چمبر چیست؟

امکان انجام تست های صحه گذاری عمکلکرد حسگرهای فضایی در پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی ایران فراهم شد.

دکتر رحیم اقرء، رئیس پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی اعلام کرد :

با توجه به طراحی، تأمین تجهیزات و نرم افزار های مورد وم، بستر های مورد نیاز برای صحه گذاری عملکرد انواع حسگرهای فضایی در این پژوهشکده آماده بهره برداری است.

وی در خصوص اهمیت این کار گفت : تست های صحه گذاری حسگر های فضایی به جهت اطمینان از عملکرد کل ماهواره حائز اهمیت بوده و با توجه به این که یکی از وظایف اصلی این حسگر ها، تعیین موقعیت است؛ این تست ها در قرار گرفتن دقیق ماهواره در موقعیت از پیش تعریف شده در فضا نقش مهمی دارد .

دکتر اقرء گفت : بدین ترتیب، امکان انجام تست های صحه گذاری عملکرد حسگر های فضایی شامل حسگر خورشید، حسگر ستاره و حسگر مغناطیسی در پژوهشکده مکانیک پژوهشگاه فضایی ایران مستقر در شیراز فراهم شد.

وی افزود : این زیرساخت ها، افزون بر به کارگیری در طراحی و ساخت حسگرهای فضایی به جهت  تقویت و پشتیبانی از فعالیت های پژوهشی و بنیه فضایی کشور آماده سرویس دهی به مراکز پژوهشی، دانشگاه ها و شرکت های دانش بنیان نیز هست.

رئیس پژوهشکده مکانیک یاد آور شد : تجهیزات تأمین شده در این بسترهای تست، کارآیی لازم برای بررسی و تأیید عملکرد انواع حسگرهای ساخته شده در داخل و خارج از کشور را دارا هستند.

بر اساس اعلام پژوهشگاه فضایی، پژوهشکده مکانیک شیراز تاکنون سرویس ها و خدمات تست متنوعی را به متقاضیان دانشگاهی و بخش خصوصی ارائه کرده است.

برگرفته از مجله صنعت آزمایشگاه

محققان واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی موفق به طراحی و ساخت شبیه ساز موج دریا به صورت پرتابل شدند.آریا پیرزاده، دانشجوی کارشناسی ارشد رشته سازه های دریایی واحد علوم و تحقیقات که این طرح را با راهنمایی دکتر فرهود آذر سینا، عضو هیات علمی دانشکده فنی و مهندسی انجام داده، درباره هدف اجرای این تحقیق گفت : این تحقیق در واقع پیش آزمایش است. پیش آزمایش ها در فاز اولیه طرح های مهندسی از جمله سازه های دریایی از اهمیت بالایی برخوردار هستند و از تحمیل هزینه های مضاعف مالی و اتلاف زمان جلوگیری می کنند، چراکه پیش آزمایش در همان ابتدای کار، درستی یا نادرستی طرح را پیش از ورود به فازهای بعدی طراحی، ساخت و تولید نشان می دهد.وی هدف دیگر طراحی و ساخت شبیه ساز موج پرتابل را بعد آموزشی آن بیان کرد و افزود : لازمه درک بهتر و دقیق تر تئوری های آموزشی و علمی ارائه شده در دانشگاه ها، با گام نهادن در بعد عملیاتی و اجرایی بیشتر خواهد بود.به عبارت دیگر دانشجویان در صورتی می توانند تئوری های فرا گرفته را به خوبی به مرحله اجرا و عملیاتی درآورند که آموزش علمی را در کنار تئوری داشته باشند.

پیرزاده ادامه داد : آزمایشگاه های شبیه ساز موج در کشور در زمره آزمایشگاه های بزرگ قرار دارند، این در حالی است که شبیه ساز طراحی شده در واحد علوم و تحقیقات علاوه بر ابعاد کوچک، به دلیل وزن سبک آن دارای قابلیت پرتابل است و اساتید می توانند از آن در سر کلاس برای بعد آموزش علمی استفاده کنند.

وی اضافه کرد : امواج دریا پدیده ای پیچیده است و معادلات حاکم بر این امواج نیز دارای پیچیدگی های خاص خود هستند، بنابراین فلوم کوچک موج برای تخمین درستی اولیه ضروری است.

محقق واحد علوم و تحقیقات با بیان اینکه در طراحی و ساخت این فلوم موج کوچک، از ورق های پلکسی گلاس(Plexiglas) با ابعاد 180 سانتی متر طول، 30 سانتی متر عرض و 30 سانتی متر ارتفاع استفاده شده است، تصریح کرد : علاوه بر پرتابل و کوجک بودن این فلوم، قابلیت تولید انواع موج دریا نظیر روگذری سازه های حفاظت سواحل سکوهای دریایی و آموزش های هیدرولیک امواج دریا نیز از جمله مزایای تعبیه شده در شبیه ساز موج طراحی و ساخته در واحد علوم و تحقیقات است.

اقتباس از : مجله صنعت آزمایشگاه

علاوه بر ابعاد استراتژیک راه اندازی چنین آزمایشگاهی در زمینه کالیبراسیون ابزار دقیق حوزه فن آوری خلأ این آزمایشگاه قادر خواهد بود در زمینه تست و کالیبراسیون ثانویه ابزار ها و تجهیزات خلأ به عنوان تنها مرجع ملی استاندارد سازی تجهیزات خلأ خدمات رسانی کند و امکان کالیبراسیون و استاندارد سازی تجهیزات خلأ تولید و موجود در داخل کشور فراهم می گردد.

در حالی که کلیه محصولات داخلی تولید شده در حوزه خلأ فاقد هرگونه استاندارد است، احداث یک آزمایشگاه مرجع در زمینه آزمون و کالیبراسیون تجهیزات خلأ نقطه عطفی در توسعه کیفی صنایع مختلف کشور به ویژه در حوزه انرژی صلح آمیز هسته ای است.

ساخت آزمایشگاه مرجع ملی خلأ در سایت فردو یکی از دستاورد ها و بهره برداری های صنعتی از فن آوری هسته ای کشور است. و بنا بر اعلام مسئولان کشور قرار است این آزمایشگاه 20 فروردین سال 1398 هم زمان با روز ملی فن آوری هسته ای افتتاح شود.

ساخت آزمایشگاه مرجع ملی خلأ اقدامی اساسی در عرصه رقابت اقتصادی و استراتژیک و صنعت هسته ای کشور است.آزمایشگاه مرجع ملی خلأ حلقه ارتباطی آزمایشگاه های کارخانه ها و تمامی تجهیزات اندازه گیری با واحد های اندازه گیری اصلی است.

اعتبار اندازه گیری ها در داخل کشور به کالیبراسیون آن ها توسط آزمایشگاه های معتبر و قابل ردیابی به مراکز ملی و در نهایت قابل ردیابی به مراکز بین المللی است.در حوزه فن آوری خلأ با وجود اهداف مرکز ملی اندازه شناسی و مرکز ملی تأیید صلاحیت ایران، اقدام جامع و کاملی در زمینه اندازه شناسی به خصوص محدوده خلأ متوسط به بالا انجام نشده است و عملأ دانش و تجربه کافی در این زمینه وجود ندارد.

کالیبراسیون ابزار های اندازه گیری در داخل کشور صرفأ از طریق روش های ثانویه با استفاده از مراجعی انجام می گیرد که یا قابلیت ردیابی به استاندارد های مرجع را ندارند یا این قابلیت صرفأ برای محدوده های خلأ پایین است.در حوزه خلأ متوسط نیزکالیبراسیون با روش هایی ثانویه و مقایسه با ابزارهایی انجام می شود که صحت و سقم این کالیبراسیون با توجه به عدم کالیبره بودن ابزار مرجع، در هاله ای از ابهام است و قابل اعتماد نیست.از طرف دیگر، کلیه محصولات داخلی تولید شده در حوزه خلأ فاقد هرگونه استاندارد است و کشور ازکمبود یک آزمایشگاه مرجع در زمینه آزمون و کالیبراسیون تجهیزات خلأ، به ویژه فشار سنج های خلأ در تمام محدوده های خلأ از خلأ پایین تا خلأ بسیار بالا رنج می برد.

علاوه بر ابعاد استراتژیک راه اندازی چنین آزمایشگاهی در زمینه کالیبراسیون ابزار دقیق حوزه فن آوری خلأ، این آزمایشگاه قادر خواهد بود در زمینه تست و کالیبراسیون ثانویه ابزار ها و تجهیزات خلأ به عنوان تنها مرجع ملی استاندارد سازی تجهیزات خلأ خدمات رسانی کند و امکان کالیبراسیون و استاندارد سازی تجهیزات خلأ تولید و موجود در داخل کشور فراهم می گردد.
با توجه به این که فن آوری خلأ یکی از فن آوری های برجسته و حیاتی در حوزه های مختلف فعالیت سازمان انرژی اتمی است و با توجه به توانمندی های علمی، فنی و ظرفیت های تجربی و عملیاتی که در طول سال ها در زیر مجموعه های این سازمان به دست آمده است، سازمان انرژی اتمی اقدام به راه اندازی آزمایشگاه ملی مرجع خلأ کرد تا در بالاترین سطح امکان ارایه خدمات در زمینه های مختلف حوزه خلأ مثل کالیبراسیون های اولیه را داشته باشد.فن آوری خلأ در حوزه گداخت هسته ای، فوتونیک(شاخه ای از علم به گسیل، عبور، تقویت و ثبت نور به وسیله ابزار نوری می پردازد)شتابگر ها، لیزر و چرخه سوخت هسته ای کاربرد دارد.

کاربرد های دیگر تکنولوژی خلأ در صنایع از جمله هوانوردی، کشاورزی، خودرو سازی، سوخت های فسیلی، محیط زیست، آزمایشگاه ها، زیر دریایی، معدن، استخراج، گاز و نفت و غیره است.

چیلر پرتابل یک سیستم پکیج جای گرفته در یک کابینت چرخدار است که شامل یک مخزن و سیستم پمپاژ یکپارچه بوده و از تبرید جهت خنک کردن یک مدار آب برای فرآیند های صنعتی که گرما تولید می کنند استفاده می کند.دفع این گرما موجب بالا رفتن بازدهی فرآیند و افزایش منافع کارخانه می شود.سرمایش موثر با استفاده از چیلر های پرتابل یکی از ارکان مهم صنایع فرآیندی از قبیل قالب ریزی تزریقی به شمار می رود.

به طور سنتی، یک چیلر پرتابل از کمپرسوری بهره می برد که با سرعت پیوسته کار می کند.این نوع کمپرسور تحت عنوان کمپرسور سرعت ثابت شناخته می شود؛ صرف نظر از تقاضاهایی که توسط بار فرآیند بر آن وارد می شود، سرعت آن یکسان باقی می ماند.

سیستم های چیلر سرعت ثابت از یک طرح بای پس گاز داغ جهت حفظ تقاضای وارده بر کمپرسور بهره می برند.این طرح از نوسانات گسترده در دمای سیال خنک کننده تحویلی به فرآیند اجتناب می کند.بای پس گاز داغ شامل یک شیر الکترونیکی است که بر روی خط مبرد پر فشار پایین دست کمپرسور قرار می گیرد.کنترل کننده چیلر که معمولأ یک ریزپردازنده است دمای آب برگشتی از فرایند را قرائت می کند.کنترل کننده، شیر را بر حسب نیاز فعال می سازد و اجازه می دهد تا بخشی از گاز داغ مبرد مستقمیأ به خط مبرد کم فشار بالادست اواپراتور مجددأ وارد شده یا بای پس شود.اواپراتور، مبدل حرارتی است که گرما را از آب فرآیند به مدار مبرد منتقل می کند.وارد شدن مبرد داغ پر فشار به سمت کم فشار یک بار کاذب بر سیستم ایجاد می کند.این به کمپرسور اجازه می دهد تا به عملکرد با سرعت با 100 درصد ادامه داده و دمای پایدار آب فرآیند را حفظ کند.

به عنوان مثال، یک سیستم بای پس گاز داغ که به 75 درصد ظرفیت کمپرسور در یک چیلر 10 تنی محدود می شود، دمای پایدار آب را تا بار گرمای 5/2 تن فراهم می کند.وقتی بار گرما به زیر حد 5/2 تن افت می کند، کمپرسور مجبور می شود به عنوان آخرین وسیله کنترل دمای خود و حفاظت در برابر انجماد، به طور سیکلی روشن و خاموش شود.عملکرد سیکلی که تحت عنوان سیکل کوتاه شناخته می شود تأثیر مخربی بر عمر مفید یک موتور دارد.یک تایمر ضد سیکل کوتاه بکار گرفته می شود تا از کمپرسور در برابر خرابی زودرس حفاظت کند.

یک سیستم بای پس گاز داغ سنتی در ترکیب با یک بار گرمای فرآیندی بسیار متغیر منجر به نوسانات سریع دمای تحویلی به فرآیند خواهد شد.بسیاری از کاربردهای سرمایش فرآیندی نیازمند دماهای پایدار سیال خنک کننده ورودی هستند،اجتناب ازین نوسانات برای خروجی با ثبات از فرآیند و حذف ضایعات ضروری است.

یک جایگزین برای چیلر های سرعت ثابت با بای پس گاز داغ

چیلر های سرعت متغیر جایگزینی را برای کاربردهای سرمایش فرآیندی ارائه می دهند.این چیلرها از کمپرسور های سرعت متغیر در ترکیب با PLC بهره می برند.این کنترل کننده بطور پیوسته بار گرما پایش کرده و سرعت کمپرسور را برای حداکثر راندمان و کنترل تنظیم می کند.تنظیم سرعت نیاز به بای پس گاز داغ را حذف می کند.این چیلر ها تضمین می کنند که کار انجام شده دقیقأ از انرژی مورد نیاز تبعیت می کند که این امر، اتلاف انرژی را بطور موثر از بین می برد.تحقیقات صورت گرفته توسط یک تولید کننده نشان داده است که یک کاهش 20 درصدی در سرعت موتور می تواند به 51 درصد صرفه جویی انرژی منجر شود.

در طرح چیلر سرعت متغیر، برق ورودی به یک محرک کنترل اینورتر متصل می شود که با استفاده از مدولاسیون فرکانس، خروجی توان موتور کمپرسور را تنظیم می کندمحرک کنترل اینورتر با بالا یا پایین بردن سرعت کمپرسور، آن را دقیقأ با تقاضای بار سیستم منطبق می شازد.اجزای الکترونیکی پیشرفته بکار رفته در محرک کنترل اینورتر سطوح بیشتری از حفاظت کمپرسور را فراهم می کنند که فراتر از سطوح حفاظت یافت شده در سیستم های سرعت ثابت است.الگوریتم های حفاظتی فعال موجب بهبود اتکاپذیری و محافظت کمپرسور و کنترل اینورتر می شوند.جنبه های کلیدی حفاظت عبارتند از : حفاظت قفل روتور، حفاظت و تصحیح فاز، تشخیص حداکثر جریان (برق)عملیاتی، حفاظت دمای خط دهش و کنترل ضد سیکل کوتاه.

صرفه جویی انرژی یکی از برجسته ترین منافع چیلرهای طراحی شده با کمپرسور های سرعت متغیر است.اما فناوری سرعت متغیر منافعی فراتر از صرفه جویی انرژی ارائه می دهد؛ مهم ترین آن ها کنترل راه اندازی نرم است که دو منفعت جانبی فراهم می کند: اولأ، هزینه های دیماند اوج را بطور موثر حذف می کند و ثانیأ، تنش مکانیکی بر کلیه اجزای سیستم را کاهش می دهد و عمر مفید آن ها را طولانی می سازد.

صرفه جویی انرژی

در مقایسه با یک چیلر با کمپرسور سرعت ثابت، یک کمپرسور سرعت متغیر می تواند صرفه جویی های توان را در بارهای جزئی فراهم کند.به عنوان مثال، کارایی یک کمپرسور سرعت ثابت را در برابر کمپرسور سرعت متغیر در یک چیلر 10 تنی مقایسه کنید(شکل 1)

.در بار 30% کمپرسور سرعت متغیر 24 درصد توان بار کامل را مصرف می کند؛ اما کمپرسور سرعت ثابت 85 درصد توان بار کامل را به مصرف می رساند.استفاده از یک کمپرسور سرعت متغیر در این بار، صرفه جویی انرژی بیش از 50 درصد را فراهم می کند.

در مثال دوم، کارایی یک کمپرسور سرعت ثابت را در برابر یک کمپرسور سرعت متغیر در یک چیلر 20 تنی مقایسه کنید.در این حالت، یک چیلر پرتابل با دو کمپرسور 10 تنی صرفه جویی ها را در دامنه وسیع تری ایجاد می کند.این طرح خاص چیلر، یک کمپرسور سرعت متغیر 10 تنی را با یک کمپرسور سرعت ثابت 10 تنی ترکیب می کند تا صرفه جویی های انرژی را فراهم سازد.این چیلر به طور موثر بار ها را از 3 تا 20 تن تأمین کرده و صرفه جویی های انرژی را مخصوصأ در دامنه 3 تا 8 تن و دامنه 13 تا 16 تن ارائه می دهد.توجه کنید که صرفه جویی های انرژی  در دامنه میانه بار چندان چشمگیر نیستند چرا که در این دامنه هر یک از کمپرسور ها –ثابت یا متغیر- نزدیک به ظرفیت کامل 10 تنی خود کار می کند.منحنی برای چیلر سرعت ثابت 20 تنی کمی تفاوت دارد(شکل 2)

این چیلر دارای دو کمپرسور 10 تنی است بطوری که می تواند با فقط یک کمپرسور (نصف توان، بیشتر یا کمتر)کار کند تا اینکه لازم شود کمپرسور دوم را بکار گیرد.بدیهی است هنوز صرفه جویی های انرژی قابل توجهی وجود دارند که محقق شوند.

