بهینه سازی مصرف
کد مطلب : 94090802
راهکارهای بهینه سازی مصرف انرژی ساختمان ( موتورخانه مرکزی )
سامانه کنترل هوشمند موتورخانه
در بسیاری از موتورخانه ها، میزان درجه حرارت آب گرم مصرفی ساختمان در موتورخانه ها بصورت دستی و با تنظیم درجه حرارت ترموستات دیگ و یا پمپهای سیرکولاسیون انجام میشود و معمولاً برای تمام مدت بر روی یک عدد ثابت قرار دارد. تغییرات دمای هوا درطول روز موجب افزایش یا کاهش دمای داخل ساختمان می شود و در نتیجه در ساعاتی که به دمای خیلی بالا نیاز نیست سوخت بصورت غیر ضروری در موتورخانه مصرف و انرژی بیش از نیاز تولید می شود که در نهایت هدر می رود. همچنین در بسیاری از ساختمانهای غیرمسکونی با کاربری اداری- عمومی- آموزشی- تجاری که از فضای ساختمان تنها در بخشی از ساعات روز استفاده می گردد و نیازی به کارکرد موتورخانه پس از اتمام ساعت کاری وجود ندارد، روش فعلی تنظیم دستی ترموستات دیگها و پمپها، قابلیت اعمال خاموشی و یا کنترل تجهیزات در وضعیت آماده باش را ندارند. استفاده از سیستم های کنترل هوشمند موتورخانه به جای تنظیم دستی، گزینه مناسبی است که می تواند از هدر رفتن انرژی در نتیجه تولید غیر ضروری در موتورخانه جلوگیری نماید. مزایای استفاده از سامانه های کنترل هوشمند موتورخانه عبارتند از:
* کنترل بهتر عملکرد تجهیزات موتورخانه شامل مشعلها و پمپها
* بهینه سازی و جلوگیری از مصرف بیهوده سوخت و انرژی الکتریکی
* تنظیم دمای آب گرم متناسب با دمای مطلوب ساکنین ساختمان
* کاهش استهلاک تجهیزات و هزینه های مربوطه
* کاهش هزینه های سرویس و نگهداری تاسیسات حرارتی
* کاهش تولید و انتشار آلاینده های زیست محیطی
عایقکاری حرارتی
عایقکاری قسمتهایی از موتورخانه مخصوصا لوله های خروجی از دیگ که احتمال اتلاف انرژی در آنها بالا است نقش بسزایی در کاهش مصرف سوخت خواهد داشت. به همین دلیل لازم است قبل از هر کاری به عایقکاری تاسیسات مختلف موتورخانه پرداخته شود. از مهمترین نکاتی که در زمان عایقکاری، باید بدان توجه شود، عبارتند از :
* جدار خارجی دیگ با عایق مناسب عایقکاری شود.
* ضروری است لوله های رفت و برگشت به دیگ عایقکاری شوند.
* منبع انبساط باز باید بطور مناسبی عایقکاری شده و حفاظ مناسبی در مقابل عوامل جوی برای آن تعبیه شود.
* منبع دوجداره یا کویل دار و کلیه لوله های رفت و برگشت آب گرم مصرفی و چرخشی باید عایقکاری شود.
* کلکتورها نیز باید عایقکاری شوند.
رسوب زدایی
برای استفاده بهینه از دیگ و بهینه سازی مصرف انرژی در تاسیسات حرارت مرکزی (موتورخانه) لازم است دیگ بطور دوره ای رسوب زدایی و شستشو شود. بخصوص در مناطقی که آب آنها سخت است و باعث تشکیل رسوب می گردد. این کار سبب خواهد شد حرارت مشعل بهتر به آب منتقل شود و در نتیجه برای رساندن دمای آب به دمای مورد نظر از انرژی کمتری استفاده شود. استفاده از سختی گیر برای مناطقی که آب مصرفی از سختی بالایی برخوردار است، ضروری می باشد.
