بای پس کویل هواسازها – بخش دوم

بای پس کویل هواسازها-بخش1
بای پس کویل هواسازها -بخش اول
مهر ۲۲, ۱۳۹۷
اثرات رطوبت پایین روی سلامت، آسایش و IEQ
اثرات رطوبت پایین روی سلامت، آسایش و IEQ – بخش اول
آبان ۱۴, ۱۳۹۷

بای پس کویل هواسازها – بخش دوم

بای پس کویل هواسازها

بای پس کویل هواسازها

ماخذ: ماهنامه اشری – اکتبر ۲۰۱۷

ترجمه: مهندس نیره شمشیری

…………

وقتی نیاز به کنترل رطوبت با الزامات جریان هوای تهویه یا تهویه محسوس مطابقت نداشته باشد، بازگرمایش استراتژی رایجی است که معمولاً استفاده می‌شود. متأسفانه، بازگرمایش یکی از ناکارآمدترین سیاست‌ها در جعبه‌ابزار HVAC است، که برای خنثی کردن بسیاری از نتایج حاصل از سایر انرژی‌های مصرف‌شده، انرژی مصرف می‌کند. در مورد مراکز درمانی، فضاهای مختلف زیادی نیاز به گردش هوای کامل دارند که هماهنگ با دمای نقطه شبنم دستگاه لازم برای کنترل رطوبت در فضاست و اغلب منجر به بازگرمایش به‌منظور اجتناب از سرمایش بیش از حد فضا می‌شود. این مقاله در مورد تکنیک بای پس کویلی دستگاه هواساز بحث می‌کند که از طریق سیاستی که در بعضی انواع ساختمان‌های دیگر رایج است، از بیشتر بازگرمایش های لازم جلوگیری می‌کند.

 

کنترل دمپرهای بای پس و برگشت مسیر کویل در این حالت، با کنترل در حالت اکونومایزر متفاوت است. در این حالت، دمپر بای پس برای حفظ SAT در نقطه تنظیمی تعیین می‌شود که با منطق T&R دوباره راه‌اندازی شود تا با بار زونی که به کمترین SAT نیاز دارد مطابقت داشته باشد. دمپر بای پس مستقل از دمپر برگشت مسیر کویل عمل می‌کند. در این حالت، تغییر موقعیت دمپر بای پس برای تغییر SAT، افت فشار کلی روی مسیر هوای بازچرخانی شده را تغییر می‌دهد که منجر به توازن فشار تغییریافته بین هوای بازچرخانی شده و هوای تازه می‌شود و نرخ جریان هوای تازه را تغییر می‌دهد.

بستن دمپر بای پس

اگر بستن دمپر بای پس برای کاهش SAT منجر به جریان هوای تازه اضافی شود، حلقه PID در کنترلرهای حجم هوای تازه باز بودن دمپر جبرانی و بسته بودن دمپر برگشت مسیر کویل را تنظیم می‌کند تا جریان هوای تازه صحیح تأمین شود. اگر کنترل حجم هوای تازه یک کمبود جریان هوای تازه را در یکی از نواحی حس کند، به‌صورت پله‌ای دمپر جبرانی را باز و دمپر برگشت مسیر کویل را می‌بندد که منجر به نرخ جریان هوای جبرانی بیشتر و نرخ ورودی هوای تازه بالاتر می‌شود. تنظیم خنثی‌کننده دمپرهای برگشت مسیر کویل و جبرانی باید تأثیر کمی روی تعادل فشار مسیر تعادل/مسیر کویل و تأثیر اندک روی نسبت کل هوای عبوری از کویل شامل ترکیب هوای تازه و برگشت به هوای بازچرخانی شده از طریق بای پس داشته باشد.

