ماخذ: ماهنامه اشری – فوریه 2018

ترجمه: تیم ترجمه تاسیسات نیوز

……………………………………………………………

در برخی از مناطق آمریکا، محبوبیت پمپ‌های حرارتی مینی اسپلیت کانالی (داکت اسپلیت) به علت مشخصاتی مانند مصرف کم انرژی و پنهان بودن از دید افراد، در حال افزایش است. گرچه هزینه‌ی اولیه و هزینه‌ی نصب و راه‌اندازی این سیستم‌ها معمولا از مینی اسپلیت‌های معمولی (بدون کانال) بیشتر است، برای برخی خانواده‌ها که مایل نیستند یونیت داخلی دستگاه را در محل زندگی خود ببینند، این تفاوت قیمت ارزش دارد.

برای مثال، گرچه مدل‌های مختلفی از یونیت‌های خارجی چندگانه (مولتی اسپلیت) در بازار وجود دارد، تنها یک دستگاه با یک یونیت خارجی و یک یونیت داخلی را می‌توان در نرم‌افزار BEopt شبیه‌سازی کرد. این مسئله به معنای آن است که برای خانه‌هایی که نیازمند دو یا چند یونیت داخلی هستند، نرم‌افزار به سادگی مینی اسپلیت با بیشترین ظرفیت را انتخاب کرده و فرض می‌کند که این دستگاه عمده‌ی بار مورد نیاز خانه را تأمین می‌کند (با استفاده از دستورالعمل انتخاب خودکار سایز در BEopt). شاخص‌های عملکردی این دستگاه‌ها (مانند نسبت فصلی راندمان انرژی ‍[SEER]، توان فن تغذیه و …) مانند سیستم تک یونیتی باقی می‌ماند، اما ظرفیت به صورت مصنوعی بالاتر است. پیوست B این گزارش اطلاعات طراحی واقعی‌تری برای شفاف‌تر کردن این موضوع پیچیده ارائه می‌کند.

فرضیات تعداد افراد حاضر در اتاق‌ها در این مدل‌ها مبتنی بر پروتکل شبیه‌سازی ساختمان آمریکا است، که شامل فرضیاتی درباره بارهای حرارتی داخلی، مصرف انرژی لوازم منزل، و تنظیم دمای C° ۲۲ برای گرمایش و C° ۲۴ برای سرمایش و عدم وجود پس‌روی است.

فرضیات مربوط به سیستم مینی اسپلیت:

جدول ۲ فرضیات نرم‌افزار BEopt برای تحلیل را نشان می‌دهد. مقادیر ارائه شده مربوط به سیستم‌های DLS، پیش از این با ترکیب اطلاعات سازنده و اطلاعات میدانی جمع‌آوری شده توسط شرکت راندمان انرژی شمال شرق، تهیه شده بود.

مقادیر مربوط به سیستم‌های DED مبتنی بر داده‌های مربوط به همان شرکت سازنده سیستم‌های DLS است. منبع هر کدام از مقادیر مربوط به DED در ستون سمت چپ جدول آورده شده است.

گرچه مقادیر SEER (در میان متغیرهای دیگر) برای این دو یونیت داخلی متفاوت است، این مقادیر به این علت انتخاب شدند که یونیت‌های خارجی مربوط به آن‌ها به طور مشابه طراحی و ارزیابی شده اند.

در حالی که راندمان اعلام شده‌ی این دو دستگاه یکسان نیست، می‌توان گفت این دو دستگاه تقریبا مشابه هستند اما راندمان‌های متفاوتی دارند که نشان‌دهنده‌ی شرایط نصب آن‌هاست.

یک فرض دیگر مربوط به مینی اسپلیت‌ها، این است که انتخاب خودکار سایز در مدل‌های DED بر مبنای ظرفیت خروجی سرمایش است. این حالت، مشابه موقعیتی است که ظرفیت سرمایش با استفاده از مدل مینی اسپلیت بدون کانال تعیین می‌شود.

زمانی که ظرفیت، بیشتر از بزرگترین مدل‌های موجود باشد، پارامترهای مربوط به بزرگترین مدل استفاده شده و برای ظرفیت یونیت فرضی، برون‌یابی می‌شود.

فرضیات مربوط به کانال:

جدول ۳ فرضیات مربوط به کانال که مخصوص سیستم‌های DED است را نشان می‌دهد. در برخی موارد، در ستون توضیحات تفاوت‌های فرضیات با یک سیستم مرکزی معمولی تشریح شده است.

