل ب��ا س��اختما .اس��ت برای ¡ (اولیهŮ دیگر) معیار بازدهی انرژی وm2 © ƁŦ ĄV Ŧ ź àà` àà>¡sg ) ĄŰŦ àà¢ųűŰŦ . ŰƁš® ŰŮ ſš EUI ¡Ŧ sk »vàà Ŧ 2852 m2 Ŧ k¡š s¡ ſsj8 s
«¡ ſŮ t sk ©©d .v Ŧ ſš ®7> ® Ůűs ® Ű ĄŦ ® ƀŦŰ 2 ®d©7
űs¢ ź àà` »CUI Ɓ EUI 7àà sü خوبی ب��رای بررس��ی بازدهی ¡« راه ،منطق��ه فرآیند ساختمان یا یکƀ بودن مصرف،CUI محاس��به Ąs ſsj8 s
s ſsj8 s «¡ Űs<kl تعیین مناسب s ſsj8 s
ĄV Ŧ ź ` àà>¡sg 2004عموما Žsàà
CUI وƁEUI 866 MJ m àà Ŧ برای 2 ŰŮſšũsàà ´ Ŧ Žsj Ŧ © ƁŦ vl ®àà8dk s ſsj8 s ũs ´ Ŧ ĄŰŦ ¢ųűŰŦ Ąs Ɓ ź ` ĄŦ ¡Ůsë j Ąs .vàà Ŧ v àà
s¡ $ ® Ůűs ĄŦ ®7 sk ĄV Ŧ ® Ůűs Űs©d ( ¡Ů » gbk ſsj ƁŮ ŰŮ >¡sg s k¡ Ąs ſsj8 s
m 15/82 Ŧ دو مرج��ع ارزشگذاری.نس��بی آن اس��ت صنعتی جهت اعم��ال اصالحات در بازدهی گاز طبیع��ی یا س��وختهای دیگر به مصرف k¡š ŽƁŦ 8 s¡ ſsj8 s
«¡ ſŮ t sk ©©d .v Ŧ ſš ®7> ŰŮ ® Ůűs ¹ ® Ű ĄŦ űŦ ® Űs<kl àà s àà¡ .vàà Ŧ ĄV àà Ŧ ũ³s¡Ŧ ®d©7
űs¢ ź àà` »CUI Ɓ EUI 7àà sü ®¡s< š s Ŧ ƀŦŰ . àà ® s Ŧ ¹ ĄV Ŧ ENERGY STAR ® »ƀ ü8 ،اطالعات س��اختمانها در ای��االت متحده
اما.و هزینههای انرژی کل اضافه میش��وند
، متداولترین عامل بهنجارسازی.انرژی است
® Ůűs ŰŮ ¹ ũsàà ´ Ŧ Žsj Ŧ vl ®àà8dk s ſsj8 s ũs ´ Ŧ ĄŰŦ ¢ ƁŮ ® Ąs k¡ Ɓ ź ` ¡Ŧ ¡Ů Ąs v àà
s¡ ſsj8 s
ĄV Ŧ ź ` ) v s> »Ąűs
ũs ´ Ŧ ƀŰŦŮŦ Ɓ (www.energystar.gov) ŰŮ ųűŰŦ Ąűs© »v Ŧ žsj ſsj8 sàà
® »ƀ ü8 ũ³s¡Ŧ ŰŮ Űs<kl àà s (مصرف àà¡ ŽƁŦ 8 .vàà Ŧ ĄV àà Ŧمس��احت کل ¹ ®¡s< š űŦ s Ŧ . àà ® که s Ŧ ¹ ĄV Ŧ به انرژی س��اختمان ،است برقی م تما ساختمان این آنجایی از )www.energystar.gov( ENERGY STAR ĄŰŦ ¢ųűŰŦ v Ů .v Ŧ (~b ŦƁ ĄŦűŦ DOE/) ƀ ü8 ũ³s¡Ŧ ĄƁ © ũŰŦűƁ ĄV àà Ŧ Ů Ɓ ſš ĄŦ àà Ą ¡Ů v àà 8 ¢ c ũs ´ Ŧ ƀŰŦŮŦ Ɓ (www.energystar.gov)
ایاالت وزارت نیروی ان��رژی اطالع��ات Ąs ſsj8 sàà
ũs ´ Ŧ . k8àà> (EIA و اداره
ŰŮ Ąűs© »v Ŧ ® žsj ſsj8 sàà ¡Ŧ
ĄV Ŧ ź ` ) ſsj8 s ¹ v s> »Ąűs
شگذاری دقت ارز .است گرفتن سوخت دیگری برای در نظرs Ŧ»بهv Ŧ نیازی8j¹ ® kl ©iü s¡ Ą ©j űŦ )ازای واحد س��طح .ŮŰŦ
DOE/) ƀ ü8 ũ³s¡Ŧ ĄƁ © ũŰŦűƁ ĄV àà Ŧ
Ů Ɓ ſš ĄŦ àà Ą ¡Ů v àà 8 ¢ c
ĄŰŦ ¢ųűŰŦ v Ů .v Ŧ (~b ŦƁ ĄŦűŦ
®àà ®i¹ ® s¡ Ą ©j ŰŮ àà sk .هس��تند ààj ŰŮ )DOE/EIA( ƀ ààü8 ũ³sàà¡Ŧ űŦ ƀŮŦŮ ƀs ¡s (EIA «¡ ©l .ƀŮŦŮ Ąsàà ƀs ¡s .نداردĄV Ŧ اما ،است کمترàà Ŧ مهندسی تحلیل وجودź ` آنűŦ s Ŧ اطالع��ات متح��ده »v Ŧ 8j¹ ¡ ` ® kl ©iü űŦ از ممیزی یا Ąs ſsj8 sàà
ũs ´ Ŧ . k8àà> .ŮŰŦ » Ů ŦŰŦ ©d ĄV Ŧ ſsj8 s
ĄŦ ®7àà> àà ´ DOE/EIA ĄŦƀŰƁŮ ųŰŦ ¢ Ůs<¡ŦازŰŮũ³sàà¡Ŧ 8 ¢ ŰŮűŦĄV Ŧ k¡ ź ` ź ` űŦ«¡ ®àà ¡ ` àà Ŧ ŰŮĄsàà àà sk ŰŮ«¡ƀ ààü8 ƀŮŦŮ ©l .ƀŮŦŮ Ąsàà ƀs ¡s انرژی مصرف ®ازi¹ خوب��ی میتواند تصویر ®کلی داده پایگاه یکƀs ¡s ¡«تهیهƁ.داده های پایگاه همه مناطق متحده در ایاالت های نààj ساختما » ŮĄŦ ŦŰŦ ©d «¡ ĄŦ àà ´ DOE/EIA ĄŦ ƀŰƁŮĄŰs©àà> Ąsàà ųŰŦ ¢ Ɓ ĄV Ŧ ź ` l ®jl ſsj8 s
àà© ƁŦ žs¢ Ɓ ®7àà> DOE/EIA CBECS ũs ´ Ŧ . àà ® Ůs<¡Ŧv¡ ¡ ŰŮ 8 ¢ s ŰŮ ĄV Ŧ k¡ Ɓ ź ` .ŮŰŦŮ v©j Ŧ«¡ ĄV Ŧ
خالصهDOE/EIA در گزارشهای دورهای
مصرف و هزینه انرژی در گذشته در ایجاد یک
،نسبی برای یک ساختمان معین ارائه دهد
ź ` l ĄŦ ũs ´ Ŧ . àà s ® Ŷ àà .ŮŰŦŮ ĄŰs©àà> .ŮƁŰ® s Űsj ƁſšĄV Ŧ ŰŮ ®¡ Ąs ®jl v©i s àà© ƁŦ žs¢ Ɓ ŦŰŦ ®7©¹ ¥ (3 s 1)DOE/EIA Ąs ŽƁ CBECS ŰŮ ƀŰs ŰŮ Ůsààj8 Ŧ ũs ´ Ŧv©j Ŧ ààj ĄV Ŧ v¡ ¡ انرژی مصرف فهم ب��رای .دارد انرژی مدیریت DOE/EIA CBECS اطالعات ی م .ŮƁŰ ® Űsj ſš ŰŮ ®¡ Ąs مهمی v©i s و گام اولی��ه ŦŰŦ ®7©¹ .ش��وند ¥ (3 s 1) Ąs ŽƁ بس��یاری ŰŮ ƀŰs ŰŮ اهمیت Ůsààj8 Ŧ s Ŷ àà ũs ´ Ŧبرنامه ààj s t> ³ë jd ®7> ĄV Ŧ ź ` Ɓ EUI ĄŮƁŰƁ ũs ´ Ŧ vàà l . Ŧƀ . ® Ű ¡s c ŮŰ Ą làà v ë
s t> ³ jd ®7> ĄV Ŧ ź ` ƁتاEUI ĄŮƁŰƁلũs ´ Ŧ . Ŧƀ . ® Ű مربوط ¡s c ŮŰ Ą làà v ش��مار بهĄV Ŧ آن درĄŰƁ جویی قاب��ل اطالع��ات ترکیبی ارائه به شکلĄŦ )3EUI 1(Ąs های درvàà l درباره ŦƁ همه ĄV Ŧ ź ` :EUI) ƀ l و قابلیته��ای صرفه ® Űűs Ąs ſsj8 s
¡ű ® جدوs ´ Ŧ ĄƁs اعتماد ASHRAE 105 ŮŰŦ s8 Ŧ ® Űűs Ąs ſsj8 s ĄŦ EUI Ąs ¡ű
® s ´ Ŧ ĄƁs ASHRAE 105 ŮŰŦ s8 Ŧ
ŦƁ ĄV Ŧ ź ` :EUI) ĄV Ŧ ĄŰƁƀ l
k¡ ĄŰƁƀ l sàà ~b مصرف انرژی.میرود ƀ àà (3) ŽƁ àà ŰŮ 2003 ŰŮ ƀ àà برحسبƁ (Žsàà
معموالŰŮنسبی بررسی باید نظر¹مورد ش��هری خدمت وEUI ŦŰŦورودی اطالعات فهرس��ت .شدهاندŰŮ 2003.شوند ƁŰŮ <àà>k ſs© ſs¥ Ŧ vàà Ŧ k¡ ĄŰƁƀ l sàà Ɓ (Žsàà ŰŮ ~b
ƀ àà ŦŰŦ (3) ŽƁ àà v Ŧ k¥¡ ƀ àà v Ŧ k¥¡ Ɓ <àà>k ſs© ſs¥ Ŧ ¹ vàà Ŧ
ŰŮ ~bàà (Žs
ŦƁ ĄV Ŧ ŦƁ k¡ :CUI) ź ` ŽƁ ŰŮ ¡Ůsg .v Ŧ Ů Ąs ŰŮ ASHRAE ŦŰ ĄV Ŧ ź ` ŰŮ ~bàà
ĄV Ŧ k¡ ź ` EUI vàà l 3 ŽƁ ŰŮſsj8 s
.v Ŧ حاوی Ů Ąs ſsj8 s
ŰŮ105 ŦŰ (Žs
ĄV Ŧ ź ` انرژی مصرف :EUI( انرژی:CUI) شاخص بهرهوری اطالعاتی استاندارد ¡ بازرسیŮsg هایvàà l ساختمان3 برای های توزیع s8 ´ šŰŮŽs9 v s> .Ů ® ſs© s8 ´ š Žs9 ſsj8 s
v s> .Ů ® ſs© ź ` Ą ©¢Űs š 7 ~b
ź ` ŦƁĄ ©¢Űs š Ż 7 Ŧ ~b ĄŮslkàà_© ŦƁ Ż Ąs ſsj8 sàà
ŰŮ Ɓ Ŧ ĄŮslkàà_© Ąs ſsj8 sàà
Ɓ ſsj8 s
) ارائه ش��ده3( در ج��دول2003 ش��ده در
اس��ت که امکان بیان منس��جم و یکنواخت
بر واحد س��طح در سال) و شاخص بهرهوری
برق بر واحد سطح بر طبق آمارگیری مصرف
و هم در س��اختمانهای پیش��نهادی فراهم
مساحت ساختمان.در س��ال) بیان میشود
فهرس��ت مقادیر مصرف3 در جدول.اس��ت
مصرف انرژی را هم در ساختمانهای موجود
هزینه انرژی بر واحد س��طح:CUI( هزین��ه
36
جدول ( )1مساحت ساختمانهای بخش تجاری و صدکهای EUI مقادیر شاخص مصرف انرژی ( )EUIمحاسبه شده ،اندازهگیری شده انرژی سایت ،مگاژول بر سال بر متر مربع کل مساحت محاسبه شده ،اندازهگیری شده کاربری ساختمان
صدکها
تعداد ساختمان، 100
مساحت، 109m2
تعداد واقعی ساختمان
دهم
بیست و پنجم
پنجاهم
هفتاد و پنجم
نودم
میانگین
دفتر اداری .تخصصی
442
0.62
555
286
420
630
947
1407
761
بانک /سایر مراکز مالی
104
0.10
75
568
688
887
1196
1873
1084
درمانگاه /سایر مراکز درمان سرپایی
66
0.07
100
293
414
678
990
1787
860
آموزشگاه /دانشگاه
34
0.13
88
144
684
1098
1815
2189
1246
خواربارفروشی کوچک
57
0.01
28
699
1590
2362
3591
4233
2792
خواربارفروشی کوچک با پمپ بنزین
72
0.03
32
838
1375
2149
2836
4177
2300
مراکز توزیع /خرید
155
0.49
231
89
169
333
550
927
463
خوابگاه /باشگاه خصوصی /خوابگاه دختران
16
0.05
37
370
663
754
1022
1566
919
مدرسه ابتدایی /متوسطه
177
0.44
331
215
355
553
944
1293
770
مراکز سرگرمی /فرهنگی
27
0.05
50
17
300
470
1369
4264
972
فست فود
78
0.02
95
1799
2737
4262
8327
9514
5451
ایستگاه آتشنشانی /ایستگاه پلیس
53
0.04
47
70
249
841
1146
1402
795
اداره دولتی
84
0.14
150
321
532
780
1055
1525
869
بقالی /اغذیهفروشی
86
0.07
117
1000
1407
1892
2441
4457
2174
دبیرستان
68
0.23
126
202
444
662
1008
1330
765
بیمارستان /مراکز بستری بیماران
8
0.18
217
1103
1728
1998
2844
3619
2319
هتل
20
0.18
86
405
522
745
1182
1872
968
آزمایشگاه
9
0.06
43
999
1681
2759
5152
9433
3691
کتابخانه
20
0.05
36
357
682
935
1232
2008
1064
مراکز پزشکی (تشخیصی)
54
0.05
58
143
251
453
1018
1402
609
مراکز پزشکی (غیر تشخیصی)
37
0.02
33
262
407
532
678
1108
598
ادارات چندکاربردی
84
0.21
172
204
390
724
1077
1614
896
متل یا مسافرخانه
70
0.10
109
243
373
688
1041
2013
885
انبار بیسردخانه
229
0.28
172
23
63
194
466
888
347
آسایشگاه /مراکز توانبخشی
22
0.09
73
424
781
1179
1876
2095
1268
سایر موارد
70
0.10
68
56
295
708
975
1199
759
سایر کالسهای درس
51
0.07
60
44
232
404
658
1098
519
سایر اغذیهفروشیها
10
0.01
10
321
375
596
1938
3504
1286
سایر خدمات خوراکی
58
0.03
56
404
724
1274
3154
5590
2470
سایر خانهها
16
0.06
28
318
546
722
843
1492
776
سایر ادارات
73
0.04
52
156
416
578
854
1494
708
سایر اماکن عمومی
32
0.04
31
101
307
431
749
1583
660
سایر سازمانهای عمومی و بهداشتی
17
0.07
38
449
592
951
1636
3143
1297
سایر خردهفروشیها
47
0.02
42
334
659
936
1486
2092
1222
سایر خدمات
139
0.04
171
285
506
881
1671
3095
1712
ادامه جدول ( )1مساحت ساختمانهای بخش تجاری و صدکهای EUI مقادیر شاخص مصرف انرژی ( )EUIمحاسبه شده ،اندازهگیری شده انرژی سایت ،مگاژول بر سال بر متر مربع کل مساحت صدکها
محاسبه شده ،اندازهگیری شده کاربری ساختمان
تعداد ساختمان، 100
مساحت، 109m2
تعداد واقعی ساختمان
دهم
بیست و پنجم
پنجاهم
هفتاد و پنجم
نودم
میانگین
اداره پست .مرکز پستی
19
05.0
23
73
588
651
771
990
648
پیشدبستانی .مهد کودک
56
04.0
46
191
360
597
1138
1234
765
مراکز تفریحی
96
12.0
99
137
245
403
897
1550
689
انبار سردخانهدار
15
05.0
20
66
134
1455
1939
2622
1300
مراکز مذهبی
370
35.0
313
95
178
334
648
901
468
تعمیرگاهها
76
06.0
51
71
128
304
550
730
379
رستوران .کافهتریا
161
10.0
212
529
1192
2107
4711
6483
3077
مغازههای خردهفروشی
347
32.0
460
145
257
461
945
1734
737
انبارهای شخصی
198
12.0
84
22
43
72
98
155
88
مراکز اجتماعی .مجالس
101
11.0
78
80
149
420
721
949
532
زمینهای بایر
182
24.0
178
14
31
117
313
781
270
نمایندگی .نمایشگاه اتومبیل
50
06.0
40
250
408
839
1118
2528
1127
خدمات اتومبیل .تعمیرگاه
212
11.0
131
103
162
381
879
1393
592
انبار .نگهداری خودرو
176
11.0
99
9
44
214
545
1548
553
جمع یا میانگین برای بخش
4645
02.6
5451
100
267
572
1105
2116
991
منبع :محاسبه شده بر اساس ریزاطالعات DOE/EIAمقدماتی CBECS 2003
جدول ( )2صدکهای شاخص برق با استفاده از آمارگیری تجاری سال 2003 مقادیر شاخص مصرف انرژی ( )EUIمحاسبه شده ،اندازهگیری شده انرژی سایت ،مگاژول بر سال بر متر مربع کل مساحت صدکها کاربری ساختمان
دهم
بیست و پنجم
پنجاهم
هفتاد و پنجم
نودم
میانگین
دفتر اداری /تخصصی
38
72
119
161
260
137
بانک /سایر مراکز مالی
67
156
239
317
358
243
درمانگاه /سایر مراکز درمان سرپایی
53
101
164
222
294
179
آموزشگاه /دانشگاه
44
113
162
259
455
191
خواربارفروشی کوچک
216
466
702
847
1157
749
خواربارفروشی کوچک با پمپ بنزین
259
406
517
851
1292
667
مراکز توزیع /خرید
19
32
49
80
107
61
خوابگاه /باشگاه خصوصی /خوابگاه دختران
23
35
55
71
179
72
مدرسه ابتدایی /متوسطه
37
61
100
151
212
130
مراکز سرگرمی /فرهنگی
5
11
80
182
1319
225
فست فود
301
516
881
1412
1809
1028
ایستگاه آتشنشانی /ایستگاه پلیس
12
41
71
135
236
105
اداره دولتی
43
87
116
207
279
154
بقالی /اغذیهفروشی
281
346
456
585
1083
557
38
ادامه جدول ( )2صدکهای شاخص برق با استفاده از آمارگیری تجاری سال 2003 مقادیر شاخص مصرف انرژی ( )EUIمحاسبه شده ،اندازهگیری شده انرژی سایت ،مگاژول بر سال بر متر مربع کل مساحت صدکها کاربری ساختمان
دهم
بیست و پنجم
پنجاهم
هفتاد و پنجم
نودم
میانگین
دبیرستان
38
48
80
137
208
104
بیمارستان /مراکز بستری بیماران
164
235
259
383
494
309
هتل
72
125
153
197
295
177
آزمایشگاه
123
274
422
587
1029
474
کتابخانه
68
93
167
250
369
186
مراکز پزشکی (تشخیصی)
24
44
82
148
197
103
مراکز پزشکی (غیر تشخیصی)
26
48
80
130
165
93
ادارات چندکاربردی
37
59
119
194
311
154
متل یا مسافرخانه
53
81
116
194
283
147
انبار بیسردخانه
4
11
32
64
115
58
آسایشگاه /مراکز توانبخشی
68
88
160
226
278
171
سایر موارد
17
32
62
131
266
102
سایر کالسهای درس
14
30
53
99
169
71
سایر اغذیه فروشیها
99
99
116
136
630
237
سایر خدمات خوراکی
95
166
292
647
963
434
سایر خانهها
31
39
151
226
244
130
سایر ادارات
33
48
101
175
197
116
سایر اماکن عمومی
12
28
36
132
148
81
سایر سازمانهای عمومی و بهداشتی
59
154
180
223
453
204
سایر خردهفروشیها
52
72
241
293
412
213
سایر خدمات
44
81
144
211
308
175
اداره پست /مرکز پستی
23
35
77
144
229
106
پیشدبستانی /مهد کودک
36
59
95
130
311
124
مراکز تفریحی
17
31
55
116
208
94
انبار سردخانهدار
20
41
379
550
600
307
مراکز مذهبی
11
20
38
65
93
49
تعمیرگاهها
20
28
65
82
152
73
رستوران /کافهتریا
105
164
309
537
949
408
مغازههای خردهفروشی
26
42
87
164
294
134
انبارهای شخصی
7
13
22
30
40
24
مراکز اجتماعی /مجالس
11
19
32
80
138
66
زمینهای بایر
3
5
19
41
84
35
نمایندگی /نمایشگاه اتومبیل
27
77
148
236
365
168
خدمات اتومبیل /تعمیرگاه
21
36
61
106
201
89
انبار /نگهداری خودرو
3
13
36
68
112
56
جمع یا میانگین برای بخش
17
39
89
184
381
169
منبع :محاسبه شده بر اساس ریزاطالعات DOE/EIAمقدماتی CBECS 2003
جدول ( )3صدکهای هزینه انرژی با استفاده از آمارگیری تجاری سال 2003 مقادیر شاخص مصرف برق اندازهگیری شده ،کیلووات ساعت بر سال بر متر مربع کل مساحت صدکها پنجاهم
هفتاد و پنجم
نودم
میانگین
کاربری ساختمان
دهم
بیست و پنجم
دفتر اداری /تخصصی
5.83
8.38
41.46
02.76
72.77
61.86
بانک /سایر مراکز مالی
11.37
41.57
12.35
13.45
84.21
52.49
درمانگاه /سایر مراکز درمان سرپایی
6.75
9.63
61.74
12.58
44.64
81.37
آموزشگاه /دانشگاه
4.47
21.29
41.57
42.34
23.04
91.95
خواربارفروشی کوچک
62.07
04.83
65.26
68.33
801.39
66.24
خواربارفروشی کوچک با پمپ بنزین
12.24
92.06
94.26
37.25
49.80
55.11
مراکز توزیع /خرید
2.85
3.55
5.18
9.74
41.57
7.79
خوابگاه /باشگاه خصوصی /خوابگاه دختران
6.42
7.34
9.63
31.98
22.39
11.25
مدرسه ابتدایی /متوسطه
5.18
8.04
11.37
61.09
72.99
51.39
مراکز سرگرمی /فرهنگی
1.15
4.25
6.30
42.22
191.28
03.64
فست فود
13.45
35.16
59.84
231.92
251.12
69.20
ایستگاه آتشنشانی /ایستگاه پلیس
1.80
5.17
21.83
81.26
03.64
41.01
اداره دولتی
5.06
9.96
51.70
02.42
82.36
61.63
بقالی /اغذیهفروشی