نتیجه گیری

صرفه جویی های انرژی حاصل از کمپرسور های سرعت متغیر امکان استهلاک سریع سرمایه گذاری را مخصوصأ تحت شرایط کم باری و بار جزئی فراهم می سازد.(جداول 1 و 2)

منافع بکارگیری فناوری سرعت متغیر باید دقیقأ مورد بررسی قرار گیرند.منافع کلیدی که این فناوری ارائه می دهد عبارتند از : پایدار سازی فرایند، حفظ سرمایه گذاری تجهیزات و صرفه جویی در هزینه های برق.

برگرفته از مجله صنعت تأسیسات

مأخذ : Process Heating, Oct.2017

ترجمه : دکتر سید علی اکبر طباطبایی

به مناسبت سیزدهمین نمایشگاه بین المللی صنعت خودرو و صنایع وابسته

لرزه بر اندام صنعت خودرو

صنعت خودرو سازی تحت تأثیر تحریم های اقتصادی چه شرایطی را تجربه می کند؟

خروج آمریکا از توافق هسته ای در روز 8 می سال 2018، باعث شد تا خطر بازگشت تحریم های اقتصادی بالا بگیرد.حال که امریکا زمان بندی بازگشت تحریم ها را ارائه داده است و در تلاش است تا خریداران نفت ایران را به توقف خرید از ایران ترغیب کند، نگرانی در مورد وضعیت اقتصاد ایران بیشتر شده است.

یکی از صنایعی که تحت تأثیر تحریم ها آسیب زیادی متحمل خواهد شد، صنعت خودروسازی است.در مرحله اول خودرو ساز های خارجی در نتیجه این وضعیت همکاری با ایران را متوقف خواهند کرد و در مرحله بعدی هم خودرو ساز های داخلی به دلیل تنش ها و اختلال هایی که در مسیر واردات مواد اولیه تجربه می کنند، با معضلات تازه ای روبه رو می شوند.رشد قیمت خودروهای داخلی و کاهش توان تولید از نتایج بحرانی است که ایران با آن درگیر شده است.

سهم خودرو ساز های مختلف از بازار ایران

بزرگ ترین سهم از بازار خودروی ایران به شرکت پژو اختصاص دارد.در سال 2017، 29.9 درصد از بازار خودروی این کشور به پژو اختصاص داشته است و شرکت سایپا با داشتن سهم 28.2 درصدی از بازار خودروی ایران جایگاه دومین شرکتی را که بالاترین سهم را در بازار ایران داشته است به دست آورد.در سال گذشته ایران خودرو 11.1 درصد از بازار ایران، شرکت رنو 10.7 درصد از بازار، شرکت چری کشور چین 4.7 درصد بازار و دیگر شرکت های خودروسازی در مجموع 15.4 درصد از بازار خودروی ایران را به خود اختصاص داده اند.حال باید دید تحریم های اقتصادی روی عملکرد این شرکت های بزرگ خودروسازی و تأمین کننده خودروی مورد نیاز بازار ایران چه تأثیری دارد؟

پژو مالک بیشترین سهم از بازار ایران

به گزارش بیزینس مانیتور اینترنشنال، شرکت فرانسوی پژو سیتروئن که 30 درصد از بازار خودروی ایران را به به خود اختصاص داده، اعلام کرد در توافق های اخیری که با ایران انجام داده بازنگری می کند و طبق گزارش رسمی شرکت پژو، این شرکت فرانسوی در نهایت در صورت اجرای تحریم های آمریکا و فشاری که این تحریم ها به پژو تحمیل می کند، از ایران خارج خواهد شد. شرکت پژو تاکید کرد که به دلیل ضرورت همراهی با ت امریکا و تحریم تازه ای که علیه ایران وضع کرده است، از ایران خارج می شود و نمی تواند در مقابل این ت مقاومت کند.

تحلیل گران بیزینس مانیتور انتظار دارند این تحریم ها روی صنعت خودروی ایران هم اثر منفی داشته باشد و توان تولید را تنزل دهد.بیزینس مانیتور نوشت : به دلیل نگرانی در مورد تحریم های اقتصادی علیه ایران و تهدید امریکا در مورد شدید بودن این تحریم ها، فضای تجاری و اقتصادی ایران بسیار بی ثبات است.در این فضای بی ثبات اقتصادی نه تنها شرکت های خارجی وارد ایران نمی شوند بلکه شرکت های داخلی هم توان تصمیم گیری و ت گذاری ندارند.از طرف دیگر خارج شدن پژو از بازار ایران هم پیام بسیار بدی را به بازار مخابره می کند.تأثیر خارج شدن پژو از بازار ایران روی بازار خودروی این کشور هم منفی است.

ایران یکی از بزرگ ترین کشور های خودرو ساز دنیا است.صنعت خودروسازی ایران سالانه بالغ بر یک میلیون خودرو تولید می کند و این حجم خودرو را وارد بازار مصرف داخلی می کند.به دلیل کم بودن شمار رقبا در بازار ایران، خریداران خودروهای داخلی در کشور بسیار زیاد است ولی تحریم اقتصادی و افزایش قیمت مواد اولیه می تواند زمینه را برای گران تر شدن قیمت خودرو در بازار ایران و کاهش تقاضا برای آن فراهم کند.

مطالعات نشان می دهد بعد از برداشته شدن تحریم های اقتصادی علیه ایران در سال 2016، صنعت خودروسازی بیشترین منفعت را به دست آورد.پژو اولین شرکتی بود که بعد از برداشته شدن تحریم ها از فرصت استفاده کرد و قرارداد جوینت ونچر با ایران خودرو امضا کرد.قرار بر این بود که پژو تا سال 2020، 400 میلیون یورو در ایران سرمایه گذاری کند، یک ماه بعد از انتشار این خبر، رسانه ها از قرارداد جوینت ونچر سایپا سیتروئن خبر دادند و اعلام شد این شرکت فرانسوی 300 میلیون یورو در ایران سرمایه گذاری می کند ولی بعد از روی کار آمدن ترامپ در امریکا، این پروژه ها به کندی پیش رفت و هم اکنون هم پژو خبر داده است که در صورت تشدید فشار های امریکا مجبور به قطع همکاری با ایران است.

پیش بینی می شود در سال 2018 تولید خودرو در ایران نه تنها رشد نکند، بلکه با کاهش هم همراه باشد، در سال 2017 تولید خودرو در ایران 10 درصد رشد کرده بود ولی انتظار می رود در سال 2018 تولید خودرو در این کشور 18 درصد کاهش یابد.انتظار می رود تا سال 2021، تولید خودرو های شخصی در ایران سالانه 1.2 درصد تنزل پیدا کند و این روند کاهشی ادامه یابد.این خبر بدی برای صنعت خودروسازی ایران و اقتصاد کشور است زیرا این صنعت برای شمار زیادی از مردم شغل ایجاد کرده است و بحرانی شدن این صنعت ضمن کاهش میزان درآمد کشور می تواند ثبات مشاغل را نیز تهدید کند.

مقدمه

این مقاله نکات مهمی را در رابطه با عوامل تولید رطوبت در استخر های شنای سرپوشیده و هم چنین اثرات مخرب آن در صورتی که تحت کنترل نباشد، بیان می کند و در نهایت یک روش ساده برای محاسبه بار رطوبت استخرهای خانگی و عمومی ارائه می دهد.

عوامل ایجاد رطوبت

در استخر های سرپوشیده سه منبع اصلی تولید رطوبت وجود دارند :

1-    تبخیر آب استخر

2-    هوای تازه ورودی به فضای استخر

3-    افراد

اختلاف فشار بخار بین آب استخر و هوای استخر، باعث تبخیر پیوسته شده و شرایط رطوبت بالا در فضای استخر ایجاد می کند.نرخ تبخیر تابعی از فعالیت استخر است.اگر آب آرام باشد، نرخ تبخیر معینی وجود خواهد داشت.اگر افراد در استخر شنا و یا بازی کنند مساحت سطح افزایش می یابد(رفتار موج باعث دو برابر شدن مساحت سطح واقعی استخر شده و آب به بیرون از استخر پاشیده می شود)که این عمل باعث افزایش نرخ تبخیر مؤثر می گردد.در استخرهای عمومی بزرگ باید این پارامتر در طراحی در نظر گرفته شود.

در طی ماه های تابستان، هوای ورودی از بیرون به فضای استخر از طریق سیستم تهویه می تواند مقدار رطوبت موجود در هوای داخل استخر را افزایش دهید زیرا رطوبت موجود در هوای ورودی معادل یا بیشتر از رطوبت هوای فضای استخر است.در نتیجه مشکل رطوبت در داخل استخر ایجاد می شود.

حضور افراد در فضای استخر، نسبت رطوبت استخر را افزایش می دهد.این عامل در استخر های مسی ناچیز است اما برای استخرهای عمومی با سکوی تماشاگران می تواند قابل ملاحضه باشد.

مشکلات رطوبت

هوا یک گاز است و مشابه اکثر گازها زمانی که گرم می شود افزایش حجم پیدا می کند و زمانی که سرد می شود حجم آن کاهش می یابد.این انبساط با انقباض با تغییرات دما، درصد رطوبتی را که هوا می تواند در خود نگه دارد، افزایش یا کاهش می دهد.از طرف دیگر همچنانکه هوا منبسط می شود، توانایی آن برای حفظ رطوبت افزایش می یابد.با نسبت رطوبت مشابه و یکسان، زمانی که هوا گرم می شود، رطوبت نسبی کاهش می یابد.هرگاه دمای شیشه پایین تر از دمای هوا باشد، تقطیر روی سطح شیشه شکل خواهد گرفت.زمانی که هوای گرم با شیشه خنک برخورد می کند، تا نقطه ای منقبض می شود که رطوبت اضافی خود را آزاد نماید.ترکیبی از رطوبت نسبی داخل و دمای داخل/خارج که منجر به تقطیر می شود در جدول 1 نشان داده شده است.

رطوبت بالا در یک مجموعه استخر می تواند باعث تسریع خوردگی و آسیب دیدن سازه ساختمان شود.در طی ماه های زمستانو عصر های خنک تایستان، ممکن است دمای بیرون از هوای داخل استخر به طور قابل ملاحظه ای کمتر باشد.هوای گرمف رطوبت را در خود نگه می دارد  ولی سطوح خنک دیوار یا پنجره باعث تقطیر رطوبت می شوند(شکل 1)

هرگاه مقدار رطوبت نسبی به 62 درصد یا بالاتر برای یک دوره زمانی طولانی برسد، آسیب دیدن سازه اتفاق می افتد.در اثر واکنش کلر حاصل از مواد شیمیایی استخر با آب تقطیر شده، اسید هیدروکلریک(HCL)تشکیل می شود که باعث تسریع اثرات خوردگی سطوح چوبی و فی می گردد.هم چنین رطوبت بالا با ایجاد شرایط مساعد محیطی باعث رشد و تکثیر باکتری ها، قارچ ها و ویروس ها شده و در نتیجه در کیفیت هوا تأثیر نامطلوب می گذارد.حفظ رطوبت نسبی در محدوده 60-50 درصد تعداد و فعالیت این موجودات را کاهش می دهد.در نهایت، رطوبت بالا برای افرادی که از استخر استفاده می کنند ناراحت کننده و ناخوشایند می باشد.

حذف رطوبت

از چند روش مختلف می توان جهت کاهش رطوبت در فضای استخر استفاده نمود.معمول ترین روش، تخلیه/هوای جبرانی است.(شکل 2)

در این روش، هوای گرم و مرطوب استخر به محیط خارج تخلیه می شود و هوای بیرون (که معمولأ نسبت رطوبت پایین تری دارد)به صورت هوای جبرانی به داخل فضای استخر ارسال می گردد.زمانی که این هوای جبرانی گرم می شود، رطوبت نسبی مؤثر هوای خارج کاهش می یابد.روش مذکور دو مشکل دارد :

1-    موقعی که هوای گرم فضای داخل استخر به بیرون تخلیه می شود، انرژی گرمایی به هدر می رود.

2-    در طول ماه های تابستان ممکن است هوای بیرون رطوبت بالایی نسبت به هوای داخل استخر داشته باشد.بدین ترتیب عملأ رطوبت فضای استخر افزایش می یابد.زمانی که آب استخر تبخیر می شود، انرژی قابل ملاحضه ای صرف می شود.این انرژی که گرمای نهان نام دارد توسط گرمکن آب استخر تأمین می گردد.منبع دیگر مصرف انرژی در استخرهای سرپوشیده، گرمایش هوای جبرانی است.این انرژی گرمای محسوس نامیده می شود.یک روش جهت استفاده مجدد از انرژی هدر رفته، اضافه کردن یک واحد بازیافت گرما به سیستم اگزاست(تخلیه)می باشد.در این روش گرمای محسوس از هوای خروجی گرفته می شود. و با هوای ورودی مبادله می گردد.این شیوه، قسمتی از انرژی هدر رفته را کاهش می دهد ولی بیشترین مقدار انرژی هدر رفته مربوط به انرژی لازم جهت گرمایش آب استخر می باشد.روش دیگری که از مزیت بازیافت کل گرما(نهان و محسوس)برخوردار است، رطوبت گیری تبریدی نام دارد.هوای گرم و مرطوب در کویل رطوبت گیر، تقطیر و خنک شده و همه انرژی به مبرد منتقل می شود.انرژی بازیافتی را می توان دوباره به جریان هوا در قسمت کویل بازگرمایش به صورت گرمای محسوس انتقال داد.بدین ترتیب تقریبأ 100 درصد انرژی بازیافت می شود(شکل 3)

این گرما به فضای استخر بازگردانده می شود تا هوای استخر در دمای مطلوبی ثابت نگه داشته شود.انرژی گرمایی اضافی تنها برای جبران تلفات گرمایی از طریق پنجره ها و دیوار ها مورد نیاز می باشد.طراحان دستگاه های رطوبت گیر، روش های دیگری را نیز پیشنهاد می کنند مثل مبدل گرمایی آبی که علاوه بر گرم کردن هوا، آب استخر را نیز گرم می کند.

سومین روش، نصب یک دستگاه کندانسور در بیرون از استخر می باشد که گرما را به بیرون انتقال می دهد تا هوای خنک فضای استخر را در فصل تابستان تأمین نماید.

محاسبه بار رطوبت

جدول 2 دماهای طراحی قابل قبول را برای آب استخرهای شنا نشان می دهد.

دمای هوای استخر باید 2F تا 4F بالاتر از دمای آب در نظر گرفته شود تا تبخیر آب استخر در کمترین حالت نگه داشته شود به جز در جکوز ها که دمای هوا باید 87-86F باشد.

جدول 3 بر اساس فرمول اختلاف فشار بخار، لیست نرخ تبخیر آب ساکن را بر فوت مربع سطح استخر در سطح دریا نشان می دهد.

اختلاف نرخ تبخیر بین آب ساکن و آب متلاطم با اعمال ضریب فعالیت 5/1 اصلاح می گردد.این پارامتر، ضریب تبخیر لازم را برای اصلاح مقادیر جدول 3 ارائه می دهد.مقدار هوای تهویه لازم برای استخرهای عمومی توسط AHRAE و کد BOCA، CFM0/5بر فوت مربع مساحت استخر و اطراف آن بعلاوه CFM15 به ازای هر تماشاگر تعیین شده است.کد ها مساحت دور استخر را تعریف نکرده اند؛ اما مساحت دور استخر معمولأ مساحت قسمت سیمانی یا کاشی شده به اندازه 8-6 فوتی دور استخر تعریف می شود.مساحت قسمت تماشگران، معمولأ مساحت اشغال شده توسط تماشاگران در یک مسابقه شنا در نظر گرفته می شود.اگر تعداد صندلی ها معلوم نباشد، حداکثر فضای اشغال شده 150 نفر بر 1000 فوت مربع تخمین زده می شود.اگر استخر و دور آن فقط قسمت کوچکی از یک مساحت بزرگ را اشغال کند، مساحت بزرگتر به صورت محل تماشگران و دور استخر در نظر گرفته نمی شود و بنابراین هوای تهویه اضافی لازم نمی باشد.حجم هوای جبرانی نهایی محتوی یک نسبت رطوبت مخصوص بر اساس ناحیه جغرافیایی محل قرار گرفتن استخر می باشد.جدول 4مقادیر تقریبی نسبت رطوبت را نشان می دهد.

نتیجه گیری

برای استخرهای عمومی باید سه پارامتر رطوبت در نظرگرفته شود :

1-تبخیر آب استخر

2-هوای جبرانی

3-حضور افراد

دستگاه های رطوبت گیر در زمان های غیر فعال استخر برای دفع رطوبت به کار می روند.به طور کلی، دستگاه های رطوبت گیر قادر هستند رطوبت نسبی 60 درصد در زمان فعال و 50 درصد در زمان غیر فعال استخر را تأمین نمایند.استخرهای مسی بار هوای جبرانی و بار افراد استخرهای عمومی را نداشته و بنابراین محاسبات رطوبت آنها فقط بر اساس مقدار تبخیر آب استخر صورت می گیرد.

