مأخذ : ماهنامه تهویه مطبوع – شماره اول – فروردین 1382
ترجمه: بهداد یزدانی
شرکت CRIEPI نوعی سیستم HVAC مجهز به پنل های سقفی و سیستم ذخیره یخ ارائه کرده است که در طول شب یخ را با استفاده از نیروی برق تولید کرده و در طول روز از این یخ در دستگاه تهویه مطبوع استفاده می کند. آزمایشات انجام شده نشان می دهد که با استفاده از این روش راحتی و آسایش ساکنین به درستی تأمین می شود. این سیستم احتیاجی به کانال تأمین هوا در سقف ندارد و هزینه برق مصرفی این سیستم در مقایسه با دیگر سیستم های تهویه مطبوع 20% کمتر است. همچنین این سیستم قادر است که پیک انرژی موردنیاز را در طول روز پایین آورده و تأمین کنندگان انرژی برق را قادر می سازد تا به صورت مؤثرتری برنامه ریزی نمایند.
به طور کلی اتاقی که مجهز به پنل‌های تشعشعی سقفی می‌باشد ؛ در مقایسه با دیگر اتاق‌هایی که از سیستم‌های معمولی تهویه مطبوع (سیستم‌هایی که از جابجایی برای انتقال حرارت استفاده می‌کنند) سود می‌برند ؛ دارای هوایی مطلوب‌تر و محیطی راحت‌تر می‌باشد . اساس این سیستم استوار بر تلفیق سیستم ذخیره حرارتی یخی با سیستم سقف سرد می‌باشد.
این سیستم ذخیره حرارتی دمای اتاق را با استفاده از گرما یا سرمای ذخیره‌شده کنترل کرده و برق مصرفی را در طول شبانه‌روز تنظیم می‌کند . این مسئله نه‌تنها برای تولیدکنندگان برق بلکه برای کسانی که از سیستم تهویه مطبوع مجهز به سیستم ذخیره حرارتی استفاده می‌کنند ؛ از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.
موقعیت سیستم مجهز به پنل‌های تشعشعی سقفی در صنعت:
اکثر سیستم‌های تهویه مطبوع امروزی، سیستم‌های فاقد مخزن ذخیره حرارتی می‌باشند. این سیستم‌ها به دلیل افزایش برق مصرفی در طول روز موجب افزایش اختلاف در بین مقدار برق مصرفی در طول روز و شب می‌شوند . به همین دلیل تولیدکنندگان برق و سیاستمداران ژاپنی تمام هم و غم خود را معطوف ترقی و پیشرفت این سیستم‌های تهویه مطبوع مجهز به مخازن ذخیره حرارتی کرده‌اند که در طول شب حرارت و یا سرما تولید کرده و آن را ذخیره می‌کنند و از آن در طول روز برای سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌کنند. سیستم‌های تهویه مطبوع مجهز به مخزن ذخیره حرارت دارای تجهیزات گران‌قیمتی در مقایسه با سیستم‌های معمولی (جابجایی) هستند که این عیب برای این سیستم محسوب می‌شود.
آینده سیستم‌های مجهز به پنل‌های تشعشعی سقفی و مخزن ذخیره یخ
این سیستم از مخزن بهره می‌برد که برای نصب به فضای زیادی احتیاج ندارد.
مزایای این سیستم به شرح زیر می‌باشد:
- این سیستم با استفاده از مخزن ذخیره یخ که از انرژی الکتریکی در طول شب استفاده می‌کند ؛ می‌تواند مقدار برق مصرفی را در طول شبانه‌روز تنظیم کند.
- این سیستم به دو روش در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند . اولاً از مخزن ذخیره یخ به منظور کاهش برق مصرفی دستگاه‌های برودتی استفاده می‌کند و ثانیاً دبی هوا و آب مورد نیاز را کاهش داده ، در نتیجه برق مصرفی فن‌ها و پمپ‌ها نیز کاهش می‌یابد .
- این سیستم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه می‌باشد زیرا اولاً هزینه عملکرد را با استفاده از سیستم ذخیره حرارتی کاهش می‌دهد ثانیاً به دلیل آنکه از سیستم پردازش هوا بدون نیاز به کانال بهره می‌برد دیگر لازم نیست که کانال‌هایی در سقف نصب شود ؛ که این خود هزینه اولیه را کاهش می‌دهد .
- راحتی و آسایش انسان نیز در این سیستم به دلیل استفاده از سیستم تهویه‌مطبوع تشعشعی به‌درستی تأمین می‌شود.