72.99
33.50
64.93
65.37
37.47
25.01
دبیرستان
6.64
9.63
01.89
71.22
32.75
31.99
بیمارستان /مراکز بستری بیماران
41.57
32.52
62.84
43.21
83.12
92.60
هتل
7.79
11.03
41.23
81.59
72.31
71.10
آزمایشگاه
41.24
33.62
84.56
28.42
611.63
55.67
کتابخانه
8.04
11.14
41.57
52.49
13.34
81.80
مراکز پزشکی (تشخیصی)
3.55
7.23
01.89
22.39
72.32
41.23
مراکز پزشکی (غیر تشخیصی)
6.42
8.05
11.14
51.05
02.76
21.83
ادارات چند کاربردی
4.59
9.51
31.99
12.01
13.22
91.61
متل یا مسافرخانه
5.72
8.39
31.20
91.95
82.47
51.39
انبار بیسردخانه
0.56
1.38
4.90
8.16
51.93
6.75
آسایشگاه /مراکز توانبخشی
7.68
21.60
61.63
62.95
23.91
91.61
سایر موارد
1.16
5.94
01.10
91.84
52.49
41.35
سایر کالسهای درس
2.62
5.83
9.09
31.65
32.40
01.33
سایر اغذیه فروشیها
6.64
7.57
01.32
52.03
46.08
32.86
سایر خدمات خوراکی
8.05
71.22
62.62
96.79
421.34
05.18
سایر خانهها
5.29
6.30
21.61
81.14
92.17
31.99
سایر ادارات
3.89
7.46
21.18
32.52
72.65
51.28
سایر اماکن عمومی
3.77
5.83
8.27
41.97
22.71
21.83
سایر سازمانهای عمومی و بهداشتی
01.67
21.61
61.97
63.83
15.20
22.71
سایر خردهفروشیها
01.44
21.18
71.21
23.80
06.82
62.61
سایر خدمات
8.81
21.61
71.10
13.34
87.74
92.71
اداره پست /مرکز پستی
3.44
8.04
11.37
51.05
02.43
11.25
پیشدبستانی /مهد کودک
4.59
8.92
11.37
61.09
82.13
31.99
مراکز تفریحی
3.32
5.17
9.63
41.58
52.80
21.72
40
ادامه جدول ( )3صدکهای هزینه انرژی با استفاده از آمارگیری تجاری سال 2003 مقادیر شاخص مصرف برق اندازهگیری شده ،کیلووات ساعت بر سال بر متر مربع کل مساحت صدکها کاربری ساختمان
دهم
بیست و پنجم
پنجاهم
هفتاد و پنجم
نودم
میانگین
انبار سردخانهدار
4.09
4.09
23.79
43.06
56.51
26.37
مراکز مذهبی
2.69
3.98
6.46
9.04
14.21
7.75
تعمیرگاهها
2.15
3.77
6.57
12.38
15.82
8.07
رستوران /کافهتریا
12.06
20.02
35.84
80.09
112.81
51.67
مغازههای خردهفروشی
3.88
5.71
10.55
19.05
31.22
14.85
انبارهای شخصی
0.54
1.08
2.15
2.91
5.60
2.48
مراکز اجتماعی /مجالس
2.05
3.55
7.10
10.98
24.43
9.58
زمینهای بایر
0.43
0.86
2.91
7.53
12.81
5.17
نمایندگی /نمایشگاه اتومبیل
7.21
9.58
14.75
31.97
42.84
22.28
خدمات اتومبیل /تعمیرگاه
3.12
5.38
8.29
14.85
22.28
11.84
انبار /نگهداری خودرو
0.43
1.72
5.17
12.06
21.10
8.93
جمع یا میانگین برای بخش
2.80
5.81
11.41
21.53
42.30
19.38
منبع :محاسبه شده بر اساس ریزاطالعات DOE/EIAمقدماتی CBECS 2003
جدول ( )4مصرف کاربردی سالیانه در بخش خانگی در سال 1997 منبع انرژی و کاربرد /دستگاه
خانوار ،میلیون
مصرف هر خانوار
برق ،کل
101.4
10219 kWh
گرمایش محیط
42.0
2807 kWh
تهویه مطبوع
72.6
1677 kWh
گرمایش آب
40.2
2835 kWh
دستگاهها
101.4
6733 kWh
گاز طبیعی ،کل
61.9
2350 m
گرمایش محیط
54.5
1841 m3
گرمایش آب
52.8
680 m3
دستگاهها
40.4
255 m
10.0
3
2.76 m
گرمایش محیط
9.8
2.37 m3
گرمایش آب
5.2
0.83 m3
8.1
1.85 m
گرمایش محیط
5.6
3
1.90 m
گرمایش آب
3.3
0.98 m3
دستگاهها
4.8
0.21 m3
3.5
0.48 m
نفت سوختنی ،کل
،LPGکل
نفت معمولی ،کل ،گرمایش محیط منبع ،www.eia.doe.gov/emeu/recs/recs97 :جداول سوخت 1تا 5
3
3
3
3
جدول ( )5مصرف انرژی در بخش خانگی در سال 1997 کل خانوارها
کل خانوارها ،میلیون
مصرف هر خانوارGJ ،
101.5
106.6
فعالیتهای خانگی روزهای هفته استفاده از خانه برای تجارت بله
7.4
120.7
خیر
94.1
105.4
فعالیت با مصرف انرژی زیاد بله
2.4
128.1
خیر
99.1
106.0
حضور افراد در خانه در کل روز بله
51.3
112.6
خیر
50.1
100.3
تنظیمات دمای زمستانی کمتر هنگام خالی بودن خانه بله
45.5
105.4
خیر
56.0
107.4
کمتر در طی ساعات خواب بله
47.4
107.2
خیر
54.0
105.9
استفاده از یک سوخت گرمایشی ثانویه بله
34.3
122.4
خیر
66.5
99.2
کافی بودن عایق 38.0
104.0
دارای عایق خوب دارای عایق کافی
44.4
108.1
دارای عایق ضعیف
18.5
108.7
استفاده از تهویه مطبوع مرکزی همه تابستان
24.6
103.3
فقط کمی
10.4
108.8
تنها چند بار
12.4
109.2
بدون سیستم مرکزی
53.7
107.2
استفاده از تهویه مطبوع داخلی همه تابستان
5.7
101.6
فقط کمی
6.6
119.5
تنها چند بار
13.5
113.4
بدون واحدهای داخلی
75.0
104.4
استفاده از ماشین ظرفشویی بله
50.9
115.6
42
ادامه جدول ( )5مصرف انرژی در بخش خانگی در سال 1997ا خیر
کل خانوارها ،میلیون
مصرف هر خانوارGJ ،
50.6
97.3
استفاده از ماشین لباسشویی بله
78.5
118.5
خیر
22.9
65.6
استفاده از ماشین لباسخشککن بله
72.2
120.0
خیر
29.3
73.3
استفاده از دو یا چند یخچال بله
15.4
142.4
خیر
86.1
100.1
روشنایی بیرونی در کل شب بله
26.3
114.2
خیر
75.2
103.8
19.7
127.2
نیوانگلند
5.3
129.7
کرانه میانی اقیانوس اطلس
14.4
126.3
24.1
141.4
مرکز شرق شمال
16.9
145.8
مرکز غرب شمال
7.2
130.9
ناحیه و بخش سرشماری شمال شرق
باختر میانه
35.9
88.5
جنوب اقیانوس اطلس
18.7
79.2
جنوب مرکز شرق جنوب
6.3
92.5
مرکز غرب جنوب
10.8
102.0
21.8
79.0
کوهستان
6.2
99.2
اقیانوس آرام
15.6
71.0
کالیفرنیا
11.5
67.4
فلوریدا
5.9
57.9
نیویورک
6.8
130.2
تگزاس
7.0
101.4
غرب
ایالتهای پرچمعیت
مناطق شهری /روستایی 48.2
101.1
شهر شهرک
18.2
109.9
شهر اقماری
18.6
116.5
روستا
16.5
107.5
ادامه جدول ( )5مصرف انرژی در بخش خانگی در سال 1997ا کل خانوارها ،میلیون
مصرف هر خانوارGJ ،
منطقه آب و هوایی >7000 HDD <2000 CDD
9.3
129.9
5500تا 7000 HDD
28.0
134.8
4000تا 5499 HDD
22.5
111.3
کمتر از 5000 HDD
19.5
78.4
> 4000 HDD <2000 CDD
22.2
80.8
نوع واحد مسکونی تکخانوار
73.7
121.0
چندخانوار 2تا 4خانواده
5.6
96.5
بیش از 4خانواده
15.8
51.3
6.3
83.9
کمتر از 600
7.9
64.5
600تا 999
21.5
81.7
1000تا 1599
30.4
102.8
1600تا 1999
15.3
123.0
2000تا 2399
7.9
131.1
2400تا 2999
5.3
145.3
3000یا بیشتر
4.1
184.8
تخمینی وجود ندارد
9.1
107.1
خانه متحرک سطح گرم شده (متر مربع)
سال ساخت 1949یا پیش از آن
27.9
131.7
1950تا 1959
12.5
111.9
1960تا 1969
14.4
101.3
1970تا 1979
19.6
92.2
1980تا 1989
17.3
86.2
9.7
99.8
1990تا 1997 پرداخت کل هزینه خدمات شهری توسط خانوار همه سوختهای اصلی بله
89.7
110.0
خیر
11.8
79.4
برق بله خیر
96.2
108.7
5.3
68.6
گاز طبیعی بله
53.3
130.3
44
ادامه جدول ( )5مصرف انرژی در بخش خانگی در سال 1997ا خیر
کل خانوارها ،میلیون
مصرف هر خانوارGJ ،
8.6
83.1
نفت سوختنی بله
7.6
خیر
2.3
LPG بله
7.9
109.5
خیر
0.2
93.4
3.5
106.0
نفت سفید بله خیر درآمد خانواده در سال 1997 کمتر از 10000دالر
13.3
80.6
10000تا 24999دالر
29.1
92.1
25000تا 49999دالر
31.1
108.2
50000دالر یا بیشتر
27.9
132.1
زیر خط فقر 100%
14.6
87.6
125%
19.7
87.5
150%
26.7
88.8
مستحق دریافت کمک از دولت
34.1
91.5
سن سرپرست خانواده کمتر از 25سال
5.7
73.5
25تا 34سال
18.5
92.5
35تا 44سال
23.2
113.3
45تا 59سال
25.6
119.6
60سال و بیشتر
28.5
104.9
نژاد سرپرست خانواده سفید
78.5
109.6
سیاه
12.7
111.1
10.3
76.8
... سرپرست خانواده از تبار آمریکای التین بله
9.4
80.1
خیر
92.1
109.2
تعداد نفرات خانوار 1نفر
25.6
78.8
2نفر
33.0
106.8
3نفر
17.4
115.5
ادامه جدول ( )5مصرف انرژی در بخش خانگی در سال 1997ا کل خانوارها ،میلیون
مصرف هر خانوارGJ ،
4نفر
15.2
124.2
5نفر 6نفر یا بیشتر
6.4 3.9
130.7 136.7
منبع www.eia.doe.gov/emeu/recs/recs97 :جداول CDD
:CE1درجه ـ روز سرمایشی (با مبنای )18.3 OC؛ :HDDدرجه ـ روز گرمایشی (با مبنای )18.3 OC
انرژی ساختمانهای تجاری ( )CBECSدر
از گزارشه��ای مفصل الگوه��ای مصرف در
مصرف انرژی برای خانهها وس��اختمانهای
( )3توزیعه��ای CUIرا نش��ان میدهد .در
استفاده از آنها دانستن نحوه استنتاجشان
gc.ca/corporate/statistics/neud/dpa/
انرژی خانگی در جدول ( )5مقادیر میانگین
آمارگیری و ممیزی
یا انتخاب س��وخت را برای س��اختمانهای
آمادگ��ی و انجام آمارگیریهای س��اختمانی
اس��تفاده از این اطالعات ،مصرف صحیح را
ECMدر یک ساختمان تشریح شدهاند.
سال 2003نشان داده شده است ،و جدول جدوله��ای ( 4و )5اطالعات��ی از آمارگیری
مص��رف ان��رژی س��اختمانهای مس��کونی ( )RECSدر س��ال 1997ارائه شده است. جدول ( )4پوش��ش جمعیتی را برحسب نوع
س��وخت و مصارف نهایی نش��ان میدهد ،و
ج��دول ( )5پوش��ش جمعیتی را برحس��ب ویژگیهای خانهها ارائه میکند.
س��اختمانها گرفته ش��دهاند .اما ،پیش از
مهم است .برای مثال ،کلیه اطالعات مصرف هس��تند ،و تغیی��ر ابزارهای برق��ی خانگی مختلف نشان نمیدهند .بنابراین ،در هنگام
ارائ��ه ش��ده و س��طوح بررس��ی فرصتهای
بر اساس اسناد اصلی EIAوارسی کنید.
اطالعات کاملتر و بهروزتر درباره CBECS
RECSدر www.eia.doe.gov/emeu/recs
اطالعات محاس��به قبض خدمات شهری را
ساعات کاری یا اشغال شده ساختمان خاص و
س��اختمان مثل انجمن بینالمللی مالکان و
موجودند .در هن��گام مراجعه به این جداول، آخرین نرخهای برق را در نظر داشته باشید.
اطالعاتی مفید برای بهنجارسازی و مقایسه
ارائه کرده است .انجمنهای بازرگانی مالکان
مدیران ساختمان ( ،)BOMAاتحادیه ملی
هنگام تدوی��ن یک برنامه مدیریت انرژی
صاحبان رس��توران ( ،)NRAو انجمن هتل
مص��رف ان��رژی ممکن اس��ت فقط ش��امل
مرب��وط به مصرف و هزینه انرژی اندازهگیری
برای ی��ک س��اختمان جدید ،پای��گاه داده اطالعات نوعی ساختمانهای مشابه باشد، مث��ل جدول .2این اطالع��ات را میتوان با اطالعات مدلس��ازی انرژی برای ساختمان خ��اص ،در صورت وجود چنین اطالعاتی در
طی طراح��ی ،تکمیل کرد .ب��ه عالوه ،یک
ساختمان جدید و همه سیستمهایش باید به طور مناسبی تکمیل شوند تا کارکرد مناسب همه سیس��تمها ،ش��امل هم��ه جنبههای صرفهجویی در مصرف انرژی ،تضمین ش��ود
(راهنم��ای ASHRAE 1و فص��ل 42را ببینید).
همه اطالعات ارائه ش��ده در این جداول
data_e/publications.cfmارائه داده است.
در این بخش رهنمودهایی برای کس��ب
) Mazzucchi (1992فهرس��ت اجزای
در ،www.eia.doe.gov/emeu/cbecsو درباره
تج��اری را در http://www.oee.nrcan.
و مس��کن آمریکا ( )AH&LAهم اطالعات شده را جمعآوری و منتشر میکنند.
کیفیت اطالعات مصرف انرژی منتش��ر
شده برای س��اختمانها متفاوت است ،زیرا
این اطالعات به منظورهای مختلف و توسط افرادی با س��طح دانش فنی متفاوت درباره س��اختمان جمعآوری میش��وند .اطالعات
ارائه ش��ده در اینجا عمدتا ملی هستند .در
برخ��ی موارد ممکن اس��ت که ش��رکتهای محلی ارائهدهنده خدمات ش��هری یا ادارات
انرژی استانی یا شهرستانی ،اطالعات مصرف انرژی محلی را ارائه دهند.
اداره بازدهی انرژی کانادا اطالعات اضافی
ممیزی انرژی
هدف تحلیل یا ممیزی انرژی ،شناسایی
و گس��ترش اصالحاتی ب��رای کاهش مصرف و /یا هزینه انرژی در یک س��اختمان اس��ت. نتایج باید به صورتی ارائه شوند که اطالعات
الزم ب��رای تصمیمگی��ری در م��ورد اعمال چن��د مورد یا همه اصالحات پیش��نهادی را در اختیار مالک /مدیر س��اختمان بگذارند. ممیزی انرژی شامل چند مورد یا همه موارد
زیر است:
.1جم��عآوری و تحلیل س��ابقه مصرف
انرژی
-مرور بیش از یک س��ال (ترجیحا س��ه
46
سال) قبوض انرژی
-م��رور گزینهه��ای نرخگذاری ش��رکت
ارائهدهنده خدمات شهری
-مرور الگوهای ماهانه برای یافتن موارد
غیرطبیعی
-مقایسه EUIساختمان با شاخصهای
عمومی موجود ساختمانهای مشابه
-استنتاج شاخصهای انرژی ،تقاضا ،و
هزینه برای ساختمانی با ویژگیهای مشابه
.2مطالع��ه س��اختمان و ویژگیه��ای
عملکردی آن
-فراگی��ری مبان��ی کار سیس��تمهای
مکانیکی و الکتریکی
-بررس��ی کلی ساختمان برای آشنایی با
ساختار ،تجهیزات ،کارکرد ،و نگهداری آن
-مالق��ات با مال��ک /مدیر و س��اکنان
برای آشنایی با مش��کالت و یا نیازهای ویژه ساختمان
-تش��خیص تعمی��رات مورد نی��از برای
سیستمها و تجهیزات موجود
.3تش��خیص اصالح��ات بالق��وه برای
کاهش مصرف و /یا هزینه انرژی
-تش��خیص تغییرات کمهزینه /بیهزینه
در س��اختمان ی��ا در ش��یوههای عملکرد و نگهداری
-تش��خیص فرصتهای بالق��وه بازبینی
کامل تجهیزات
-تهیه خالصهای از تاثیر اقدامات انجام
شده بر نیازهای انرژی ساکنان
-تش��خیص آموزشهای مورد نیاز برای
کارکنان جهت انجام اقدامات الزم
-انجام ی��ک ارزیابی کلی ب��رای تعیین
کاهش تقریبی مصرف انرژی در ش��اخههای
اصلی مصرف
.4انجام تحلیل مهندسی و اقتصادی در
مورد اصالحات بالقوه
-تعیی��ن صرفهجویی حاصل از هریک از
اقدامات عملی
-تخمین تاثیرات اصالحات بر کارکردها
در صدر اقدامات
-بررس��ی تاثیر اصالح��ات بر هزینههای
صرفهجوییهای حاصل
-ب��رآورد اقتصادی کل س��رمایهگذاری
فرآیند و نتایج تحلیل
و هزینههای نگهداری ساختمان عملیاتی غیرانرژی
بالق��وه تخمینی با اس��تفاده از روشهای و
معیارهای مناسب
.5تهیه فهرست اولویتبندی شدهای از
اصالحات مناسب
تخمی��ن اولیه هزینهه��ای عملیاتی و .6تهی��ه گزارش��ی برای مستندس��ازی
-تهیه شرحی از ساختمان و نیازهایش،
و فهرس��ت تجهی��زات اصل��ی مصرفکننده انرژی
-تعیی��ن واضح صرفهجوی��ی حاصل از
-تهیه فهرس��ت کلیه اصالحات ممکن
هریک از اصالحات و فرضیات در نظر گرفته
-انتخ��اب اصالحات��ی که ب��رای مالک
-بحث درباره وضعی��ت موجود و دلیل
برای صرفهجویی در مصرف انرژی ساختمان عملی هستند
-قرار دادن اصالحات دارای بیش��ترین
اولویت عملیاتی و /یا بهترین بازگشت سرمایه
شده برای آنها
مصرف انرژی اضافی
-بررس��ی فهرس��ت اصالحات عملی با
مال��ک ،و انتخ��اب آنهایی ک��ه باید پیگیری
شوند
-اولویتبندی اصالحات برای انجام
-در ص��ورت لزوم ،پیش��نهاد روشهای
اندازهگی��ری و اعتبارس��نجی ب��رای تعیین
کارآیی اقدامات انجام شده
اقدامات عملی ک��ه محدودیتهای مالک و
میدهد .این روش به صورت ش��روع از پایان
و ارائ��ه میش��وند ،و درباره تاثی��ر هریک بر
مث��ال ،کارخان��های دارای بویلره��ای بخار
معیارهای اقتصادی را ارضا میکنند ،مشخص کارکرد و شیوههای نگهداری بحث میشود.