در مقررات جدید تهویه مطبوع به موضوع کنترل رطوبت و جلوگیری از رشد کپک در ساختمان به ویژه رستوران ها و آشپزخانه های صنعتی توجه خاصی شده است.اما قبل از هر چیز لازم است چگونگی تولید رطوبت در داخل ساختمان و راه های نفوذ آن از خارج به داخل مورد شناسایی قرار گیرند.عوامل مولد رطوبت و مشکلات مربوطه در این گونه ساختمانها بدین قرارند؛ بخارات مربوط به پخت و پز، شست و شوی ظروف، شستوشوی کف سالن، نفوذ باران، تغییر فشار جزئی بخار آب و دمای هوا، و حتی رطوبت حاصل از افراد.منابع افزاینده رطوبت در رستورانها به طور دقیق تر اینها هستند :

—آب : آب باران و منابع زیر زمینی؛

—رطوبت تولید شده در داخل شامل ؛ آشپزخانه ها، نشتی لوله ها، افراد، احتراق؛

—انتشار : جابه جایی رطوبت در داخل ساختمان از نقطه ای به نقطه دیگر؛

—نفوذ : از طریق شکاف ها و درزهای جداره های بیرونی ساختمان؛

—هوای تازه برای تهویه : هوایی که طبق استانداردهای تهویه باید به داخل ساختمان وارد شود؛

—جریان رطوبت طبق خاصیت لوله موبین از طریق مواد و مصالح متخلخل جاذب الرطوبه.

افزایش بیش از حد رطوبت هوا گاه نشانه های آشکاری دارد مثل؛ نشتی آب، زنگ زدگی فات، فساد، پوسیدگی و خوردگی مصالح ساختمانی و اثاثیه.

مشکل وجود کپک در ساختمان از بوی مخصوص و نامطبوع آن قابل کشف است؛ حتی اگر کپک قابل مشاهده عینی نباشد.روش دیگر تشخیص وجود کپک بازرسی عینی است؛ در مراحل رشد کپک رنگ های متفاوتی از زرد تا صورتی و حتی سیاه را در محل تشکیل کپک می توان مشاهده کرد.احتمال تشکیل و رشد کپک در شرایطی که رطوبت نسبی هوا از حدود 70% کند بسیار زیاد است.بنابراین آگاهی از منابع مولد رطوبت در ساختمان ضروری است.

کیفیت هوای داخل ساختمان

کیفیت هوای داخل ساختمان(IAQ)در رستوران ها همواره از نظر مشتریان امری بسیار مهم و تأثیر گذار است.تا جایی که به رطوبت مربوط می شود، کیفیت نامطلوب هوای داخل می تواند موجد افزایش کپک و مشکلات مربوطه در داخل ساختمان باشد.در بدترین سناریو، این امر به دلیل زمینه سازی مسئله سندروم ساختمان بیمار ممکن است سبب طرح دعاوی حقوقی مختلفی علیه مالک ساختمان گردد.کنترل رطوبت و مشکلات مربوط به رشد کپک در ساختمان به دلیل طبیعت رطوبت زای کار پخت و پز، از اهم مسائل در رستورانها و آشپزخانه های صنعتی است.

عوامل مهم رطوبت زا در آشپزخانه

در رستوران ها و آشپزخانه های بزرگ منابع متعددی برای تولید و انتقال رطوبت وجود دارند که بدین قرارند:

—آماده سازی مواد غذایی: شستشوی میوه و سبزیجات؛

—پخت و پز : بخارات متصاعده از غذاهای در حال پخت؛

—سرو غذاها : بخارات متصاعده از بشقابها و ظروف غذای داغ؛

—ظرفشویی : در شستشوی ظروف معمولأ از آب گرم 140F استفاده می شود؛

—شستشوی کف سالن : در آشپزخانه های بزرگ، کفشویی حجم قابل توجهی از بخار آب را از کف در حال شستشو به هوا وارد می کند؛

—نفوذ : ورود رطوبت از میان درزها و منافذ ساختمان؛

—درها : افرادی که از درها وارد سالن می شوند مقدار قابل توجهی بار نهان را به هوا اضافه می کنند؛ به ویژه اگر خیس باشند.

—افراد: مشتریان و کارکنان آشپزخانه و رستوران مولد رطوبتند؛

—اگزاست آشپزخانه : هود های نصب شده بر فراز اجاقها با اخراج هوای دودآلود داخل آشپزخانه سبب ورود حجم قابل توجهی هوای تازه خارج به جای آن می شوند.

بدین ترتیب عوامل افزایش رطوبت هوای آشپزخانه رستوران ها را می توان به سه زمینه کلی مربوط دانست؛ اول رطوبت تولیدی در داخل آشپزخانه؛ دوم رطوبت منتقله از طریق جداره های ساختمان در اثر اختلاف جزئی بخار موجود در هوا بین فضای داخل و خارج ساختمان؛ و بالاخره رطوبت ورودی به فضای داخل در نتیجه جابه جایی کنترل شده یا کنترل نشده هوا.

آشپزخانه رستوران در واقع یک کارخانه تولید رطوبت است که بالقوه می تواند عامل بروز مشکل کپک در این نوع ساختمان باشد.اما تحقیقات نشان می دهند که انتقال رطوبت از طریق جابه جایی هوا صد در صد بیشتر از انتقال رطوبت در اثر اختلاف فشار جزئی بخار موجود در هوا در طرفین جداره های ساختمان است.مثلأ یک سوراخ 2 سانتی متر مربعی در دیوار می تواند سبب انتقال 30 لیتر آب به داخل ساختمان شود؛ در حالی که رطوبت منتقله در نتیجه اختلاف فشار جزئی بخار موجود در هوای طرفین جداره ها فقط 3/1 لیتر است.در اورلاندو که دارای هوایی گرم و مرطوب است، 1cfm هوای تازه مقدار 75 لیتر آب را در فصل گرم سال وارد ساختمان می کند.پس در این اقلیم باید طراحی چنان صورت گیرد که انتقال رطوبت از طریق جابه جایی هوا تحت کنترل باشد.

طراحی ساختمان با توجه خاص به کیفیت هوای داخل

با توجه به آن چه ذکر شد؛ باید طراحی ساختمان رستوران توسط آرشیتکت طوری صورت گیرد که رطوبت به داخل ساختمان نفوذ نکند؛ شیب بندی صحیح پشت بام به منظور جلوگیری از تجمع آب روی سقف ساختمان، قیرگونی یا ایزوگام کردن صحیح پشت بام جهت ممانعت از نفوذ آب از طریق سقف به داخل ساختمان، استفاده از در و پنجره با قاب هوابندی شده برای جلوگیری از نفوذ هوای خارج به داخل.طرح جداره های خارجی ساختمان هم باید طوری باشد که آب باران و نزولات جوی به داخل راه نیابد.

طراح تأسیسات نیز باید با همکاری آرشیتکت طراحی سیستم تهویه مطبوع رستوران و آشپزخانه های بزرگ را با دقت تمام و رعایت ظوابط مربوطه انجام دهد؛ دستگاه های پخت و پز، ظرفشویی، هود های تخلیه آشپزخانه و هواکش های مستراح باید چنان دقیق اندازه گذاری شوند که بالانس فشار هوای داخل و خارج ساختمان برقرار بماند.

مهندس تأسیسات باید حجم هوای نواحی مختلف ساختمان، حجم هوای اگزاست، هوای انتقالی، هوای احتراق و هوای تازه جبرانی را جهت نیل به بالانس صحیح هوای ساختمان به دقت محاسبه کند.بالانس ناصحیح هوا منجر به افزایش نفوذ هوای خارج به داخل یا بالعکس خواهد شد که این نیز تحمیل بار رطوبتی اضافی به دستگاه هواساز را در پی دارد.مضافأ می تواند سبب جریان کنترل نشده هوا بین نواحی مختلف ساختمان شود.

وقتی فشار های ساختمان متعادل یا بالانس نباشند، هوای نواحی تهویه مطبوع نشده ای مثل اتاق زیر شیروانی و انباری به فضاهای مورد تهویه مطبوع وارد شده و هوای متعفن مستراح به سالن غذاخوری راه می یابد.عدم تعادل فشار هوا همچنین سبب اختلال در احتراق سوخت دستگاه های مختلف اعم از اجاق و غیره می شود.این عدم تعادل فشار ممکن است به صورت انفعالی تحت تأثیر باد، اختلاف دما یا نفوذ پذیر بودن جداره های خارجی ساختمان؛ و یا به صورت فعال در نتیجه کار سیستم های تخلیه هوا، نشتی کانال های هوا و یا نامتعادل بودن جریان های هوای برگشت به دستگاه هواساز باشد.

عملکرد و نگهداری سیستم

این بسیار مهم است که پرسنل راهبری و نگهداری تأسیسات رستوران ها که قاعدتأ باید افراد مجربی باشند، از تداوم برقراری استاندارد های IAQ اطمینان حاصل کنند تا خطر بروز شرایط رشد کپک های سمی ایجاد نشود.پرسنل راهبری باید دستگاه ها را در وضعیت میزان صحیح(طبق طرح)نگه دارند.بسیاری از آن ها چنان به کار خود مسلطند که با دیدن کثیفی فیلتر ها، چربی روی فیلتر داخل هود، جرم گرفتگی دریچه های برگشت هوا، تغییر فشار های استاتیک و تغییر قدرت سرد کنندگی کویل های دستگاه هواساز، می توانند به وجود شرایط افت کیفیت هوای داخل پی ببرند.برای فیلتر های هوا در سیستم های تهویه مطبوع افت فشاری در طرح پیش بینی شده است که نباید افزایش یابد.فیلتر های یک بار مصرف به دلیل کثیف شدن باید در زمان های معین تعویض شوند تا سیستم قادر باشد مطابق مشخصات طرح به کار خود ادامه دهد.راستی شما هر چند وقت یکبار دریچه های برگشت یا دریچه های تخلیه هوا را پوشیده از چربی و گرد و خاک می بینید؟

مالکین ساختمان ها اغلب فقط زمانی از ناکارآمد بودن سیستم سرمایش در تابستان شکوه می کنند که چند هفته یا چند ماه از کثیف شدن دریچه ها و گرفتگی فیلتر ها گذشته است.در چنین مواردی بهتر است تکنسین یا حتی مالک ساختمان فکرش را به کار انداخته و بی جهت سراغ سرویس دستگاه های اصلی سیستم نرود؛فقط با پاکسازی دریچه ها و تعویض فیلتر هوا به راحتی می توان مشکل کاهش سرمایش سیستم را برطرف کرد.همواره باید به خاطر داشت که کثیفی و گرفتگی فیلتر ها موجب کاهش جریان هوا شده و سیستم را در تأمین سرمایش مورد نیاز ساختمان به ناحق ناتوان جلوه می دهد؛ ضمن اینکه هزینه برق یا انرژی مصرفی دستگاه های تهویه مطبوع را نیز به شدت بالا می برد.کاهش جریان هوا مشکلات مربوط به افزایش رطوبت هوا را نیز در پی خواهد داشت.

به هر حال رطوبت بیش از حد هوا در رستوران ها و صنایع غذایی خسارات و ضایعات زیادی را موجب می شود که بنا به اعلام انجمن هتل و متل آمریکا در هر سال صرف نظر از دعاوی حقوقی، ده ها میلیون دلار خسارت وارد می کند.

اقتباس از مجله صنعت تأسیسات

از : Dennis L.Matula

ترجمه و اقتباس : مهندس سید مجتبی طباطبایی

بیمارستانها تقریبأ 5 درصد کل مصرف انرژی در ایالات متحده را به خود اختصاص می دهند که معادل است با 45 تریلیون Btu (بر اساس ممیزی مصرف انرژی ساختمانهای تجاری آمریکا) بیمارستانها سالانه حدود 5 میلیارد دلار یا 1 تا 3 درصد بودجه عملیاتی خود را صرف انرژی می کنند(بنا بر اعلام دپارتمان انرژی ایلات متحده)کاهش مصرف انرژی سیستمهای بیمارستانی نقش مهمی در کاهش هزینه های عملیاتی و دستیابی به اهداف سه گانه (Aim Triple)سیستم سلامت(ارتقای سلامت جامعه، بهبود مراقبت از بیمار، و کاهش هزینه ها)ایفا می کند.

بیشتر انرژی مصرفی سیستمهای بیمارستانی از سیستم های گرمایش و تهویه مطبوع نشأت می گیرد.تأسیسات چیلر بزرگترین مصرف کننده انرژی در اکثر بیمارستانها به شمار می روند.این مصرف انرژی چنانچه سیستم برای عملکرد با حداکثر راندمان خود طراحی نشده باشد تشدید می شود.بسیاری از بیمارستانها 24 ساعته فعالند، و لذا تأسیسات چیلر هر روز در تمام طول سال کار می کنند.بنابراین کارآمد تر ساختن تأسیسات چیلر یکی از موثرترین روشهای کاهش مصرف انرژی برای سیستم های بزرگ بیمارستانی است.چیلر ها عمومأ زمانی که بین 65 تا 85 درصد ظرفیت بار کامل خود کار می کنند به حداکثر راندمان دست می یابند.چیلرهای ه زیر 50 درصد بار اسمی خود کار می کنند معمولأ مصرف انرژی بسیار زیادی داشته و کارایی انرژی ضعیفی دارند.بنابراین، راندمان عملیاتی چیلر تحت بار متغیر کلید صرفه جویی های انرژی برای یک تأسیسات آب سرد است.چیلر ها باید چنان طراحی شوند که در دامنه بین 60 تا 80 درصد ظرفیت اسمی خود کار کنند تا صرفه جویی انرژی برای تأسیسات چیلر به حداکثر برسد.

این مقاله، بررسی خواهد کرد که چگونه یک بیمارستان می تواند کارایی سیستم چیلرخود را به حداکثر رسانده و هزینه عملیاتی خود را بهبود بخشد.

-بهینه سازی چیلر

بیمارستان ها با بررسی پارامتر ها و بار های عملیاتی نرمال می توانند یک الگوریتم اقتصادی تدوین کنند که آغاز به کار و توقف تجهیزات تأسیسات چیلر را بهینه سازد.هدف از تدوین این الگوریتم، عملکرد متداوم هر دستگاه در دامنه کارایی ایده آل آن است که این موجب بهینه سازی راندمان کلی سیستم چیلر می شود. بدون تردید، این یک فرآیند بسیار پیچیده است و ممکن است برای آن دسته از مدیران تأسیسات که می خواهند چیز ها را حتی الامکان ساده نگه دارند خوشایند نباشد، اما ماحصل این پیچیدگی فرصت عالی برای صرفه جویی است.این امر می تواند با نگارش یک توالی کنترل بهینه سازی انجام شود که توسط یک پیمانکار کنترل یا سازندگان کنترل قابل اجرا است.این نوع مکانیسم کنترل مستم میزان قابل توجهی برنامه ریزی و اصلاحات برروی تأسیسات موجود است و اجرای آن می تواند بسیار پر هزینه و پیچیده باشد.

یک راه جایگزین و موثر تر برای دستیابی به بهینه سازی تأسیسات چیلر، به کار گرفتن هارتمن لوپ است که توسط چندین تولید کننده کنترل عرضه می شود.فناوری هارتمن لوپ جدید نیست و در سال 2001 به ثبت رسیده است.این فناوری اجازه نمی دهد که اجزای مختلف (چیلر، برج خنک کن، و پمپ توزیع آب سرد)به صورت مستقل عمل کنند، بلکه کل اجزای تاسیسات را قادر می سازد تا با یکدیگر به صورت یک سیستم واحد کار کنند.در این ایده عملیاتی کارآمد، دماهای آب سرد و آب کندانسور به طور مستقیم کنترل نمی شوند.در عوض، هر جز چنان به کار گرفته می شود که کارایی آن در ارتباط با سایر اجزا و مقتضیات شرایط بار فعلی سیستم بهینه شود.انگیزش اصلی پشت این فناوری، به حداکثر رساندن ارزش فناوریهای سرعت متغیر است که اینک بخشی از تمامی سیستم های چیلر می باشند.نتیجه اجرای این فناوری این است که مصرف انرژی سالانه بیمارستانها می تواند به کمتر از 40 تا 50 درصد تاسیسات چیلر سنتی برسد.من به عنوان یک طراح، پکیج بهینه سازی را برای بسیاری از تاسیسات چیلر طراحی کرده ام، اما به علت هزینه اولیه بالای اجرا کمتر از نصف آن ها نصب شده اند.البته این با توجه به شرایط مالی سختی که سیستم های بیمارستانی تجربه می کنند چندان تعجب آور نیست.این محدودیتهای بودجه ای، مدیران پروژه ها را مجبور می سازند تا بر هزینه اولیه تمرکز کنند و نه بر هزینه عملیاتی پایین بلند مدت.مدیران پروژه های بیمارستانی باید به هزینه دوره عمر پکیج های بهینه سازی توجه بیشتری معطوف کنند.دوره استهلاک هزینه محاسبه شده برای این پکیج ها غالبأ کمتر از 5 سال است.در مواردی که تخصص کافی وجود ندارد، مدیران تأسیسات باید همکاری با سازندگان کنترلها و مهندسین مکانیک حوزه کنترل را در نظر بگیرند تا به آن ها در اجرای یک پکیج بهینه سازی چیلر کمک کنند.

