آزمایشگاه دانشگاه الگویی جهت استفاده بهینه از انرژی

ماخذ: نشریه اشری – جولای 2017

مسعود میرمیران

…………

چرخ‌های بازیابی انرژی دوگانه تأثیر بالقوه‌ای را روی تعیین سایز سیستم اعمال می‌نمایند. در طراحی سیستم جریان هوای نصب شده، سیستم چرخ دو کاره می‌تواند از هرز 300 تن (1055 کیلووات) سرمایش در مقایسه  با سیستم بازیابی دورگذر گلیکول جلوگیری بعمل آورد. علاوه بر فن‌آوری های جلوگیری از هدر رفتن جریان هوا، اوج سرمایش و گرمایش نیز تا حدود MBH 4000 (1.2 مگاوات) و 500 تن (1758 کیلووات) کاهش یافت.

شکل 2 نشان می‌دهد اگر ورود هوا در دمای خنثی صورت پذیرد مطمئناً دیگر نیازی به بازگرمایش نخواهد بود. در سیستم‌های متعارف، زمانی به گرم نمودن مجدد نیاز پیدا می‌گردد که ضروریات جریان از حد مورد لزوم برای ایجاد سرمایش گذر نمایند. این مورد بیشتر در آزمایشگاه‌هایی که دارای میزان تبادل هوای بالا (با استفاده از تهویه) یا تراکم شدید خروج گازها از هود (خروجی از هود) می‌باشند اتفاق می‌افتد.

سیستم هواساز

جدول2 بارها و جریان ترمینال را برای دو حالت آزمایشگاهی یعنی یک آزمایشگاه بیولوژی و یک آزمایشگاه آموزشی شیمی آلی مورد مقایسه قرار داده است. آنالیز نشان می‌دهد که چگونه دیگر نیازی به بازگرمایش در ساختمان وجود ندارد.

این پروسه همچنین تفاوت بین هوای رفت کانالی که از طریق ترکیب تیرهای سرد، هودهای با عملکرد خوب و سیستم‌های جابجایی ایجاد می‌گردند مشهود می‌سازد.

در کل ظرفیت AHU کل حدود 30% کمتر از سیستم پایه می‌باشد، و تقریباً cfm 40000 ( L/s 878) از این هوا از طریق پلنوم تأمین می‌گردد. هوای رفت کاملاً کانالی برای ساختمان کمتر از 0.6cfm بازاء هر فوت مربع ناخالص(3L/s به بازاء هر مترمربع ناخالص) می‌باشد.

جهت به حداکثر رسانی عملکرد، یک سیستم چندکاره تخلیه، خروجی هود آزمایشگاه و هود کلی را قبل از سیستم بازیابی ترکیب می‌کند. ازآنجا که استفاده از چرخ‌ها جهت صرفه‌جوئی در انرژی ساختمان مهم بود، خطرات آلودگی شدید در ارتباط با خروجی گاز از هود را حتماً باید مورد بررسی و ارزیابی قرار داد. خوشبختانه در این رابطه کارفرما با داشتن تجربه 25 ساله و سابقه نصب چرخ با ظرفیت milion cfm 3 (million L/s 1.4) در کاربری های آزمایشگاهی، در این زمینه مهارت زیادی داشت.

مقایسه بار مدول آزمایشگاه

همراه با کارشناسان ایمنی دانشگاه جان‌هاپکینز (محیط و ایمنی بهداشتی JHU)، تیم طراحی توانست روند استفاده از چرخ را در اوایل طراحی مورد ارزیابی و تائید قرار دهد. این پروسه عملیاتی شامل می‌گردد بر بازبینی سیستم‌های HVAC، پروتکل‌های ایمنی آزمایشگاه، تعیین مشخصات تجهیزات، ضروریات مربوط راه‌اندازی و آنالیز تحقیقاتی و شیمیایی مورد لزوم جهت انجام اینکار. تولیدکننده چرخنده یک منبع انحصاری که زمینه فعالیت در زمینه آزمایش و آنالیز آلودگی‌های خشک‌کن دارد و مورد تائید کارشناس ایمنی که روند حداکثر عملکرد انتقالی را تا 045.0% با ازاء هر چرخ (09.0% برای دو چرخ در یک سری) محدود نموده بود قرار گرفته است.

سیستم قبل از نصب در ساختمان راه‌اندازی می‌شود و از طریق یک ردیاب آزمایش گاز SF6 و حسب استاندارد 84-2008 اشرِی در ارتباط با روش آزمایش تبادل انرژی/گرمای هوا به هوا مورد آزمایش و ارزیابی قراری گیرد. جهت اطلاعات بیشتر در زمینه ایمنی، «استفاده از چرخ های خشک‌کن موارد مربوط به ایمنی و کد چرخ‌ها» را مورد بررسی دقیق قرار دهید.