در این س��طح همچنین فهرست اصالحات
س��طوح ممیزی یا تحلی��ل انرژی تعریف
بالق��وه پرهزین��های که نیاز ب��ه جمعآوری و
ب��ه ویژگیه��ای فیزیک��ی و مص��رف انرژی
برآورد اولیه هزینهها و صرفهجوییهای بالقوه
ش��دهاند ( .)Mazzucchi 1992بس��ته
ساختمان ،و نیازها و منابع مالک ،میتوان از یک یا چند مورد از سطوح مختلف فعالیت استفاده کرد.
تحلی��ل جامعتر اطالعات دارن��د ،به همراه
به جای ش��روع از آغاز تشریح میشود .برای
ب��ا کارک��رد م��داوم را در نظ��ر بگیرید .یک روش مدبران��ه (و اغلب مق��رون به صرفه)، اندازهگیری بازدهی احتراق بویلرها و اصالح
کارآیی بویلر اس��ت .در روش شروع از پایان، همه یا بیشتر مصارف نهایی بخار در کارخانه
تهیه میشود .این سطح تحلیل برای بیشتر
مش��خص میشوند .با انجام این کار ،ممکن
س�طح :3تحلی��ل مفص��ل اصالح��ات
بخار با تخلیه به اتمسفر ،یا از طریق تلههای
ساختمانها و اقدامات مناسب است.
اس��ت معلوم ش��ود که مقادیر چشمگیری از
س�طح :1ارزیابی کلی .این سطح شامل
پرهزینه .در این س��طح تحلیل به پروژههای
بخار معی��وب ،لولهه��ای عایق نش��ده ،یا
ب��ا تحلیل قب��وض انرژی و بررس��ی مختصر
داده ش��دهاند ،توجه میش��ود و جمعآوری
تلف میش��ود .صرفهجوی��ی حاصل از حذف
ارزیاب��ی کارآی��ی و هزینه انرژی س��اختمان س��اختمان ب��ه هم��راه مدیر آن اس��ت .در
تحلیل سطح 1اقدامات کمهزینه /بیهزینه
تشخیص داده میشوند و هزینه و صرفهجویی حاصل از آنها بررسی میشود .همچنین در ط��ی این تحلیل ،فهرس��ت اصالحات بالقوه
س��رمایهگذاری ک��ه در خور توجه بیش��تری
هس��تند ،همراه ب��ا برآورد اولی��ه هزینهها و صرفهجوی��ی بالق��وه تهیه میش��ود .میزان
بالقوه پرهزینهای که در س��طح 2تش��خیص اطالع��ات میدان��ی و تحلیل مهندس��ی به ط��ور دقیقت��ر انج��ام میش��وند .اطالعات
مفصل هزین��ه و صرفهجویی حاصل از پروژه با اعتمادپذیری باالیی برای تصمیمگیری در
مورد سرمایهگذاری اولیه ارائه میشوند.
س��طوح ممیزی انرژی مرزهای آشکاری
ندارن��د .این س��طوح دس��تهبندیهای کلی برای تش��خیص ن��وع اطالعات ارائه ش��ده
پرداخت��ن به جزئیات به تجربه حس��ابرس یا
احتمالی و نش��انه سطح اعتمادپذیری نتایج
ممیزی س��طح 1بیش��تر زمانی به درد
یک ساختمان خاص ،ممکن است اقدامات
انرژی در یک س��اختمان تردید وجود داشته
قرار بگیرند .در توس��عه کامل برنامه مدیریت
ویژگیهای مشتری بستگی دارد.
میخ��ورد ک��ه درب��اره ام��کان صرفهجویی باش��د ،یا زمانی که مال��ک میخواهد بداند کدام س��اختمانها در یک مجتمع بیشترین قابلیت صرفهجویی ان��رژی را دارند .از نتایج
این سطح ممیزی میتوان برای اولویتبندی ساختمانهای پیشنهادی برای انجام ممیزی سطح 2یا 3استفاده کرد.
س�طح :2آمارگیری و تحلیل انرژی .این
هس��تند؛ بدین ترتیب ،در طی تحلیل انرژی
مختل��ف در معرض س��طوح مختلف تحلیل ان��رژی ،ممیزیه��ای س��طح 2بای��د برای تمام س��اختمانها انجام شوند ،هرچند که ممیزیهای س��طح 1برای اس��تقرار برنامه
مفیدن��د .اطالع��ات جمعآوری ش��ده برای
محاسبه پروفیل مصرف انرژی به کار میروند که همه شاخههای مصرف را در بر میگیرد .با
استفاده از پروفیلهای مصرف انرژی ،امکان
گذش��تن از مبادلهکنهای گرمای بیمصرف
ای��ن اتالفات میتواند بیش��تر از صرفهجویی آسان و سریع ناش��ی از اصالح بازدهی بویلر
باشد .در این روش باید به استفاده اقتصادی
از زمان توجه ش��ود .ممکن است که بررسی دقی��ق همه مصارف نهای��ی مقرون به صرفه
نباشد.
آشنایی با شیوههای عملکرد و تعمیرات
و نگه��داری و کارکن��ان آن در ط��ی انجام
ممی��زی ان��رژی اهمیت دارد .س��پس مدیر انرژی میتواند ش��یوههای کاری و نگهداری
صرفهجوی��ی در مص��رف ان��رژی را از طریق
کانالهای اداری مناسب پیشنهاد کند .مدیر
انرژی باید کارآیی این پیشنهادها را با نظارت
شخصی مداوم تعیین کند.
Stewartو دس��تیاران (139 )1984
ش��یوه و شکل مختلف ممیزی انرژی را برای
10نوع س��اختمان مختلف با استفاده از 62 عامل برای هر کدام جدولبندی کردند .آنها
ویژگیهای اش��کال ممیزی انتخاب شده را
مورد بحث قرار دادن��د که میتواند به ایجاد
س��طح ش��امل آمارگیری و تحلیل مفصلتر
توس��عه و ارزیابی فرصتهای صرفهجویی در
یک شیوه ممیزی کمک کند .خالصه فرآیند
انرژی ساختمان مشخص میشود .در تحلیل
در انج��ام ممی��زی ان��رژی ،روش
انرژی س��اختمانهای تجاری (ASHRAE
انرژی ساختمان است .میزان کاهش مصرف س��طح 2هزینه و صرفهجویی حاصل از همه
مصرف انرژی فراهم میشود.
سیستمهای جامع بهترین نتایج را به دست
مفصل انجام ممیزیها در شیوههای ممیزی
)2004ارائه شده است.
48
مخفف ،شکل اختصاری abbreviation............................................................................................................ ش��کل مختصر یا کوتاهش��دهای از یک لغت یا عبارت که برای بیان کل آن مفهوم به صورت خالصه مورد اس��تفاده قرار
میگیرد.
جذبشدهabsorbate........................................................................................................................................ مادهای که توسط یک ماده جاذب جذب میشود.
جاذبabsorbent............................................................................................................................................... مادهای که به دلیل میل ترکیبی زیادی که با برخی از مواد دارد ،در هنگام تماس با محیطهای مایع یا گازیشکل ،این مواد
را به خود جذب میکند که فرآیند یاد شده میتواند فیزیکی ،شیمیایی و یا به صورت ترکیبی از یک فرآیند فیزیکی و شیمیایی
باشد .برای مثال ،کلرید کلسیم یک نمک جاذب است که در دمای معمول به صورت جامد است .از جمله مواد جاذب مایع نیز میتوان به محلول لیتیم بروماید ،لیتیم کلراید و اتیلن گلیکول اشاره کرد.
واژگان تاسیسات ASHRAE
جذبکننده absorber....................................................................................................................................... .1وسیلهای که در برگیرنده سیال یا مواد دیگری است که برای جذب بخار مبرد و یا سایر بخارات ایجاد شده در یک فرآیند
خاص مورد استفاده قرار میگیرد.
.2بخش خنککننده کلکتورهای خورش��یدی که انرژی تشعشعی دریافتی را به انرژی گرمایی تبدیل میکند .این بخش
ممکن است از سطحی تشکیل شده باشد که در آن انرژی به سیال عامل منتقل شود که در چنین مواقعی سیال عامل خود میتواند به عنوان جذبکننده عمل کند.
سطح جذبکننده (در کلکتورهای خورشیدی)absorber area..................................................................... .1مجموع سطحی که برای انتقال حرارت از پرتوهای جذب شده خورشیدی به سیال عامل مورد استفاده قرار میگیرد.
.2س��طح محیط واس��طه جذبکننده در مواقعی که سیال عامل و س��طوح جامد هر دو برای عمل جذب حرارت مورد
اس��تفاده قرار میگیرند .در چنین مواقعی س��طح جذبکننده عبارت است از مجموع سطحی که پرتوهای خورشید را جذب میکند.
.3مجموع سطحی که پرتوهای تابیده شده خورشید توسط آنها جذب میشود.
ضریب جذبabsorptance (α)........................................................................................................................ .1سهمی از انرژی تشعشعی که در برخورد با یک سطح به آن جذب میشود.
.2نسبت شار تشعشعی جذب شده توسط یک جسم به مقدار کل تشعشع دریافت شده توسط آن.
جذب absorption............................................................................................................................................. .1فرآیندی که طی آن یک یا چند ماده از هوای جو ،ترکیبی از گازها یا مخلوطی از مایعات مختلف با استفاده از یک ماده
متخلخل استخراج میشوند.
.2تبدیل انرژی تشعشعی به شکل دیگری از انرژی به واسطه تعامل به وجود آمده با یک ماده.
.3جذب انرژی صوتی توسط هوا و مواد جاذب صوت.
قابلیت جذبabsorptivity.............................................................................................................................. سهمی از انرژی تشعشعی که در برخورد با یک جسم توسط واحد سطح آن جذب میشود.
جریان متناوبAC...............................................................................................................................................
شتاب جاذبه ،شتاب ثقلacceleration due to gravity (gravity acceleration)................................. نرخ افزایش سرعت یک جسم در هنگام سقوط آزاد در محیط خال؛ مقدار شتاب جاذبه متناسب با ارتفاع و عرض جغرافیایی
متفاوت خواهد بود .اس��تاندارد بینالمللی برای تعیین مقدار شتاب جاذبه ،سطح دریا و عرض جغرافیایی چهل و پنج درجه است که تحت این شرایط مقدار شتاب جاذبه برابر با 9.80665متر بر مجذور ثانیه یا 32.174فوت بر مجذور ثانیه است.
زاویه دریافتacceptance angle..................................................................................................................... زاویه منطقهای که تشعشع از طریق آن توسط جمعکننده بخش تغلیظکننده دریافت میشود .در چنین مواقعی تشعشع
در صورتی قابل قبول است که مقدار تابش دریافت شده در این زاویه پس از عبور از روزنه به جذبکننده برسد.
در دسترسی (دریچه بازدید)access door (access hatch).......................................................................... صفحه متحرکی که به منظور بازدید قسمتهای داخلی یک محفظه یا فضای بسته بر روی آن نصب میشود. تجهیزات و سیستمها در مواقعی در دسترس تلقی میشوند که دسترسی به آنها مستلزم عبور از درهای بسته ،آسانسور
یا سایر موانعی از این قبیل نباشد.
با قابلیت دسترسی آسان readily accessible................................................................................................ سیستمهای و تجهیزات هنگامی در گروه تجهیزات با قابلیت دسترسی آسان قرار میگیرند که دسترسی به آنها به منظور
راهاندازی ،بازدید و تعمیر بدون نیاز به باال رفتن از نردبان ،جابهجا کردن پلههای متحرک یا گذشتن از موانع پیش رو (مانند
دربهای بسته ،آسانسور و )...امکانپذیر باشد.
لوازم جانبیaccessorry.................................................................................................................................... لوازم یا قطعاتی که بدون تغییر در عملکرد تجهیزات ،کارآیی آنها را افزایش میدهند.
انباره ،باتریaccumulator............................................................................................................................... .1مخزنی که برای ذخیره مبرد مایع فشار پایین مورد استفاده قرار میگیرد که در این کاربرد با نامهای دیگری از جمله
مخزن جمعآوری فشار پایین ،مخزن فشارشکن یا مخزن ضربهگیر نیز به کار میرود.
.2مخزن تحت فشاری که در مدارهای مبرد برای کاهش ضربههای وارد شده به سیستم از حجم آن استفاده میشود.
.3مخزن تحت فشاری که در سیستمهای پنوماتیکی به منظور دستیابی به فشار متوسط مدارهای مرتبط با یکدیگر به
بیش از یک مدار متصل میشود.
.4وسیلهای که با انباشتن یخ بر روی یک کوئل به عنوان منبعی برای ذخیره سرما مورد استفاده قرار میگیرد.
تعداد دفعات تعویض هوا در ساعتACH (ACPH)........................................................................................ آکوستیک ،صوتشناسیacoustics ................................................................................................................ .1شاخهای از علم فیزیک که با تولید ،انتقال و اثرات متقابل امواج صوتی سر و کار دارد.
.2از ویژگیهای یک اتاق که مشخص میکند مقدار صوتی که در آن ایجاد میشود نسبت به مقدار صوتی که توسط افراد
داخل آن اتاق شنیده میشود چقدر است.
مخفف acronym . ............................................................................................................................................ واژهای که از کنار هم قرار گرفتن حروف اول چند واژه دیگر و یا گروهی از واژگان ساخته میشود.
واژگان تاسیسات ASHRAE
در دسترس ،قابل دسترسی (در مورد تجهیزات و سیستمها)accessible......................................................
50
ASHRAE NEWS
ASHRAE PUBLICATIONS
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE JOURNAL
REFRIGERATION
PRODUCT NEWS SYSTEMS & EQUIPMENT
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
محرکهای توربینی ،موتورها و سیستمهای تولید همزمان5 -
راندمان حرارتی و بازیابی گرما ASHRAE SYSTEMS AND EQUIPMENT HANDBOOK - Chapter 7 برگردان :مهندس رامین تابان∗
راندمان حرارتی
انرژی س��وختهای فسیلی در سیس��تمهای تولید همزمان توسط
پروژه است.
موتورهای سیلندر پیستونی
محرک اصلی سیستم به انرژی محوری تبدیل نمیشود .در صورتی امکان
در تمامی مورتورهای احتراق داخلی س��یلندر پیستونی به استثنای
محرک اصلی محدود خواهد ش��د .هرچند که اگ��ر امکان تامین بهینه
سیستم خنککاری موتور ،سیستم روغنکاری ،توربوشارژر ،سیستم تخلیه
اصلی سیس��تم وجود داشته باشد ،گرمای بازیابی شده ،مصرف سوخت
اضافی سیس��تم که در زنجیره تولید توان مورد استفاده قرار نمیگیرد و
اصلی را میتوان در موارد زیر خالصه کرد:
اس��تفاده میش��ود .در این سیس��تمها برای دفع گرمای تولید شده در
اس��تفاده بهینه از گرما وجود نداشته باشد ،راندمان نیروگاه به راندمان
واحدهای کوچک هوایی ،گرمای مورد نیاز سیستم تولید همزمان از مدار
الزامات انرژی حرارتی س��ایت با اس��تفاده از گرمای تلف شده از محرک
دود و خنککن هوا بازیابی میش��ود .در ای��ن موتورها برای دفع گرمای
سیستم را کاهش و راندمان نیروگاه را افزایش خواهد داد .وظیفه محرک
گرمای ناش��ی از اصطکاک معموال از سیستمهای دفع گرمای مستقلی
.1تامین انرژی مکانیکی مورد نیاز محور
داخل موتور ،س��یال عامل و روغن روانکاری در مدار سیستم به گردش
.2اس��تفاده از انرژی گرمایی اضاف��ی باقیمانده پس از پایان احتراق
درمیآیند .در برخی از موتورهای احتراق داخلی ،دمای سیال عامل مورد
بارهای محور ش��امل ژنراتورها ،چیلرهای گریز از مرکز ،کمپرسورها
بیرون فشردن بخار فشار پایین (با فشار نسبی )100kPaپس از خروج از
سوخت و یا مصرف شدن بخار برای به حرکت در آوردن محور
استفاده در خنککاری سیستم در فشار جو به 120ºCمیرسد که امکان
و تجهیزات وابس��ته به فرآیندهای مختلفی نیازمند مقدار مش��خصی از
سیستم خنککاری موتور را فراهم میآورد .سرمایش جوشان در ادامه این
توان خروجی مورد نیاز محور ،بس��ته به نوع س��وخت مورد استفاده در
گرمای تلف شده به شکل آب گرم یا بخار فشار پایین در چندراههها و
انرژی مکانیکی دورانی است .به محض انتخاب محرک اصلی برای تامین
فصل در بخش سیستمهای بازیابی گرمای مورد بررسی قرار میگیرد.
مح��رک اصلی و منحنی تعادل گرمایی آن ،رابطه مش��خصی بین انرژی
دریچههای تخلیه سیستم بازیابی میشود و گرمای اضافی را نیز میتوان از
اصلی در به کارگیری گرمای تلف شده در چرخه ،راندمان کلی سیستم را
در صورتی که برای تامین گرمای مورد نیاز چرخه ،گرمایش کمکی نیز
گرمایی موجود و راندمان سیس��تم وجود خواهد داشت .قابلیت محرک
سیستم روانکاری دریافت کرد (شکلهای 32تا 36را ببینید).
مش��خص میکند و یکی از مهمترین عوامل موثر در مالحظات اقتصادی
مورد نیاز باشد ،باید همان الزامات توربینهای گازی دقیقا رعایت شود به
استثنای آن که دریچه تخلیه دود موتور به دلیل عدم وجود اکسیژن کافی
به ندرت به یک بوستر تجهیز میشود .در صورتی که گرمای اضافی مورد
نیاز با اس��تفاده از تجهیزات الکتریکی تامین شود ،بار الکتریکی اضافی
باید توسط محرک اصلی سیستم تامین شود که آن هم نسبت به گرمای اضافی تولید ش��ده عکسالعمل نش��ان میدهد .بدین ترتیب یک تاثیر
آب سیستم خنککاری
بازخوردی در این موتورهای ایجاد میشود که تحت شرایط کارکرد خاص،
سیستم تخلیه
موجب پایدار شدن عملکرد سیستم میشود .توزیع تقریبی انرژی سوخت 33%
توان مورد نیاز محو ر
ی انتقال حرارت جابهجایی و تشعشع
توان ورودی
7%
ی گرمای دفع شده به واسطه سیستم خنککاری آب
انتقال حرارت تشعشعی
30%
گرمای دفع شده توسط سیستم تخلیه دو د
سوخت ورودی
مصرف شده در سیستم تحت شرایط کنترل شده به شرح زیر است:
30%
البته مقادیر فوق بس��ته به ب��ار و نوع طراحی موتور متفاوت خواهد
بود .در تصویر ( )29نمودار تعادل گرمایی و چگونگی توزیع انرژی گرمایی موتورهای چهارزمانه تنفس طبیعی ،و در تصویر ( )30نمودار موتورهای
روغن گریس
توربوش��ارژ شده گازسوز نشان داده شده است .دمای گاز خروجی از این
موتوره��ا تح��ت بار کامل تقریب��ا 650ºCو در بار 60%براب��ر با 540ºC است.
تصویر ( )30نمودار تعادل گرمایی برای موتورهای توربوشارژ شده
در موتورهای دوزمانه با سرعت پایینتر ( 900rpmو پایینتر) ،دمای
دود خروجی از موتور نیز به ویژه در بارهای کم ،پایینتر است .چرا که در این موتورهای هوایی که حجم داخل س��یلندر را جارو میکند ،در تمام
محدوده ظرفیت مقدار باالیی دارد .حجم باال و دمای پایین محصوالت
آب سیستم خنککاری
احت��راق خروجی از این موتورها موجب کاهش راندمان سیس��تم تولید همزمان و کاهش قابلیت بازیابی گرما در این سیستمها میشود .دمای
سوخت ورودی
توان ورودی سیستم تخلیه
محص��والت احتراق خروجی از این سیس��تمها تحت بار کامل در حدود 370ºCو در بار جزیی به حتا پایینتر از 260ºCاس��ت .امکان سرمایش
جوش��ان موتورهای س��رعت پایین اغلب به دلیل آن ک��ه دمای کارکرد سیستم خنککاری آنها 75ºCو پایینتر است وجود ندارد.