-تجهیزات تأسیسات آب سرد

هنگام تلاش برای بهینه سازی تأسیسات آب سرد، علاوه بر خود چیلر فاکتور های بسیاری وجود دارندکه باید مورد توجه قرار گیرند .تجهیزات جانبی از قبیل برج های خنک کن و پمپ ها تأثیر قابل توجهی بر راندمان عملکرد چیلر دارند.هنگام بهینه سازی تأسیسات چیلر باید هر یک از اجزا را مورد بررسی قرار داده و تعیین نمود که چگونه تعامل آن ها بر کل سیستم تأثیر خواهد گذاشت.علاوه بر ظرفیت تجهیزات، چندین فاکتور دیگر بر توانایی سیستم در تامین بار سرمایشی ساختمان تأثیر می گذارند.بعضی ازین فاکتور ها عبارتند از نوع مبرد ها، ساعات کارکرد، شرایط آب و هوایی، نرخ های برق، و کاربری ساختمان.برای بهینه سازی عملکرد سیستم چیلر باید تمامی این فاکتور ها دقیقأ مورد بررسی قرار گیرند.

-فناوری های چیلر

فناوری های چیلر طی 20 سال گذشته فوق العاده پیشرفت کرده اند و نتیجه آن، چیلر های جدیدی است که با راندمان بالاتر از چیلر های مدل قدیمی کار می کنند.به عنوان مثال چیلر های ساخت سازندگان معتبر از قبیل دایکین، Trane، کریر دارای راندمان بار کامل بین 45/0 تا 5/0 کیلو وات بر تن در شرایط AHRI می باشند.این چیلر ها همچنین دارای مقادیر بار جزئی یکپارچه (IPLV)  بین 29/0 تا  305/0 کیلووات بر تن هستند.چیلر های یاتاقان مغناطیسی جدید مانند Daikin Magnitude, Johnson Controls YMC2 و Multistacks maglev دارای مقادیر بار جزئی یکپارچه پایین در حد 29/0 کیلووات بر تن می باشند که می توانند برای تأسیسات چیلری جدید بسیار جذاب باشند.

10 سال پیش، چیلر های سانتریفوژ و اسکرو دارای راندمان بار کامل 75/0 تا 85/0 کیلووات بر تن بودند.10 سال قبل تر، راندمان بار کامل در دامنه 85/0 تا 1 کیلووات بر تن قرار داشت.بر اساس این اعداد، این بدین معنی است که چیلر های جدید 60% بهتر از چیلر هایی کار می کنند که 20 سال پیش تولید و نصب شدند.البته این، کاهشهای راندمان مرتبط با نگهداری ضعیف و استهلاک و فرسودگی نرمال چیلر های موجود را به حساب نمی آورد.

چیلر های جدید باید نه فقط بر اساس هزینه اولیه، بلکه بر مبنای هزینه دوره عمر و راندمانهای کلی تجهیزات انتخاب شوند.انتخاب یک چیلر با راندمان بالا در بار کامل، عملکرد موثر و کارامد چیلر را تضمین نخواهد کرد.اکثر چیلر ها کمتر از 5/0 کل زمان کارکرد خود را در بارها کامل کار می کننددر 95% بقیه، چیلرها با راندمان بار جزئی کار خواهند کرد.درک پروفایل بار سیستم جدید یا موجود به طراح کمک خواهد کرد تا کارآمدترین و پر راندمان ترین چیلر را برای یک تأسیسات آب سرد انتخاب کند.

بهینه سازی تأسیسات آب سرد برای بیشتر سیستم های جدید با انتخاب درست تجهیزات آغاز می شود.گرچه خرید یک چیلر با راندمان بار جزئی بهتر ممکن است پرهزینه تر تمام شود، اما این هزینه اضافی معمولا بواسطه صرفه جویی های انرژی حاصله ظرف مدت کوتاهی مستهلک خواهد شد.مدیران تأسیسات باید با همکاری مهندسین مکانیک اطمینان حاصل کنند که چیلرهای مناسب برای بیمارستان انتخاب می شوند.

-کنترل دمای رفت آب سرد

برای سال ها چیلر ها صرف نظر از بار سرمایشی بیمارستانها برای تامین آب سرد با دمای ثابت کنترل می شدند.اما چیلر های مدرن امروزی می توانند دمای رفت آب سرد را با کاهش بار سرمایشی تغییر دهند.با اجازه دادن به شناور شدن دمای آب و بالا بردن آن طی دوره های با بار سرمایشی پایین، به ازای هر درجه افزایش دمای آب سرد حدودآ 1% صرفه جویی حاصل می شود.بنابراین، بالا بردن دمای آب سرد به اندازه 5F، حدودآ 5% در انرژی مصرفی چیلر صرفه جویی حاصل خواهد کرد.

برای این منظور، چیلر باید حس کند که چه زمانی بار کاهش یافته است،  گاهی اوقات، دمای برگشت آب سرد به عنوان یک شضاخص مورد استفاده قرار می گیرد.سیستم های پیشرفته تر، زون بدترین حالت را تحت پایش قرار می دهند؛ زونی که شیر آب سرد آن از بقیه زونها بازتر است.زمانی که دمای این زون شروع به بالا رفتن می کند،دمای آب سرد پایین آورده می شود.

کنترل دمای رفت آب سرد بخش مهمی از بهینه سازی تأسیسات چیلر به شمار می رود.البته این را می توان به عنوان یک بهینه سازی مستقل انجام داد یا اینکه می تواند به صورت بخشی از پکیج بهینه سازی چیلر اجرا شود.

-کنترل نقطه تنظیم دمای آب کندانسور

روش ریست دمای آب کندانسور را می توان در تاسیسات چیلری با برجهای خنک کن به کار برد که با آن، دمای آب کندانسور می تواند تغییر داده شود.اکثر توالی های کنترلی برج خنک کن دمای ثابت آب کندانسور(معمولا F85) را با تغییر دادن نرخ جریان هوا حفظ می کنند.اما وقتی دمای مرطوب خارج کاهش پیدا می کند، دمای آب کندانسور می تواند کاهش داده شود.نتیجه آن، کار کمتر برای کمپرسور ها و صرفه جویی های حدود 5/0% به ازای هر F1 کاهش  در دمای آب کندانسور است.

بنابراین، پایین آوردن دمای آب کندانسور به اندازه F5 حدودا 5/2% در انرژی مصرفی چیلر صرفه جویی حاصل خواهد کرد.البته برای میزان پایین آوردن دما حدودی وجود دارد که باید آن ها را با سازنده چیلر چک نمود.اکثر چیلر ها می توانند با دما های F70 یا کمتر کار کنند.این روش را نیز می توان به عنوان یک بهینه سازی مستقل انجام داد یا اینکه می تواند به صورت بخشی از پکیج بهینه سازی چیلر اجرا شود.

-بهینه سازی پویای چیلر

شرکت SmithGroupJJR برای اجرای فرآیند بهینه سازی پویای چیلر (DCO) با بسیاری از بیمارستانها همکاری کرده است.این فرایند شامل جمع آوری داده های زمان واقعی از سیستم های آب سرد عملیاتی موجود است.اطلاعات مربوط به تمامی شرایط کلیدی که بر آسایش، انرژی و کارایی مورد نظر تأثیر می گذارند جمع آوری می شوند. این داده های جمع آوری شده سپس برای انجام اقداماتی مورد استفاده قرار می گیرند که به بهینه سازی عملکرد تاسیسات آب سرد کمک خواهند کرد.به کار گرفتن DCO به مالکین بیمارستان ها اجازه می دهد تا در مصرف انرژی صرفه جویی کرده در حالی که حداکثر کارایی را برای تأسیسات چیلر حفظ می کنند.اولین مرحله در اجرای DCO برای یک تأسیسات آب سرد ثبت سنجشهای خط پایه برای رد گیری کارایی سیستم آب سرد موجود است.داده های اندازه گیری باید جمع آوری شوند.این امر با افزودن ترانس رها به برجهای خنک کن، کلیه پمپ ها، و همچنین پایش روند مصرف انرژی چیلر(kWh)محقق می شود.

داده های اندازه گیری جمع آوری شده یک خط پایه دقیق برای مقایسه عملکردهای آینده فراهم می سازند.یک منفعت کلیدی استفاده از DCO این است که غالبأ به افزایش ظرفیت تأسیسات آب سرد و مدیریت مشکلات سیستم کمک می کند.DCO همچنین می تواند به مشکلات ظرفیت برج خنک کن و پمپاژ بیش از حد رسیدگی کرده و با اجرای توالی های کنترلی، برج های خنک کن را بطور موثر و کارامد کنترل کند.این می تواند ظرفیت برج خنک کن را با بهینه سازی عملکرد چیلر بهبود بخشیده در حالی که مصرف انرژی بادزن برج را کاهش می دهد.

-نتیجه گیری

بهینه سازی تأسیسات چیلر به علت تأثیر بر عملکرد تأسیسات و همچنین با توجه به تحمیل هزینه اولیه بالا، یک مسئولیت مهم برای دپارتمان تأسیسات به شمار می رود.البته تأثیر اقتصادی اجرای چنین سیستمی بر هزینه اولیه ان می چربد و به بیمارستان کمک می کند تا هزینه عملیاتی خود را کاهش دهد.بهینه سازی تأسیسات آب سرد نقش مهمی در دستیابی به اهداف سه گانه سیستم سلامت ایفا می کند.

بهبود های اخیر در فناوری و راندمان چیلر، تصمیم گیری برای تأسیسات آب سرد جدید را آسان تر می سازد؛ مخصوصا در این برحه از زمان که هزینه های انرژی هرروزه افزایش می یابند.برای تأسیسات آب سرد موجود باید بهینه سازی پویای چیلر (DCO) را اجرا نمود تا از منافع کامل بهینه سازی تأسیسات آب سرد بهره مند شد.

اقتباس از : Gary Hamilton

مأخذ : Engineered Systems, July 2017

ترجمه : دکتر سید علی اکبر طباطبایی

تأمین آسایش افراد، کنترل عفونت، و خشک شدن پوشش های مخاطی از دلایل اصلی وم کنترل دما و رطوبت در اتاق های جراحی به شمار می روند.دامنه های دما و رطوبت و حداقل نرخ تعویض هوا در اتاقهای جراحی اغلب توسط مقررات محلی و یا راهنماهای معتبر تعیین می شوند.اما معمولأ شرایط دما و رطوبت برای جراحان با آنچه در راهنماها قید شده متفاوت است که علت آن هم پوشیدن لباسهای سنگین جراحی و احساس جراحان از انجام موفقیت آمیز اعمال جراحی در دماهای پایین تر اتاق است.Don Garrison، رئیس بخش مدیریت تسهیلات بیمارستان Franklin Memorial واقع در فارمینگتون می گوید: ما همیشه برای راضی نگه داشتن جراحان مشکل داریم چرا که آن ها خواهان دمای 62 تا F65 (17 تا C18) هستند در حالی که متخصصین بیهوشی و سایر کارکنان دماهای بالاتر را می پسندند.

این مقاله نحوه تأثیر مقتضیات دما و رطوبت اتاقهای جراحی بر طرح سیستم HVAC را مورد بررسی قرار داده و به معرفی سیستمهایی می پردازد که می توانند این مقتضیات را تأمین کنند.البته در این تحلیل تمرکز اصلی بر روی سرماش و رطوبت گیری است؛ گرمایش و رطوبت زنی مد نظر نیستند.

تأثیر بر طرح سیستم HVAC

مقتضیات کنترل دما و رطوبت و همچنین نرخ بالای تعویض هوا در اتاقهای جراحی به طور چشمگیری بر طرح سیستم HVAC تأثیر می گذارند.استفاده از قواعد تجربی و یا روش طراحی سنتی که فقط مبتنی بر دماست، غالبأ منجر به سیستم هایی می شود که نمی توانند این مقتضیات را تأمین کنند.

راهنماهای طراحی انجمن آرشیتکتهای آمریکا (AIA) 15 بار تویض هوا در ساعت (ACH) از هوای رفت را برای یک اتاق جراحی توصیه می کنند که 20 درصد آن باید هوای تازه باشد. به عنوان مثال، برای یک اتاق جراحی به مساحت ft²450(m²42) و با سقفی ارتفاع ft10(m3)، ACH15 معادل است با cfm1125(L/s531) هوای رفت.با فرض اینکه این یک فضای داخلی است و از روشنایی، تجهیزات و سطح اشغال افراد بهره می برد. بار سرمایی محسوس در این فضا Btu/h8190 (kw4/2) و بار سرمایی نهان Btu/h1600(kw47/0) خواهد بود.این بارها برای محاسبه نسبت گرمای محسوس (SHR) فضا مورد استفاده قرار می گیرند که تعیین می کند تا چه حد باید هوای رفت را خنک و خشک نمود تا هم دما و هم سطح رطوبت مطلوب در فضا تثبیت شود.

برای این مثال، SHR فضا 84/0 است؛ به این معنی که 84 درصد بار سرمایی فضا از گرمای محسوس اکتسابی ناشی می شود.

برای شرایط طرح، فرض کنید که شرایط هوای فضا (RA) دمای حباب خشک F 62 (C 17) و رطوبت نسبی 60% باشد.این معادل است با نسبت رطوبت gr/lb50(g/kg2/7) یا نقطه شبنم F 48( C9) حتی اگر این دما خنک تر از دمای مقرر در راهنمای AIA باشد، محتملأ باز هم جراحان ترموستات را روی دمای پایین تر تنظیم می کنند.

هنگامی که نمودار سایکرومتریک را رسم کنیم.(شکل1)،

 خط SHR فضا که 84/0 است از شرایط مطلوب فضا (RA) تا نقطه تقاطع با منحنی اشباع امتداد می یابد.برای جبران بار های سرمایی محسوس و نهان فضا و حفظ شرایط مطلوب فضا، وضعیت هوای رفت(SA) باید جای بر روی خط SHR قرار گیرد.

بیایید ابتدا بررسی کنیم که روش طراحی مبتنی بر دما که فقط بار محسوس فضا را در نظر می گیرد چگونه بر توانایی سیستم HVAC در تأمین مقتضیات رطوبت اتاق جراحی تأثیر می گذارد :

معادله گرمای محسوس اکتسابی معین می کند که برای جبران بار محسوس فضا(Qs) یعنی

   Btu/h 8190 (kw4/2) ضمن حفظ دمای فضا در F 62 (C 17) باید cfm1125(L/s531) هوای رفت در دمای حباب خشک F 55 (C 13) به فضا ارسال شود:

Qs=1/085×1125cfm×(62F - Tsa)=8190Btu/h

Tsa=55f

از آنجا که نرخ تعویض هوای مورد نیاز بالاست (ACH 15 در مقایسه با  ACH 6 برای یک فضای اداری)

ΔT باید نسبت به اکثر طرح های استاندارد کوچکتر باشد.در این مثال هوای رفت فقطF 7 (C 4) خنک تر از فضاست، نه F 20 (C 11).اما اگر هوا فقط تا F 55 (C 13) سرد شود.رطوبت نسبی حاصله در فضا تقریبأ 70% خواهد شد که خیلی بیشتر از حد بالای توصیه شده یعنی 60% می باشد.(شکل 1)

بنابراین در طرح سیستم HVAC برای یک اتاق جراحی باید دما و رطوبت با هم مورد توجه قرار گیرند؛ در صورت استفاده از یک کویل سرمایی استاندارد ، هوا باید تا دمایی خنک تر از دمای حباب خشک لازم سرد شود تا رطوبت گیری هوای اتاق جراحی در حد کافی صورت گیرد.معادله گرمای نهان اکتسابی تعیین می کند که برای جبران بار نهان فضا(QL) یعنی Btu/h1600 (kw 47/0)، هوای رفت باید در نسبت رطوبت

gr/Ib48 (g/kg9/6) تحویل داده شود که معادل است با نقطه شبنم F 47 (C 8):

QL=0/7×1125cfm×(50gr/Ib - Wsa)=1600Btu/h

Wsa=48gr/Ib

برای دستیابی به سطح رطوبت فضای طرح، cfm 1125 (L/s 531 یا m³/s 53/0) هوای رفت باید تا نقطه شبنم F 47(C 8) رطوبت گیری شود(CA) که این متناظر است با دمای حباب خشک F 48(C 9)

اما ارسال این مقدار هوا در این دمای خنک تر از دمای حباب خشک لازم، موجب سرد شدن بیش از حد فضا می شود که فقط به هوای F 55(C 13) برای جبران بار محسوس نیاز دارد.

یک راه حل رایج برای این مشکل، افزودن کویل بازگرمایش در پایین دست کویل سرمایی است.

کویل باز گرمایش دمای حباب خشک هوای رفت رطوبت گیری شده(SA)  را قبل از اینکه به فضا ارسال شود تا

F 55(C 13) بالا می برد.(شکل 2)

با استفاده از این روش که مبتنی بر دما و رطوبت است مقتضیات دمایی و رطوبتی فضا هر دو تأمین می گردند.

راه حل ها

در ادامه این مقاله، چند آرایش از سیستم های HVAC مورد بررسی قرار می گیرند که می توانند دما و رطوبت مطلوب اتاق جراحی را با ارسال مقدار مورد نیاز هوای رفت تأمین کنند.