کیفیت هوای درون آزمایشگاهی(IAQ) و آسایش حرارتی

درحالیکه کارائی انرژی عامل محرک مهمی در روند طراحی می‌باشد، ایمنی آزمایشگاه و کیفیت محیط داخلی آزمایشگاه نیز از عوامل بسیار مهم می‌باشند. تیم طراحی برای بازبینی جلسات دائمی را با کارشناسان بهداشت ایمنی و محیطی دانشگاه به منظور تعیین استانداردها و بررسی فن‌آوری‌های جدید برگزاری می‌نماید.

این پروسه ایجاد اطمینان می‌نماید که آزمایشگاه‌ها استانداردهای ایمنی را رعایت و برنامه‌هایی را هم برای طرح‌های آتی آزمایشگاه‌های دانشگاه در دست تهیه دارند.

از هودهای با کیفیت عالی جهت کاهش جریان هوا استفاده می‌گردد. سرعت هودها طوری طراحی می‌گردند تا بتوانند یک روند حرکتی 65 فوت بازاء هر دقیقه (330. متر در ثانیه) در یک حیطه 18 اینچ و (457 میلی‌متر) بلندی قاب در مقایسه با استاندارد100فوت بازاء هر دقیقه (51.0متر در ثانیه) حفظ نماید.

هود در کارخانه توسط مالک و مهندس بازرس تست شده جهت ایجاد اطمینان از انطباق با استاندارد 1995-110 اشری، «روش آزمایش عملکرد هودهای خارج کننده گاز آزمایشگاهی» (8L حسب ضوابط آزمایش کارکرد و تولید (0.05 کارخانه) با قاب کاملاً باز (27 اینچ) [686 میلی‌متر] ) در 45 فوت در دقیقه/ یا 23/0 متر در ثانیه و نیز 18اینچ (457میلی‌متر) ارتفاع عملیاتی مورد بازرسی و آزمایش قرار می‌گیرد.

این آزمایش قبل از پذیرش امری اساسی می‌باشد زیرا که اثبات‌شده است هودها تحت هر شرایطی بهترین عملکرد را به دانشجوئی که قصد کارکردن در آزمایشگاه را دارند، ارائه می‌نمایند. در ضمن تمامی 142 هود مطابق با استاندارد 110 اشری (4L به عنوان معیار تائید) می‌باشند.

آزمایشگاه‌ها آموزشی طوری طراحی گردیده‌اند که دارای یک فضای اضافی می‌باشند طوریکه امکان خارج نمودن مواد شیمیایی به‌صورت روزانه از محیط آموزشی فراهم آمده است این عمل باعث ارتقاء ایمنی گردیده و این امکان پدید آمده است تا تیم طراحی بتوانند حداقل تبادل هوائی بازاء هر ساعت را تا ach 3در زمانی که کسی در آزمایشگاه نمی‌باشد. (6ach وقتی‌که کارکنان در آن حضور دارند) تعیین نمایند.

در ضمن جهت صرفه‌جوئی در انرژی کلیدی تعبیه‌شده تا در زمانی که کسی در مدتی طولانی در آزمایشگاه حضور ندارد و این امری معمول در دانشگاه می‌باشد روند جریان هوا را متوقف نماید.

این وسیله که استفاده از آن بسیار ساده می‌باشد به‌صورت یک سیستم کنترل طراحی و منسجم گردیده است و این امکان را برای استادان و مدیران آزمایشگاه فراهم آورده است تا آزمایشگاه را با استفاده از این کلید از حالت فعال خارج نمایند.

معیارهای ایمنی مانند چراغ‌قرمز و علائم جهت مواقعی که آزمایشگاه‌ها فعال نمی‌باشند مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آزمایشگاه‌ها طوری طراحی‌شده‌اند تا جریان هوای ورودی به فضا همراه با شبکه‌های جابجا کننده نزدیک به خروجی بتوانند هوا را به‌سوی منبع خروجی واقع در قسمت عقبی آزمایشگاه هدایت تا از آنجا به خارج فرستاده شود.

بخش نمونه ای از یک آزمایشگاه معمول در آزمایشگاه تولیدکننده تیر سرد ساخته‌شده است.

مهندس منتخب آزمایشی را برای اثبات کیفیت عملکرد و هوا بخصوص در منطقه‌ای نزدیک به هودها که تحت آزمایش توسط مالک و مهندس بازرسی قرار گرفته‌اند تعیین می کند.

در ضمن  یک بررسی دیداری در خصوص میزان گاز و دود بعد از شروع بکار ساختمان جهت نشان دادن جریان حرکت هوا، کارایی دستگاه‌های تهویه و میزان فشردگی صورت می‌پذیرد.

ساختمان بتونی یک ساختار ماند حرارتی بالا را همراه با توده‌ای با ثبات که باعث کاهش نوسانات دمایی و عدم تقارن تابشی می‌شود ایجاد نموده است.

از تابش پیرامونی در تمامی پنجره‌ها استفاده گردیده است تا در زمستان ازهر گونه هرز انرژی جلوگیری بعمل آید، و سیستم تأمین گرمایش کفی نیز جهت ارتقاء میزان راحتی در فضاهایی که در ارتفاعی 20فوت (6.2 متر) قرار گرفته‌اند، استفاده گردیده است.