انتقال حرارت تشعشعی
توربینهای گازی
در چرخه توربینهای گازی ،راندمان متوس��ط سوخت مصرفی به
روغن گریس
ت��وان الکتریکی محور در محدوده 12%ت��ا 35%قرار میگیرد .در این
توربینها ،بقیه انرژی گرمایی از طریق سیس��تم تخلیه ،انتقال حرارت
تشعش��عی یا در توربینهای بزرگ توسط س��یال عامل مورد استفاده تصویر ( )29نمودار تعادل گرمایی برای موتورهای تنفس طبیعی
در سیس��تم خنککاری به محیط خارج دفع میش��ود .حداقل دمای
دودکش��ی این موتورها 150ºCاس��ت که این دما ب��رای جلوگیری از
52
توربینهای بخار
در توربینهای بخار یا توربینهای استخراج بخار ،فشار و دمای بخار
با تولید توان محوری در محرک اصلی سیس��تم دچار کاهش میش��ود.
این بخار همچنین ممکن است در مبدلهای حرارتی ،چیلرهای جذبی،
تجهیزات محرک توربینی مانند چیلرها ،پمپها یا ...مورد استفاده قرار
گی��رد .ارزش انرژی گرمایی بازیابی ش��ده دقیقا همانند انرژی گرمایی به دس��ت آمده از سوختهای فسیلی اس��ت .به طوری که در صورت عدم
تولید بخار مورد نیاز توس��ط سیستم بازیابی گرما ،این بخار باید در یک دیگ مستقل تولید گردد.
نسبت گرما /توان و کیفیت گرمایش
در سیستمهای تولید همزمان ،انتخاب محرک اولیه به عواملی مانند
الگوی انرژی گرمایی و الگوی توان خروجی مورد نیاز مصرفکننده نهایی و رابط��ه متقابل آنها با یکدیگر بس��تگی دارد .به ط��ور ایدهآل ،گرمای
قابل بازیابی کامال در محرک اصلی سیستم مورد استفاده قرار میگیرد. ولی این ش��رایط ایدهآل هرگز در عمل برای دورههای زمانی طوالنی رخ
تقطیر بخارات در داخل توربین الزامی است .از آنجا که راندمان حرارتی
نمیدهد.
تولید شده برای توربینهای گازی از موتورهای احتراق داخلی سیلندر
رس��اندن تلفات انرژی ،برای تولید توان الکتریکی و حرارتی مورد نیاز در
احت��راق خارجی قابلیت اس��تحصال خواهد بود .نتیج��ه خالص این
● نسبت گرما به توان خروجی محرک اصلی باید با الگوی بار ساعتی
این توربینها پایینتر اس��ت ،مقدار گرمای قابل بازیابی در واحد توان پیس��تونی بیش��تر اس��ت .این گرما معموال در دمای باالتر محصوالت توربینه��ا ،راندم��ان حرارتی 50%و باالتر خواهد ب��ود .از آنجا که در محص��والت احت��راق توربینهای گازی درصد زیادی ه��وای اضافی با
برای حداکثر بهرهبرداری از انرژی گرمایی بازیابی ش��ده و به حداقل
سایت تنها باید از روشهای زیر استفاده شود: مصرفکننده مطابقت داشته باشد.
● در مواقعی که ظرفیت گرمایی مورد نیاز از توان الکتریکی همزمان
غلظت باالی اکس��یژن وجود دارد ،در مسیر تخلیه محصوالت احتراق میتوان از تجهیزات پسس��وزی یا بوسترهای مشعل استفاده کرد و از
صدا خفهکن
آن ب��ه عنوان یک دیگ کمکی یا چیل��ر جذبی با کارکرد همزمان بهره گرفت. در این سیستمها میتوان بخار اضافی یا ظرفیت سرمایشی مورد نیاز سیس��تم را در هنگامی که توربین تحت بار جزیی قرار دارد تامین نمود. چیلرهای جذبی را میتوان مس��تقیما با استفاده از محصوالت احتراق
بخار کمکی در فشار نسبی 100kPAمورد نیاز برای گرمایش یا سایر فرآیندها
بخار اضافی مورد نیاز برای تامین آب گرم مصرفی
خروجی از این توربینها با ضریب عملکرد 1.14یا بیشتر راهاندازی کرد. ضریب عملکرد عبارت است از ظرفیت سرمایشی خروجی تقسیم بر انرژی ورودی .روش متداولی که در سیستمهای تولید همزمان تحت بار جزیی برای کنترل تولید بخار یا آب گرم مورد استفاده قرار میگیرد ،عبور دادن
ژنراتور کندانسور آب سرد
ابزوربر چیلر جذبی
نسبی
دیگ
نسبی خط تامین آب جبرانی
شیر میانبر محصوالت احتراق محفظه احتراق ژنراتور
توربین
کمپرسور
بخشی از محصوالت احتراق از مسیر میانبر دیگ و تخلیه آنها از طریق دودکش به محیط پیرامون است .چگونگی اجرای مسیر میانبر و نحوه نصب شیرهای مربوطه در تصویر ( )31نشان داده شده است.
تصویر ( )31چرخه متداول توربینهای گازی مجهز به سیستم بازیابی گرما
تجاوز میکند ،توان اضافی تولید ش��ده مانند آب سرد یا یخ باید ذخیره گردد.
● در مواقع��ی که توان الکتریکی مورد نیاز از مقدار گرمای مورد نیاز
تجاوز میکند ،توان حرارتی اضافی باید ذخیره شود .با استفاده از هر دوی
مخازن ذخیره انرژی گرم یا س��رد میتوان بخش عمده انرژی را پیش از منتشر شدن در محیط و اتالف ،به طرز بهینه مورد استفاده قرار داد.
● توان الکتریکی یا ظرفیت گرمایی اضافی تولید شده را میتوان به
مصرفکنن��دگان خارجی فروخت .البته خریدار معموال باید در محدوده
تاسیسات محلی مستقر باشد ،هر چند که گاهی در فواصل کمی دورتر نیز میتوان از این توان اضافی استفاده کرد.
کیفیت انرژی بازیابی شده از دیگر عوامل مهمی است که پس از موارد
یاد شده ،در انتخاب محرک اصلی سیستم تاثیرگذار است .در صورتی که مقدار گرمای قابل بازیابی (بخ��ار با دمای بیش از )125ºCخیلی کمتر از مقدار انرژی مورد نیاز توس��ط مصرفکنندگان باشد ،به کارگیری یک
توربین بخار یا توربین گازی ارجحیت دارد.
در صورتی که نسبت انرژی گرمایی به توان الکتریکی بین 0.3kWتا
به کار انداختن تجهیزات جانبی مانند فنها و پمپهای مورد استفاده در بازیابی و استفاده از گرمای محصوالت احتراق) 66%خواهد بود.
0.9kWبخار در هر کیلووات توان خروجی محرک اصلی باشد ،به منزله
مقادیر باالی نس��بت انرژی گرمایی ب��ه توان الکتریکی بین 2.3kW
ش��ود .راندمان محور به صورت نس��بت انرژی محور به سوخت ورودی
است ،موجب میش��ود تا محرک اصلی سیستم در مقابل مقادیر باالی
مقدار مناس��بی به ش��مار میرود ،چرا که گرمای خروجی آن به صورت
سیستمها طراح میتوان شرایط اختناق ،تخلیه و استخراج بخار را بسته
نسبتهای باالتر دما به فشار نیز با استفاده از سیستمهای مجزای بازیابی
مقدار مورد نظر در نسبتهای متغیر انرژی گرمایی به توان خروجی تعیین
آن اس��ت که باید از یک محور با راندمان باال بین 30%تا 45%اس��تفاده
تا 11.4kWکه توس��ط آرایشهای مختلف توربینهای بخار قابل تامین
بر حس��ب معیار LHVتعریف میش��ود .راندمان یاد شده برای موتورها
ظرفیت گرمایی مورد نیاز انعطافپذیری بیش��تری داشته باشد .در این
بخار با فش��ار نس��بی 100kPaیا آب با دمای 120ºCاست .دسیابی به
به ش��رایط تغییر دهد و راندمان توربین را برای دس��تیابی به بیشتری
گرمای محصوالت احتراق امکانپذیر است .البته در کاربردهای متداول
کند.
که 30%از انرژی گرمایی تولید شده سوخت از طریق محصوالت احتراق تلف میش��ود ،اگر دمای نهایی دود خروجی از سیستم حداقل 150ºC
باش��د ،حدود 50%از این انرژی قابل بازیابی است .در دمای پایینتر نیز اگر فشار بخار باال باشد ،بخشی از این گرما قابل بازیابی خواهد بود.
مقادیر متوسط نس��بت انرژی گرمایی به توان الکتریکی بین 1kW
تا 3kWبخار در هر کیلووات توان تولید ش��ده توسط توربینهای گازی
است که به طور ذاتی راندمان محوری پایینی دارند .برای مثال ،راندمان توربینه��ای کوچکتر تنها بین 20%تا 25%اس��ت که بین 75%تا 80%
انرژی گرمایی سوخت از طریق محصوالت احتراق به محیط پیرامون دفع میش��ود .در کاربردهای متداول 75% ،از انرژی گرمایی سوخت از طریق محصوالت احتراق تلف میشود .با فرض آن که دمای نهایی محصوالت احتراق خروجی بی��ش از 150ºبوده و 55%از انرژی محصوالت احتراق
قابل بازیابی باشد ،راندمان حرارتی کل (به استثنای توان مورد نیاز برای
بازیابی گرما موتورهای سیلندر پیستونی بازیابی گرمای سیستم خنککاری موتور
مدارهای سیس��تم خنککاری موتورهای س��یلندر پیستونی شامل
مدارهای گردش آب ،سر سیلندر و چندراهههای تخلیه باید حدود 30% از گرم��ای ورودی ب��ه موتور را از داخل آن به محیط خارج انتقال دهند.
در صورت��ی که موتور در دمای باالتر از 82ºCکار کند ،تقطیر محصوالت
احت��راق در داخل موتور هیچ تاثیر مخربی را در اجزای مختلف موتور بر جای نخواهد گذاش��ت .برخی از موتورهای س��یلندر پیستونی مجهز به
واش��ر سر سیلندرهای هستند که س��یلندرها را به طور کامل آببندی میکند و بدین ترتیب دمای کارکرد موتور در فش��ار 200kPaبه 120ºC
54
خواهد رس��ید .به منظرو جلوگیری از ایجاد تنشهای حرارتی ،افزایش
موتور باید به قسمتهای مورد نیاز محدود گردد.
که در مدار سیس��تم خنککاری گردش میکند ،باید در محدوده تعیین
هر یک از موتورها با اس��تفاده از یک مبدل حرارتی اس��ت .بدین صورت
دمای سیستم خنک کاری موتور نباید از 8Kتجاوز کند .شدت جریان آبی
شده توسط سازنده قرار داشته باشد .چرا که افزایش بیش از حد جریان
یکی از روشهای حل این مش��کل ،مجزای کردن مدار خنککاری
که گرمای تولید ش��ده در هر موتور با استفاده از این مبدل به مدار دیگر
موجب بروز مش��کالتی مانند س��اییدگی اجزای موتور یا توزیع نامناسب
مرتبط با س��ایر موتورها منتقل شود .گرمای کلی تمامی موتورها سپس
پمپهای گردش آب موتور با استفاده از محوری کمکی کار میکنند
در این روش ،برای دفع گرمای موتورها در مواقعی که تمام گرمای تولید
باید از کاسهنمدها مناسب استفاده شود .آن دسته از موتورهایی که مجهز
حرارتی اضافی نیز باید در نظر گرفته ش��ود (تصویر .)32هر چند که این
دارند .چ��را که در صورت از کار افتادن یکی از پمپها ،امکان ادامه کار
کمتر از دمای کارکرد موتور داشته باشد ،برای دفع حرارت یاد شده باید
روشی دیگر میتوان برای توزیع آب در مدار موتورهای مختلف از یک پمپ
ش��ود که با افزایش چشمگیر هزینه سیستم همراه خواهد بود .از سوی
در نظر گرفت تا در صورت از کار افتادن پمپ اصلی ،کارکرد بدون وقفه
پایین سیستم ،راندمان به شدت افت میکند.
جریان در مدار میشود.
با اس��تفاده از یک سیستم توزیع بزرگ به محیط پیرامون دفع میشود.
که به منظور افزایش عمر مفید آنها در دماهای باال برای محور و یاتاقانها
شده در موتور توسط سیستم بازیابی گرما استفاده نمیشود ،یک مبدل
به یک پمپ گردش آب برای هر موتور هس��تند قابلیت اطمینان باالتری
روش قابلیت اطمینان باالیی دارد ،ولی از آنجا که مدار اضافی باید دمای
سیستم با استفاده از پمپهای باقیمانده وجود خواهد داشت .به عنوان
از مبدلهای حرارتی ،سیستمهای لولهکشی و پمپها بزرگتری استفاده
الکتریکی مجهز به باتری استفاده کرد و در کنار آن یک پمپ کمکی نیز
دیگر ،در صورت عدم به کارگیری تجهیزات یاد ش��ده ،به دلیل دماهای
سیستم با استفاده از پمپ کمکی امکانپذیر باشد.
با گردش اجباری آب گرم در دمای 120ºCو فش��ار نسبی 200kPa
بازیابی انرژی گرمایی تلف ش��ده از موتورهای سیلندر پیستونی و به
کارگیری ان برای تامین آب گرم یا بخار فشار پایین مورد نیاز در چلیرهای
میتوان از انرژی گرمایی موجود در بسیاری از فرآیندها شامل سیستمهای
جذبی مس��تلزم آن است که الزامات طراحی سیستم دقیقا رعایت شود.
گرم مورد نیاز چیلرهای جذبی ،تجهیزات رطوبتگیری جذبی و آب گرم
با دمای 120تا 125ºCیا بخار با فشار 200kPaبستگی دارد .دستیابی
آلوده شدن یا مشکالتی مانند آن در تجهیزات پاییندست که میتوانند از
موتور ،حتا در صورتی که تمامی مش��کالتی بالقوه سیس��تم خنککاری
گرمایش��ی ،تامین آب گرم مورد نی��از در فرآیندهای مختلف ،تامین آب
عملکرد اقتصادی چیلرهای جذبی تک اثره تا حد زیادی به تامین آب گرم
مصرفی به طور بهینه استفاده کرد .برای به حداقل رساندن خطر نشتی،
به محدوده دما و فشار یاد شده به ویژه با تغییر بارهای اعمالی بر ژنراتور
خنککاری موتور جلوگیری کنند ،توزیع سیال عامل سیستم خنککاری
برطرف گردد ،بسیار دشوار است .برای بررسی احتمال استفاده مجزا از
گرمای بازیابی شده از محصوالت احتراق موتور و راندمان چیلرها جذبی مرتبط با آن باید بررسیهای دقیقی انجام شود.
بار سرمایش��ی سیستم تهویه مطبوع را میتوان با استفاده از گرمای
محصوالت احتراق موتور نیز تامین نمود .در چنین مواردی ،به کارگیری چیلر جذبی تکاثره مقرون به صرفه خواهد بود .سطح انتقال حرارتی دو
چیلر جذبی ه��م ظرفیت ،در صورتی که چیلر با آب گرم 88ºCکار کند حدودا 40%از شرایطی که چیلر با آب داغ 120ºCکار کند بیشتر خواهد
بود .یکی دیگر از مزایای افزایش دمای آب گرم ،آن است که برای تامین ظرفیت مورد نیاز میتوان افت دمای مجاز در مدار ژنراتور چیلر جذبی را
افزایش داد و بدین ترتیب امکان کاهش شدت جریان آب چیلر و به دنبال آن اندازه لولهها ،پمپها و سایر تجهیزات مرتبط وجود خواهد داشت.
در صورتی که ظرفیت سرمایش��ی قابل استحصال از گرمای بازیابی
ش��ده از محصوالت احتراق موتور کافی نباشد ،گرمای اضافی مورد نیاز برای جبران ظرفیت باقیمانده را میتوان از سیس��تم خنککاری موتور
تامین کرد .به طور کلی ،هر چه دمای آب گرم کمتر باش��د ،اندازه چیلر
پمپ آب سیستم خنککاری میشوند .در بسیاری از سیستمهای بازیابی
مزایای بازیابی گرمای سیس��تم خنککاری موتور ،صرفهجوییهای قابل
گرمای موتور به محیط پیرامون معموال از مبدلهای آب به مایع استفاده
م��ورد نیاز برای یک ظرفیت یکس��ان افزایش خواهد یافت .یکی دیگر از
توجهی است که در توان موتور ایجاد میشود .چرا که در شرایط معموال برای خنککاری آب موجود در رادیاتور معموال از یک فن جریان محوری
استفاده میشود که در مناطق گرمسیر حدود 6%از توان تولیدی موتور را
مصرف میکند .بنابراین در صورت بازیابی این گرما و استفاده از آن برای راهان��دازی چیلر جذبی ،دیگر نیازی به کارکرد فن نخواهد بود که نتیجه
آن افزایش توان خروجی موتور است .نکته دیگری که باید مورد توجه قرار گیرد آن اس��ت که با کاهش دمای کارکرد چیلر ،جنس لولهها و سطوح
انتق��ال حرارت آن نیز از وضعیت بحرانی دور میش��ود و آن هم موجب کاهش هزینه ساخت چیلر خواهد شد.
در این سیستمها ،کنترلکنندههای حدی دما پایین با جلوگیری از
کاهش شدید دمای کارکرد چیلر ،از اعمال گرمای بیش از حد به موتور جلوگیری میکنند .چرا که در صورت سرد شدن ناگهانی موتور به واسطه افزایش ش��دید گرم��ای مورد نیاز چیلر تحت ب��ار اضافی ،احتمال ترک خوردن پوسته موتور بسیار زیاد خواهد بود .یکی از روشهای تامین انرژی گرمایی مورد نیاز در چنین مواقعی به کارگیری یک مخزن ذخیره انرژی
گرمایی اس��ت که قابلیت تامین انرژی گرمایی بسیار زیاد در مدت زمان
کوتاهی را دارد .ب��ا این روش از اعمال بارهای گرمای ناگهانی به اجزای مختلف موتوری جلوگیری به عم��ل میآید .گرمای مورد نیاز چیلرهای
جذبی را میتوان با استفاده از منابع گرمایی جانبی مانند دیگهای کمکی نیز تامین نمود.
یکی دیگر از روشهای محافظت از سیستم بازیابی گرمای موتور در
باره��ای لحظهای ،انتقال ناگهانی گرمای بازیابی ش��ده به بخار یا همان
گرما ،هنگامی که دمای کارکرد موتور پایینتر از 82ºCاست ،برای دفع
میشود .چرا که در محدوده دمایی یاد شده ،گرمای مورد نیاز در چرخه تولید همزمان از سیس��تم خنککاری موتور قابل بازیابی است .طراحی
این سیس��تمها نسبت به سیستمهای متداول سادهتر است و مشکالت
به وجود آمده در سیس��تمهای مجهز به سیستمهای سرمایش جوشان بسیار کمتر است.
در سیستمهای جوش��ان ،از بخار به عنوان سیال عامل برای توزیع
گرما استفاده میشود (تصویر .)33با استفاده از تنظیمکنندههای فشار
پش��ت ،فشار بخار موتور را میتوان در مقدار یکنواختی ثابت نگه داشت و از دیگهای بخار کمکی برای تامین بخار مورد نیاز باقیمانده استفاده
کرد .در سیس��تم خنککاری این موتورها نیز میت��وان از آب با گردش اجباری با دمای ورودی 112ºCو دمای خروجی 120ºCاستفاده کرد و
از آن در فش��ار نسبی ،55kPaبخار 112ºCتولید کرد .مدار خنککاری موتور درس��ت همانند سایر سیس��تمهای آب دما باال ،عالوه بر محدود
کردن جریان ورودی به محفظه ذخیره بخار ،فش��ار استاتیک مورد نیاز در ورودی پم��پ برای جلوگیری از بروز پدیده کاویتاس��یون را نیز تامین میکند .محدود کردن جریان بخار از تبخیر آنی که موجب صدمه دیدن موتور میشود نیز جلوگیری به عمل میآورد.
سیستمهای توزیع محدود شدهای که بخار را در مبدلهای حرارتی
مج��اور توزیع میکنند ،قابلیت توزیع گرما بدون انتقال آن به سیس��تم اصلی خنککاری موتور را دارند .دمای کارکرد سیستم برای تامین گرمای بازیابی ش��ده به اندازهای باال نگه داش��ته میش��ود که سیستم در اکثر
شرایط ،قابلیت تامین بار موجود با استفاده از بخار فشار پایین را داشته
سیس��تمهای سرمایش جوشان است .سیستمهای سرمایش جوشان از
جمله سیس��تمهای سرمایشی بازیابی گرما هس��تند که تحت فشار کار
مخزن انبساط
میکنند .این سیس��تمها کار در دمای بی��ن 100تا 120ºCبا اختالف دمای چند کلوین ،سیستمهای دما باال نیز نامیده میشوند.
سازندگان موتورهای س��یلندر پیستونی تاکنون مدلهای مختلفی
از سیس��تمهای سرمایش جوشان را مورد اس��تفاده قرار دادهاند .در این
مافلر بازیابی گرما
بار ناشی از فرآیندها حداقل دما
سیستمها به منظور کسب اطمینان از عدم تغییر ترکیب ماده خنککاری در حین فرآیند جوش��ش ،باید از محلولهای ضد یخ آزئوتروپ استفاده
ش��ود .البته ،توان خروجی موتورها در هنگام اس��تفاده از سیستمهای سرمایش جوشان باید مجددا مورد ارزیابی قرار گیرد.