راه حل 1: سرمایش و باز گرمایش (فقط یک کویل سرمایی)

شکل 3 آرایش سیستمی را نشان می دهد که از یک کویل سرمایی برای رطوبت گیری هوا و حفظ سطح رطوبت فضا در حد مورد نیاز استفاده می کند.یک کویل باز گرمایش نیز هوای رفت را گرم می کند تا دمای مطلوب فضا تدمین گرد.در شرایط طرح برای همان مثال اتاق جراحی، ظرفیت سرمایش مورد نیاز 3 تن

(kw 6/10) و ظرفیت باز گرمایش مورد نیاز Btu/h8500 (kw 5/2) است.

فرآیند های صنعتی مقادیر زیادی سوخت و الکتریسیته مصرف می کنند که منجر به تولید حرارت می شود و متأسفانه بخش اعظم آن تلف شده و به جو یا آب سرازیر می گردد.تاکنون تلاش های بسیاری برای طراحی تجهیزاتی که از این حرارت تلف شده استفاده کنند صورت گرفته است. با این کار می توان حدوداً 20% در هزینه سالانه سوخت واحد صنعتی صرفه جویی کرده و در برخی از موارد خاص، میزان آلاینده های وارد شونده به محیط زیست را کاسته و حتی نیاز واحد صنعتی به نگهداری را کمتر نمود؛ اگرچه در برخی از موارد انجام این کار میزان آلاینده ها و نیاز به نگهداری را افزایش می دهد(مانند پیش گرم کردن هوای احتراق که دمای احتراق را بالا برده بر میزان اکسید های نیتروژن می افزاید) .

این مقاله که طی این شماره و شماره آینده ارائه می شود به بررسی کامل انواع تجهیزات و راهکار های بازیافت حرارت در صنایع می پردازد.

قابل استفاده بودن حرارت پرت به دمای آن بستگی دارد و هرچه دمای آن بالاتر باشد، ارزش بیشتری خواهد داشت.اکثرتجهیزات بازیافت کننده حرارت پرت، حرارت را از یک جریان دما بالا به یک جریان دما پایین منتقل می کنند.این عمل باعث بالا رفتن دمای جریان ورودی و یا تغییر فاز این جریان از مایع به بخار(مثل حالتی که در یک دیگ وجود دارد)می شود.کلیه این تجهیزات را می توان به طور کلی در رده مبدل های حرارتی طبقه بندی نمود.البته می توان حرارت پرت را به صورت گذراندن هوای داغ یا بخار در توربین ها برای تولید برق و یا به کار انداختن پمپ ها، بادزن ها و سایر تجهیزات مکانیکی مورد بهره برداری قرار داد.برای انتخاب تجهیزات بازیافت کننده حرارت پرت باید نکاتی چون محدوده های دما و فشار، میزان خورندگی جریان های ورودی و خروجی، حضور موادی که باعث رسوب گذاری در سطوح انتقال حرارت می شوند و چرخه های حرارتی را مد نظر داشت.وجود شرایط غیر عادی در هر یک از این موارد، به کار بردن طراحی و مواد خاصی را در تجهیزات بازیافت کننده ضروری می سازد که هزینه ها را بالا خواهد برد.علاوه بر این، باید منبع حرارت پرت و نقطه مصرف حرارت بازیابی شده به هم نزدیک باشند.

این فناوری چگونه باعث صرفه جویی انرژی می شود ؟

استفاده از حرارت پرت در فرآیندی که در ورودی خود نیازمند حرارت است می تواند جایگزین سوخت و یا الکتریسیته ای شود که معمولأ به کار برده می شده است.البته حرارت پرت باید به اندازه کافی از مقتضیات ورودی فرآیند داغ تر باشد(با احتساب تلفات حرارت در مبدل و مسیر انتقال) تا صرفه جویی حاصله از این محل جوابگوی هزینه های خرید تجهیزات بازیافت و کارکرد آن ها باشد.

شکل 1 نشان دهنده طرح شماتیک جریان های انرژی و مواد برای یک فرآیند است.در واحد های صنعتی تعداد فرآیند ها زیاد بوده و جریان مواد و انرژی در بین آن ها نیز وجود دارد.علاوه بر این، حرارت بازیافت شده از خروجی هر فرآیند را می توان در هر ورودی به کار برد.توجه داشته باشید که شکل 1 فقط جریان های محتمل انرژی را نشان می دهد.تمام فرآیند ها قادر به تولید حرارت پرت با صرفه اقتصادی نمی باشند.حتی جریان های فاضلاب داغ که از لحاظ ارزش انرژی بسیار مناسب هستند به دلیل دارا بودن مواد سمی و آلاینده مورد استفاده قرار نمی گیرند.اما از سوی دیگر، شاید بازیافت حرارت از یک فرآیند به حدی باشد که فرآیند دیگری را از مصرف هر نوع سوخت بی نیاز می کند.

این فناوری چگونه باعث صرف جویی انرژی می شود ؟

استفاده از حرارت پرت در فرآیندی که در ورودی خود نیازمند حرارت است می تواند جایگزین سوخت و یا الکتریسیته ای شود که معمولأ به کار برده می شده است.البته حرارت پرت باید به اندازه کافی از مقتضیات ورودی فرآیند داغ تر باشد(با احتساب تلفات حرارت در مبدل و مسیر انتقال)تا صرفه جویی حاصله از این محل جوابگوی هزینه های خرید تجهیزات بازیافت و کارکرد آن ها باشد.

شکل 1 نشان دهنده طرح شماتیک جریان های انرژی و مواد برای یک فرآیند است.در واحد های صنعتی تعداد فرآیند ها زیاد بوده و جریان مواد و انرژی در بین آن ها نیز وجود دارد.علاوه بر این، حرارت بازیافت شده از خروجی هر فرآیند را می توان در هر ورودی به کار برد.توجه داشته باشید که شکل 1 فقط جریان های محتمل انرژی را نشان می دهد.تمام فرایند ها قادر به تولید حرارت پرت با صرفه اقتصادی نمی باشند.حتی جریان های فاضلاب داغ که از لحاظ ارزش انرژی بسیار مناسب هستند به دلیل دارا بودن مواد سمی و آلاینده مورد استفاده قرار نمی گیرند.اما از سوی دیگر، شاید بازیافت حرارت از یک فرآیند به حدی باشد که فرآیند دیگری را از مصرف هر نوع سوخت بی نیاز سازد.

انواع تجهیزات

تجهیزات مختلفی برای بازیافت حرارت ساخته شده اند و طراحی آن ها بر اساس ملحوظ کردن مسائل بسیاری چون محیط زیست و دماهای جریان دور ریز صورت گرفته است.عناوینی که برای برخی انواع خاص این تجهیزات در این مقاله ذکر شده اند بر اساس تجربیات میدانی بوده و گونه هایی از آن ها در صنایع نیز وجود دارند.در این بخش، گستره وسیعی از مبدل های حرارتی چون بازیابنده های حرارت؛ مبدل های حرارتی بازیابنده؛ مبدل های حرارتی لوله گرمایی؛ دیگ های بازیابی حرارت پرت؛ و منبسط کننده های گاز و بخار بررسی خواهند شد.

بازیابنده های حرارت

بازیابنده ها معمولأ حرارت را از گازهای خروجی یک کوره زباله سوز و یا سایر منابع گاز های دما متوسط یا دما بالا بازیابی کرده و به هوای ورودی احتراق منتقل می سازند.این تجهیزات بر اساس جهت نسبی حرکت جریان گاز تقسیم بندی می شوند: جهت حرکت دو گاز در مبدل های حرارتی جریان موازی به یک سو؛ در مبدل های حرارتی جریان مخالف و در خلاف جهت همدیگر؛ و در مبدل های حرارتی جریان متقاطع به صورت عمود بر یکدیگر است.مبدلهای حرارتی جریان مخالف بالاترین تأثیر و راندمان را دارند. شکل 2 طرح های کلی این مبدل ها را نشان می دهد.در ادامه به شرح انواع مهم بازیابنده های حرارت می پردازیم.

بازیابنده های تشعشعی فی

این تجهیزات از دو لوله فی هم محور تشکیل شده اند.لوله داخلی حاوی گاز های داغ خروجی است که حرارت را به دیواره های داخلی بازیابنده می تاباند.لوله خارجی حاوی گاز سردی است که باید گرم شود(معمولأ هوا برای احتراق در کوره یا دیگ).بازیابنه های تشعشعی فی بسیار ساده و ارزان هستند.این تجهیزات را در نزدیکی نقطه مصرف حرارت بازیابی شده نصب می کنند.البته ابعاد این بازیابنده ها نسبتأ بزرگ است.ساختار بازیابنده های تشعشعی فی در شکل 3 نشان داده شده است.

نوع جریانی که در این تجهیزات مورد استفاده قرار می گیرد، موازی است چون بدین ترتیب گاز های خروجی حرارت خود را سریع تر به گاز های کم دما انتقال داده و عمر پوسته داخلی افزایش می یابد.در برخی از طرح ها، دو بخش تعبیه می شود؛ بخش پایینی که برای سرد شدن سریع تر از جریان موازی بهره برده و بخش بالایی که برای کسب راندمان بالاتر به شیوه جریان مخالف عمل می کند.

از آن جا که پوسته داخلی در معرض دما های بالاتر قرار دارد از مواد مقاوم در برابر حرارت ساخته می شود در حالی که برای پوسته بیرونی از مواد معمولی استفاده می شود .برای اینکه سیستم در برابر انبساط ناشی از اختلاف دما آسیب نبیند معمولأ آن را به صورت معلق در قابی آزاد طراحی کرده و بین آن و کوره یک اتصال انبساطی قرار می دهند.

ادامه دارد.

بازیابنده همرفتی

در این سیستم گاز های داغ از درون چندین لوله با قطر کم که در داخل یک پوسته قرار دارند، به چرخش واداشته شده و گاز های سردتر از روی این لوله ها به حرکتدر آمده و حرارت موجود را به خود جذب می کنند.این سیستم ها بسیار کوچک تر از بازیابنده های تشعشعی می باشند.ساختار و نحوه حرکت جریان در بازیابنده های همرفتی در شکل 4 نشان داده شده است.توجه داشته باشید که هر سه نوع آرایش جریان یعنی موازی، مخالف و متقاطع در این طراحی وجود دارند.

بازیابنده های همرفتی به نسبت انواع تشعشعی گران تر بوده ولی از راندمان بالاتری برخوردارند.یک عیب این سیستم ها این است که در صورت کاهش جریان هوای احتراق دما پایین(بر اثر کاسته شدن از بار دیگ)دماهای بسیار بالایی در بازیابنده ایجاد می شوند.اگر احتمال بروز چنین شرایطی را می دهید بهتر است که یک کنار گذر (بای پس)هوای تازه تعبیه نمایید تا در موفع مقتضی برای تلف کردن حرارت بازیابی شده و تضمینت سرد شدن مناسب گازهای خروجی به کار آید.بروز اختلاف شدید در دما باعث می شود تا اجزای بازیابنده منبسط و منقبض شده و حتی ترک خوردگی و یا شکستگی در آن ها پدید آید.محافظت از اجزأ در برابر این صدمات ضروری است چون افت راندمان باعث اضافه شدن 10 تا 15 درصدی هزینه سوخت شده و برای بازسازی شاید تا 90% قیمت اولیه سیستم ایجاد هزینه کند.

بازیابنده های با لوله سرامیکی برای کار تا دمای 1500 درجه فارنهایت طراحی شده اند. این بازیابنده ها از لوله های کوتاه کاربید سیلی با آب بندهای انعطاف پذیر ساخته شده اند ولی در هر حال وجود نشتی بین جریان ها تا حد چند درصد عادی است.

بازیابنده همرفتی لوله در لوله قائم

این بازیابنده به صورت جایگزینی برای بازیابنده های همرفتی طراحی شده و در آن هوای سرد احتراق از روی دسته ای از لوله های موازی قائم که تا جریان گاز های داغ امتداد می یابند، عبور داده می شود(شکل 5).بزرگ ترین مزیت این سیستم این است که می توان حتی در حین کارکرد نیز برخی از لوله ها را تعویض نمود.بدین ترتیب هزینه ها کاهش یافته و امکان صدمه دیدن سیستم در صورت قطع کار بازیابنده به حداقل می رسد.

بازیابنده دو گانه تشعشعی/همرفتی

این سیستم با استفاده از دو شیوه انتقال حرارت یعنی تشعشع و همرفت راندمان بسیار بالاتری نسبت به سایر بازیابنده ها دارد.البته بازیابنده دما بالای تشعشعی در مرحله اول مورد استفاده قرار می گیرد.این تجهیزات بسیار گران تر از بازیابنده های ساده فی هستند و به همان نسبت نیز کوچک تر می باشند.شکل 6 طرح کلی چنین بازیابنده ای را نشان می دهد.

مبدل های حرارتی بازیابنده

این تجهیزات برای آماده سازی حرارت پرت از گاز به گاز، گاز به مایع و یا مایع به مایع به کار برده می شوند.منابع حرارتی شامل خروجی احتراق، توربین های گازی، موتور های رفت و برگشتی، راکتور های شیمیایی و چگالیده می باشند.انواع این تجهیزات به شرح زیرند :

بازیابنده کوره ذوب

مبدل های حرارتی بازیابنده برای کوره های ذوب شیشه و یا کوره های بوته باز ذوب فولاد به کار برده شده و دارای دو محفظه نسوز از جنس آجر می باشند.زمانی که یک محفظه در حال گرم شدند با گاز های داغ خروجی است، هوای سرد احتراق با گذر از داخل محفظه دیگر که قبلأ گرم شده است،ر حرارت جذب می نماید.

البته شیری برای هدایت گاز های خروجی و احتراق در نظر گرفته شده است.این شیر برای کسب حداکثر راندمان عمل سئئیچ کردن بین جریان ها را انجام می دهد.بازیابنده کوره ذوب در کاربرد های دما بالا بسیار خوب عمل می کند ولی ساخت آن گران بوده و فضای زیادی را نیز اشغال می نماید.

چرخ گرمایی

چرخ های گرمایی یا با یه اصطلاح بازیابنده های دوار برای بازیابی حرارت دما متوسط و پایین مورد استفاده قرار می گیرند.شکل 7 نشان دهنده کاربردی از این سیستم می باشد.این چرخ شامل یک دیسک متخلخل ساخته شده از ماده ای با ظرفیت حرارتی بالا است که به طور پیوسته در بین دو کانال مجاور هم که حاوی گاز های با دمای مختلف می باشند، می چرخد.محور این دیسک موازی با جریان های گذرنده در بخش میان دو کانال است. با چرخش آرام دیسک، گرمای محسوس و حتی نهان از گاز داغ به نیمی از آن منتقل شده و از نیمه دیگر آن به گاز سرد منتقل می شود.

راندمان کلی انتقال گرمای محسوس در یک چرخ گرمایی به 85% می رسد.ابعاد این چرخ می تواند تا قطر 5 فوت کوچک بوده و ظرفیت هایی از هوا را 40000 فوت مکعب بر دقیقه تحمل نماید.گاه از چند چرخ گرمایی به صورت موازی استفاده می شود.انواع بزرگ تر به طور سفارشی طراحی می گردند.

چرخ های گرمایی در چهار نوع تولید می شوند.نوع اول چرخ بسته (Packed wheel) نام دارد و دارای یک قاب فی است که در هسته آن توری بافته شده ای از فولاد ضد زنگ یا سیم های آلومینیومی قرار دارد.انواع دیگر، چرخ های جریان لایه ای می باشند.یکی از آن ها از آهن کرکره ای با مسیر های موازی برای عبور جریان ساخته شده و دیگری دارای یک ماتریس سرامیکی لانه زنبوری است که برای کاربردهای دما بالا (تا 1600 درجه فارنهایت)مورد استفاده قرار می گیرد.در نوع چهارم مسیرهای عبور جریان از مواد خاص رطوبت گیر پوشانده شده اند.

چرخ های گرمایی راندمان بسیار بالایی دارند و در برخی کاربردها می توانند علاوه بر بازیابی گرمای محسوس، رطوبت و گرمای نهان را نیز بازیافت کنند.چرخ های گرمایی به صورت آماده موجودند و گزینه های نصب آن ها به قدر کافی منعطف است که نیاز به طراحی های موردی و سفارشی را از بین می برد.نکات منفی مربوط به چرخ های گرمایی عبارت اند از احتمال مخلوط شدن دو جریان گازی و تسری آلودگی، وجود اجزای متحرک و نیاز به آب بندی بین چرخ و نشیمنگاه آن.

بازیابنده غیر فعال

این سیستم از دو سری کانال تشکیل شده است که هر یک دارای دیواره های فی نازکی هستند. گاز های سرد و گرم داخل کا نال ها حرکت کرده و حرارت از طریق سطوح دیواره های جدا کننده منتقل می گردد.نکات منفی این سیستم عبارت اند از ابعاد بزرگ و هزینه نسبتأ بالا.بازیابنده های غیر فعال در کاربردهای دما متوسط و دما پایین بهتر جواب می دهند.بزرگترین مزیت آن ها جلوگیری از سرایت هرگونه آلودگی بین جریان ها می باشد.یک واحد نمونه در شکل 8 نشان داده شده است.