تنظیم مشعل
تنظیم مشعل یا بعبارت دیگر، تنظیم نسبت سوخت به هوای ورودی به مشعل نقش کلیدی در کیفیت احتراق، دمای شعله، بهره وری سوخت و لذا بازده حرارتی سیستم دارد. بدیهی است در صورت کامل بودن احتراق در مشعل، گازهای گلخانه ای کمتری تولید و به محیط زیست فرستاده خواهد شد. رعایت اصول زیر در خصوص مشعل علاوه بر کاهش مصرف سوخت، باعث بالا رفتن بازده سیستم گرمایشی نیز خواهد شد :
* متناسب با دیگ موتورخانه مشعل مناسب انتخاب شود و از انتخاب مشعل خیلی بزرگ با ظرفیت حرارتی بالا پرهیز شود.
* استفاده از مشعلهای استاندارد که یکی از گامهای اساسی برای کاهش هزینه های مربوط به سوخت، کاهش آلودگی و کاهش هزینه سرویس و تعمیرات می باشد.
* سرویس و تنظیم دقیق و دوره ای مشعل با دقت انجام شود.
* در صورت امکان تجهیزاتی با نظر متخصصان برای پیش گرمایش هوای احتراق در سیستم در نظر گرفته شود.
* پیش گرمایش سوخت مصرفی نیز نقش عمده ای در بالا رفتن بازده مشعل دارد.
انتخاب پمپ
وظیفه پمپ سیرکولاتور در سیستم حرارت مرکزی، جبران و تامین افت فشار ناشی از حرکت آب در لوله ها، اتصالات رادیاتورها و دیگ و … می باشد. انتخاب مناسب پمپ گردش آب در سیستم حرارت مرکزی می تواند در کاهش مصرف انرژی تاثیر داشته باشد. انتخاب ظرفیت پمپ بر اساس بار حرارتی ساختمان و دمای آب در گردش صورت می گیرد. با رعایت نکاتی ساده می توان علاوه بر افزایش راندمان حرارتی سیستم و تامین آسایش ساکنین واحد مسکونی، در مصرف سوخت نیز صرفه جویی کرد. اقداماتی نظیر انتخاب پمپ مناسب متناسب با بار موجود و نظارت بر عملکرد آن می توانند تداوم کار پمپ را تضمین نمـــوده و میزان مصرف انرژی را در آنهــا کاهش دهد. عملکرد موفق یک پمپ تا حدود زیادی بستگی به انتخاب و نصب صحیح آن دارد. رعایت نکات زیر در انتخاب پمپ ها باعث کاهش مصرف سوخت خواهد شد: *از انتخاب پمپ بر اساس تجربه و یا حجم ظاهری سیستم حرارت مرکزی خودداری نمایید. محاسبات مربوطه را به متخصص این امر بسپارید. زیرا انتخاب پمپ کمتر از حد مورد نیاز برای انتقال حرارت، باعث افزایش کارکرد پمپ و در نتیجه استهلاک و مصرف بیش از حد انرژی الکتریکی خواهد شد. ضمن اینکه به دلیل عدم انتقال حرارت کافی، آسایش ساکنین واحد نیز تامین نخواهد شد. انتخاب پمپ نامناسب با ظرفیتی بالاتر از حد استاندارد مورد نیاز، علاوه بر بهای انرژی، هزینه های نگهداری را نیز افزایش می دهد . همیشه پمپ بزرگتر، بهتر نیست. ضمن اینکه پمپ بزرگتر باعث افزایش سرعت سیال در رادیاتورها و در نتیجه تولید صدای عبور آب و افزایش خوردگی لوله ها خواهد شد.
*حتما توجه داشته باشید تا پمپی که نصب می نمایید، دارای علامت استاندارد باشد.
*از پمپهای با بازدهی بالا استفاده نمایید.
*در صورت مشاهده چکه نمودن آب از اتصالات پمپ، آنرا تعمیر نمایید تا ضمن افزایش کارایی پمپ از هدر رفتن آب گرم و در نتیجه انرژی، جلوگیری شود.