در این دس��ته از سیس��تمها معموال تجهیزات سرمایشی آب گرم یا
تجهیزات سرمایشی جوش��ان جایگزین رادیاتور ،فن محرک تسمهای و
آب خنککاری حداکثر دما
موتور
پمپ گردش آب
تصویر ( )32ساختار کلی سیستم بازیابی گرمای آب گرم
56
موتور هدایت میشود .در این قسمت ،این آب تحت تاثیر گرمای موتور با
تنظیمکننده فشار پشت
شکلگیری حبابهای ریز تبخیر میشود (تصویر .)34این انتقال حرارت
فشار بخار 35kPaبرای خط اصلی تامین بار فرآیندها و واحد دفع حرارت
با کاهش چگالی س��یال و جریان یافتن آن به محفظه تفکیک یا فالش
تانک همراه است که در آن بخار رها شده و آب باقیمانده مجددا در موتور
مافلر بازیابی گرما و تفکیککننده بخار
به گردش درمیآید.
اریفیس
ثابت نگه داشتن فشار استاتیک فالش تانک کمی باالتر از بیشترین
فش��ار اجزای موتو موجب میشود با سیال عامل سیستم خنککاری به
س��رعت در مدار خنککاری موتور به گردش درآید .بدین ترتیب میتوان
خط برگشت چگالیده حداکثر دما
اختالف دمای ورودی و خروجی را به حداقل مقدار ممکن کاهش داد .در
موتور
مقطع خروجی محفظه فالش تانک به منظور جلوگیری از کاهش ناگهانی
پمپ گردش آب
فشار کارکرد سیستم ،فشار پشت باید ثابت نگه داشته شود .در صورتی
که تغییرات فشار کارکرد سریع باشد ،حبابهای بخار ایجاد شده در موتور تصویر ( )33خنککاری آب گرم موتور با استفاده از سیستم بازیابی گرمای بخار
دیگ کمکی
فشار بخار 80kPaبرای خط اصلی تامین بار فرآیندها و واحد دفع حرارت
میش��ود که آن هم به نوبه خود منجر به گرم شدن بیش از حد موتور تا
نقاط بحرانی میگردد .این روش سرمایش موتور برای موتورهای با دمای کارکرد حداکثر 120ºCدر فش��ار بخار نس��بی 100kPaمناسب است.
تنظیمکننده فشار پشت سایر موتورها
به سرعت منبسط میشوند و در فرآیند انتقال حرارت موتور اختالل ایجاد
اجزای مختلف ای��ن موتورها باید بر مبنای Section VIIIکد دیگها و
مخازن تحت فشار انجمن ASMEطراحی و ساخته شوند.
شیر اطمینان مافلر بازیابی گرما و تفکیککننده بخار
خط برگشت چگالیده
مدار خنککاری این دسته از موتورها باید به صورت ثقلی و به منظور
جلوگیری از ایجاد حبابهای آزاد در حین تبخیر طراحی شود .چگونگی جریان یافتن آب رادیاتور از سرس��یلندر و چندراههها تخلیه یکی دیگر از
مسایل مهمی اس��ت که باید در هنگام طراحی سیستم مورد توجه قرار گیرد .به منظور تسهیل در جریان ثقلی سیال در مدار خنککاری و رها
شدن آزادانه بخار در محفظه تفکیک بخار ،هر یک از مدارهای خنککاری
کوئل دفع گرما و فن تخلیه موتور
تصویر ( )34خنککاری موتور با استفاده از مدار گردش آب ثقلی و سیستم بازیابی گرمای بخار
باش��د .البته در چنین کاربردهایی به منظور جلوگیری از اکس��ید شدن
مخزن انبساط
اجزای مختلف موتور ،چگالیده بازگش��تی به موتور باید به نحوی تصفیه ش��ود .بدین منظور میتوان برای ذخیره رس��وبات ناشی از تصفیه مواد
پسخنککن
شیمیایی از یک فالش تانک استفاده کرد. در برخی از موتورها میتوان از سیس��تمهای س��رمایش جوشان با جابهجایی طبیعی اس��تفاده کرد که در آنها آب سیستم خنککاری به صورت ثقلی در مدار خنککاری به گردش در میآید و تا قس��مت زیرین
خنککن روغن گریس
موتور
شیر میانبر آبگرمکن پمپ گردش آب
تصویر ( )35ساختار کلی سیستم روانکاری و پسخنککن
بای��د مجهز به یک لوله تهویه رو به باال باش��ند .دف��ع گرمای موتور در
بخار
مواقعی به بهترین شکل انجام خواهد گرفت که برای خنککاری موتور از
تفکیککننده بخار
مدارهای یاد ش��ده استفاده شود ،چرا که در این سیستمها دمای سیال در سرتاسر مدار یکنواخت است .سیستمهای خنککاری جابهجایی آزاد
وابستگی کمتری به تجهیزات مکانیکی دارند و آرایش آنها بر مبنای مدار مستقل به همراه سیستم خنککاری مجزا از سایر موتورها در نظر گرفته
صدا خفهکن با قابلیت بازیابی گرما خط آب جبرانی
میشود.
به طور کلی ،تمامی سیس��تمهایی که بخار مورد نیاز خود را از یک
موتور دیزلی یا گازسوز
موتور دریافت میکند ،به طور ذاتی سیس��تمهای خطرناکی هس��تند. بنابراین در مواقعی که با توجه به الگوی حرارتی تاسیس��ات پاییندست
و آرایش سیس��تم امکان آن وجود داش��ته باشد ،از سیستمهای بازیابی گرمای متداول مانند آنچه که در تصویر ( )32نش��ان داده شده استفاده
تصویر ( )36بازیابی گرما از محصوالت احتراق با استفاده از تفکیککننده بخار
میشود.
مبدلهای حرارتی مورد استفاده در سیستمهای روانکاری باید دمای
روغن را در 88ºCنگه دارند و بیشترین دمای آب سیستم خنککاری در آنها باید به گونهای باش��د که امکان بهرهبرداری اقتصادی از گرمای آن وجود داشته باشد .س��ازندگان موتورهای احتراق داخلی معموال اندازه سطح انتقال حرارت خنککن روغن را بر مبنای دمای آب ورودی 54ºC
انتخاب میکنند .در این مرحله بهرههای گرمایی اضافی روغن در دماهای
کارکرد باال در نظر گرفته نمیشود .در مراحل اولیه طراحی ،هزینه تامین آب سیس��تم خنککاری با دم��ای پایینتر باید با هزین��ه افزایش اندازه مبدل حرارتی خنککن روغن بر مبنای دمای 74ºCبرای آب سیس��تم
خنککاری مقایسه شود .در کاربردهایی که دمای آب سیستم خنککاری
تعداد روزهای پس از تمیز کردن دوده
تصوی�ر ( )37تاثی�ر تجمع دوده در سیس�تم بازیابی گرم�ا از واحد بازیابی محصوالت احتراق مجرای خروج دود
شیر هواگیری سه راهه
کنترلکننده سطح مایع
بهرهوری مناسبی بازیابی نمود.
صدا خفهکن با قابلیت بازیابی گرما
داشت .در سیستمهای مدار بس��ته میتوان از آبگرمکنهای خانگی به
عنوان مبدل حرارتی کمکی بهره گرفت در صورت نیاز از آن برای بازیابی
بخشی از گرمای مفید چرخه اس��تفاده کرد .در موتورهای دیزلی دمای
شیر تخلیه فشار
شیر تخلیه سریع
از آالیندههایی مانند گل و الی ،کربنات کلسیم ،شن و ذرات معلق باشد. انتقال حرارت هوایی و محلول ضد یخ بهترین نتیجه را به همراه خواهد
شیشه اندازهگیری
شیر تغذیه
هرگز نباید از آب تصفیه نشده استفاده شود .مگر در مواردی که آب عاری
در سیس��تمهای مدار بسته ،استفاده از آب تصفیه شده به همراه کوئل
شیر اطمینان
شعله راهنمای فشار
استفاده قرار میگیرد ،گرمای سیستم روغنکاری موتور از نیز میتوان با
حرارتی سرمایش روغن رسوب کند .در سیستم خنککاری این موتورها
به سمت خط اصلی بخار
شعله راهنمای دما
موتور بیش از 105ºCاس��ت و گرمای در دمای بی��ن 68تا 74ºFمورد
سیال عامل مورد استفاده در سیستم خنککاری موتور نباید در مبدل
بازیابی گرمای محصوالت احتراق
بازیابی گرمای روغن
به سمت مخزن
از خط تغذیه آب دیگ مجرای ورودی محصوالت احتراق
تصویر ( )38س�اختار کلی دیگ خودکار ب�ه همراه کنترلکنندههای دمای محصوالت احتراق
58
شیر میانبر
پمپ گردش آب سیستم خنککاری آبی
موتور دیزلی یا گازسوز
پمپ آب سیستم خنککاری
تصویر ( )39سیس�تم ترکیبی بازیابی گرمای محصوالت احتراق و سیستم خنککاری
هوای ورودی در مقایس��ه با موتورهای توبو ش��اررژ شده گازسوز چندان
افزایش هزینه اولیه پروژه میشود .همچنین برجهای خنککننده مذکور
مهم نیس��ت .ضمن آن که مدار خنککاری موتورهای دیزلی را میتوان
باید مجهز به سیستم حفاظت زمستانی و کنترلکنندههای کیفیت آب
با خنککن روغن این موتورها سری کرد (تصویر .)35برای جلوگیری از
نیز باشند .در صورت استفاده از برج خنککننده ،بار سرمایشی سیستم
رس��وب کردن آالیندهها و ایجاد نشتی در لولهها ،میتوان از مبدلهای
روانکاری موتور در مواردی که گرمای سیستم روانکاری بازیابی نمیشود
حرارتی دولولهای نیز استفاده کرد.
نیز باید در محاسبات در نظر گرفته شود.
بازیابی گرمای توربوشارژر
بازیابی گرمای محصوالت احتراق
به منظور دس��تیابی به نس��بت تراکمهای باال و بیشترین بهرهوری
تقریبا همه گرمای منتقل ش��ده به سیس��تم خن��ککاری موتور را
اقتصادی ،فش��ار گاز مورد استفاده در توربوشارژرهای موتورهای گازسوز
میتوان در یک فرآیند خنککاری اس��تاندارد یا به همراه سیس��تمهای
باید در حد متوس��ط (بین 80تا )140kPaو دمای آب خنککن نهایی
بازیابی محصوالت احتراق بازیابی کرد .هر چند که به دلیل محدودیتهای
آنها تا حد امکان پایین ( 32ºFو پایینتر) باش��د .دمای 32ºCبرای آب
موجود در تجهیزات انتقال حرارت و ضرورت جلوگیری از تقطیر محصوالت
پسسردکن در بسیاری از کاربردها کافی است چرا که منابع آب متداول
احتراق در داخل موتور ،تنها بخش��ی از گرمای محصوالت احتراق قابل
مورد استفاده در این خنککنها معموال آب لولهکشی و آب سیستمهای
بازیابی است (تصویر .)36تعادل انرژی گرمایی این موتورها اغلب بر مبنای
سرمایشی تبخیری مانند برج خنککننده است .در پسسردکن موتور از
هوای استاندارد 15ºCدر نظر گرفته میشود ،هر چند که در عمل ،دمای
آب 57ºCنیز میتوان استفاده کرد ،هر چند که در این حالت توان خروجی
محصوالت احتراق خروجی از این موتورها را نمیتوان به این دما کاهش
موتور کاهش پیدا میکند .در این کاربردها اس��تفاده از آب لولهکشی به
داد.
دالیل زیر از نظر اقتصادی مقرون به صرفه نیست:
انجمن DEMAحداقل دمای محصوالت احتراق را 120ºCتعیین
.1ماده خنککاری در هنگام کارکرد موتور دائما مورد نیاز است.
کرده است .البته به منظور جلوگیری از بروز مشکالتی مانند تقطیر و یا
.2طراحی مبدل حرارتی این سیستمها به گونهای است که حتا در
شکلگیری اسیدها در داخل مدار تخلیه دود ،بسیاری از دیگهای بازیابی
ش��رایطی که بار اعمالی بر سیس��تم کمتر از )280kJ/kWh( 80W/W
گرما بر مبنای حداقل دمای 150ºCطراحی و س��اخته میشوند .دمای
است نیز حجم آب زیادی مورد نیاز است.
نهایی محصوالت احتراق تحت بار جزیی به ویژه برای ژنراتورهایی که اکثر
به عنوان روشی دیگر برای تامین آب سرد مورد نیاز سیستم میتوان
اوقات تحت بار جزیی کار میکنند از اهمیت بسیار باالیی برخوردار است.
از برج خنککننده نیز استفاده کرد .البته این روش به استثنای مواردی
بس��ته به دمای اولیه محصوالت احتراق ،در حدود 50تا 60%از گرمای
که به کارگیری برج خنککننده در س��ایر فرآیندها الزامی است ،موجب
آنها قابل بازیابی خواهد بود.
با اس��تفاده از یک سیس��تم بازیابی گرمای کامل ش��امل سیستم
گرمایی موجود ،میتوان از شیر میانبر مجهز به کنترلکننده دما استفاده
میتوان راندمان حرارتی سیس��تم را از 30%برای موتورهای ژنراتوری به
خروجی از سیس��تم را دارد (تصویر .)39در صورت منحرف ش��دن آب
خنککاری آبی ،سیس��تم روغنکاری ،توربوشارژر و سیستم تخلیه دود
حدود 75%افزایش داد .تجهیزات بازیابی گرمای محصوالت احتراق نیز در دو گروه دیگهای استاندارد لولهآب و لولهآتش موجود هستند.
سایر دیگها و صدا خفهکنهای مورد استفاده در سیستمهای بازیابی
گرما شامل آبگرمکنهای کوئلی مجهز به صدا خفهکن یکپارچه ،دیگهای لوله آب مجهز به تفکیککنندههای بخار توربینهای گازی و سیستمهای
تخلیه دود موتور و تفکیککنندههای بخار سیستمهای خنککاری دما
باال میشوند .دیگهای بازیابی گرما باید طوری طراحی شوند که امکان
بازدید و تمیز کردن سطوح انتقال حرارت ،سمت آب و سمت تخلیه دود آنها وجود داش��ته باشد .موتورهای دیزلی باید مجهز به وسیلهای برای
تخلیه دوده نیز باش��ند ،چرا که رس��وب کردن آن در داخل سیستم به سرعت موجب کاهش راندمان مبدلهای حرارتی میشود (تصویر .)37
دیگهای بازیابی گرمای یاد ش��ده را میتوان برای تامین س��ایر الزامات سیس��تمهای بازیابی گرما مانند مخازن ضربهگیر ،تفکیککننده بخار و
تنظیمکننده سطح سیال نیز به کار گرفت.
در بسیاری از کاربردهای تجهیزات بازیابی گرما ،برای تامین گرمای
مورد نیاز باید از سیستمهای کنترل نیز استفاده شود .در دیگهای بازیابی گرمای عمودی ،کنترل عملکرد سیس��تم با تغییر سطح آب دیگ انجام
میش��ود .در تصویر ( )38یک سیستم کنترل با استفاده از کنترلکننده
فشار هوایی به همراه دیافراگم مربوطه یا شیرهای کنترل آن نشان داده ش��ده است .با شروع تولید بخار ،اگر بخار تولید شده از مقدار مورد نیاز
تجاوز کند ،شیر کنترل آب ورودی به دیگ بسته میشود .برعکس ،اگر
کرد .این ش��یر قابلیت منحرفکردن جریان آب ی��ا محصوالت احتراق از مدار اصلی ،برای محدود کردن افزایش دمای جریان آب در سیس��تم بازیابی گرما باید مالحظات ایمنی رعایت شود .چرا که در غیر انی صورت
آب موجود در سیس��تم تحت تاثیر گرمای یاد ش��ده تبخیر خواهد شد. سیستمهای بازیابی گرما نباید تاثیر نامطلوبی بر عملکرد اولیه موتور و توان
خروجی تولیدش آن بر جای بگذارند .بنابراین ،طراحی دیگهای بازیابی گرما باید با تعیین فش��ار پشت اعمال شده بر جریان محصوالت احتراق موتور آغاز شود .محدوده فش��ار پشت محصوالت احتراق در موتورهای
مختلف متغیر اس��ت ،ولی مقدار آن معموال 1.5kPaاس��ت .گام بعدی در طراحی این دیگها ،محاس��به س��طح انتقال حرارت مورد نیاز برای دستیابی به بیشترین بازیابی گرما بدون کاهش دمای نهایی محصوالت
احتراق به زیر 150ºCضمن رعایت مالحظات اقتصادی است.
صدا خفهکنهای با قابلیت بازیابی گرما معموال طوری طراحی میشوند
که امکان استفاده از آنها در تمامی موتورهای وجود داشته باشد .کارآیی
بازیابی گرما به میزان زیادی به دمای اولیه محصوالت احتراق بس��تگی دارد .در اکثر طراحیها با اضافه یا کم کردن سطح انتقال حرارت ،شرایط
اولیه محصوالت احتراق برای به حداکثر رساندن بازیابی گرما بدون کاهش دمای محصوالت احتراق به زیر 150ºCتنظیم میشود.
در تصویر ( )40تاثیر کاهش دمای محصوالت احتراق به زیر 150ºC
نش��ان داده ش��ده اس��ت .این منحنی برای یک صدا خفهکن با قابلیت
بازیابی گرما با دمای اولیه محصوالت احتراق 540ºCترسیم شده است. با کاهش دمای محصوالت احت��راق از 150ºCبه 94ºCبا 14%افزایش
بخار تولید شده از مقدار مورد نیاز کمتر باشد ،شیر تخلیه سریع باز شده و تمامی شیرهای تعبیه شده در مدار به گونهای متعادل میشوند تا آب
مورد نیاز دیگ تامین شود.
دمای نهایی محصوالت احتراق
این سیستم را میتوان به همراه یک کنترلکننده دمای محصوالت
احتراق نیز مجهز کرد .این کنترلکننده توان خروجی دیگ را به گونهای تنظی��م میکند که دم��ای محصوالت احتراق خروج��ی از دیگ در یک
محدوده مشخص ثابت بماند .به کارگیری این نوع سیستم کنترل خودکار تنها به دیگهای عمودی محدود میش��ود .چرا ک��ه بر مبنای الزامات
استاندارد دیگها و مخازن تحت فشار انجمن ،ASMEکنترل دیگهای
افقی با تغییر س��طح آب موجود در دیگ مجاز نیست .در عوض در این دیگها برای جذب گرمای بخار اضافی تولید شده در سیستم میتوان از
یک کندانسور ،رادیاتور یا وسیله ذخیره انرژی گرمایی استفاده کرد.
در سیس��تمهای آب گرم ،برای تنظیم خودکار سیستم بر مبنای بار
درصد افزایش سطح انتقال حرارت
تصویر ( )40تاثیر کاهش دمای محصوالت احتراق به زیر 150ºC
60
گرمای بازیابی ش��ده همراه خواهد بود .هر چند که برای دس��تیابی به
مقدار یاد شده ،سطح انتقال حرارت باید به اندازه 28%افزایش یابد .به طور مش��ابه ،کاهش دما از 150ºCتا 40ºCموجب افزایش بازیابی گرما
به اندازه 29%میش��ود ،ولی س��طح انتقال حرارت باید به اندازه 120%
افزایش یابد .بنابراین هزینه سطح انتقال حرارت نیز باید در هنگام تعیین
دمای نهایی محصوالت احتراق و طراحی سیس��تم بازیابی گرما در نظر
= )cp( eگرمای ویژه محصوالت احتراق = (1.05kJ /)kg.K
معادل��ه ( )4هم برای واحدهای بخ��ار و هم برای واحدهای آب گرم
قابل استفاده است .برای ارزیابی مقدار بخار قابل استحصال ،مقدار کل
گرمای بازیابی شده qباید بر گرمای نهان بخار در فشار مورد نظر تقسیم
شود .در مقدار گرمای نهان باید ضریب اطمینانی برای دمای آب برگشتی از دیگ نیز در نظر گرفته شود .معادله اصلی آن به شکل زیر خواهد بود:
گرفته شود.
یک��ی دیگر از عوامل موثر بر طراحی ،تقطیر بخار آب و ش��کلگیری
که در رابطه فوق:
اس��ید در شرایطی است که دمای محصوالت احتراق خروجی پایینتر از
=m sدبی جرمی بخار ()kg/s
استفاده و شرایط جوی متغیر است ،معموال در محدوده 50ºCتا 65ºC
= hfآنتالپی آب ورودی به دیگ ()kJ/kg
دمای نقطه شبنم میرسد .دمای نقطه شبنم بسته به نوع سوخت مورد
= hsآنتالپی بخار ()kJ/kg
قرار دارد .بدین ترتیب محدوده اطمینان مناس��بی برای دمای 120ºC
به طور مش��ابه برای آب گرم نیز میتوان معادله ( )5را به صورت زیر
توصیه ش��ده توس��ط انجمن DEMAایجاد میشود .همچنین ،بدین ترتیب ش��رایط دیگری که موجب تقطیر میشوند ،مانند عدم عایقکاری
پوسته دیگ یا سایر سطوح سرد سیستم تخلیه یا بار جزیی موتور نیز در نظر گرفته میشود.