بازیابنده لوله فین دار

این سیستم ها که به نام اومایزرها شهرت دارند عملأ مبدل های حرارتی بین گاز به مایع هستند.مایع سرد (معمولأ آب)درون لوله های فین دار به چرخش درمی آید.این لوله ها در داخل پوسته بزرگی قرار دارند که گاز های خروجی داغ از آن عبور می کنند.فین ها باعث افزایش انتقال حرارت می شوند.این سیستم  ها ضمن گران بودن به دلیل راندمان بالا در بسیاری از کاربردهای دما متوسط و دما پایین مورد استفاده قرار می گیرند.توجه داشته باشید که استفاده از این سیستم در مواردی که گاز های خروجی کثیف باشند عملی نیست چون ذرات ریز در میان فین ها باقی مانده و راندمان انتقال حرارت را کاهش می دهند.البته اگر تدابیری برای تمیز کردن بین فین ها اندیشیده شده باشد، استفاده از این سیستم توصیه می گردد.شکل 9 نمونه ای از این بازیابنده ها را نشان می دهد.

بازیابنده پوسته و لوله

این تجهیزات از لحاظ ساختاری شباهت بسیاری به بازیابنده های همرفتی دارند ولی با این تفاوت که مبدل های مایع به مایع می باشند.صفحات بافل به طور معمول موازی محور پوسته نصب شده و جریانی را در طول پوسته ایجاد می کنند.در صورت طراحی مناسب می توان واحد هایی با راندمان بسیار بالا در اختیار داشت.صفحات بافل با این که هزینه ساخت مبدل و افت فشار درون آن را افزایش می دهند ولی راندمان انتقال حرارت را به میزان قابل ملاحضه ای بهبود می بخشند.از مزایای این مبدل های حرارتی می توان به وجود طراحی ها و آرایش های فراوان در بازار راندمان بالا و ابعاد نه چندان بزرگ اشاره نمود.تنها نکته منفی گران و مشکل بود عملیات تعمیر و نگهداری آن ها می باشد.

ادامه دارد.

دریافت

دریافت

دریافت

دریافت

دریافت

دریافت

دریافت

دریافت

دریافت

عیب یابی بخش فشار بالای یک سیستم تبرید (اصطلاحأ های پرشر) اغلب به تکنسین ها اطلاعات ارزشمندی ارائه می دهد.به همین دلیل است که آنچه در کندانسور رخ می دهد؛ انعکاسی است مستقیم از آنچه در بقیه سیستم تبرید اتفاق می افتد.

به طور خاص، دمای کندانس (منظور دمای چگالش مبرد در کندانسور) نکات مفیدی در مورد اینکه چه مشکلاتی ممکن است در یک سیستم تبرید وجود داشته باشد؛ ارائه می دهد.این موضوع به این دلیل است که تقریبأ تمام گرمای جذب شده توسط مبرد در سیستم، از جمله اواپراتور و خط مکش، در کندانسور باید دفع شود.

هم چنین گرمای موتور کمپرسور به علاوه گرمای تولید شده در زمان تحت فشار قرار گرفتن مبرد در کمپرسور، وارد کندانسور می شود.با توجه به اختلاف دمای کندانس و دمای محیط بیرون (CTOA) و راندمان سیستم خنک کننده (SEER) می توان تعیین کرد که دمای مناسب کندانس چه دمایی(یا در چه فشاری) باید باشد.

مبانی عملکرد کندانسور

هر تکنسین با تجربه می داند که خنک سازی کندانسور تابع سه فاکتور مهم است؛ سوپرهیت زدایی از مبرد، کندانس مبرد و سابکول مبرد.

کمپرسور، بخار مبرد سوپرهیت شده فشار بالا را از طریق خط رانش وارد کندانسور می کند و در یک کندانسور استاندارد، در اولین پاس (Pass) آن، این گاز سوپرهیت زدایی می شود؛ به عبارت دیگر، دمای بخار مبرد را تا نقطه اشباع آن کاهش می دهد.حال این بخار مبرد با فشار بالا برای کندانس یا تغییر فاز از بخار به مایع آماده می شود، به خاطر اینکه گرمای محسوس(که به کاهش دمای مبرد می انجامد و قابل اندازه گیری است)از آن دفع شده و حجم آن کاهش می یابد.پس از آن، اگر بخار گرمای بیشتری از دست دهد، مبرد آماده است تا کندانس شود.

چگالش یا تغییر بخار مبرد به مایع، عملکرد اصلی کندانسور است.کندانس مبرد(چگالش)در کندانسور، معمولأ در دو سوم پایینی آن اتفاق می افتد.برای کندانس، درجه حرارت مبرد در کندانسور باید به دمای چگالش و گاز مبرد به 100 درصد بخار اشباع برسد، که در این حالت اگر گرمای بیشتری از آن گرفته شود، کندانس اتفاق می افتد.در هنگام کندانس، بخار به تدریج از فاز بخار به مایع تغییر می یابد تا زمانی که کل مبرد، 100 درصد مایع شود.این تغییر فاز یا تغییر حالت، نمونه ای از فرآیند دفع گرمای نهان است؛ به این دلیل که این تغییر فاز از بخار به مایع، در یک دمای ثابت اتفاق می افتد.گرمای دفع شده از مبرد در زمان تغییر فاز، گرمای نهان است و نه گرمای محسوس؛ به عبارت دیگر دما در حالی که فاز مبرد تغییر می کند، ثابت باقی می ماند.این دمای ثابت، درجه حرارت اشباع مربوط به مبرد است که متناظر با فشار اشباع در کندانسور است.

به یاد داشته باشید که تنها در حالت اشباع، در منطقه تغییر فاز، رابطه بین فشار و دما وجود دارد که تکنسین ها در این حالت می توانند از نمودار فشار-دما استفاده کنند(شکل 1).این فشار در هر نقطه از بخش فشار بالای سیستم تبرید(خط رانش)قابل اندازه گیری است، البته تا آنجایی که تلفات در خط رانش ناچیز باشد.

آخرین فاکتور مهم در کندانسورها، سابکول کردن مبرد است.سابکول کردن به عنوان گرفتن گرمای محسوس و خنک شدن مبرد از مایع 100 درصد اشباع شده، تعریف می شود.از نظر فنی، مقدار سابکول برابر با اختلاف بین دمای مایع اندازه گیری شده و دمای اشباع مایع در یک فشار معین می باشد.هنگامی که بخار اشباع شده در کندانسور به مایع اشباع تبدیل می شود، در این زمان مبرد به نقطه اشباع 100 درصد رسیده است.اگر مبرد گرمای بیشتری از دست بدهد، مایع وارد فرایند دفع گرمای محسوس می شود و دمای خود را از دست می دهد.مایعی که خنک تر از مایع اشباع شده در کندانسور است، مایع سابکول شده نام دارد.سابکول شدن مبرد یک فرآیند مهم است، زیرا نقطه آغاز کاهش دمای مبرد مایع و نزدیک کردن آن به دمای اواپراتور قبل از رسیدن به شیر انبساط می باشد.این موضوع باعث کاهش میزان فلاش کردن گاز(تبدیل شدن مایع به بخار)در خط مایع، و بیشتر شدن قدرت تبخیر مبرد در اواپراتور می گردد و خنک سازی مفید سیستم را افزایش می دهد و یا به عبارت دیگر، اثر برودت خالص افزایش می یابد.

CTOA و SEER

تکنسین ها اغلب در اینکه چه دمایی برای کندانس(فشار)در یک سیستم خنک کننده مناسب است، تردید دارند.به یاد داشته باشید که دمای کندانس باید گرم تر از دمای هوای عبوری از روی کندانسور باشد تا بتواند گرما به این هوا دفع کند.به بیان دیگر، برای ایجاد انتقال حرارت بین مبرد و هوا، باید اختلاف دمایی بین مبرد و هوا وجود داشته باشد.اما سوال این است که چقدر دمای کندانس باید نسبت به هوای عبوری از روی آن گرم تر باشد تا سیستم کارآمد و پربازده تر باشد؟جواب این سوال در مفهوم بازدهی – یا SEER – سیستم قرار دارد.

SEER اینگونه تعریف می شود : مقدار کل برودت دریافتی از سیستم تقسیم بر مقدار برق مصرفی توسط کمپرسور.بنابراین، هرچه SEER بالاتر باشد، مقدار برودت دریافتی از سیستم (نسبت به همان برق مصرفی مشابه)بالاتر است.

CTOA نیز به معنی این است که چه مقدار دمای کندانس، بیشتر و گرم تر از دمای هوایی است که از کندانسور عبور می کند.این مقدار در کندانسور های هوا خنک، تفاوت دمای بین هوای بیرون و دمای کندانس، زمانی که کندانسور از نوع مجزا بوده و یا در فضای بیرون نصب می شود؛  می باشد.توجه داشته باشید که اگر کندانسور در محیط بسته قرار گیرد، دمای عبوری از روی کویل کندانسور، دمای هوای محیط بسته است نه هوای بیرون.امروزه با توجه به گستردگی سیستم های خنک کننده با راندمان های مختلف، بهتر است از CTOA استفاده شود تا مشخص کنید که دمای کندانس، چقدر گرم تر از هوای عبوری از روی آن می باشد.به عنوان مثال، اگر دمای کندانس 100 درجه فارنهایت و دمای محیط بیرون 80 درجه فارنهایت باشد، مقدار CTOA برابر 20 درجه فارنهایت خواهد بود.

دمای کندانس در هر سیستم با استفاده از نمودار فشار – دما حاصل می شود.برای به دست آوردن دمای کندانس کافی است تا با اندازه گیری فشار کندانسور و مراجعه به جدول فشار – دما، دمای اشباع متناظر با فشار اندازه گیری شده را قرائت کنید.CTOA بسته به درجه SEER سیستم خنک کننده می تواند بین 12 تا 30 متغیر باشد.همانطور که در جدول 1 نشان داده شده، هر چقدر SEER بیشتر باشد، CTOA پایین تر است، به این دلیل که کندانسور توانایی دفع گرمای کارآمد تری را دارد.

نکته مهم اما این است که بر خلاف تصور بسیاری، CTOA ها تحت تأثیر تغییرات دمای محیط بیرون قرار نمی گیرند.اگر افزایش دما در محیط بیرون وجود داشته باشد، دمای کندانس نیز افزایش می یابد، به طوری که CTOA  (تفاوت بین دو درجه حرارت) ثابت باقی می ماند.از سوی دیگر، دمای کندانس برای یک کندانسور می تواند بسته به نوسانات دمای محیط بیرون و بار گرمایش اواپراتور متفاوت باشد.زمانی که درجه حرارت محیط بیرون افزایش می یابد، گرمای کمتری می تواند از کندانسور به هوای گرمی که از روی آن عبور می کند، دفع شود.این به این معنی است که بیشتر گرمای جذب شده توسط مبرد در اواپراتور و خط مکش و گرمای تولید شده توسط کمپرسور، در کندانسور باقی می ماند.این باعث افزایش دما و فشار داخل کندانسور می شود.بنابراین کندانسور در یک دمای کندانس بالا در محیطی که دمای آن نیز افزایش یافته کار می کند.با این حال، اختلاف بین دمای کندانس و دمای محیط (CTOA)ثابت باقی خواهد ماند.زمانی که اواپراتور بارهای گرمایی بیشتری را جذب می کند، گرمای بیشتر باید به کندانسور وارد شود که باعث می شود دمای کندانس در این حالت افزایش یابد.در این حالت بر خلاف حالت قبل با افزایش دمای کندانس، CTOA نیز افزایش می باید؛ زیرا دمای محیط ثابت باقی می ماند.

این سناریو را در نظر بگیرید که سیستم دارای CTOA کمتر از 7 درجه فارنهایت است.در این حالت سیستم بلافاصله به تکنسین می گوید که مقدار زیادی گرما در اواپراتور جذب نمی شود.به عبارت دیگر، این سیگنال نشان می دهد که سیستم خنک کننده، سخت کارنمی کند و این امر صرف نظر از دمای محیط یا دمای کندانس، درست است.این مشکل می تواند ناشی از موارد باشد : اینکه اواپراتور یخ زده باشد، یا فن اواپراتور (یا پمپ برای اواپراتور آبی)ازکار افتاده باشد، یا مقدار سوپرهیت به دلیل کم بودن شارژ مبرد در سیستم و یا عوامل دیگر بالا رفته باشد، یا توان کمپرسور کافی نباشد، و یا فیلتر درایر گرفته شده باشد و یا .

از سوی دیگر، اگر یک سیستم دارای CTOA بالای 40 درجه فارنهایت باشد، تکنسین بلافاصله متوجه می شود که سیستم خنک کننده سعی دارد تا مقدار زیادی گرما را از طریق کندانسور دفع کند.این ممکن است به این معنی باشد که مقدار زیادی گرما در اواپراتور جذب می شود یا می تواند به دلیل باز شدن درب محیط داخل باشد، و یا یک عامل گرمازا در محیط داخل وجود دارد، یا سیستم دیفراست(یخ زدایی) به تازگی عمل کرده است و یا اینکه این سیستم به بیان ساده، سیستم ناکارآمد است.کندانسور کثیف که مانع انتقال حرارت از کندانسور می شود نیز می تواند عامل اصلی CTOA زیاد باشد.همانطور که می بینید، اندازه گیری CTOA بسیار مهم است، زیرا به تکنسین ها کمک می کند تا مشکل سیستم تبرید را پیدا کنند.

مأخذ : ACHR News

ترجمه : مهندس علیرضا حدادی

برگرفته از مجله صنعت تأسیسات

به مدت چندین دهه، کارخانجات فرآوری پلاستیک مجبور بوده اند چیلر ها را بر اساس مقتضیات ظرفیت سرمایشی حداکثر خود انتخاب کنند.گرچه این رویکرد ظرفیت زیاد چیلر را تضمین می کند، اما همیشه انرژی کارآمد نیست.این بدین خاطر است که چیلر ها معمولأ به کمپرسور های سرعت ثابت (موتور های سرعت ثابت)مجهز می شوند که صرف نظر از بار، با حداکثر سرعت و ظرفیت کار می کنند.برای اجتناب از سرمایش بیش از حد در بار های کمتر از ظرفیت کامل، اکثر چیلر ها از بای پس گاز داغ بهره می برند تا یک بار سرمایشی مصنوعی اضافی را تحمیل کند.در نتیجه، مصرف توان با این چیلر ها در یک سطح بالا ثابت می ماند؛ صرف نظر از مقتضیات سرمایشی واقعی فرآیند.

جهت تأمین سرمایش فرآیندی با راندمان انرژی بیشتر برای بار های کمتر از ظرفیت بار کامل چیلر، سازندگان تجهیزات جانبی فناوریهای جدید کمپرسور را بررسی و اجرا کرده اند.اولین پیشرفت در این زمینه، کمپرسور های اسکرول دیجیتال اولین کمپرسور هایی بودند که چیلر ها را قادر ساختند تا ظرفیت سرمایشی خود را جهت سرویس دهی به بار های کوچک تر پایین آورده و مصرف توان را کاهش دهند.چیلر های مجهز به کمپرسور های اسکرول دیجیتال نیز از موتور های سرعت ثابت بهره می برند؛ اما می توانند ظرفیت سرمایشی را با کمک کنترل های دیجیتال مدوله کنند.ابتدا، کنترل ها تقاضای سرمایش از بار را حس می کنند، سپس ظرفیت را توسط میانگین گرفتن زمان درگیری اسکرول های کمپرسور با موتور مدوله می کنند تا اینکه تقاضا تأمین شود.وقتی ظرفیت سرمایشی مورد نیاز نباشد، اسکرول ها از درگیری خلاص می شوند :

از ظرفیت سرمایشی کاسته می شود، بار موتور کاهش می یابد و صرفه جویی های مصرف توان به دست می آیند.گرچه کمپرسور اسکرول دیجیتال اولین فناوری بود که ظرفیت متغیر چیلر ها را بدون نیاز به بای پس گاز داغ امکان پذیر می ساخت،  اما موفقیت آن در دستیابی به صرفه جویی های انرژی محدود شده است.مصرف انرژی نسبت به خروجی چیلر برای اکثر بار های جزئی کماکان نسبتأ بالا باقی می ماند.

یک روش جایگزین برای تغییر ظرفیت سرمایش استفاده از چیلر های مجهز به کمپرسور های سرعت متغیر است.به جای عملکرد موتور در یک سرعت ثابت با سیک های مدوله شده روشن/خاموش (همانطور که یک کمپرسور اسکرول دیجیتال عمل می کند)، کمپرسور های سرعت متغیر قادرند سرعت موتور را تغییر دهند تا با بار سرمایشی منطبق شود.این قابلیت که از طریق کنترل های پیشرفته PLC (کنترل با منطق برنامه پذیر)مدیریت می شود، سرعت کمپرسور را مداومأ پایش کرده و برای حداکثر راندمان تنظیم می کند و ظرفیت چیلر را بر حسب نیاز تغییر می دهد.نتیجه استفاده از کمپرسور های سرعت متغیر، صرفه جویی های انرژی مداوم و متناسب در سراسر دامنه ظرفیت چیلر است.

مقایسه فناوری کمپرسور و صرفه جویی های انرژی

قابلیت ترکیب صرفه جویی های توان با تأمین بار های کم، جزئی و کامل از جمله دلایلی هستند که باعث شد تا یکی از سازندگان چیلر، فناوری کمپرسور سرعت متغیر را برای چیلر های پرتابل 10 تنی و 20 تنی آب خنک و هوا خنک خود انتخاب کند.در تست هایی که در برابر چیلر های 10 تنی و 20 تنی مجهز به کمپرسور های سرعت ثابت صورت می گیرند، چیلر های سرعت متغیر صرفه جویی های انرژی را در دامنه ای از شرایط واقعی فراهم می کنند.

