صرفه جوگرها (اکونومایزر)
صرفه جوگرهای تهویه و مطبوع، تجهیزاتی هستند که به شیوه های مختلف باعث صرفه جوی قابل ملاحظه ای در انرژی و حرارت در ساختمان می شود. این سامانه معمولا بیشتر در پکیج های تهویه و مطبوع با ظرفیت 3 الی 25 تن مورد استفاده قرار می گیرد.
در بسیاری از ساختمان های بزرگ، بخش عمده ای از فضاهای داخلی فاقد هر گونه جدار خارجی هستند و معمولا این فضا ها بیشتر مشرف به بیرون ساختمان هستند، لذا تولید این نوع گرما ها به اضافه انرژی ناشی از گرمای تولید شده توسط افرد، تجهیزات و روشنایی می بایست در زمان خاص و مشخص از ساختمان خارج شود. سامانه هایی که دارای کنترل کننده و تجهیزات صرفه جوگر هستند، می توانند در اوقاتی از سال یا در قسمتی از شبانه روز که دمای هوای بیرون کمتر از دمای مورد نیاز و تنظیم شده در ساختمان است، از سرمای بیرون جهت خنک کردن فضای داخل ساختمان ( به اصطلاح تهویه مجانی) استفاده کنند. این روش با راندمان بخشی (بازدِه) مناسب نسبت به استفاده از هوای سرد و تازه بیرون به داخل ساختمان، گرمای ناشی از حضور افراد و تجهیزات گرمازا را می تواند جبران و خنثی کند.
نحوه عملکرد صرفه جوگر
در سامانه های تهویه مطبوع مجهز به صرفه جوگر، به هنگام گرم بودن هوای خارج، دمپر های هوای تازه و تخلیه هوا در وضعیت بسته و یا حداقل میزان باز قرار می گیرند، اما دمپر های برگشت در حالت کاملا باز می باشند. تحت این شرایط حداقل هوای تازه به داخل ساختمان راه می یابد و همین امر باعث کاهش بار گرمای هوای ناشی از ورودی هوای گرم به سامانه تهویه می شود. اما در شرایطی که دمای هوای بیرون به اندازه مناسبی کاهش یافته، انتالپی یا محتوای گرمایی آن کمتر از انتالپی هوا برگشت می شود، این امر باعث می شود هر دو دمپر هوای تازه و هوای بیرون به میزان حداکثر باز شده و دمپر برگشت در موقعیت بسته قرار گیرد. این تکنیک باعث می شود بار گرمایی ناشی از حضور افراد و تجهیزات از طریق دمیدن هوای بیرون خنثی شود. تحت چنین شرایطی نیاز کوئل سرمایی هواساز ها به آب سرد و یا در مورد کوئل های انبساط مستقیم به روشن بودن کمپرسور به کمترین حد خود خواهد رسید، و این یعنی صرفه جویی در مصرف انرژی.
تجهیزات صرفه جوگرها
سامانه این صرفه جوگر، همانطور که در تصویر ملاحظه کنید شامل تجهیزات زیر می باشد:
- حسگرهای هوای بیرون و هوای برگشت
- حسگر هوای مخلوط
- ترموستات دومرحله ای اطاق و کنترلر صرفه جوگر
- Actuator راه انداز دمپر
- دمپرهای تعدیلی هوای بیرون و هوای برگشت (که براساس وضعیت مقتضی سامانه را هماهنگ می سازد)
- هود هوای بیرون
صرفه جوگرها در دنیای واقعی
حال به بررسی عملکرد این سامانه بصورت تصویری و اعداد واقعی می پردازیم. زمانی که ترموستات فرمان نیاز به برودت را صادر می کند، کنترلر ابتدای امر نسبت به اندازه گیری دما هوای بیرون ساختمان اقدام می کند، در صورت پائین بودن دمای هوای بیرون نسبت به دمای تنظیمی در داخل ساختمان، کنترلر با ارسال سیگنال به راه اندازه دمپر هوا بیرون آن را در شرایط کاملا باز قرار می دهد. سیگنال به راه اندازنده دمپر، هوای بیرون آن را در شرایط کاملا باز قرار می دهد همان طور که در تصویر ملاحظه می کنید دمای هوای بیرون 60 فارنهایت ( 15 سانتیگراد) و دمای برگشت هوای 74 فارانهایت ( 3/23 سانتگراد) می باشد، با مخلوط شدن این دو هوا، بی شک دمای هوای تغذیه یا رفت کمتر از دمای هوای برگشتی خواهد بود. در چنین شرایطی دیگر نیازی به روشن و در مدار بودن کمپرسورنمی باشد .
البته درخیلی موارد که دمای هوای بیرون بسیار مناسب و پائین می باشد می توان کلا مسیر هوای برگشت را با کمک بستن کامل دمپر هوای برگشت مسدود و فقط از هوای خنک بیرون برای فرایند تهویه استفاده کرد. حال در صورت عدم کاهش مناسب دمای هوای رفت، کنترلر سامانه با صدور فرمان نسبت به قرار دادن اولین کمپرسور در مدار اقدام خواهد کرد. این شرایط معمولا زمانی روی می دهد که محیط تحت شرایط تهویه با تعداد نفرات زیاد اشغال شده باشد.
حال در صورتی که دمای هوای بیرون بیش از دمای هوای برگشت باشد، کنترلر با ارسال سیگنال نسبت به بستن حداقلی میزان دمپر هوای جبرانی، بستن کامل و یا در حداقل میزان بازبودن دمپرهوای بیرون اقدام می کند، در این شرایط سامانه تهویه بصورت مکانیکی و توسط کمپرسورها انجام می شود.