مقدار بخار آب بس��ته به نوع سوخت و رطوبت هوای ورودی متغیر
بازنویسی کرد:
که در رابطه فوق:
=m wدبی جرمی آب گرم ()kg/s
= (cp)wگرمای ویژه آب گرم = (4.8kJ /)kg.K
اس��ت .هر کیلوگرم گاز متان در ش��رایط ایدهآل و مقدار مناس��ب هوای
= toدمای آب خروجی ()ºC
مشابه ،هر کیلوگرم س��وختهای دیزلی پس از احتراق کامل1.38kg ،
در صورتی که مقدار توان محوری معلوم ولی اطالعات کارکرد موتور
دلی��ل هوای احتراق اضافی واقعا رخ نمیدهد .بخار آب تولید ش��ده در
وات ساعت توان خروجی باید 400Jدر نظر گرفته شود .معادالت بازیابی
سولفوریک تولید شده از سوختهای دیزلی و اسید کربنیک تولید شده از
اس��ت .اگرچه ش��دت جریان محصوالت احتراق در این توربینها بسیار
بازیابی گرما ،مسیر تخلیه دود را نیز به شدت تحت تاثیر قرار میدهند.
به ازای هر کیلووات ساعت توان خروجی بین 3تا 4kJاست .مقادیر یاد
احتراق ،پس از س��وختن کامل 2.25kgبخار آب تولید میکند .به طور
= tiدمای آب ورودی ()ºC
بخار آب تولید میکند .در چرخه توربینهای گازی ،مقادیر یاد ش��ده به
مجهول باشد ،گرمای قابل بازیابی از محصوالت احتراق به ازای هر کیلو
دمای پایین محصوالت احتراق ممکن اس��ت کامال اسیدی باشد .اسید
گرما محصوالت احتراق همچنین برای توربینهای گازی نیز قابل استفاده
سوختهای گازی بسیار خورنده هستند و عالوه بر مقاطع سرد تجهیزات
بیشتر است .مقدار گرمای بازیابی شده توسط دیگهای توربینهای گاز
در صورت موجود بودن ش��دت جری��ان و دمای محصوالت احتراق
شده برای فش��ار بخار نس��بی بین 100kPaتا 1000kPaبا دقت قابل
خروجی از موتور ،اگر حداکث��ر بازیابی گرما تا دمای نهایی 150ºCبرای
محصوالت احتراق مدنظر باشد ،معادله بازیابی گرما محصوالت احتراق را میتوان به صورت زیر نوشت: که در رابطه فوق:
= qگرمای بازیابی شده ()kW
=m eدبی جرمی محصوالت احتراق خروجی ()kg/s = teدمای محصوالت احتراق ()ºC
= tfدمای نهایی محصوالت احتراق ()ºC
جدول ( )5محدوده متداول دما در کاربردهای مختلف کاربرد
محدوده دما ()ºC
سیستمهای سرمایشی جذبی
9-120
گرمایش ساختمان
50-120
گرمایش آب مصرفی
50-93
تامین گرمای فرآیندها
66-120
تبخیر (آب)
90-120
گرمایش سوختهای پسماند
100-165
راهاندازی تجهیزات کمکی تولید توان ،به همراه توربینهای بخار یا منبسطکنندههای دوگانه
90-175
جدول ( )6دبی جرمی محصوالت احتراق تحت بار کامل و دمای کارکرد موتورهای مختلف
گرمایی که توسط سیستم خنککاری موتور به محیط اطراف دفع میشود
دبی جرمی ()g/kW.s
دمای کارکرد ()ºC
بیش��تر اس��ت .همانطور که در جدول ( )6نیز ارائه شده است ،دمای
موتورهای گازسوز مجهز به دمنده
2.7
370
موتورهای گازسوز توربوشارژ شده
2.4
430
است .بین 50تا 75%از گرمای محسوس موجود در محصوالت احتراق
موتورهای دیزلی مجهز به دمنده
3.0
320
موتورهای دیزلی توربوشارژ شده
2.7
340
موتورهای گازسوز با تنفس طبیعی
1.5
650
موتورهای گازسوز توربوشارژ شده
1.7
650
میش��ود .بنابراین ،در دیگهای بخار فشار پایین ،دمای گاز را میتوان
موتورهای دیزلی تنفس طبیعی
2.0
400
موتورهای دیزلی توربوشارژ شده
2.2
450
دمای نهایی محصوالت احتراق در دیگهای بخار فش��ار باال بین 200تا
توربینهای گازی ،بدون قابلیت بازیابی گرما
* 3.0-8.1
* 430-570
نوع موتور
موتورهای دوزمانه:
موتورهای چهارزمانه:
* هرچه دبی جرمی پایینتر باشد ،راندمان توربین بیشتر است.
قبولی قابل استفاده است.
روش متداول طراحی و س��اخت دیگه��ای بازیابی گرما باید دقیقا
مطابق با الزاماتی باشد که در Section VIIIاستاندارد دیگها و مخازن
تحت فش��ار انجمن ASMEمطرح شده اس��ت .از آنجا که دمای اکثر سیستمهای تخلیه دود بیش از حد مجاز نیست ،برای اجزای تحت فشار
معم��وال از از فلنج یا قطعات فوالدی و برای اجزایی دیگر از فوالد کربنی درصد پایین اس��تفاده میشود .در این سیس��تمها برای بهبود ظرفیت
انتقال حرارت سطوح انتقال حرارت فینخورده میتوان از قطعات ساخته شده از مس یا آهن کوبیده نیز استفاده کرد.
در کاربردهای خاص ،مانند موتورهایی که با گاز فاضالب کار میکنند،
محصوالت احتراق خروجی از موتور بسیار خورنده است .بنابراین در این
موتورها برای بهبود مقاومت سیس��تم در برابر خوردگی معموال از اجزای مس��ی یا آهن کوبیده اس��تفاده میش��ود .از گرمای محصوالت احتراق میتوان برای تولید بخار استفاده و یا مستقیما از آن برای فرآیندهایی مانند
خشک کردن یا ...بهره گرفت .از این بخار برای تامین گرمایش مورد نیاز
محص��والت احتراق خروج��ی از موتور معموال بی��ن 370ºCتا 650ºC
را میت��وان بازیابی کرد .مالحظات اقتصادی اغل��ب طراحی دیگهای بازیاب��ی گرما را طوری محدود میکند که اختالف دمای بین محصوالت
احتراق و بخار تولید شده به حداقل مقدار ممکن ( )55Kدر نظر گرفته ت��ا محدوده 150ت��ا 175ºCنیز کاهش داد .ضمن آن که مقدار متناظر 260ºCاست.
در موتوره��ای دو زمانه به دلیل حجم بیش��تر هوای مورد نیاز برای
تخلیه سیلندر ،دمای کارکرد موتور نسبت به موتورهای چهار زمانه کمتر اس��ت .بنابراین موتورهای دو زمانه قابلیتهای کمتری در سیستمهای تولی��د همزمان دارند .حجم هوای مورد نیاز در توربینهای گازی حتا از
موتورهای دو زمانه نیز بیشتر است .ولی در این توربینها دمای محصوالت احتراق خروجی از توربین به اندازهای باال است که بازیابی گرمای آن از نظر اقتصادی مقرون به صرفه است.
توربینهای گازی تمامی مطالبی که در بخش سیس��تمهای بازیابی گرما توربینهای تخلیه مطرح شد برای توربینهای گازی نیز صادق است. توربینهای بخار توربینهای غیر تقطیری
توربینهای غیر تقطیری یا توریبنهای فش��ار پشت ،سادهترین نوع
توربینه��ای بخار هس��تند .این توربینها متش��کل از یک توربین بخار
هس��تند که بخار خروجی از آن در فشار جو یا فشاری باالتر از آن تخلیه میشود .این توربینها معموال در مواقعی مورد استفاده قرار میگیرد که
س��اختمان ،آب گرم مصرفی و بخار م��ورد نیاز برای راهاندازی چیلرهای
جذبی استفاده کرد .سیستمهای بازیابی گرما عموما متشکل از تجهیزات
بخار
ویژهای هستند که بسته به کاربرد مورد نظر متفاوت خواهد بود .اگرچه در
این سیستمها گاهی از دیگهای لوله آتش نیز استفاده میشود .گرمای
محصوالت احتراق خروجی از موتورهای س��یلندر پیستونی را میتوان با
بخار کار محوری
اس��تفاده از یک واحد بازیابی گرمای نوع مافلری بازیابی کرد .در جدول ( )5محدوده متداول دمای مورد نیاز در کاربردهای مختلف بازیابی گرما ارائه شده است.
در برخی از موتورها ،گرمای دفع شده از طریق محصوالت احتراق از
بخار
تصویر ( )41ساختار کلی توربینهای فشار پشت
62
کلکتور فشار باال
بخار فشار باال مورد نیاز است و تقطیر بخار ،تماما در پاییندست توربین اتفاق میافتد .در تصویر ( )41مس��یر جریان بخار برای یک توربین غیر
توربین
کار محوری بار فرآیند
تقطیری نشان داده شده است .این توربینها بر مبنای اختالف آنتالپی
بین بخار ورودی و چگالیده خروجی از توربین کار میکنند.
راندمان توربینهای غیر تقطیری در چرخه کارنو در مقایسه با سایر
کلکتور فشار پایین
توربینهای گازی پایینتر اس��ت .چرا که اخت�لاف دمای بخار ورودی و خروجی از این توربینها کمتر است .از آنجا که توربینهای غیر تقطیری
.Aساختار کلی
بخش عمده گرمای بخار شامل گرمای نهان تبخیر ،به خارج تخلیه شده
و س��پس در یک فرآیند گرماگیر مورد اس��تفاده ق��رار میگیرد ،راندمان سیستم تولید همزمان یا راندمان حرارتی کل معموال بسیار باالست .یکی
توربین
کار محوری
بار فرآیند
از کاربردهای توربینهای فشار پشت به عنوان جایگزین شیرهای تقلیل
شیر تقلیل فشار
کلکتور فشار پایین
همزمان آن است که بار فرآیند به عنوان یک مصرفکننده انرژی گرمایی
کلکتور فشار باال
بار فرآیند
تقلیل فشار ،عالوه بر تنظیم فشار ،توان مفید نیز تولید خواهد شد.
یکی از بزرگترین معایب توربینهای فشار پشت در سیستمهای تولید
.Bچگونگی نصب شیر تقلیل فشار
کار محوری
فش��ار است .ضمن آن که در صورت جایگزینی این توربینها با شیرهای
بخار مطرح است .بنابراین مقدار بخاری که از توربین عبور میکند به بار گرمایی س��ایت بستگی خواهد داشت .بنابراین ،توربینهای فشار پشت برای تامین مستقیم توان الکتریکی مورد نیاز انعطافپذیری کمتر دارند.
توربین
چرا که در این توربینها ،توان الکتریکی خروجی وابس��ته به بار حرارتی
اعمالی بر فرآیند است .ارتباط مستقیم بخار و توان الکتریکی مورد نیاز
کلکتور فشار پایین
سایت موجب میشود تا برای افزایش انعطافپذیری سیستم ،به کارگیری
تجهیزات کمکی تولید توان ضرورت داشته باشد.
کندانسور
در تصویر ( )42روشهای مختلف عملکرد انعطافپذیر این توربینها
.Cچگونگی نصب کندانسور
تصویر ( )42چگونگی استقرار توربینهای فشار پشت در کنار سایر تاسیسات
در مواقعی که بارهای گرمایی و الکتریکی با یکدیگر مطابقت ندارند نشان داده ش��ده اس��ت .در تصویر ( )42Aآرایش کلی توربینهای بخاری غیر
تقطیری و رابطه آن با سایر تاسیسات موجود در سایت نشان داده شده
دریچههای ورودی
دریچههای کنترل بخار خروجی
اس��ت .در تصویر ( )42Bنیز نحوه قرارگیری شیر تقلیل فشار برای عبور
دادن بخشی یا تمام بخار از مسیر کنارگذر توربین نشان داده شده است. بنابرای��ن اگر بخار مورد نیاز فرآیند از ظرفیت تولید بخار توربین بیش��تر
باش��د ،بخار اضافی مورد نیاز را میتوان از مسیر کنارگذر تامین کرد .در تصویر ( )42Cچگونگی استفاده از بار کندانسور برای تولید توان الکتریکی حتا در شرایطی که ظرفیت حرارتی مورد نیاز به صفر میرسد نشان داده شده است .البته روشهای یاد شده برای مطابقت دادن بارهای حرارتی
دریچه تخلیه بخار
دریچههای بخار استخراج شده
تصویر ( )43توربینهای استخراجی خودکار تقطیری
و الکتریکی با یکدیگر کارآیی بسیار پایینی دارند و زمان کارکرد سیستم در
ش��رایطی غیر از محدوده طراحی سیستم باید با تحلیل دقیق زمانهای همزمان ش��دن بارهای گرمایی و الکتریکی ،فرآیندهای متغیر با زمان و
الگوی مصرف توان الکتریکی مجموعه به حداقل برسد.
با معلوم بودن دبی جرمی بخار ،ش��رایط بخار ورودی ،فش��ار بخار
کلکتور فشار باال
خروج��ی و راندمان آیزنتروپیک توربین میتوان گرمای بازیابی ش��ده از توربین غیر تقطیری را به سادگی با استفاده از جداول ترمودینامیکی بخار
به دست آورد.
توربین
کار محوری
توربینهایاستخراجی
کندانسور
در تصویر ( )43ساختار داخلی توربینهای استخراجی خودکار که در
بار فرآیند
آنها بخار در یک یا چند مقطع در راستای توربین به خارج تخلیه میشود
نشان داده شده است .به لحاط مفهومی ،توربینهای استخراجی در واقع
ترکیبی از توربینهای تقطیری و توربینهای غیر تقطیری هستند .مزیت این توربینها آن است که مقدار بخار استخراج شده دقیقا بر مبنای دما
کلکتور فشار پایین
تصویر ( )44نحوه به کارگیری توربینهای استخراجی خودکار در سیستمهای تولید همزمان حداکثر جریان اختناق
ریان سبت ج جی خرو داکثر ن بخار ح ی به ورود
خروجی توربینهای استخراجی را میتوان بر مبنای شرایط توربینهای دیافراگمی که در توربینهای استخراج خودکار تعبیه میشود ،مقاطع
فشار باال عبور میکند .جریان بخار در سیستم توزیع بخار در مقطع فشار پایین نیز با کنترل فشار اختناق تنظیم میشود .در صورتی که افت فشار
ایجاد شود ،شیر اختناق بسته میشود و بدین ترتیب بخار بیشتری وارد توربین میشود .اگر فشار افزایش پیدا کند ،شیر اختناق باز میشود و با
حداکثر توان خروجی ژنراتور در ضریب توان 1.0
بخار عبوری از توربین درست مانند توربینهای فشار پشت مجزا از مقطع
هدایت بخار به مقطع فشار پایین ،توان تولیدی را افزایش میدهد.
در تصویر ( )44س��اختار کلی توربینهای استخراجی خودکار نشان
داده ش��ده اس��ت .این توربینها منحصرا برای تامین توان الکتریکی و
حداکثر توان خروجی ژنراتور در ضریب توان 0.9
فشار باال و فشار پایین توربین را از یکدیگر مجزا میکند .بدین ترتیب تمام
جریان اختناق
تقطیری یا توربینهای فشار پشت تنظیم کرد.
جی خرو
استفاده قرار داد .بسته به محدودیتهای چرخه و الزامات فرآیند ،شرایط
خار ب
چرخه تولید توان برای گرمایش آب یا راهاندازی پمپهای آب نیروگاه مورد
اقل حد
حرارتی مورد نیاز را افزایش میدهد .بخار اس��تخراج شده را میتوان در
W M 15 توا نت ولی د ی W تو M ان 2 1 توا تول ی ن ت دی ولید W ی 9M توا W نت 6M ولی د ی تو W ان تول 3M ی دی W 0M
ی به رود نو جریا
استخراج بخار ،انعطافپذیری سیستم تولید همزمان برای تامین ظرفیت
بت نس
و فشار فرآیند صنعتی مورد نیاز تنظیم خواهد شد .دریچههای چندگانه
تو ان
تول
ی دی
تصویر ( )45منحنی عملکرد توربینهای استخراجی خودکار
ظرفیت گرمایی در سایتهای خاص طراحی و ساخته میشوند .بنابرای
هیچ رابطه مشخصی بین ظرفیت گرمایی و توان الکتریکی تولید شده در آنها وجود ندارد .برای تحلیل اولیه سیستم و ارزیابی عملکرد آن میتوان
دود خروجی از سیستم
از روش��ی که در س��ال 1945توسط Newmanارائه شد استفاده نمود.
آب سیستم خنککاری
نتیجه این تحلیل ،یک منحنی عملکرد مشابه با تصویر ( )45خواهد بود که از روی آن میتوان دبی جرمی بخار توربین را به صورت تابعی از توان
خروجی ژنراتور و مقدار جریان بخار استخراج شده تعیین کرد.
چیلرهای گرمایی
از گرم��ای تلف ش��ده در فرآیندهای مختلف میت��وان با روشهای
ژنراتور
مخلوط سوخت و هوای ورودی
آب سرد آب گرم
تصویر ( )46سیستم دو منظوره سرمایشی گرمایشی گاز خروجی
64
محاسبه کرد: که در رابطه فوق:
=mwدبی جرمی آب ()kg/s
= (cp)wگرمای ویژه آب = 4.18kJ/kg.K
= t1دمای آب خروجی از موتور ()ºC
= t2دمای آب برگشتی به موتور ()ºC
اخت�لاف دمای آب خروجی از موتور و آب برگش��تی به معموال 8K
است.
COP = 0.7
مقدار انرژی گرمایی بازیابی شده اساسا به دمای گازهای خروجی از
مختلف برای تولید آب س��رد استفاده کرد .متداولترین روشی که برای تولید آب س��رد مورد اس��تفاده قرار میگیرد ،آب گرم (با دمای بیش از )93ºCیا بخار فشار پایین (با فشار نسبی کمتر از )100kPaدر چیلرهای جذبی تکاثره اس��ت .ضریب عملکرد این چیلرها 0.7یا پایینتر است.
بدی��ن معنی که در این چیلرها با 1.7kWگرمای بازیابی ش��ده میتوان
1kWظرفیت سرمایش تولید نمود.
در ص��ورت به کارگیری چیلره��ای جذبی دو اثره یا چیلرهای جذبی
شعله مس��تقیم ،میتوان از معادله زیر برای تخمین ظرفیت سرمایشی
تولید شده در چرخه بازیابی گرما استفاده کرد: که در رابطه فوق:
موتورها و توربینهای گازی فش��ار باال بستگی دارد .مقدار متداول فشار بخار نسبی در این سیستمها بین 100kPaتا 1400kPaاست .در صورتی
که فشار بخار نسبی بیش از 300kPaباشد ،امکان استفاده از چیلرهای
جذبی دو اثره نیز وجود خواهد داشت .ضریب عملکرد چیلرهای جذبی دو اثره 1.14یا بیشتر است .ورودی بخار مورد نیاز در این سیستمها نیز بین
1.2-1.25kg/kWhاست در حالی که این رقم برای چیلرهای جذبی تک اثره با فشار بخار 100kPaبرابر با 2.3kg.kWhاست .به همراه چیلرهای جذبی دو اثره امکان بهرهبرداری دو دمایی از محصوالت احتراق موتور و
آب سیستم خنککاری وجود خواهد داشت.
چگونگی تولید ظرفیت سرمایش��ی با استفاده از محصوالت احتراق
موتور در بخشهای قبل مورد بررسی قرار گرفت .برخی از چیلرهای جذبی به طور خاص برای اس��تفاده از گرمای بازیابی ش��ده سیستمهای تولید
همزمان طراحی و ساخته میشوند .در این واحدها از گرمای بازیابی شده
= qظرفیت سرمایشی تولید شده ()kW
از محصوالت احتراق و سیستم خنککاری موتور ،مستقیما برای تولید
= cpگرمای ویژه گاز = 1.12kJ/kg.K
دیگر نیازی به سرمایش جوشان موتور نخواهد بود (تصویر .)46ظرفیت
=m eدبی جرمی گاز خروجی ()kg/s
= t1دمای بخار ورودی به توربین ()ºC
= t2دمای بخار خروجی از توربین ()ºC = 1.14ضریب عملکرد
= 0.97راندمان سیستم کانال مرتبط
در ص��ورت امکان بای��د مقدار نامی ضریب عملکرد اعالم ش��ده در
سیستم با مقدار فرضی آن جایگزین شود.
آب گرم با دمای 82ºCتا 99ºCبازیابی ش��ده از گرمای محصوالت
احتراق خروجی از محرک اصلی برای تولید آب سرد در چیلرهای جذبی تک اثره یا چیلرهای جذبی ش��عله مستقیم مورد استفاده قرار میگیرد.
ظرفیت سرمایش��ی تولید ش��ده را نیز میتوان با اس��تفاده از رابطه زیر
ظرفیت سرمایش��ی مورد نیاز استفاده میشود .به همراه این سیستمها
این چیلرها بین 175kWتا 4200kWمتغیر است.
