بازگشت به مطالب
راهنمای آرم آیسی
عمومی0 بازدید
تهویه مطبوع کل ساختمان چگونه در شرایط واقعی آزمایش میشود؟
- تاریخ انتشار
- آخرین بهروزرسانی
تهویه مطبوع کل ساختمان فقط به راندمان کولر وابسته نیست؛ نقش عایق، جریان هوا، رفتار ساکنان و آزمایش واقعی مصرف انرژی را بررسی میکنیم.
یک کولر ممکن است در آزمایشگاه راندمان بالایی ثبت کند، اما پس از نصب در خانه با اتاقهای متعدد، درهای باز و بسته، تابش خورشید و رفتار متغیر ساکنان نتیجه دیگری بدهد. به همین دلیل، بررسی تهویه مطبوع کل ساختمان در یک خانه واقعی میتواند اطلاعاتی ارائه کند که از آزمون یک دستگاه مستقل به دست نمیآید.
General Group در ژاپن دو خانه آزمایشی در محوطه دفتر مرکزی خود در کاوازاکی ساخته است تا عملکرد سیستمهای سرمایش، گرمایش و مدیریت انرژی را در محیطی شبیه زندگی روزمره بررسی کند. پژوهشگران قصد دارند بهجای تمرکز صرف بر یک اتاق یا یک کولر، رفتار حرارتی کل خانه را مطالعه کنند.
خانههای آزمایشی چه مشخصاتی دارند؟
براساس گزارش Cooling Post، مجموعه آزمایشی از دو خانه چوبی دوطبقه تشکیل شده است. هر خانه چهار اتاقخواب، نشیمن، فضای غذاخوری و آشپزخانه دارد و مساحت زیربنای آن حدود ۱۱۴ مترمربع اعلام شده است.
ساختمانها مطابق سطح ۶ عملکرد عایقکاری در ژاپن ساخته شدهاند. هدف از انتخاب چنین پوستهای، بررسی سیستمهای تهویه مطبوع در خانههایی است که اتلاف حرارت کمتری نسبت به ساختمانهای ضعیفتر دارند.
کارکنان قرار است در بعضی مراحل داخل این خانهها اقامت شبانه داشته باشند. این موضوع امکان بررسی شرایطی را فراهم میکند که در آزمایشگاه بهسختی بازسازی میشوند؛ مانند حضور افراد، بازشدن درها، استفاده از آشپزخانه، تغییر تنظیمات دما و تولید گرمای داخلی.
چرا آزمایش واقعی تهویه مطبوع اهمیت دارد؟
ظرفیت و راندمان یک کولر معمولاً در شرایط استاندارد اندازهگیری میشود. این آزمونها برای مقایسه محصولات ضروریاند، اما نمیتوانند تمام عوامل موجود در یک خانه واقعی را پوشش دهند.
عملکرد واقعی سیستم تحتتأثیر مواردی مانند این عوامل قرار میگیرد:
کیفیت عایق دیوار، سقف و کف؛
نفوذ هوا از پنجرهها و درزها؛
جهت تابش خورشید؛
تعداد ساکنان و وسایل برقی؛
باز یا بستهبودن درهای داخلی؛
محل نصب یونیتهای داخلی؛
مسیر حرکت هوا میان اتاقها؛
تنظیم دما و ساعات استفاده؛
و شرایط آبوهوایی متغیر.
ممکن است یک دستگاه از نظر فنی بسیار پربازده باشد، اما بهدلیل جانمایی نامناسب، هوای سرد یا گرم را به همه بخشهای خانه نرساند. در چنین وضعیتی، بعضی اتاقها بیش از حد گرم یا سرد میشوند و کاربر برای جبران، دمای دستگاه را شدیدتر تنظیم میکند؛ نتیجه میتواند افزایش مصرف انرژی باشد.
تهویه مطبوع کل ساختمان با سرمایش یک اتاق چه تفاوتی دارد؟
در سیستم اتاقی، هر کولر عمدتاً دمای همان فضای محل نصب را کنترل میکند. این روش برای خانههایی که فقط چند اتاق در ساعات مشخص استفاده میشوند، میتواند انعطافپذیر باشد.
در مقابل، تهویه مطبوع کل ساختمان باید آسایش چند فضای مرتبط را همزمان مدیریت کند. این کار ممکن است با سیستم کانالی مرکزی، چند یونیت داخلی، گردش کنترلشده هوا یا ترکیبی از این روشها انجام شود.
General Group قصد دارد با استفاده از کولرهای اتاقی Nocria، دستگاه را نه بهعنوان وسیلهای مستقل، بلکه بهعنوان بخشی از کل خانه بررسی کند. پژوهشگران با تغییر روش سرمایش و شرایط کار، توزیع دما، جریان هوا و مصرف برق را تحلیل خواهند کرد.