 

حالت اکونومایزر

 

وقتی دستگاه در حالت اکونومایزر است، دمپر هوای جبرانی کاملاً باز و دمپر برگشت مسیر کویل کاملاً بسته است، به گونه‌ای که کل هوایی که کویل سرمایش را می‌پیماید، هوای تازه است. دمپر بای پس برای تغییر تعادل بین هوای تازه ورودی و هوایی که کویل را می‌پیماید و هوای برگشت جاری در بای پس تنظیم می‌شود. از آنجایی که جریان هوای تازه در دریچه ورودی هوای تازه اندازه‌گیری می‌شود، کنترلر دمپر بای پس را بسته نگه می‌دهد تا حدی که هوای جبرانی کافی به بیرون دریچه خروجی جبرانی هدایت شود و مقدار هوای تازه لازم از طریق دریچه هوای تازه ورودی وارد شود. این ترتیب کنترل مانع از القای هوای تازه از طریق دریچه خروجی هوای جبرانی می‌شود.

این مطلب را هم بخوانید  مرکز درمانی ارزشمند، سبز، دیجیتال - بخش دوم
دو حالت اکونومایزر

بسته به اینکه آیا آب سرد باید با نقطه تنظیم دمای هوایی که کویل را ترک می‌کند مطابقت داشته باشد یا نه، نگهداشتن نقطه تنظیم SAT در حالت اکونومایزر دو حالت دارد. اگر دمای هوای تازه بالای نقطه تنظیم دمای هوای خروجی کویل باشد، شیر کنترل آب سرد طوری تنظیم می‌شود که نقطه تنظیم را حفظ کند. وقتی هوای تازه خیلی خشک باشد، منطق T&R بر اساس مطابقت با الزامات رطوبت‌زدایی «مرطوب‌ترین» زون، دمای هوای ترک‌کننده کویل را دوباره رو به بالا تنظیم می‌کند تا به حد بالاتر آنکه نقطه تنظیم SAT است برسد. دمپر بای پس کاملاً بسته خواهد بود. تا وقتی نقطه تنظیم دمای هوای ترک‌کننده کویل کمتر از دمای هوای تازه ورودی باشد، آب سرد کویل برای حفظ نقطه تنظیم‌شده، تنظیم می‌شود.

وقتی دمای هوای تازه زیر نقطه تنظیم‌شده دمای هوای ترک‌کننده کویل باشد، دمپر بای پس باز تنظیم می‌شود تا نقطه تنظیم SAT را نگه دارد. اگر هوای تازه به‌قدری سرد باشد که ترکیب هوای تازه و هوای بای پس شده دارای کمترین سرعت جریان هوای تازه سردتر از نقطه تنظیم‌شده SAT باشد، کویل پیش‌گرمایش شروع به گرم کردن هوای تازه می‌کند تا هوای ترکیب‌شده به نقطه تنظیم‌شده SAT برسد.

 

کنترل رطوبت

 

کنترل رطوبت برای اتاق‌های عمل دو ترتیب اصلی دارد، حالت رطوبت‌گیری و رطوبت زایی. در حالت رطوبت‌زدایی، کنترل دمای هوای ترک‌کننده کویل مکانیسم اصلی برای اطمینان از این مسئله است که نسبت رطوبت به اندازه کافی پایین هست که الزامات رطوبت برای «مرطوب‌ترین زون» را حفظ کند. مجدداً منطق T&R برای حفظ دمای هوای ترک‌کننده کویل در بالاترین نقطه تنظیم هماهنگ با رطوبت کنترل‌کننده در همه زون‌ها استفاده می‌شود. اگر لازم است کویل سرمایش کاملاً باز باشد، با توجه به سردترین نقطه تنظیم دمای هوای ترک‌کننده کویل، کنترل نقطه تنظیم SAT بالا یا پایین می‌رود که سبب بسته شدن دمپر بای پس و افزایش جریان جرمی در کویل و در نتیجه کاهش نسبت رطوبت هوای رفت می‌شود. درحالی‌که مستولی شدن کنترل نقطه تنظیم SAT بازگرمایش را در همه زون‌ها افزایش می‌دهد، ممکن است گاهی کنترل رطوبت در «مرطوب‌ترین» زون لازم باشد.