نوع دیگری از چیلرهای جذبی که در آنها مستقیما از گرمای بازیابی
ش��ده محصوالت احتراق یا بخار خروجی از توربینها استفاده میشود، چیلرهای جذبی ش��عله مستقیم هس��تند .این چیلرها در ظرفیتهای 70kWتا 5275kWموجودند .در چیلرهای جذبی ش��عله مستقیم به
کارگی��ری محصوالت احتراق و گازهای خروج��ی از موتورهای دیزلی به دلیل رس��وبگرفتگی و خوردگی ش��دید اجزای داخلی سیستم چندان
موفقیتآمیز نبوده است.
∗ از این نویسنده تاکنون بیست عنوان کتاب در قالب ترجمه و تالیف توسط نشر یزدا (ماهنامه تهویه و تبرید) منتشر شده است.
یکتا تهویه اروند
سبالن هیدروشیمی
تلفن88739880 :
تلفن88614798-9 :
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
خانه تاسیسات
دورههای آموزشی
PRODUCT NEWS SYSTEMS & EQUIPMENT
نیما تهویه
مهکوه تهویه
تلفن021-22881962 :
تلفن66903533 :
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
ASHRAE NEWS
INDUSTRY NEWS
اخبار صنعت
ASHRAE NEWSLETTER − 2010
ش�روع کالسه�ای آم�وزش تاسیس�ات مکانیک�ی و برق�ی در «خان�ه تاسیسات» «خانه تاسیس��ات» با بهرهگیری از دانش اس��اتید و متخصصان کارآزموده این صنعت ،در
دو بخش تاسیس��ات مکانیکی و تاسیس��ات برقی اقدام به برگزاری دورههای آموزش��ی نموده
اس��ت .از جمله دورههای آموزش��ی خانه تاسیس��ات میتوان به «نقشهکش��ی تاسیس��ات»،
«طراحی موتورخانه»« ،طراحی سردخانه»« ،طراحی استخر»« ،آموزش نرمافزار AutoCAD « ،»MEP2010آموزش نرمافزار « ،»Carrier HAPدوره جامع طراحی تاسیس��ات مکانیکی
س��اختمان»« ،طراحی سیس��تمهای مدیریت س��اختمان ( »)BMSو «طراحی آسانس��ور و
پلهبرقی» اشاره کرد .الزم به ذکر است که طبق برنامهریزیهای صورت گرفته ،تمامی دورههای
آموزشی در دو بخش به صورت بلندمدت و فشرده برگزار میشوند.
افزایش ده درصدی قیمت R-134a
ش��رکت DuPont Fluroproductsاز ابتدای دس��امبر س��ال ،2009قیمت فروش مبرد
R-134aرا به اندازه ده درصد افزایش داد .این افزایش قیمت برای مبردهای مورد اس��تفاده
در سیس��تم تهویه مطبوع خودروها ،سیس��تمهای تهویه مطبوع ثابت و صنایع تولید اس��فنج اعمال شده است .این شرکت علت افزایش قیمت خود را افزایش بهای مواد خام اولیه عنوان
کرده است.
اهمیت صرفهجویی در مصرف انرژی
طبق گزارش��ی که اخیرا توسط واحد تحقیق و توسعه شرکت ExxonMobilمنتشر شده
اس��ت ،مقدار انرژی مورد نیاز کشورهای جهان تا س��ال 2030میالدی در مقایسه با نیازهای نيروگاه حرارتي
مهندسي شبكههاي آبرساني
دستنامه تاسيسات
دستيار مهندس تاسيسات
گرمايش تابشي
نانوسيال و مهندسي انتقال گرما
مبدلهاي حرارتي صفحهاي
مراجعات سريع (ويرايش جديد)
راهنماي طراحي استخر
فنها و كمپرسورهاي جريانمحوري
22885647-50
بازرسي و ارزيابي شبكههاي لولهكشي محاسبات سرانگشتي تهويه مطبوع
66
س��ال 2005به اندازه سی و پنج درصد افزایش خواهد داشت .در گزارش این شرکت که تحت عنوان «چشمانداز انرژی در سال »2030منتشر گردیده ،آمده است که تامین انرژی مورد نیاز کش��ورها در سال 2030مستلزم سرمایهگذاری چند تریلیون دالری و به کارگیری منابع جدید انرژی اس��ت .در این گزارش همچنین آمده اس��ت که افزایش سرسامآور مصرف انرژی باید با تکیه بر اهرمهایی مانند معیارهای محدودکننده مصرف و اصالح الگوی مصرف کنترل ش��ود. در انتهای این گزارش به این نکته اش��اره ش��ده اس��ت که در صورت عدم توجه به راهکارهای صرفهجویی در مصرف انرژی ،نیاز انرژی کش��ورهای جهان در چش��مانداز تعیین ش��ده ممکن است به بیش از سه برابر رقم پیشبینی شده افزایش یابد.
خطرات ناشی از انتشار گازهای گلخانهای
طبق گزارش��ی که اخیرا توس��ط آژانس حفاظت از محیط زیس��ت ( )EPAمنتش��ر شده،
تداوم انتش��ار گازهای گلخانهای ( )GHGسالمت عمومی شهروندان را به طور جدی به خطر میاندازد .در این گزارش به طور خاص به ایاالت متحده اش��اره ش��ده اس��ت که میزان انتشار گازهای گلخانهای آن از محدوده مجاز تجاوز نموده اس��ت .الزم به ذکر اس��ت که اصلیترین گازهای گلخانهای ش��امل دیاکس��یدکربن ،متان ،اکس��ید نیتروژن ،هیدروکلروفلوروکربنها ( ،)HCFCپرفلوروکربنها و هگزافلورید گوگرد هستند .پیش از این نیز طبق الیحه هوای پاک ،1970آژانس حفاظت از محیط زیس��ت موظف ش��د تا میزان آالیندههای موجود در هوا را به صورت مداوم اندازهگیری نموده و در گزارشهای خود آن را منتشر کند.
اهمیت کنترل آالیندهها در بیمارستانها
گزارش��ی که اخیرا توس��ط محققان دانش��گاه دوک منتشر ش��ده حاکی از آن است که در
صورت عدم رعایت موارد فنی در بیمارس��تانها و جلوگیری از انتش��ار آالیندهها ممکن است صدمات جبرانناپذیری به بیماران وارد ش��ود .در این گزارش آمده اس��ت که در صورت ابتالی یک بیمار به ویروس ،MRSAمجموعه بیمارستان متحمل هزینهای بالغ بر شصت هزار دالر میش��ود .بررسی هفت بیمارس��تان و مرکز درمانی مختلف بیانگر آن بوده است که مقابله با آلودگیه��ا و جلوگیری از انتش��ار آنها یکی از بهترین روشه��ای جلوگیری از صدمات آتی به بیماران و ایجاد خس��ارتهای مالی اس��ت .در پایان این گزارش ،افزایش ضریب دقت کنترل آالیندهها در بیمارستانها به عنوان یک پیشنهاد کارآمد مطرح شده است.
تاثیر دمای هوا بر تمرکز افراد
در نظرس��نجی جدیدی که بین کارمندان آمریکایی صورت گرفته اس��ت ،سی و سه درصد
از کارمندان اظهار داش��تهاند که در صورتی که دمای هوای محل کار آنها بیش از حد گرم یا سرد باشد ،تمرکز آنها به میزان قابل توجهی کاهش مییابد .تعداد زیادی از این افراد بر این عقی��ده بودند ک��ه دمای هوا در محل کار آنها اغلب در مح��دوده متعادلی قرار ندارد .حدود بیس��ت درصد از افرادی که در این نظرس��نجی شرکت داش��تند دمای هوای محل کار خود را خیلی سرد و بیست و هفت درصد دمای آن را خیلی گرم میدانستند .در این گزارش همچنین به این نکته اش��اره شده است که اختالف نظر کارمندان درباره میزان گرم یا سرد بودن دمای هوا همواره یکی از موارد اختالف در مراکز اداری بوده است.
HVAC APPLICATIONS INDUSTRY NEWS
PRODUCT NEWS SYSTEMS & EQUIPMENT
HVAC FUNDAMENTALS
ASHRAE PUBLICATIONS
REFRIGERATION
ASHRAE JOURNAL
ASHRAE NEWS
تبرید خورشیدی By Mark MacCracken, P.E., Member ASHRAE , ASHRAE Journal, September 2004
سیس��تمهای تبریدی ک��ه از مبردهای س��ازگار با محیط
زیس��ت استفاده میکنند ،در مقایس��ه با سیستمهای دیگر از
دوام بیشتری برخوردارند .اما مصرف انرژی مربوط به عملکرد سیستم تبرید و تاثیرات زیستمحیطی مربوط به تولید و توزیع
آن اغلب مهمتر از انتخاب مبرد هستند .برای به حداقل رساندن
تاثیرات زیستمحیطی مربوط به عملکرد سیستم تبرید ،ارزیابی
دورنمای استفاده از منابع انرژی پاک عاقالنه است.
استفاده مستقیم از خورشید به عنوان منبع اصلی انرژی،
به خاطر دسترسپذیری جهانی ،تاثیر زیستمحیطی اندک ،و
هزینه مداوم س��وخت اندک یا صفر ،از نظر دوامپذیری جذاب اس��ت .تحقیقات نش��ان دادهاند که انرژی خورش��یدی منبع ایدهآلی برای کاربردهای گرمایش کمدما مثل گرمایش فضا و آب
گرم مصرفی بهداشتی است .کاربردهای گرمایش خورشیدی به
طور ش��هودی قابل درکند ،چرا که هنگامی که سطحی انرژی خورش��یدی را جذب میکند ،دمایش زیاد میشود ،در نتیجه
قابلیت گرمایش��ی پیدا میکند .کاربرد انرژی خورشیدی برای تبرید از نظر شهودی کمتر قابل درک است.
در این مقاله س��ه رهیافت استفاده از انرژی خورشیدی را
برای تبرید در دمای کمتر از ) 0OC (32 OFبررس��ی میکنیم.
عالوه بر بررسی فنآوریهای بالقوه ،ویژگیهای عملکردی آنها
را با هم مقایس��ه میکنیم .به این نتیجه میرسیم که در حال حاضر تنها یکی از این س��ه فنآوری ،تراکم تبخیری بر مبنای
قدرتزایی نوری ،فنآوری تبرید خورشیدی دوامپذیر است.
تبرید تراکمی تبخیری
پیش از بحث درباره قابلیت انرژی خورشیدی برای تامین
تبرید ،خوب است مبانی اصلی عملکرد سیکلهای تبرید تراکمی تبخی��ری را که تقریبا پایه همه سیس��تمهای تبرید معمول را تشکیل میدهند ،بررسی کنیم .طرح ترسیمی سیکل تراکمی
تبخیری در تصویر ( 1الف) و نمودار آنتالپی ـ فشار متناظر مبرد
در تصویر ( 1ب) نشان داده شدهاند.
در س��یکل تراکمی تبخیری ،س��رمایش در اواپراتور انجام
میشود؛ مبرد کمدمای ورودی به اواپراتور که مخلوطی از مایع
و بخار در حالت 4اس��ت ،توس��ط گرمای ورودی از بار تبخیر میشود .بقیه تجهیزات سیستم ،مبرد را احیا میکنند و آن را به وضعیتی بازمیگردانند که دوباره بتوان برای تامین سرمایش
از آن اس��تفاده ک��رد .بخار خروجی از اواپرات��ور در حالت 1در وضعیت اش��باع ( )a1یا اندکی فوق اش��باع ( )b1به کمپرسور
وارد میشود .در کمپرسور فشار و در نتیجه دمای مبرد افزایش مییاب��د .مبرد داغ پرفش��ار در حالت 2ب��ه مبادلهکن گرمای کندانسور وارد میشود .در کندانسور از هوای محیط یا آب برای
خنک کردن مبرد تا دمای اشباعش استفاده میشود ،و مبرد به طور کامل تقطیر و به مایعی در حالت 3تبدیل میشود .سپس
فشار مایع پرفشار کاهش داده میشود ،این امر باعث میشود
پارسنسیمصحرا
بوران تهویه
تلفن22921800 :
تلفن88847796 :
ASHRAE شمار ه −63دی 1388
68
رويال بوران
هواسپاس
تلفن88848027 :
تلفن88444209 :
کندانسور ģƳ
قدرت
کمپرسور
اواپراتور
Ű > Ŧ k¹
انتالپی
ũŰ
شیرخفهکن
Ű ¤j¹
© ¹ f
تبخیری .تصویر ( B )1نمودار فشار ـ آنتالپی سیکل تصویر ( A )1طرح ترسیمی سیستم تبرید تراکمی Ű Ŧ ŦƁŦ
که با کاهش دمای مبرد بخشی از آن تبخیر شود .مایع کمدمای باقیمانده
مستقیم ( )dcبا استفاده از مواد نیمههادی را در بر میگیرد .از لحاظ مفهومی،
انرژی ورودی اصلی به سیس��تم تبرید تراکمی تبخیری ،قدرت مکانیکی
نوری خورشیدی توان الکتریکی dcتولید میکنند که میتواند یک موتور dc
تبرید مفید در دسترس است. برای ایجاد ®¤ s8 Ŧ
عملکرد سیکل تبرید خورشیدی مجهز به PVساده است .صفحات قدرتزای
¥© ®¤ s8 š à Űs_ ŰŦŮ j :ŧ 1 ¥ .Ą ©=7 ®j¹Ŧ ¡ 7 8>© ®j© Ŭ : Ŧ 1 ¥
مورد نیاز برای تحریک کمپرسور است .حداقل توان کمپرسور در معادله ()1
ارائه ش��ده است .قدرت مورد نیاز کمپرسور زیاد است ،زیرا حجم مخصوص
ŮŰŦƁ Ű ¤j¹ (b1) Ÿs7 Ŧ Ż ®¹ Ŧ s¡ (a1) Ÿs7àà Ŧ v©d Ɓ
متصل به کمپرس��ور سیس��تم تبرید تراکمی تبخیری را به کار اندازد .مساله
اصلی در طراحی س��یکل تبرید PVس��ازگاری مناسب ویژگیهای الکتریکی
Ŧ ¡ű »v Ŧ Ůs¡ű Ű ¤j¹ űs© ŮŰ ũŰ .v Ŧ ƀ ŦŰŦ (1) Ğ Ůsd ŰŮ
موتور محرک کمپرسور با جریان و ولتاژ تولید شده توسط آرایه PVاست.
= Űsیا پم =` Ŵفنها برای کارکرد Ů 7بزرگی مقدار ،v <©8 بخارŰŮمبرد، ها ĄŦ Ą 8_© ſŦ .vàà Ŧ ®¢Ű ŰŦ g »Ů 7پ»v بیشتری < توان Ů 7 است. s¡. ® ¡Ŧ Ŧ Ąs Ů Ɓ Űs_ Ű ¤j¹ ŰŮ .Ů های PVنوعا میزان توان الکتریکی تولید شده توسط ل مدو س��ازندگان است. الزم خارجی های ل سیا انتقال جهت .v Ŧ žű³ ® Űs Ąs Žs© Žsg8 Ŧ vl s ªj s¡ s Ů ¹Űs¹ _ŰŮ .Ů ® ŮŰŦƁ Ű > Ŧ k¹ Ąs ¢ ¹ Ůs7 2 v s ŰŮ Űs P2
> s7 Ŧ Ąs Ů s Ů 7 ſŮ ¹ «k ĄŦ ŧš s¡ ©ü ĄŦ űŦ Ű ) ³ v)dP (1 m
3 v s ŰŮ ®d¡s Ɓ ©bg s¹ Ű Ů 7 Ɓ »Ů àà ® ƀŮsf
P1
W comp,min
عدد شایستگی سیستم تبرید تراکمی تبخیری ،ضریب عملکرد آن ()COP
® Ŧ ¡Ŧ »Ů ® ƀŮŦŮ s¹ Űs_ ¡s Űs_ ¤ .Ů àà
سیس��تم PVرا برای شرایط(1اسمی استاندارد ،یعنی تابش خورشید W/m2
)10800 W/ Ft2( 1000و دم��ای م��دول )77 OF (25 oCارائ��ه میکنند.
®j¹Ŧ ¡ 7 8àà>© ® 8àà>¡s Ů Ů ¥ijگستره شرایط وس��یعی که به ندرت به خوبی ¡ PVtدر »Ą ©=7لهای متاس��فانه مدو
مورد نیاز الکتریکی سرمایشی بهſšکل توان ظرفیت صورت Ąs Ůبه است که ¡s .Ů نسبت ©=7 =_® ſš űŦ Ů 7 ® s¹ s ¹ Ů àà ſŦ ¹ ®_¡s v© v7àà> ũŰ ¹ )vàà Ŧ (COP شرایط اسمی هستند ،کار میکنند .به عالوه ،توان تولید شده توسط آرایه PV O O ® را -10 ¡ d C (14 ®¥¡ 8¥ Ŧاز )F سیس��تمی که تبرید در دمای ش��ودCOP . تعریف م .v Ŧ Ų 8 Ů ¡ 7ی ŰŮ ©f Ůs<¡Ŧ ĄŦ ƀ sj© s Ąs űŦ Ąs Ů ŰŮ ¡ 7 ¹ ®j8>© COP .Ů űs© ŮŰ اش متغیر است .عملکرد مدول ،PVکه برحسب به اندازه منبع خورشیدی »Ą àà©=7با ũŰ ©> 8àà ®i Ŧ ĄŮƁŰƁ ĄV àà 30OC űŦ Ąs Ů s ®b©ü ŰŮ ŦŰ s ¢ Ɓ k¹ © oی ® -10OOCC(86 )(14 OOF دمای از )F کند، ŦŰ 30آزاد م ®j¹Ŧدر محیطی ¡ 7گرما را کند و تامین می ſŦـ ولتاژ بیان میشود ،بیشتر به تابش دریافتی ſŮŰƁšتوان >ŧsààولتاژ و های جریان ـ ی ویژگ O ë Ű ¤j¹ ſŦ .v Ŧبه Ŧ Ű ¤j¹ حرکت s .vàà Ŧ 3 Ŧ به s7¡ g » ààk¹ الکتریکی(86 )F ®برای موردŮŦűšنیاز آوردن توان حساب است .با «¡ üبرابر 3 ĄŦ űs© ŮŰ ®¥تقریبا بستگی دارد .در تصویر ( )2شدت جریان (خطوط مدول © ũ³sدمای خورشید و ŰŮ v¹ ĄŦ űs© ŮŰ ®¥¡ 8¥ Ŧاز Ğ7 sü ŰŮ ® Űs ſŮŰƁš در آوردن سیاالت خارجی در محاسبه ضریب عملکرد COP ،سیستم از این (خطوط گسسته) یک مدول PVتکبلوری Ft2( 1/m2 32 توان پیوس��ته) .Ů 8j¹و ® ¡ſŦ © ¡Ŧ űŦ 8>© COP »Ů ¥ij t میزان کمتر میشود. ® Űدر ® » s<k¡Ŧ ŰŮ ¹ )14 Ą © Ű ¡ 7 Ąs 8>© űŦ s ƁŮ وضعیت مبنا و چهار وضعیت کاری نشان داده شده برحس��ب ولتاژ شوند ،به اینجا بررسی م است © ŰŮ . k8> 8> ŦƁ. Ą ©=7 ®j¹Ŧ ©> 8ی ¡ 7 دو نوع از سیستمهای تبرید خورشیدی که در ®i¥ ¡ 7سومین هستند .در سیستم ®i Ŧ ĄŮƁŰƁ ſŦ k ®¡s ¢ ĄV Ŧ űŦ Ą ©àà Ű شکلی به سیستم تبرید تراکمی تبخیری وابسته ©> 8àà در هر میزان تابش خورشید و دمای مدول ،یک ولتاژ کاری منفرد بیشترین ©>ŧš űŦ s ſš ŰŮ ¹ űs ¥©àà Ąs 8 سیکل űŦ .Ů ® ƀŮsf8 Ŧ ¥©àà استفاده اصلی به تبرید خورش��یدی از انرژی گرمایی به عنوان ورودی تولید توان الکتریکی از مدول را باعث خواهد شد .مدول ارائه شده در تصویر »Ą © Ű űs «_ ¥© 9 »Ů ® ƀŮsf8àà Ŧ Ů 7 ſŦ k استفاده عنوان مبرد آب به میشود .از سیستمهای سیکل باز که در آنها از s Ŧبیشترین گسترههای توان بین 30و 35ولت »Ů ¹که یدهد Ůsj< Ŧنشان م ولتاژی را ƀŮsf8 Ŧ (Ą³s )2 ® Ąs s Ů ŰŮ ¡s © o ĄŦ ſŦ میش��ود ،مثل سیکل خشکساز خورشیدی ،میتوان برای تامین سرمایش . ®j ® Ű s<k¡Ŧ ŰŮ s k¡ ¢ ¡Ŧرا برای این آرایه PVموجب میشود. در دماه��ای باالی انجماد اس��تفاده کرد ،اما این گزینهها در اینجا بررس��ی ĄŰصفحات خورشیدی آرایه PVنشان داده شده در تصویر ( ،)2که ©>ĄŦűũŰ Ů ¥ij s ¡ 7 8بازدهی نمیشوند. الکتریکی تولید شده به تابش دریافتی تعریف میشود، sنسبت صورت ¡ 7 (PV) ĄŰ ®¡ŦűũŰبه توان ¡Ż ſs © Ű > ©g8 űŦ .Ů ©¢ توان ® شرایط ŰŮ در ŦŰ ĄŮs > j© ŮŦ űŦ ƀŮsf8 Ŧ s (dc) ©g8àà سیستم تبرید با عملکرد قدرتزای نوری 10% ŷsüاست .برای کارکرد سیستم تبرید PVبا بین 8تا بیشینه
قدرتزایی نوری ( )PVتبدیل مس��تقیم تابش خورش��ید به جریان برق
تهويه مطبوع مراكز آموزشي
مرجع جيبي لولهكشي
فيلتراسيون و آمادهسازي هوا
آكوستيك
اتاق تميز
مرجع جيبي گرمايش و تهويه مطبوع
بازدهی زیاد ،باید ولتاژ اعمال شده به آرایه PVبه ولتاژی که توان بیشینه را
خانه تاسیسات 22885647-50
تهويه مطبوع استوكر
چيلر جذبي
تجهيزات تبريد
اخالق مهندسي و مهندسي اخالق
راهنماي جيبي ASHRAE
طراحي تاسيسات AutoCAD MEP
یکتا تهویه اروند
سبالن هیدروشیمی
تلفن88739880 :
تلفن88614798-9 :
نوع سلول تکبلوری
خانه تاسیسات
دورههای آموزشی
نیما تهویه
مهکوه تهویه
تلفن021-22881962 :
تلفن66903533 :
موتور با تحریک جداگانه
مبنا
مبنا
توان ()W
جریان (آمپر)
جریان (آمپر)
موتور سری DC
ولتاژ ()V ولتاژ ()V
تصویر ( )2شدت جریان (خطوط پیوسته) و توان (خطوط گسسته)
تصویر ( )3ویژگیهای جریان ـ ولتاژ Aبرای یک مدول PVو دو نوع موتور dc
تامین میکند ،نزدیک باشد.