این رویکرد میتواند نشان دهد آیا میتوان با تعداد کمتر دستگاه، مسیر هوای مناسبتر یا کنترل هماهنگتر، آسایش کل ساختمان را حفظ کرد. بااینحال، هنوز نتیجهای منتشر نشده و نمیتوان درباره برتری راهحل مشخصی قضاوت کرد.
نقش عایقکاری در تهویه مطبوع کل ساختمان
عایقکاری مناسب سرعت ورود گرما در تابستان و خروج آن در زمستان را کاهش میدهد. در یک خانه با پوسته حرارتی قوی، دمای اتاقها پس از خاموششدن سیستم آهستهتر تغییر میکند و اختلاف دمای سطوح داخلی نیز کمتر میشود.
این شرایط میتواند امکان استفاده مؤثرتر از سیستمهای مرکزی یا گردش هوا میان اتاقها را فراهم کند. در مقابل، در ساختمانی با نشتی هوا، پنجرههای ضعیف و پلهای حرارتی گسترده، هوای تهویهشده سریعتر از دست میرود.
نکته مهم این است که خرید کولر بزرگتر، ضعف پوسته ساختمان را حل نمیکند. دستگاه پرظرفیت ممکن است سریعتر دمای نزدیک ترموستات را تغییر دهد، اما همچنان با اتلاف انرژی، اختلاف دمای اتاقها و روشن و خاموششدنهای نامناسب روبهرو شود.
پیش از ارتقای سیستم HVAC، ارزیابی عایق، سایهاندازی، درزبندی و پنجرهها میتواند به انتخاب ظرفیت منطقیتر کمک کند.
چه دادههایی در خانه آزمایشی اندازهگیری میشوند؟
پژوهشگران قصد دارند سه گروه اصلی داده را بررسی کنند:
توزیع دما
فقط دمای کنار یونیت داخلی کافی نیست. دمای اتاقهای دورتر، طبقه بالا و پایین، سطح کف و دیوارها نیز بر احساس آسایش اثر دارد.
اندازهگیری چندنقطهای مشخص میکند آیا خانه دمای یکنواختی دارد یا بعضی فضاها از محدوده مطلوب خارج میشوند.
جریان هوا
حرکت هوا تعیین میکند گرما یا سرما چگونه میان فضاها توزیع شود. پلان خانه، راهرو، راهپله و وضعیت درها میتوانند مسیر آن را تغییر دهند.
جریان هوای ضعیف ممکن است اتاقهای دورتر را کمتهویه نگه دارد. سرعت بیش از حد نیز میتواند صدای نامطلوب یا احساس باد مستقیم ایجاد کند.
مصرف برق
مصرف برق باید همراه با دمای بیرون، شرایط داخل، ساعات حضور و نوع کنترل تحلیل شود. مقایسه عدد مصرف بدون درنظرگرفتن این متغیرها میتواند نتیجه گمراهکنندهای ایجاد کند.
هدف پروژه، مشاهده ارتباط میان نحوه کار سیستم و مصرف کل خانه است؛ نه صرفاً ثبت توان لحظهای یک کولر.
ترکیب هیت پمپ و تجهیزات گازسوز
در خانههای آزمایشی، آبگرمکن هیبریدی، اجاق گاز و پنلهای گرمایش از کف متعلق به Paloma نیز نصب خواهند شد. این تجهیزات امکان بررسی ترکیب هیت پمپ و گاز را فراهم میکنند.
در یک سامانه هیبریدی، کنترل میتواند براساس دمای بیرون، قیمت انرژی یا بار ساختمان تصمیم بگیرد کدام منبع حرارتی فعال شود. برای مثال، هیت پمپ ممکن است در شرایط معتدل عملکرد مناسبی داشته باشد و منبع کمکی در بارهای سنگینتر وارد مدار شود.
این ساختار الزاماً در همه کشورها اقتصادی نیست. قیمت برق و گاز، شدت انتشار شبکه برق، اقلیم، هزینه تجهیزات و قوانین محلی باید بررسی شوند. نتیجه آزمایش ژاپن را نمیتوان بدون تحلیل این عوامل برای بازار دیگری نسخهبرداری کرد.
انرژی خورشیدی، زمینگرمایی و باتری
برنامه پژوهشی فقط به کولر محدود نیست. General Group قصد دارد ترکیب انرژی خورشیدی، انرژی زمینگرمایی و ذخیرهسازی باتری را نیز برای سرمایش، گرمایش و آب گرم بررسی کند.