این مطلب را هم بخوانید  فناوری جذبی از دیروز تا فردا- بخش سوم

برای عملکرد زمستانی در اقلیم‌های سردتر، رطوبت زن‌های اصلی، برای حفظ کمترین سطوح انسانی در اتاق‌های عمل لازم است. رطوبت زن اصلی کنترل می‌شود تا نسبت رطوبت هوای رفت به حداقل رطوبت نسبی مجاز در «خشک‌ترین» اتاق افزایش یابد. رطوبت زن‌های پالایشی، تنها وقتی استفاده می‌شود که روندهای خاص، نیاز به سطوح رطوبت نسبی بالای غیرعادی داشته باشد.

 

کویل هواساز

کویل هواساز

 

حالت اشغال نشده زون

 

وقتی یک اتاق اشغال نشده تعیین می‌شود، نرخ جریان هوای رفت می‌تواند تا نقطه تنظیم پایین‌تر که از قبل توسط پرسنل تعیین می‌شود، دوباره تنظیم شود. اگر باید افزایش دمای فضا بالای نقطه تنظیم اشغال نشده باشد، شیر هوای رفت باز می‌شود تا سرمایش بیشتری برای فضا تأمین کند. شیر هوای برگشت برای حفظ فشار لازم تنظیم می‌شود. وقتی اتاق در حالت setback است، سیگنال‌های عدم مطابقت دما، فشار و گردش هوا تنها برای شیرهای هوای برگشت و هوای رفت ارسال می‌شود و تأثیری روی کنترل دمای کویل یا کنترل بای پس ندارد.

حتی اگر همه اتاق‌های عملی که دستگاه هواساز دارند در حالت اشغال نشده باشند، دستگاه هواساز به کار در حالت خودکار ادامه می‌دهد. فرض می‌شود ترموستات‌های محلی و رطوبت‌سنج‌ها، وضعیت «اشغال نشده» را با نقاط تنظیم رطوبت و دمای مناسب برنامه‌ریزی می‌کند. این نقاط تنظیم مختلف پاسخ‌های T&R تولید می‌کنند که به دستگاه هواساز اجازه می‌دهد دمای هوای کویل و نقاط تنظیم دمای هوای رفت را آرام کند. همین‌طور، کنترل هواساز به جداول زمانی «اشغال نشده» برای اتاق‌هایی که امکان نرخ گردش هوای تازه و کل هوا و درعین‌حال حفظ فشار لازم را دارند، پاسخ می‌دهد.

 

خلاصه کنترل‌های خنثی‌کننده

 

درحالی‌که کنترل طبیعی پارامترهای عملیاتی برای دستگاه هواساز کویل بای پس روشن است، اطمینان از اینکه همه شرایط محیطی فضای بحرانی حفظ می‌شود، نیازمند خنثی کردن ترتیب‌های کنترل طبیعی است. الزامات بای پس در ادامه خلاصه می‌شود.

  • در حالت حداقل هوای تازه، اگر دمپر هوای مسیر کویل کاملاً بسته باشد و دمپر هوای جبرانی کاملاً باز، یک یا چند زون هوای تازه کافی دریافت نمی‌کند، در نتیجه کنترلر دمای SAT خنثی می‌شود تا دمای هوای رفت را کاهش دهد، پس دمپر بای پس بسته و هوای تازه ورودی از طریق مسیر هوای کویل افزایش می‌یابد.
  • اگر مرطوب‌ترین زون نتواند بیشترین رطوبت نسبی لازم را حفظ کند و شیر آب سرد کویل سرمایش کاملاً باز باشد، با وجود کمترین دمای ممکن هوای کویل، کنترلر SAT خنثی می‌شود تا دمای SAT را کاهش دهد در نتیجه دمپر بای پس بسته و جریان جرمی هوای رفت که کویل را طی می‌کند افزایش می‌یابد.
  • اگر دمپر بای پس کاملاً بسته و یک یا چند ترموستات زون رضایت‌بخش نباشد، کنترل دمای هوای ترک‌کننده کویل خنثی می‌شود تا دمای هوای ترک‌کننده کویل را کاهش و در نتیجه SAT را پایین بیاورد.
این مطلب را هم بخوانید  اثرات رطوبت پایین روی سلامت، آسایش و IEQ - بخش دوم