*با شنیدن هر گونه صدای اضافی از پمپ به تعمیرکار مراجعه نمایید. زیرا باعث کاهش راندمان پمپ و در نتیجه افزایش مصرف انرژی خواهد شد.
دودکش
محصولات احتراق پس از تبادل حرارت با سطوح انتقال حرارت دیگ باید از درون آن توسط دودکش به خارج از ساختمان هدایت گردند. دودکش های قائم ساختمانی باید از مواد غیر قابل اشتعال متناسب با دمای دودکش ساخته شود. باید توجه داشت که دودکش راهی برای خروج بخشی از انرژی تولید شده توسط مشعل نباشد. در واقع یکی از مهمترین عوامل کاهش راندمان دیگ، اتلاف انرژی از طریق دودکش است. رعایت نکات زیر علاوه بر بهینه سازی مصرف سوخت باعث افزایش ایمنی و بازده کارکرد دیگ و مشعل و در نتیجه کاهش گازهای گلخانه ای خواهد شد :
* دریچه ای برای بازدید در پایین دودکش قائم ساختمانی ، به منظور تمیز کردن ادواری آن نصب گردد.
* دهانه خروجی دودکش حداقل یک متر از نقطه ای از بام که دودکش از آن خارج می شود، بالاتر باشد. این دهانه خروجی باید از بلندترین قسمت ساختمان در شعاع 3 متری از دودکش، دست کم 60 سانتیمتر بالاتر باشد.
* در محاسبه و انتخاب سطح مقطع مناسب دودکش به منظور کارکرد صحیح و کارایی قابل قبول دیگ و مشعل نهایت دقت به کار برده شود.
* سطح داخلی دودکش صاف و صیقلی ساخته شده باشد.
* حدالامقدور ازکمترین تعداد زانویی در مسیر دودکش استفاده شود.
* در بالای دودکش و به منظور جلوگیری از ورود اجسام خارجی به داخل دودکش کلاهک مناسبی نصب شود.
نصب دمپر بارومتریک
باید توجه شود، مکش بیش از حد در داخل دودکش سبب تغییر در وضع شعله، ورود هوای سرد از محیط به داخل دیگ، خروج سریع هوای گرم از دیگ و در نتیجه کاهش بازده حرارتی دیگ می گردد. از سوی دیگر باعث می شود که فرصت کافی برای احتراق کامل و ماندگاری گازهای احتراق در داخل دیگ و همچنین انتقال حرارت بالا در داخل دیگ وجود نداشته باشد. نصب دمپر بارومتریک(دمپر یک طرفه برای مشعلهای گازوئیل سوز و دمپر دوطرفه برای مشعلهای گازسوز) بر روی دودکش، یکی از بهترین راههای کنترل مکش دودکشهای معمولی است.
بهینه سازی مصرف
شیر ترموستاتیک رادیاتور
یکی از راهکارهای کاهش مصرف انرژی در سیستم ها ی حرارت مرکزی، استفاده از شیرهای ترموستاتیک رادیاتور بمنظور کنترل خودکار درجه حرارت محلی که در آن رادیاتور نصب شده است، به جای استفاده از شیر دستی رادیاتور، می باشد. شیر ترموستاتیک رادیاتور دارای یک قطعه فلزی (فانوسه) است که با یک نوع گاز پر شده است. در اثر بالا رفتن درجه حرارت محل، این گاز منبسط شده، مجرای عبور آب را تنگ می کند؛ در نتیجه مقدار دبی آب گرم ورودی به رادیاتور کاهش می یابد. بدین ترتیب می توان دمای اتاق را بر روی محدوده مناسب تنظیم کرد و در نتیجه از بالا رفتن بی رویه دما و اتلاف انرژی جلوگیری نمود. ضمن اینکه با این وسیله آسایش ساکنین نیز که مبنای محاسبات تهویه مطبوع است براحتی و تنها با یک شیر ترموستاتیک ارزان قیمت برآورده خواهد شد.