اضافه کردن سیستم DED به BEopt:

برای ذخیره‌ی این فناوری در BEopt، سه گزینه‌ی جدید (یونیت‌های با ظرفیت ۹، ۱۲ و ۱۵ kBtu/h [۶/۲، ۵/۳ و ۴/۴ کیلووات) به دسته‌ی پمپ‌های حرارتی مینی اسپلیت و هم‌چنین یک گزینه‌ی جدید (۴درصد نشتی کل کانال، عایق‌بندی R-6 و عدم وجود نشتی برگشتی) به دسته‌ی کانال‌ها افزوده شدند.

امکان شبیه‌سازی و تحلیل سیستم‌های DED در نسخه‌ی ۲.۸.۰.۰ نرم‌افزار BEopt که در تاریخ ۴ ژانویه‌ی ۲۰۱۸ منتشر شده و در OpenStudio قابل دسترسی است، افزوده شده است.

سنجش دقت نتایج:

جهت مشخص نمودن میزان تأثیر فرضیات انجام شده بر مصرف انرژی کل تاسیسات مینی اسپلیت کانالی، یک مطالعه‌ی دقت‌سنجی اجرا شد. پارامترهایی که برای این مطالعه استفاده شدند شامل موقعیت کانال، سطح مقطع کانال، نرخ نشت کانال، عایق‌بندی کانال، و توان فن تغذیه است.

جدول ۴ فرض اولیه را به همراه دو فرض جایگزین برای هر کدام از این پارامترها نشان می‌دهد. برای هر کدام از موارد، تنها یکی از پارامترهای ذکر شده تغییر کرد و با سیستم DED مبنا مقایسه شد.

درصد تغییرات، درصد تغییر انرژی گرمایشی کل سیستم DED را نشان می‌دهد، که شامل انرژی فن، در مقایسه با سیستم DED مبناست.

مقادیر منفی در دسته‌ی درصد تغییرات، به معنای آن است که فرض انجام شده، مصرف انرژی کمتری نسبت به سیستم DED مبنا داشته است.

پارامترها، تأثیر زیادی بر نتایج صرفه‌جویی در مصرف انرژی کل مربوط به این فناوری داشته‌اند. بنابراین، در طول مطالعه، فرضیات اصلی استفاده شدند.

درصد مساحت تهویه شده‌ی خانه

گرچه قابلیت جامعی در BEopt برای شبیه‌سازی چند نوع سیستم تهویه مطبوع در یک ناحیه‌ی گرمایشی/سرمایشی وجود ندارد، یک ویژگی در این نرم‌افزار وجود دارد که می‌تواند بار گرمایشی/سرمایشی درصد مشخصی از مساحت خانه را به پمپ‌های حرارتی مینی اسپلیت اختصاص دهد. به صورت پیش‌فرض، مابقی خانه با استفاده از سیستم گرمایش الکتریکی گرم خواهد شد.

یک مطالعه‌ی دقت‌سنجی دیگر انجام شد تا تعیین شود با تغییر درصد مساحت تهویه شده‌ی تحت پوشش پمپ‌های حرارتی مینی اسپلیت، میزان مصرف انرژی آن‌ها چه میزان تغییر می‌کند.

این آزمایش تنها برای نمونه‌ی شماره ۴ انجام شد که خانه‌ای واقعی (ساخته شده) با مساحت معادل ۲۲۰۰ فوت مربع (۲۰۴ متر مربع) است و کانال‌های آن در دوپوش واقع شده است. نتایج این مطالعه در شکل ۱ آورده شده است.

طبق انتظار، هر قدر میزان (درصد) مساحت تحت پوشش سیستم DED بیشتر باشد، صرفه‌جویی در مصرف انرژی بیشتر خواهد بود. الگوی کمتر بودن مصرف انرژی سیستم‌های DLS نسبت به سیستم‌های DED در بخش نتایج نیز تکرار می‌شود (البته این تفاوت در مصرف انرژی مقدار کمی دارد).

نتایج:

همان‌طور که در بخش‌های ابتدایی این گزارش توضیح داده شد، در این مطالعه چهار سیستم تهویه مطبوع، شش نمونه، و سه اقلیم گرمایشی متفاوت شبیه‌سازی شدند. نتایج این مطالعه می‌تواند به تعیین میزان صرفه‌جویی در مصرف انرژی سیستم‌های DED (که برای گرمایش/سرمایش کل خانه استفاده شود) در مقایسه با سیستم‌های تهویه مطبوع رایج دیگر در منطقه‌ی شمال غرب، کمک کند.

جدول ۵ نتایج حاصل از شبیه‌سازی استفاده از سیستم‌های DED را برای سرمایش/گرمایش کل خانه نشان می‌دهد، که این نتایج به صورت درصد صرفه‌جویی در مصرف انرژی نسبت به کل مصرف انرژی هر نمونه آورده شده است.