باتری میتواند بخشی از برق تولیدی پنلهای خورشیدی را برای ساعات دیگر ذخیره کند. سیستم مدیریت انرژی نیز ممکن است زمان کار هیت پمپ یا تولید آب گرم را با تولید برق هماهنگ کند.
برای مثال، اگر تولید خورشیدی در میانه روز بالا باشد، کنترل میتواند در محدوده آسایش مجاز بخشی از نیاز حرارتی را زودتر تأمین کند. این مفهوم به مدیریت بار کمک میکند، اما اجرای واقعی آن به ظرفیت باتری، تعرفه برق و الگوی مصرف وابسته است.
منبع هیچ عددی درباره صرفهجویی احتمالی این ترکیب ارائه نکرده است؛ بنابراین نمیتوان درصد مشخصی برای کاهش مصرف یا هزینه بیان کرد.
آزمایش واقعی چه محدودیتهایی دارد؟
خانه آزمایشی نسبت به آزمایشگاه تصویر واقعبینانهتری ارائه میدهد، اما همچنان معادل تمام ساختمانهای واقعی نیست.
دو خانه با پلان و عایق مشخص نمیتوانند تمام اقلیمها، مصالح، خانوادهها و رفتارهای مصرفی را نمایندگی کنند. حضور کارکنان نیز ممکن است دقیقاً شبیه رفتار یک خانواده در طول سال نباشد.
برای معتبرترشدن نتایج، پژوهش باید در فصلهای مختلف، شرایط جوی متنوع و سناریوهای متعدد انجام شود. همچنین روش اندازهگیری، نقاط نصب حسگرها و نحوه مقایسه سیستمها باید شفاف منتشر شوند.
نتایج زمانی ارزش علمی بیشتری پیدا میکنند که دادهها و روش تحلیل در گزارش فنی یا مقاله قابلبررسی ارائه شوند.
این پروژه برای خریداران کولر چه پیامی دارد؟
مهمترین پیام این پروژه آن است که عملکرد سیستم HVAC فقط به نام برند یا عدد راندمان کاتالوگ وابسته نیست.
پیش از انتخاب سیستم باید این موارد بررسی شوند:
بار سرمایشی و گرمایشی واقعی؛
کیفیت عایق و درزبندی؛
پلان و ارتباط اتاقها؛
محل نصب یونیتها و ترموستات؛
نیاز هر اتاق در ساعات مختلف؛
مسیر توزیع هوا؛
و امکان کنترل مستقل یا هماهنگ فضاها.
یک سیستم کوچکتر با طراحی و کنترل درست ممکن است از دستگاهی بزرگتر با جانمایی ضعیف، آسایش بهتر و مصرف منطقیتری ایجاد کند. البته تعیین ظرفیت و طراحی توزیع هوا باید توسط متخصص HVAC انجام شود.
کاربرد این یافتهها برای ساختمانهای ایران
شرایط اقلیمی ایران از مناطق گرم و خشک تا مرطوب، سردسیر و کوهستانی متفاوت است. به همین دلیل، یک راهکار واحد برای همه شهرها مناسب نیست.
بااینحال، روش پژوهش General Group قابلتوجه است: سیستم تهویه باید در کنار پوسته ساختمان، رفتار ساکنان، آب گرم و منابع انرژی بررسی شود.
در خانههای فارسیزبان نیز پیش از خرید چند اسپلیت یا اجرای سیستم مرکزی، بهتر است مصرف همزمان اتاقها، کیفیت عایق، محدودیت برق، امکان سرویس و هزینه بهرهبرداری ارزیابی شوند. سطح ۶ عایقکاری ژاپن نیز یک عنوان محلی است و نباید بدون مقایسه فنی با مقررات ملی ساختمان ایران استفاده شود.
جمعبندی
ساخت خانههای آزمایشی در کاوازاکی نشان میدهد صنعت HVAC به سمت ارزیابی سیستم در مقیاس کل ساختمان حرکت میکند. هدف فقط سنجش راندمان یک کولر نیست؛ بلکه بررسی ارتباط آن با عایق، جریان هوا، حضور ساکنان، آب گرم، انرژی خورشیدی و کنترل هوشمند است.
هنوز نتیجهای از این پروژه منتشر نشده، بنابراین نمیتوان درباره میزان کاهش مصرف یا بهترین آرایش سیستم قضاوت کرد. ارزش فعلی پروژه در روش آن است: آزمایش تهویه مطبوع در شرایطی نزدیکتر به زندگی واقعی.
برای آشنایی بیشتر با ظرفیتسنجی، عایقکاری و انتخاب سیستم مناسب، راهنماهای تخصصی ARM AC را مطالعه کنید و طراحی تهویه مطبوع کل ساختمان را به متخصص واجد صلاحیت بسپارید.