 

کاهش ظرفیت سرمایش و گرمایش با کویل بای پس دستگاه‌های هواساز

 

به‌جای شرایط سایکرومتریک هوای تازه، صرفه‌جویی در ظرفیت سرمایش و گرمایش تابعی از بارهای داخلی، تنظیمات رطوبت‌سنج و ترموستات و بارهای نهان و محسوس داخلی است. این مطالعه فرض می‌کند کنترلر دمای هوای ترک‌کننده کویل برای دستگاه هواساز غیر بای پس و کویل بای پس دستگاه هواساز به اندازه کافی هوشمند هست که هماهنگ با حفظ تنظیمات رطوبت‌سنج داخلی نقطه تنظیم را تا بالاترین دما دوباره تنظیم کند. از آنجایی که در هر موقعیت خارجی مشخص، بارهای نهان واقعی برای دو نوع دستگاه یکی است، صرفه‌جویی برای دستگاه کویل بای پس محدود به سرمایش زیاد محسوس با دستگاه غیر بای پس و بازگرمایش لازم برای جبران آن می‌شود. جدول ۱ صرفه‌جویی برای پارامترهای عملیاتی مختلف برای یک اتاق عمل یا ۷۵۰ فوت مربعی (۶۹.۷ مترمربعی) با سقف‌های ۱۰ فوتی (۳ متری) را نشان می‌دهد. برای نمونه کمترین بار در اولین ردیف جدول، صرفه‌جویی بار سرمایش تقریباً ۲۷ درصد است.

 

  بالاترین موقعیت بارگیری

 

بالاترین موقعیت بارگیری شده تنها ۵ درصد صرفه‌جویی بار را نشان می‌دهد. این صرفه‌جویی‌ها فرض می‌کنند نمونه پایه یک طرح تنظیم مجدد نقطه تنظیم دمای هوای تخلیه کویل هوشمند بر اساس «مرطوب‌ترین» زون دارد. اگر نقطه تنظیم دمای تخلیه کویل نمونه پایه بر اساس بدترین مورد رطوبت‌گیری ممکن ثابت شود، صرفه‌جویی‌ها بیشتر خواهد بود. صرفه‌جویی‌های بازگرمایش برابر با ظرفیت سرمایش اجتناب شده است، اگرچه ظرفیت گرمایش لازم در آب و هوای سرد ممکن است بیشتر از ظرفیت بازگرمایش لازم باشد، و در نتیجه هیچ کاهشی در اندازه دستگاه گرمایش ایجاد نشود.

صرفه‌جویی‌های انرژی با تعداد ساعات کار برای اتاق‌های عمل و میانگین بارگیری داخلی برای این اتاق‌ها تعیین می‌شود. برای اتاق‌های عمل بدون بهره‌های گرمای داخلی بزرگ، صرفه‌جویی‌های انرژی سالانه می‌تواند قابل‌توجه باشد.

 

نتیجه‌گیری

 

دستگاه هواساز بای پس، راه‌حل استانداردی برای هوای زیر کف و سیستم‌های تهویه جابه‌جایی همراه با برخی انواع اتاق‌های تمیز است. این استراتژی با کنترل مناسب برای حفظ پارامترهای کاری لازم برای اتاق‌های عمل می‌تواند منجر به کاهش قابل‌توجه در ظرفیت گرمایش و سرمایش لازم و در نتیجه هزینه اولیه همراه با صرفه‌جویی‌های زیاد در هزینه انرژی سالانه شود. با این وجود، توجه دقیق به استراتژی‌های خنثی کردن لازم برای پیشگیری از الگوریتم‌های بهینه‌سازی دمای هوای رفت که از طریق منطق پالایش و پاسخ اجرا می‌شود لازم است.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اشتراک رایگان تاسیسات نیوز
هفته نامه تاسیسات نیوز تنها نشریه الکترونیکی تاسیسات ایران است. با عضویت در سایت کاشانه این نشریه را هرهفته در میل باکس خود رایگان دریافت کنید.البته عضویت مزایای دیگری نیز دارد...