یکی از سازندگان چیلر، سه مقایسه سر به سر تحت شرایط واقعی انجام داد تا تفاوت ها در راندمان های کمپرسور را تعیین کند.برای این تست ها، کمپرسور های سرعت ثابت، اسکرول دیجیتال و سرعت متعیر بر روی چیلر های یکسان با بارهای یکسان نصب شدند.در ادامه، نتایج این تست ها بررسی می شوند :

تست 1 : چیلر سرعت ثابت در برابر چیلر سرعت متغیر 10 تنی

شکل 1 نشان می دهد که هنگام عملکرد در بار 40 درصد، کمپرسور سرعت متغیر 10 تنی 39 درصد توان بار کامل را مصرف می کند. در همین بار، چیلر سرعت ثابت 89 درصد توان بار کامل را به مصرف می رساند.کمپرسور های سرعت متغیر صرفه جویی های انرژی را فراهم می کنند، و سطح راندمان بالا می تواند متناسبأ در سراسر دامنه ظرفیت تداوم یابد.

تست 2 : چیلر سرعت ثابت در برابر چیلر سرعت متغیر 20 تنی

چیلر سرعت متغیر 20 تنی، یک کمپرسور سرعت متغیر 10 تنی را با یک کمپرسور سرعت ثابت 10 تنی ترکیب می کند(شکل 2). این ترکیب کمپرسور صرفه جویی های انرژی را در سراسر دامنه ظرفیت در مقایسه با یک چیلر 20 تنی مجهز به دو کمپرسور سرعت ثابت 10 تنی حاصل می کند.توجه کنید که جهش ها در مصرف توان از 45 تا 50 درصد ظرفیت برای هر دو چیلر اتفاق می افتند زیرا آن ها کمپرسور دوم خود را فعال می سازند تا بارهای بیشتر از 10 تن را در دست بگیرند.

اما به محض اینکه کمپرسور دوم سرعت ثابت روی خط می آید، چیلر سرعت متغیر مجددأ خروجی خود را تنظیم می کند تا مصرف توان را به حداقل رسانده و صرفه جویی های کلی توان را به حداکثر برساند.در دامنه بار بین 50 تا 70 درصد، چیلر سرعت متغیر 20 درصدی توان کمتری از چیلر سرعت ثابت مصرف می کند.بنابراین، چیلر پرتابل سرعت متغیر 20 تنی صرفه جویی های توان را در بار های جزئی از 3 تا 8 تن و 11 تا 16 تن فراهم می کند.

تست 3 : چیلر اسکرول دیجیتال در برابر چیلر سرعت متغیر 10 تنی

کمپرسور های اسکرول دیجیتال در مقایسه با کمپرسور های سرعت ثابت سنتی می توانند راندمان انرژی چیلر را در بار های جزئی بهبود بخشند.اما هنگام عملکرد تحت یک بار جزئی، کمپرسور های سرعت متغیر راندمان توان بالاتری نسبت به کمپرسورهای اسکرول دیجیتال فراهم می کنند.

همانطور که در شکل 3 مشاهده می شود،راندمان توان یک چیلر 10 تنی با کمپرسور اسکرول دیجیتال به اندازه یک چیلر با کمپرسور سرعت متغیر نیست.گرچه هردوی این گزینه ها از چیلر های سرعت ثابت کارآمدترند، یک چیلر10 تنی با کمپرسور اسکرول دیجیتال در بار 30 درصد، 58 درصد توان بار کامل و در بار 70 درصد، 86 درصد توان بار کامل را مصرف می کند.این در حالی است که کمپرسور سرعت متغیر در چیلر 10 تنی سرعت متغیر در بار 30 درصد، 36 درصد توان بار کامل و در بار 70 درصد، 62 درصد توان بار کامل را به مصرف می رساند.

صرفه جویی های انرژی ایجاد شده توسط کمپرسور های سرعت متغیر در چیلر های سرعت متغیر منافع متعددی را فراهم می کند(به جداول 1،2،3 توجه کنید)این منافع عبارتند از :

صرفه جویی در هزینه های سرمایش فرآیند؛

بهره وری بیشتر و کاهش ضایعات به واسطه کنترل بهینه دمای فرآیند؛

امکان تعویض چند اندازه چیلر با یک چیلر منفرد و حذف هزینه های نگه داری وابسته.

موارد فوق به همراه سایر منافع فناوری کمپرسور سرعت متغیر به معنی استهلاک سریع سرمایه گذاری است؛ مخصوصأ در شرایطی که سرمایش تحت بار کم و بار جزئی، سهم بالاتری از مقتضیات سرمایش را تشکیل می دهند.در این موارد، صرفه جویی ها بیشتر شده و استهلاک هزینه سریع تر صورت می گیرد.

استهلاک هزینه یک چیلر سرعت متغیر معمولأ ظرف یک سال یا کمتر اتفاق می افتد.

برگرفته از انجمن صنعت تأسیسات

از : Tim Miller

مأخذ : Process Heating, Sep. 2018

ترجمه : دکتر سید علی اکبر طباطبایی

همان طور که قبلأ ذکر کردیم، چمبر حرارتی و برودتی محفظه ای است که آون و فریزر را توامأ با هم دارد. بنابراین این دستگاه امکان انجام انواع تست در دمای سرد و گرم را فراهم می نماید.

هم چنین گفتیم که اگر سرعت تغییر دما از سرد به گرم یا برعکس افزایش یابد، به قطعه شوک وارد می شود؛ که در این حالت این دستگاه محفظه شوک نامیده می شود. اما در چمبر حرارتی و برودتی به صورت روتین سرعت تغییر دما 1± ≤ درجه سانتی گراد است. کنترلر این دستگاه PID بوده و امکان تنظیم کردن دمای سرد و گرم بر حسب رنج دمایی دستگاه را دارا می باشد.

تمامی محفظه های آزمایشگاهی کارایی های متفاوتی دارند که بر اساس استاندارد های مد نظر جهت تست قطعات مختلف دسته بندی می گردند. برای تست هایی که دارای شرایط و استاندارد های خاص هستند، از چمبر حرارتی و برودتی روتین نمی توان استفاده کرد؛ بلکه باید این دستگاه قابلیت برنامه ریزی را نیز داشته باشد. جهت دسترسی به این مهم، از سیستم کنترلر PLC استفاده می شود.

این سیستم از نوع پردازشگر PLC به همراه صفحه کنترل تماسی HMI بوده و قابلیت کنترل دمای محفظه در سه حالت PID، ON/OFF و تحت برنامه را دارد. بنابراین برنامه لازم جهت انجام تست مورد نظر روی قطعه، به راحتی روی دستگاه تنظیم می شود. در این حالت بدون حضور نیروی انسانی به صورت مداوم، دستگاه برنامه ای به آن داده شده شامل تغییر دما و یا مدت زمانی که باید در یک دمای خاص بماند و . را به درستی اجرا خواهد کرد. لازم به ذکر است همواره آرمینکو بر اخذ گواهی کالیبراسیون قبل از تهیه دستگاه تأکید داشته است، تا بتوان از صحت کارکرد دستگاه اطمینان خاطر حاصل کرد.

محدوده دمایی این محفظه ها در دمای سرد از دمای محیط الی 40- ، 60- و 80- درجه سانتی گراد و در دمای گرم 120+ و 160+ درجه سانتی گراد می باشد. از این دستگاه در صنایع نظامی و قطعات خودرو، برق، مخابرات، الکترونیک و . استفاده می گردد.

محفظه های سرد و گرم قابل برنامه ریزی به دلیل داشتن نرم افزار راهبردی قابلیت پایش انواع پارامتر ها را بر اساس زمان، دما و حجم داراست و بنابراین آزمون های متنوع دمایی را بر اساس نقشه آزمون (تست پلان) به راحتی انجام خواهد داد.

گواهینامه فنی : معیاری دیگر برای کیفیت
مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهر سازی مدت هاست با بررسی ویژگی های کیفی محصولات تولیدی کارخانجات صنعت تأسیسات و ساختمان در تطابق با ضوابط و استاندارد های آن مرکز، اقدام به صدور گواهینامه فنی برای محصولات می کند. اهمیت روز افزون گواهینامه فنی مرکز تحقیقات مسکن موجب شد که این مرکز فصل نامه ای را با نام (گواهینامه فنی) منتشر کند.
جهت آشنایی بیشتر خوانندگان محترم با (گواهینامه فنی) مرکز تحقیقات راه و مسکن و شهر سازی و فصلنامه آن گفتگوی کوتاهی را با آقای مهندس امیر مازیار رئیس قاسمی سر دبیر این فصلنامه ترتیب داده ایم.
اعطای گواهینامه فنی به تولیدات صنعتی از چه زمانی شروع شد و در حال حاضر چه محصولاتی را شامل می شود؟
اعطای گواهینامه فنی به فرآورده های ساختمانی، مطابق اساس نامه ای که در سال 1354 به تصویب مجلس وقت رسیده، به عنوان یکی از وظایف مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی مشخص شده است. پس از ایجاد ساختار لازم و تشکیل کمیته های گواهینامه فنی اولین سری گواهینامه های فنی در سال 1375 اعطا گردید. در حال حاضر به حدود 240 نوع محصول، و یا خانواده محصول گواهینامه داده می شود که در 9 گروه کلی دسته بندی شده اند. 9 بخش از 25 بخش تحقیقاتی مرکز که دارای آزمایشگاه های مرتبط هستند، به صورت مستقیم درگیر بررسی، انجام آزمایش های لازم بر روی این محصولاتند.
وقتی یک محصول صنعتی نشان استاندارد ملی ایران را دریافت کرده یعنی از نظر کیفی در سطح قابل قبولی است. آیا گواهی فنی از نظر مشتریان اعتبار بیشتری به محصول می دهد؟
پاسخ به این سوال از دو منظر می تواند مورد توجه قرار گیرد. همان گونه که در تعاریف سازمان جهانی استاندارد (ISO) نیز آمده است استاندارد ها از نظر حوزه جغرافیایی و تخصصی به چهار دسته بین المللی، منطقه ای، ملی و کارخانه ای تقسیم می شوند که هرچه حوزه تحت پوشش استاندارد کوچکتر یا محدود تر شود، استاندارد سخت گیرانه تر و تخصصی تر می شود. بنابراین در جوامع پیشرفته، استاندارد های کارخانه ای را می توان استاندارد های تخصصی تر، جامع تر و سخت گیرانه تر از استاندارد های دیگر دانست.بر این اساس، مرکز و سازمان هایی که در دنیا به صورت تخصصی بررسی خواص و یا عملکرد محصولات می پردازند، اامات بیشتر و ویژگی های محدود تری را در نظر می گیرند و بالطبع تولیدکنندگانی با محصولات با کیفیت تر، امکان دریافت این استاندارد ها را داشته و از نظر مصرف کننده دارای اهمیت بیشتری خواهند بود.
اما موضوع گواهینامه فنی و استاندارد در اکثر کشور های دنیا به ویژه در کشور ما از جنبه دیگری حائز اهمیت است؛ اول در خصوص مصالح و یا سیستم هایی که در مورد آن ها استاندارد ملی تدوین نشده است و تولید عرضه آن در کشور باید به تصویب مرجع ذیصلاح رسیده باشد؛ و دوم بررسی عملکرد یک محصول یا فرآورده به عنوان جزئی از سیستم یا ساختار با عملکرد و انتظارات چندگانه مانند ساختمان.
به عبارت دیگر، یک محصول فارغ از نوع کاربرد، سطح انتظارات عملکردی و شرایط محیطی و اقلیمی بر اساس چهار چوب اامات و مشخصات تعیین شده در استاندارد ها مورد بررسی و اامات کلی آن مورد تأیید قرار می گیرد. اما این محصول، مثلأ سازه های ساختمان که عملکرد های مشخصی را در برابر بار های وارده (اعم از بار های ثقلی، جانبی زله و باد)، آتش، صوت، حرارت، شرایط اقلیمی و غیره را تأمین می کند، باید با دیگر اجزا سازه ای و غیر سازه ای سازگار بوده و در مجموع عملکرد هنای مورد انتظار فوق را برآورده نمایند. این نوع اامات و توصیه ها در مقررات ملی ساختمان، آیین نامه ها و دستورالعمل های مرتبط مورد توجه قرار گرفته و ارائه می گردند. لذا بررسی عملکرد یک محصول در قالب یک جزء سازه، در چارچوب مقررات ملی و آیین نامه های بین المللی، موضوعی است که در گواهینامه های تخصصی مورد بررسی قرار می گیرد.
تولید کنندگان وسایل و دستگاه های تأسیساتی چگونه می توانند گواهی فنی مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی را دریافت کنند؟
به طور کلی محصولات و تأسیسات برقی و مکانیکی تا اوایل دهه 80 در زمره اجزای ساختمانی بودند که به دلیل عدم آشنایی اکثر مهندسین عمران یا معماری، نه در نظام فنی ساختمان به طور خاص مورد توجه قرار گرفته بود و نه در بحث بررسی کیفیت عملکرد آن ها به عنوان یکی از مصالح ساختمانی متولی مشخصی در حوزه ساختمان داشت. لذا مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی، طی یک برنامه کوتاه و میان مدت نسبت به تجهیز و راه اندازی آزمایشگاه های مرتبط اقدام کرد و با توجه به بازخورد صنعت و دیگر مصرف کنندگان، و هم چنین سازمان ها و ارگان های تصحیح ساز و کنترل کننده، از اهمیت و جایگاه ویژه ای برخوردار شد که و خوشبختانه همزمان تعداد زیادی از گواهینامه های صادر شده توسط مرکز، اختصاص به صنعت تأسیسات دارد.
تولیدکنندگان یا وارد کنندگان محصولات و تجهیزات تأسیساتی می توانند با مراجعه به سامانه خدمات الکترونیک مرکز به نشانی : بزرگراه شیخ فضل الله نوری، بین شهرک قدس و فرهنگیان، خ مروی، خ حکمت؛ و تکمیل اطلاعات واحد تولید(یا محصول وارداتی) اقدام به ثبت نام کنند. پس از بررسی و تأیید مدارک، نسبت به بازدید و نمونه برداری از محصول اقدام می شود و در صورت انطباق نتایج با اامات مورد نظر، صدور گواهینامه امکان پذیر می شود.
انتشار فصل نامه گواهینامه فنی از چه زمانی شروع شد و هدف آن چیست؟
انتشار فصلنامه گواهینامه مرکز با جلب مشارکت واحد های دارای گواهینامه، انجمن ها و تشکل های حرفه ای و تخصصی و هم چنین ارگان ها و سازمان های ذیربط،  با هدف حمایت از تولید داخل، ارتقأ کیفیت محصولات و معرفی گواهینامه فنی و اهمیت اخذ آن صورت گیرد.
گستردگی خوانندگان این مجله چقدر است؟(پیشنهاد می کنم در پاسخ بفرمایید سازمان ها و نهاد های مختلف دولتی خریدار دستگاه های تأسیساتی و پیمانکاران و شرکت های مهندسی، دانشگاه ها و .)
با توجه به مواردی که اشاره کردم، خوانندگان این فصلنامه را می توان به سه دسته اصلی تقسیم کرد :
- تولید کنندگان یا وارد کنندگان محصولات
- مهندسی مشاور، ناظر و مجریان پروژه های بزرگ و ملی، سازمان ها و ارگان های تصمیم ساز دانشگاه ها و دانشجویان.
- مصرف کنندگان اعم از خریداران خرد تا پیمانکاران و انبوه سازان، از جمله مهم ترین مخاطبان نشریه هستند.
متشکرم که در این گفت و گو شرکت کردید.

اقتباس از مجله صنعت تأسیسات

مطالعات نشان می دهد که سطح پایین رطوبت به نیتی ساکنین یک ساختمان اداری و یا مسی می انجامد. محیط خشک باعث ایجاد خشکی پوست، درد، چشم، خشکی دهان و گلو و شوک های الکترواستاتیک می شود. در چنین شرایطی علائمی چون آبریزش بینی، سرما خوردگی و زکام و حتی گیجی و سردرد در ساکنان ساختمان پدیدار می گردد.

آیا منازلی که به طور معمول گرم می شوند، دارای میزان رطوبت کافی برای جلوگیری از بروز چنین علائمی هستند؟

بهتر است به چند آمار توجه کنید :

میزان توصیه شده رطوبت نسبی  35%

دره مرگ (آمریکا)                   23%

منازل معمولی                13 تا 16 %

و این یعنی که اوضاع منازل حتی از بیابان ها هم بد تر است! اگر هدف شما رضایت مشتریان باشد، باید آن ها را در زمینه اهمیت سیستم های رطوبت زن توجیه کنید. آثار منفی خشکی هوا نه فقط بر ساکنین مشهود است، بلکه بر گیاهان و حیوانات خانگی و نیز مبلمان و خود منزل نیز احساس می شود. علاوه بر این نکات باید بدانید که چرا یک ساختمان در فصل گرمایش بیشتر خشک می شود. رطوبت نسبی (RH) معیاری است برای معرفی میزان رطوبت موجود در هوا و به طور مثال رطوبت نسبی 50% به معنی آن است که نیمی از هوا رطوبت و ذرات آب است. هوا هرچه گرمتر باشد، رطوبت بیشتری را می تواند در خود نگه دارد. هوایی با دمای 70 درجه سانتی گراد 12 برابر بیش از هوای 10 درجه، توانایی ذخیره رطوبت دارد. تمام ساختمان ها و منازل از طریق درزها و منافذ، در های باز و غیره، هوای داخل خود را با هوای بیرون تعویض می کندد و در اکثر موارد این عمل در کمتر از یک روز انجام می شود. برای مثال فرض کنید که دمای هوای خارج از ساختمان 10 درجه سانتی گراد با رطوبت نسبی 70% است. هوای درون ساختمان با هوای بیرون تعویض شده و تا 70 درجه گرم می شود. به خاطر بیاورید که هوای 70 درجه، 12 بار بیشتر از هوای 10 درجه قابلیت نگهداری رطوبت دارد؛ پس رطوبت نسبی هوا گرم شده ساختمان فقط 6% خواهد بود.