مبدلهای حرارتی صفحه‌ای
این مبدل ها از صفحات نازک که کانال های جریان را تشکیل می دهد ساخته شده اند. جریان های سیال توسط صفحات مسطح که یا به صورت صاف یا موج دارند از هم جدا می شوند. هنگامی که دسته صفحات در کنار یکدیگر قرار می گیرند، سوراخهای واقع در گوشه های صفحات، تشکیل تونل داده و مجاری پیوسته ای را از ورودی به مجموعه صفحات هدایت می کند و در آنجا، در داخل کانالهای باریکی بین صفحات توزیع می شود. گذرهای جریان که در بین صفحات و مجاری واقع در گوشه های آنها تشکیل می شوند، به نحوی آرایش می یابند که جریانهای سرد و گرم برای انتقال گرما، به شکل یکی در میان، در کنار یکدیگر قرار می گیرند. در طی عبور از مبدل حرارتی، سیال گرمتر بخشی از انرژی خود را به سیال سردتر در سمت دیگر خواهد داد. سطح تماس بالای سیال گرم و سرد باعث شده تا این مبدل از نظر سطح مفید انتقال حرارت نسبت به دیگر مبدلها برتری داشته باشد.
بهینه سازی مصرف
به دلیل کارایی بسیار بالا و در عین حال کاربری و حجم کوچک آن، محدوده های کاربرد این نوع مبدل حرارتی بصورت قابل ملاحظه ای توسعه داده شده است و امروزه کاربرد بسیار زیادی در صنایع دارد، ضمن اینکه امروزه در سیستم حرارت مرکزی ساختمانها به جای منبع دوجداره یا مخزن کویل دار جهت گرمایش آب مصرفی بکار می رود. تنها عیبی که نسبت به مخازن دوجداره یا کویل دار دارد این است که به دلیل حجم پایین این مبدل، امکان ذخیره آب گرم در آن وجود ندارد، هر چند که به سادگی با نصب یک مخزن عایقکاری شده با ظرفیت مناسب و مورد نیاز هر ساختمان، این مشکل مرتفع می گردد. به طور کلی، مزایای مبدلهای حرارتی صفحه ای به قرار زیر است: *راندمان مبدلهای حرارتی صفحه ای از انواع دیگر مبدلهای حرارتی بالاتر است.
*به دلیل راندمان حرارتی بالای مبدلهای صفحه ای، دمای آبی که جهت گرمایش آب سرد لازم است در حدود 60 درجه سانتیگراد است. در حالیکه در مخازن کویل دار یا دوجداره حداقل دمای مورد نیاز 70 درجه سانتیگراد است. این موضوع باعث کاهش مصرف سوخت جهت گرمایش آب گرم مصرفی خواهد گردید.
*نسبت سطح انتقال گرما به حجم، در مبدلهای صفحه ای بالا است. به عبارت دیگر حجم مبدل های حرارتی صفحه ای به مراتب کمتر از مخازن دو جداره یا کویل دار با همان ظرفیت حرارتی است که این موضوع باعث صرفه جویی در فضای مورد نیاز برای موتورخانه خواهد شد.
*این مبدلها از نظر قیمت از مخازن دوجداره و کویل دار ارزان تر هستند.
*مبدلهای صفحه ای از صفحات استنلس استیل ساخته می شوند که هم در برابر زنگ زدگی و هم خوردگی مقاومت بسیار بالایی دارد.
*طراحی منحصر بفرد این مبدلها باعث شده تا سیال جاری در بین صفحات از تلاطم و آشفتگی بالایی برخوردار گردد. این موضوع علاوه بر افزایش انتقال حرارت باعث جلوگیری از تشکیل رسوب بر روی صفحات می گردد.
*بواسطه تنوع در اندازه صفحات و آرایش گذرها، انعطاف پذیری زیادی در طراحی آن وجود دارد.
*تنها لبه های صفحات در تماس با محیط خارج هستند. بنابراین تلفات گرمایی ناچیز است و عایقکاری بسیار کمتری نسبت به مخازن دوجداره و کویل دار نیاز خواهد داشت.
بهینه سازی مصرف