سیستم تهویه‌مطبوع تشعشعی سقفی از طریق تابش، حرارت را در بین پنل‌های سقفی و ساکنین اتاق انتقال می‌دهد. این سیستم به ندرت جریان‌های گرم یا سردی در اتاق تولید می‌کند.
امروزه به دلیل استفاده از تجهیزات اداری از قبیل کامپیوترها، میزان تولید گرما در ادارات رشد چشمگیری داشته است. این امر موجب شده است که حتی در زمستان نیز به سیستم سرمایش نیاز پیدا شود.
پنل های سقفی
سیستم سرمایشی تشعشعی مستقیماً اشعه مادون قرمزی که از ساکنین اتاق و تجهیزات اداری ساطع می‌شود را با استفاده از پنل‌های سقفی که در دمای 22–20 درجه سانتی گراد نگهداری می‌شوند ؛ جذب می‌کند . این امر موجب پخش یکنواخت دما در اتاق می‌شود ؛ زیرا دیگر خبری از جریان هوای سرد در اتاق نمی‌باشد (همانند جریانی که در سیستم جابه‌جایی ایجاد می‌شود) ، و باعث می‌شود که بالاتنه ساکنین در اتاق خنک شده و پائین‌تنه آنها گرم بماند . (از نظر استاندارد راحتی این شرایط برای ساکنین بسیار مطلوب می‌باشد.)
ذخیره انرژی در سیستم ذخیره یخ
استفاده از سیستم ذخیره یخ، ما را قادر می‌سازد تا دمای آب سرد ورودی سیستم تهویه مطبوع را تا دمای 10-4 درجه سانتی گراد پائین بیاوریم .
این دما به مقدار قابل‌ملاحظه کمتر از دمای سیستم‌های تهویه مطبوع معمول (جابه‌جایی) می‌باشد. همچنین این امر به ما امکان می‌دهد تا دمای هوای سردی که از سیستم تهویه‌مطبوع تأمین‌شده است را تا دمای 10 الی 14 درجه سانتی گراد پائین بیاوریم . این دما بسیار کمتر از دمای هوای موجود در سیستم‌های تهویه مطبوع معمول (جابه‌جایی) می‌باشد.
تنظیم مصرف برق و کاهش هزینه آن
نتایج حاصل از آزمایشات نشان می‌دهد که می‌توان با استفاده از این سیستم‌ها ، مصرف برق را در اواسط تابستان در حدود %26 و هزینه برق مصرفی را %23 کاهش داد.
بهبود کارکرد سیستم سرمایشی تشعشعی
سیستم سرمایشی تشعشعی چندی است که در ژاپن مورد آزمایش قرارگرفته است . در طی انجام این آزمایشات مهندسان با مشکلاتی از قبیل تقطیر آب، به دلیل رطوبت‌گیری کافی از هوا، در سطح پنل‌های سقفی برخورد کردند.
اما با استفاده از سیستم ذخیره یخ می‌توان آب سردی با درجه حرارت oc 2 برای دستگاه‌های تهویه‌مطبوع مهیا نمود و رطوبت هوای رفت توزیع شده توسط دستگاه‌های تهویه‌مطبوع را نیز به مقدار مطلوبی کاهش داد و بدین ترتیب از تقطیر آب بر روی سطح پنل‌های سقفی و دریچه‌های تغذیه هوا (ورودی) جلوگیری نمود.
کاهش هزینه‌های ساخت
تلفیق سیستم ذخیره یخ و پنل‌های تشعشعی می‌تواند هزینه‌های ساختمان را کاهش دهد و به دلیل کاهش مصرف برق می‌توان از تجهیزات الکتریکی کوچک‌تری استفاده نمود و یا می‌توان با به‌کار بردن سیستم ذخیره یخ بزرگ‌تر تجهیزات سیستم تهویه مطبوع را کوچک‌تر کرد.
هزینه ساخت نیز به دلیل استفاده از سیستم تغذیه هوای فاقد کانال ، که در آن هوا به‌طور مستقیم پنل‌های سقفی را تغذیه می‌کند ؛ کاهش می‌یابد
با مطالعه فاکتورهایی که هزینه ساخت را کاهش یا افزایش می‌دهند ؛ معلوم شد که هزینه ساخت ساختمانی که از این سیستم بهره می‌برد در مقایسه با ساختمان‌های که از سیستم تهویه‌مطبوع متداول (جابجایی) بهره می‌بردند ؛ تفاوت چندانی ندارد.