این نی��از را از چند راه میت��وان برطرف کرد .نخس��ت ،میتوان از یک
دنبالکننده توان بیشینه استفاده کرد که در واقع ،ولتاژ مورد نیاز بار را به طور پیوسته به ولتاژ توان بیشینه تبدیل میکند .اگر یک باتری در سیستم وجود
داشته باش��د ،ولتاژ آن ولتاژ عملکردی مدول PVرا کنترل میکند .در این
صورت ،صفحات PVرا میتوان به گونهای انتخاب کرد که ولتاژ توان بیشینه آنها به ولتاژ سیستم باتری نزدیک باشد.
این باتری کار ذخیرهسازی برق را هم انجام میدهد تا سیستم بتواند در
زمانهایی که تابش خورشید وجود ندارد ،کار کند .اما افزودن یک باتری وزن
سیستم را افزایش و بازدهی حالت ـ پایدار آن را کاهش میدهد .ذخیرهسازی الکتریکی در سیستم تبرید خورش��یدی الزم نمیشود ،چرا که ذخیرهسازی
حرارتی ،مثال با استفاده از یخ یا محیطهای ذخیرهسازی فازی کمدمای دیگر، مؤثرتر و ارزانتر است.
گزینه نهایی برای سیستمهایی که در آنها از دنبالکننده توان بیشینه یا
باتری استفاده نمیشود ،انتخاب یک موتور الکتریکی دارای ویژگیهای جریان
ـ ولتاژ سازگار با توان خروجی بیشینه مدول است.
ویژگیهای ولتاژ ـ جریان یک موتور dcسری و موتور با تحریک جداگانه
مدول قدرتزای نوری در تصویر ( )3بر هم منطبق ش��دهاند .در این حالت،
موتور با تحریک جداگانه کارکرد مؤثرتری خواهد داشت ،زیرا سازگاری بیشتری
با منحنی توان بیش��ینه مدول قدرتزای نوری دارد .اما هیچ کدام از دو نوع
موتور نش��ان داده ش��ده در تصویر ( )3در کل گستره تابش خورشید دریافتی
سازگاری مناسبی با ویژگیهای مدول PVندارند .مطالعات انجام شده درباره
موتورهای خورشیدی نشان دادهاند که در سیستمهای دارای اتصال مستقیم
که به دنبالکننده توان بیشینه مجهز نیستند ،موتورهای با تحریک جداگانه
یا آهنربای دائمی همواره در مقایس��ه با موتورهای dcبا تحریک سری گزینه بهتریهستند.
تبرید مکانیکی خورشیدی
در تبرید مکانیکی خورش��یدی از یک سیستم تراکمی تبخیری معمولی
استفاده میشود که با توان مکانیکی تولید شده توسط یک سیکل توان حرارتی با محرک خورشیدی به حرکت درمیآید .سیکل توان حرارتی که معموال برای
این کاربرد در نظر گرفته میش��ود ،سیکل رانکین است که در آن سیالی در فشار باال از طریق تبادل گرما با سیالی که توسط گیرندههای خورشیدی گرم
میشود ،تبخیر میگردد .برای تامین ذخیرهسازی حرارتی در دمای باال میتوان از یک مخزن ذخیرهس��ازی استفاده کرد .همان طور که در تصویر ( )4نشان داه شده است ،بخار برای تولید توان مکانیکی از یک توربین یا منبسطکننده
پیستونی عبور میکند .سیال خروجی منبسطکننده تقطیر میشود و توسط پمپ به مولد بخار بازگردانده میشود و در آنجا دوباره تبخیر میگردد.
همانطور که در تصویر ( )5با خط درشت نشان داده شده است ،بازدهی
سیکل رانکین با افزایش دمای سیال تبخیر شده ورودی به منبسطکننده زیاد
میش��ود .بازدهی س��یکل رانکین در تصویر ( )5برای یک سیال آلی با دمای زیاد تخمین زده شده است ،با این فرض که بخار اشباع به منبسطکنندهای با بازدهی 70%وارد میشود و تقطیر در دمای )95 F( 35 Cرخ میدهد .اما o
O
بازدهی گیرندههای خورشیدی با افزایش دمای انرژی تحویلی کاهش مییابد.
با متمرکز کردن گیرندههای خورشیدی که موقعیت خورشید را در یک یا دو
ُبعد ردیابی میکنند ،میتوان به دماهای باال دست یافت .سیستمهای ردیاب
به هزینه ،وزن ،و پیچیدگی سیستم میافزایند .در صورت استفاده نکردن از
سیستمهای ردیاب ،میتوان از گیرندههای دارای لوله خال ،شلجمی مرکب،
نيروگاه حرارتي
مهندسي شبكههاي آبرساني
دستنامه تاسيسات
دستيار مهندس تاسيسات
گرمايش تابشي
نانوسيال و مهندسي انتقال گرما
مبدلهاي حرارتي صفحهاي
مراجعات سريع (ويرايش جديد)
راهنماي طراحي استخر
فنها و كمپرسورهاي جريانمحوري
22885647-50
بازرسي و ارزيابي شبكههاي لولهكشي محاسبات سرانگشتي تهويه مطبوع
70
منبسطکننده
خفهکن ،و اواپراتور دقیقا مشابه سیستم تراکمی تبخیری عمل میکنند .اما
مبادلهکن گرما
گی
توان مکانیکی
آب خنککننده
دی شی خور ای هه رند
مخزن ذخیره کندانسور پمپ
تصویر ( )4سیکل توان مکانیکی خورشیدی
در سیستم جذبی به جای کمپرسور از مجموعه سه مبادلهکن گرما (جاذب،
مبادلهک��ن گرمای میانی بازیاب ،و یک مولد) و یک پمپ محلول کوچک استفاده میشود .بخار آمونیاک خروجی اواپراتور (حالت )6در یک محلول
مایع آب ـ آمونیاک در جاذب جذب میشود .جذب بخار آمونیاک در محلول آب ـ آمونیاک قابل مقایسه با فرآیند تقطیر است .این فرآیند گرمازاست و بنابراین برای خارجسازی گرمای ناشی از جذب ،آب خنککاری مورد نیاز است .اصل حاکم بر این مرحله عملکرد این است که جذب یک بخار در یک
یا دارای صفحه صاف چندپوششی پیشرفته برای رساندن دمای سیال به 100
محلول مایع با کاهش دمای محلول مایع آسانتر انجام میشود.
خال (خطوط نازک) در دمای محیط )86 OF( 30 oCو مقادیر مختلف تابش خورشید
میشود ،از یک مبادلهکن گرما عبور میکند و به مولد وارد میشود (حالت
تا 212( 200 oCتا )392 OFاستفاده کرد.
بازدهی گیرندههای خورش��یدی به دو عامل تابش خورشید و اختالف
دمای محیط و سیال ورودی بستگی دارد .بازدهی تقریبی گیرنده خورشیدی
به صورت تابعی از دمای تحویل سیال برای گسترهای از مقادیر تابش خورشید
در تصویر ( )5نشان داده شده است .بازدهی کلی تبرید مکانیکی خورشیدی، که به صورت نسبت انرژی مکانیکی تولید شده به تابش دریافتی از خورشید
تعریف میشود ،برابر حاصلضرب مقادیر بازدهی گیرنده خورشیدی و سیکل توان اس��ت .به خاطر تاثیرات متضاد بر دما ،در هر میزان تابش خورشید،
مقدار بهینهای برای بازدهی وجود دارد .اما بیشترین مقدار بازدهی بهینه در شرایط فرض شده در تصویر ( )5برابر 4%/5است.
این بازدهی به میزان زیادی از بازدهی قابل دس��تیابی با اس��تفاده از
مدولهای PVغیرتمرکزی کمتر است .سیستمهای مکانیکی خورشیدی تنه��ا در دماهای باال که اس��تفاده از گیرندههای خورش��یدی ردیاب الزم
میشود ،مقرون به صرفهاند .به خاطر کاهش هزینه در نتیجه افزایش اندازه،
محلول مایع پرآمونیاک خروجی جاذب (حالت )7به فشار باالتری پمپ
.)1حداقل توان مکانیکی مورد نیاز برای کار پمپ از معادله 1به دس��ت میآید ،همان معادلهای که برای محاسبه حداقل توان مورد نیاز کمپرسور
به کار رفت .اما توان مورد نیاز برای پمپ از توان مورد نیاز کمپرسور بسیار کمتر است ،زیرا ،vحجم مخصوص محلول مایع ،از حجم مخصوص بخار یک مبرد خیلی کمتر است .در واقع ،میتوان یک سیستم جذبی طراحی
کرد که هیچ نیازی به توان مکانیکی ورودی نداش��ته باشد و در عوض ،به گرانش متکی باشد .اما سیستمهای متصل به شبکه معموال به استفاده از
یک پمپ کوچک متکی هستند.
در مول��د ،محلول مایع گرم میش��ود و به ای��ن ترتیب ،واجذبی مبرد
(آمونیاک) از محلول افزایش مییابد .متاس��فانه مقداری آب هم به همراه آمونیاک از محلول خارج میش��ود و باید با اس��تفاده از دستگاه تقطیر از آمونیاک جدا گردد .بدون استفاده از دستگاه تقطیر ،آب همراه با آمونیاک
در حالت 2خارج میشود و به اواپراتور میرود ،و در آنجا دمای تبرید فراهم
شده را افزایش میدهد.
این گزینه تنها برای سیس��تمهای تبرید بزرگ (مث��ل 1000تن یا KWT
)3517عملی خواهد بود.
تبرید جذبی
دمای محیط
درک شهودی تبرید جذبی از گزینههای دیگر تبرید خورشیدی مشکلتر
است .بر خالف گزینههای تبرید مکانیکی خورشیدی و ،PVسیستم تبرید
مکانیکی برای فرآیند تراکم اس��ت .در این سیستم ،تراکم با مصرف باالی
سیکل رانکین
بازدهی
جذبی یک سیستم «گرمایی» در نظر گرفته میشود که نیازمند حداقل توان انرژی در سیستم تراکمی تبخیری با «سیستم تراکم حرارتی» فعال شونده
با گرما جایگزین میشود .طرح ترسیمی یک سیستم جذبی تکمرحلهای
با اس��تفاده از آمونیاک به عنوان مبرد و آمونیاک ـ آب به عنوان جاذب در
تصویر ( )6نش��ان داده ش��ده است .از سیستمهای سرمایش جذبی که در
آنها از سیالهای عامل جاذب ـ مبرد لیتیم برومید ـ آب استفاده میشود،
نمیتوان در دمای کمتر از )32 OF( 0 oCاس��تفاده کرد .کندانس��ور ،شیر
دما ()OC
تصویر ( )5بازدهی تقریبی سیکل رانکین (خط درشت) و گیرندههای خورشیدی
دمای محل��ول مورد نیاز برای هدایت فرآیند واجذبی با آمونیاک ـ آب
در گس��تره 120تا 248( 130 oCتا )266 OFاس��ت .این گستره دمایی با
استفاده از گیرندههای خورشیدی ارزان بدون ردیاب قابل دستیابی است.
کندانسور
در ای��ن دماها گیرندههای دارای لوله خ�لا از گیرندههای صفحهای صاف
ژنراتور
مناسبترند ،چرا که بازدهی آنها به دمای کاری حساسیت کمتری دارد.
گرما
بازدهی کلی سیستم تبرید خورشیدی برابر حاصلضرب بازدهی گیرنده
خورشیدی در ضریب عملکرد سیس��تم جذبی است .بازدهی یک گیرنده
دارای لوله خال برای سطوح مختلف تابش خورشید و دمای تحویل انرژی در
تصویر ( )5ارائه شده است.
COPسیستم آمونیاک ـ آب تکمرحلهای به دمای اواپراتور و کندانسور
بس��تگی دارد COP .تامین سرمایش در )14 OF( -10 oCبا دمای تقطیر
پمپ
اواپراتور جاذب
)95 OF( 35 oCحدود 0.5اس��ت .ساختارهای سیکل جذبی پیشرفتهای
ابداع شدهاند که میتوانند به مقادیر COPبیشتری دست پیدا کنند .سیکل جذب��ی با دمای کمتر انرژی حرارتی حاصل از گیرندههای خورش��یدی کار
میکند ،و این امر باعث کاهش اندک COPمیشود ،اما ظرفیت به میزان
زیادی کاهش مییابد.
نتایج
ضریب عملکرد کلی سیس��تم ( )COPSYSرا میتوان به صورت نسبت
ظرفیت تبرید به انرژی خورشیدی ورودی تعریف کرد COPSYS .هر سه نوع سیستم تبرید بررسی شده پایین است .اما این تعریف بازدهی ،مناسبترین معیار برای ارزیابی سیس��تم تبرید خورشیدی نیست ،زیرا سوخت محرک
این سیستم ،انرژی خورشیدی ،رایگان است .معیارهای دیگر سیستم که
مهمترند ،عبارتند از اندازه ویژه ،وزن ،و البته قیمت.
وجود چند مانع از گس��ترش کاربرد سیس��تمهای تبرید خورش��یدی
جلوگیری کردهاند.
اول این که سیس��تمهای تبرید خورشیدی به خاطر لزوم تولید محلی
توان مورد نیاز برای کار سیکل تبرید ،الزاما پیچیدهتر ،گرانتر ،و حجیمتر از
سیستمهای تراکمی تبخیری معمولی هستند.
دوم این که کارکرد سیستم تبرید خورشیدی به دسترسپذیری تابش
خورشید وابسته است .از آنجایی که این منبع انرژی متغیر است ،شکلی از
افزونگی یا ذخیرهسازی انرژی (الکتریکی یا حرارتی) در بیشتر کاربردها الزم
میش��ود ،که اندازه و هزینه سیستم را بیشتر میکند .مزیت سیستمهای تبرید خورش��یدی آن است که همه یا بخش��ی از مصرف سوخت معمول
را ح��ذف میکنند .هزینههای عملکردی سیس��تم تبرید خورش��یدی از سیس��تمهای معمولی کمتر است ،اما با توجه به هزینههای سوخت فعلی
و پیشبینی ش��ده برای آینده ،این صرفهجویی در هزینه عملکردی ،هزینه س��رمایهگذاری اولیه بیش��تر آنها را حتا در تحلیل چرخه عمر درازمدت،
جبران نمیکند.
تصویر :6سیستم تبرید جذبی آمونیاک ـ آب
مزیت اصلی تبرید خورش��یدی این اس��ت که میتوان آن را مستقل از
ش��بکه خدمات ش��هری طراحی کرد .این قابلیت در برخی کاربردها مثل
نگهداری داروها در نواحی دورافتاده ضروری است .از میان سه مفهوم تبرید خورشیدی معرفی شده ،سیستم قدرتزایی نوری برای سیستمهای قابل حمل با ظرفیت کم واقع در جاهای دور از منابع معمول انرژی (برق و گاز)
مناسبترین گزینه است .سیستمهای مکانیکی خورشیدی و جذبی الزاما بزرگتر و حجیمترند و به لولهکشی گسترده و نیز ،اتصاالت الکتریکی نیاز
دارند .در صورت باال بودن هزینه انرژی حرارتی ،اس��تفاده از سیستمهای جذبی برای سیستمهای تبرید ساکن بزرگ ممکن است موفقیتآمیز باشد. سیس��تمهای تبرید مکانیکی خورشیدی برای دس��تیابی به دماهای باال
که در آنها بازدهی س��یکل توان حرارتی قابل رقابت باشد ،به گیرندههای خورشیدی مجهز به ردیاب نیاز دارند.
اگر بتوان هزینه سرمایهگذاری اولیه و بازدهی گیرندههای خورشیدی
مجهز به ردیاب را به میزان زیادی کاهش داد ،این گزینه سیس��تم تبرید میتواند در کاربردهای تبرید با مقیاس بزرگتر نتیجهبخش باشد.
مطالعهبیشتر 2001 ASHRAE Handbook—Fundamentals, Chapter 1. Duffi e, J.A. and W.A. Beckman. 1991. Solar Engineering of Thermal Processes, 2nd ed. Wiley nd Interscience. Herold, K.E., R. Radermacher and S.A. Klein. 1996. Absorption Chillers and Heat Pumps, CRC Press. Al-Ibrahim, A.M. 1997. “Optimum Selection of Direct-Coupled ”Photovoltaic Pumping System in Solar Domestic Hot Water Systems. Ph.D. Thesis, University of Wisconsin-Madison.
نظرخواهی
تهوی��ه و تبری�� د با هدف آگاهی از میزان رضایتمندی ش��ما خوانن��ده گرامی ،فرم نظرخواهی حاضر را تهیه کرده است .ضمن تشکر از همراهی شما ،سپاسگزار است دقت و صراحت در هنگام پاسخ دادن را لحاظ فرمایید. نام و نام خانوادگی............................................................................................................................. : -1جنس -2 ...................... :سن -3 .................... :تحصیالت................................................. : -4شغل............................................................................................................................................... : -5آیا رویکرد جدید نشریه مبنی بر استفاده از مطالب ASHRAEرا میپسندید؟ .................................................................................................................................................................. -6برای مطالعه این نشریه به طور متوسط چه مدت زمانی صرف کر دهاید؟ .................................................................................................................................................................. -7آیا بین تعدا د صفحات مجله و تعدا د آگهیها تناسب وجو د دارد؟ بله تا حدودی خیر -8آیا عکسها و طرحهای تزیینی با مطالب نشریه همخوانی دارد؟ بله تا حدودی خیر -9وضعیت صفحهآرایی و گرافیک مجله چگونه است؟ خوب متوسط ضعیف -10اثرگذارترین مطلب این شماره کدام است؟ لطفا نام ببرید. ................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................... -11کدامی��ک از روشه��ای زیر در مطالب نش��ریه برای ش��ما از اولویت برخوردار است؟ تحقیقاتی ی کاربر د آموزشی اطالعرسانی -12میزان رضایتمندی خو د را از مطالب نشریه بیان فرمایید. .................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................... -13مهمترین مس��الهای که توصیه میکنی د نش��ریه به آن بپرداز د و یا از آن دوری کن د را بیان فرمایید. .................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................... -14پیشنهادها و انتقادهای خو د را در مور د نشریه بیان فرمایید. ................................................................................................................................................................... .................................................................................................................................................................. .................................................................................................................................................................. ..................................................................................................................................................................
63 اشتراک (انتخاب کتاب درخواستی فراموش نشود)
نام و نام خانوادگی/شرکت.............................................................................................................. : نشانی.................................................................................................................................................... : .................................................................................................................................................................. تلفن و دورنگار ....................................................... :ک د پستی...................................................... : صندوق پستـی .............................................. :پست الکترونیک................................................ :
12شماره 180.000ریال
با ارس��ال (فکس و یا پس��ت) فیش بانکی ش��ماره .........................مورخ ......................... به مبلغ .........................ریال به حواله کر د حس��اب جام ش��ماره 5763014نز د بانک ملت شعبه چهار راه کالج تهران (ک د )62091به نام محم د حسین دهقان ،تقاضای اشتراک نشریه تهویه و تبری د از شماره .........تا شماره .........را دارم. نشانی :تهران -صندوق پستی 14335-536 تلفن 22885647-50 :دورنگار22885651 : امور مشترکین22885649 :
نظرخواهی اشتراک
با پرداخ�ت کامل حق اش�تراک یک�ی از کتابهای زیر را انتخاب تا به صورت رایگان برای شما ارسال گر دد: مرجع جیبی گرمایش و تهویه مطبوع مرجع جیبی لولهکشی مرجع جیبی تهویه و تبرید مرجع جیبی برق مرجع جیبی موتورهای الکتریکی گذر برگ از برگا (مجموعه شعر) ASHRAE Pocket Guide