البته یک منزل مسی رطوبت را از منابع مختلفی جمع آوری می کند از قبیل پخت و پز، لباسشویی، حمام، گیاهان، افراد و حتی مبلمان چوبی،(چوب به مرور زمان خشک می شودو رطوبت خود را به هوا می دهد)ولی متاسفانه میزان رطوبت ناشی از این منابع، به خصوص در منازل قدیمی، آنقدر نیست تا باعث ایجاد فضای مناسب گردد و به همین دلیل در اکثر منازل نیاز به سیستم های رطوبت زنی احساس می شود. وجود رطوبت به مقدار مناسب باعث می شود تا حتی بدون بالا بردن درجه حرارت شوفاژ منازل گرم تر به نظر بیایند و این یعنی صرفه جویی در هزینه های انرژی.

از آنچه ذکر شد می توان به اهمیت و ضرورت رطویت در بهینه سازی کیفیت هوای درون ساختمان پی برده و مزایای نصب رطوبت زن ها را درک کرد.

از :        Johan Bilawski

ترجمه و اقتباس ک مهندس سید مجتبی طباطبایی

شرکت Extech Instruments اخیرأ رطوبت – دماسنج بی سیم چند کاناله خود تحت عنوان RH200W را به بازار عرضه کرده است. این سنجشگر جدید مقادیر دما و رطوبت را با استفاده از هشت حسگر از راه دور برای پوشش وسیع یک ساختمان، اندازه گیری کرده و نمایش می دهد.

تکنسین های HVAC و پرسنل نگهداری تأسیسات با استفاده از این رطوبت – دماسنج جدید می توانند به شکایات دما و رطوبت در یک ساختمان اداری، کارخانه یا سایر فضاهای تجاری رسیدگی کنند.

RH200W با قرائت های زمان واقعی برای هشت محل، می تواند جهت پایش موثر و شناسایی شرایط غیر عادی کنترل محیطی مورد استفاده قرار گیرد. ایستگاه مرکزی به طور بی سیم با هشت حسگری که می توانند در فاصله 100 فوتی از آن مستقر شوند، ارتباط برقرار می کند.

برای کسب اطلاعات بیشتر :

www.extech.com/rh200w

منبع : مجله انجمن صنعت تأسیسات

چمبر سیکل دمایی یا محفظه آزمون متنوع دما به محفظه ای اطلاق می شود که قابلیت پایش پارامتر های دما (گرما و سرما) را در حالت های مختلف به لحاظ نموداری داراست.

به مفهوم ساده تر در مورد چمبر های دمایی دو نکته قابل تأمل است :

1. چمبر های سرد و گرم دستی Manual change thermal cycle
2. چمبر های سرد و گرم سایکلیک یا اتوماتیک Graphical change thermal cycle

-در مورد دستگاه های نوع اول، در یک محفظه دمای سرد و گرم پایش شده و امکان تغییرات دما به صورت دستی وجود دارد و بیشتر مناسب آزمون های سرد و گرم به صورت جداگانه است.

لذا دستگاه فوق تنها مزیت داشتن یک آون و یک فریزر آزمایشگاهی را با هم داراست و برای آزمون های گرافیک یا سایکلیک مناسب نیست. به بیان تجاری 1×2 (TWO in One) برای این محفظه صدق می کند و فقط در پارامتر فضای فیزیکی صرفه جویی شده و در نهایت آزمون های تک دمایی را پاسخ خواهد داد.

-در مورد دستگاه های نوع دوم، علاوه بر موارد ذکر شده برای نوع اول، امکان پایش دما در گراف های مختلف نیز قابل بررسی است.

بدین مفهوم یک محفظه با قابلیت کارکرد دمایی بر اساس ON/OFF ، PID و Programable خواهید داشت که تمامی آزمون های متنوع دمایی در نقاط و شرایط مختلف را پوشش می دهد.

همان طور که گفتیم چمبر های سرد و گرم قابل برنامه ریزی دستگاه هایی هستند که تمامی نقاط آزمون های دمایی را کاور می کنند و لذا برای آزمایشگاه های مختلف بسیار کاربردی و مفید بوده و بسته به نوع آزمون انتخاب می شوند.

پارامتر سرعت کاهش و افزایش دما، نکته بعدی است؛ چرا که در بسیاری از آزمون های سایکلیک، نمودار با سرعت های مشخص بین دما ها، جا به جا می شود که این سرعت می تواند از 1/0 درجه سانتی گراد بر دقیقه تا 20 درجه سانتی گراد بر دقیقه باشد.

شرکت آرمینکو مفتخر است تا تمامی محدوده گراف تست های دمایی را با اطمینان پاسخ و پوشش ده دستگاه های تولیدی آرمینکو علاوه بر محدوده های روتین تست های رایج در دنیا به صورت سفارشی و با پارامتر های مختلف نیز عرضه می شوند.

جمع بندی :

اگر قصد خرید چمبر سیکل دمایی دارید، ابتدا مهم است تا ازمون خود را بررسی و موارد زیر را در اختیار داشته باشید :

1. محدوده دمایی در دمای مثبت و منفی
2. دقت دمایی (میزان مجاز خطای نسبی دما)
3. نرخ کاهش و افزایش دما
4. گراف یا سایکل های تست
5. چگونگی کالیبراسیون دمایی
6. حجم مورد نیاز برای آزمون

چمبر سیکل دمایی یا محفظه آزمون متنوع دما به محفظه ای اطلاق می شود که قابلیت پایش پارامتر های دما (گرما و سرما) را در حالت های مختلف به لحاظ نموداری داراست.

به مفهوم ساده تر در مورد چمبر های دمایی دو نکته قابل تأمل است :

1. چمبر های سرد و گرم دستی Manual change thermal cycle
2. چمبر های سرد و گرم سایکلیک یا اتوماتیک Graphical change thermal cycle

-در مورد دستگاه های نوع اول، در یک محفظه دمای سرد و گرم پایش شده و امکان تغییرات دما به صورت دستی وجود دارد و بیشتر مناسب آزمون های سرد و گرم به صورت جداگانه است.

لذا دستگاه فوق تنها مزیت داشتن یک آون و یک فریزر آزمایشگاهی را با هم داراست و برای آزمون های گرافیک یا سایکلیک مناسب نیست. به بیان تجاری 1×2 (TWO in One) برای این محفظه صدق می کند و فقط در پارامتر فضای فیزیکی صرفه جویی شده و در نهایت آزمون های تک دمایی را پاسخ خواهد داد.

-در مورد دستگاه های نوع دوم، علاوه بر موارد ذکر شده برای نوع اول، امکان پایش دما در گراف های مختلف نیز قابل بررسی است.

بدین مفهوم یک محفظه با قابلیت کارکرد دمایی بر اساس ON/OFF ، PID و Programable خواهید داشت که تمامی آزمون های متنوع دمایی در نقاط و شرایط مختلف را پوشش می دهد.

همان طور که گفتیم چمبر های سرد و گرم قابل برنامه ریزی دستگاه هایی هستند که تمامی نقاط آزمون های دمایی را کاور می کنند و لذا برای آزمایشگاه های مختلف بسیار کاربردی و مفید بوده و بسته به نوع آزمون انتخاب می شوند.

پارامتر سرعت کاهش و افزایش دما، نکته بعدی است؛ چرا که در بسیاری از آزمون های سایکلیک، نمودار با سرعت های مشخص بین دما ها، جا به جا می شود که این سرعت می تواند از 1/0 درجه سانتی گراد بر دقیقه تا 20 درجه سانتی گراد بر دقیقه باشد.

شرکت آرمینکو مفتخر است تا تمامی محدوده گراف تست های دمایی را با اطمینان پاسخ و پوشش ده دستگاه های تولیدی آرمینکو علاوه بر محدوده های روتین تست های رایج در دنیا به صورت سفارشی و با پارامتر های مختلف نیز عرضه می شوند.

جمع بندی :

اگر قصد خرید چمبر سیکل دمایی دارید، ابتدا مهم است تا ازمون خود را بررسی و موارد زیر را در اختیار داشته باشید :

1. محدوده دمایی در دمای مثبت و منفی
2. دقت دمایی (میزان مجاز خطای نسبی دما)
3. نرخ کاهش و افزایش دما
4. گراف یا سایکل های تست
5. چگونگی کالیبراسیون دمایی
6. حجم مورد نیاز برای آزمون

در این مطلب می خواهیم شمار را با گاز فریون R23 و هم چنین مبرد یا سرما زا بیشتر آشنا کنیم.

مقدمه

تا به حال به نحوه کارکرد سیستم های تبرید مانند اسپلیت، چیلر و . توجه کرده اید؟ و یا اینکه این سیستم ها اصولأ از چه گازی استفاده می کنند؛ پس با ما همراه باشید :

به بیانی ساده مبرد ها عامل ایجاد و انتقال سرما هستند. مبرد یا سرمازا حالت سیال دارد و با می تواند با دریافت حرارت تغییر حالت دهد(تبدیل مایع به گاز و بالعکس) و در سیکل های تبریدی کاربرد گسترده ای دارد. عمومأ سیستم تهویه مطبوع دارای سیکل تبریدی جهت خنک کردن محیط است.

در اسپلیت ها نیز، گاز به عنوان ماده ای مبرد استفاده می شود که در کمپرسور قرار دارد. در تجهیزات سرمایشی دیگر مثل چیلر ها آب نقش مبرد را به عهده دارد.

مبرد ها در درون یک دستگاه سرمایشی دائمآ تغییر حالت می دهند. با هم تغییر حالات مبرد را بررسی می کنیم:

مطابق شکل زیر، کمپرسور با فشار، مبرد را وارد سیستم می کند و مبرد، با دریافت حرارتی که در اطراف کندانسور وجود دارد و تحت فشار، حرارت خود را به محیط داده و خنک می شود. در اینجا مبرد به مایع با فشار بالا تبدیل می شود. سپس مایع بعد از عبور از شیر انبساط، خنک تر شده و فشار آن نیز کمتر می شود. بعد از این مرحله مبرد به اواپراتور منتقل می شود از حالت مایع به گازی کم فشار تبدیل می گردد. این گاز کم فشار مجدد وارد کمپرسور شده و چرخه ادامه دارد. تمامی سرد کننده ها بر اساس یک چرخه ثابت عمل می کنند. به این چرخه سیکل تبرید گفته می شود.

گاز های مبرد بر اساس معیار های ذیل تقسیم بندی می شوند :

1. سمی بودن
2. آتش زا بودن
3. محدوده دمای کاری با توجه به فشار کاری

گاز R23 گازی غیر سمی و بی رنگ و از جمله گاز های دما پایین محسوب می شود و محدوده کاری آن بین 40- الی 85- درجه سانتی گراد می باشد. این گاز ها از نوع گاز مبرد هیدرو فلوئوروکربن – HFC می باشد.

این گروه جزو جدیدترین مبردهای مورد استفاده در سیستم های سردسازی جهان می باشد و ترکیب شیمیایی آنها از اتم های کربن، فلوئور و هیدروژن تشکیل شده است. در گاز مبرد HFC به دلیل عدم وجود کلر، بر روی لایه ازون تاثیر مخربی نمی گذارد و به طور کلی این مبرد یک گاز گلخانه ای غیر مخرب برای لایه اوزون می باشد.

گاز R23 نیز از جمله گاز هایی است که دوست دار لایه اوزون بوده و تأثیر آن روی گرمایش زمین نیز آن چنان بالا نیست.

روغن مورد استفاده این گاز در سیستم تبرید، از دسته ی روغن اِستر می باشد.

لازم به ذکر است این گاز در سیستم تبرید Cascade (2 کمپرسور) مورد استفاده قرار می گیرد.

آرمینکو برای رسیدن به دمای پایین مثل دمای 80- یا 85- درجه سانتی گراد در یک محفظه آزمایشگاهی، از گاز R23 در سیستم تبرید، استفاده می کند.

نتیجه گیری :

در مجموع گاز R23 علاوه بر عدم صدمه رساندن به محیط زیست، در سیستم های دمای فوق سرد بسیار گسترده استفاده می شود و کاربرد زیادی در صنایع سرد و فوق سرد دارد.

متاسفانه در کشورمان گاز های مبرد تولید نمی شوند و گاز R23 هم از این قانون مستثنی نیست و تنها راه تهیه آن از منابع خارجی است. آرمینکو نیز راسأ نیاز خود را به این مبرد از طریق واحد بازرگانی خارجی خود، مرتفع می سازد و منابع گسترده ای را در سرتا سر دنیا شناسایی و بایگانی نموده است.

تعاریف : چمبر ضد انفجار به محفظه ای اطلاق می شود که شرایط آزمون را در موقعیت خاص ضد انفجار ایجاد و پایش می نماید. (مدل های سری AEX)

محدوده عملکرد دمایی :

محدوده حجمی : به صورت روتین در حجم های 150، 300 و سفارشی در حجم های 480، 800 و 1300 لیتر .

محدوده کاری : در هر دو محدوده ضد انفجار (EEX) و عادی (Normal)

اامات :

1. تمامی قطعات (Component)  مورد استفاده در چمبر باید دارای گرید ضد انفجار (EX) بوده و با توجه به نوع استاندارد (ISO یا IEC ) طبقه بندی و مورد استفاده قرار گیرد.
2. چمبر باید دارای سیستم کنترلی دقیق و سنسور های مورد اعتماد باشد.
3. استفاده از قطعات معمولی چمبر های روتین مد نظر نبوده و قطعات باید استاندارد های ضد انفجار را گذرانده و دارای مدرک و گواهی کارکرد در محدوده اعلامی را داشته باشند.
4. با توجه به اامات تست، طراحی صورت گیرد و از تطبیق دستگاه ها جهت انجام کار خودداری شود.

آرمینکو همگام با شرکت های تولید کننده این نوع چمبر در دنیا در حال حرکت است و با کمک از بخش واردات قوی مستقر در دفتر مرکزی، نسبت به نیاز سنجی و واردات قطعات ضد انفجار بسته به نوع آزمون و شرایط طراحی اقدام می کند.

آرمینکو برای پایش آنچه باید به درستی انجام شود بسیار با دقت عمل می کند و سعی در انطباق محصول تولیدی با محصولات به روز دنیا عمل می کند.

ادامه دارد.

ویروس کرونا ذاتا سرما دوست بوده و در دماهای پایین بهتر زنده می ماند. با این حال به دلیل جدید بودن این ویروس، یافته ها درباره ی آن هنوز قاطع و جامع نیست.

با توجه به مطالعات انجام شده بر روی ویروس های کرونا، می توان گفت که این خانواده از ویروس ها در حالت منجمد بسیار پایدار هستند و حتی در دمای منفی 20 درجه سانتیگراد تا دو سال باقی می مانند. به عبارت دیگر، می توان گفت این ویروس ها سرمادوست هستند. همچنین شواهد نشان می دهد که قرار گرفتن در دمای 56 درجه سانتیگراد به مدت بیش از 30 دقیقه، باعث کاهش قابل توجه ویروس می شود. بنابراین برای کاهش تعداد ویروس به گونه ای که دیگر قابل تشخیص نباشد، باید بیش از 30 دقیقه در دمای 60 درجه سانتیگراد باقی بماند. مطالعه دیگری نشان می دهد که پس از قرار گرفتن ویروس سارس (از خانواده ویروس های کرونا) به مدت 90 ، 60 و 30 دقیقه، به ترتیب در دمای 56 درجه سانتی گراد ، 67 درجه سانتیگراد و 75 درجه، قدرت عفونت زایی آن کاهش می یابد. 

نتیجه‌گیری

با توجه به یافته ها و مطالعات بر روی خانواده ویروس کرونا به نظر می رسد توانایی بقای این گروه از ویروس ها در نمونه های انسانی و محیط، نسبتاً زیاد است. این ویروس ها سرمادوست بوده و استراتژی نگهداری مواد در دمای پایین نظیر (انجماد) فریزر کردن نمی‌تواند باعث از بین رفتن این ویروس شود. 

منابع

1. World Health Organization. Coronavirus disease 2019 (COVID-2019) situation report-37.
2. Geller C, Varbanov M, Duval RE. Human coronaviruses: insights into environmental resistance and its influence on the development of new antiseptic strategies. Viruses. 2012 Nov;4(11):3044-68.
3. Rabenau HF, Cinatl J, Morgenstern B, et al. Stability and inactivation of SARS coronavirus. Medical microbiology and immunology. 2005 Jan 1;194(1-2):1-6.
4. Duan SM, Zhao XS, Wen RF, et al. SARS Research Team. Stability of SARS coronavirus in human specimens and environment and its sensitivity to heating and UV irradiation. Biomedical and environmental sciences: BES. 2003 Sep;16(3):246.
5. http://booalilab.ir