عنوان :

پایان نامه تهویه در ساختمان ها

تعداد صفحات :۶۸

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

مقاله حاضر به بررسی تهویه ساختمانها می پردازد. در این مقاله به اهمیت کیفیت هوای داخل ساختمان، روش پیشنهادی تمیز کردن کانالها، کارهای انجام شده د رخارج کشور و در داخل کشور، لوله های حرارتی و مزایا و معایب، نحوه کارکرد، راهنمای طراحی تأسیسات مدارس، منابع انرژی موجود در خانه و … می پردازد.

لوله های حرارتی از سه قسمت عمده تشکیل یافته که مشتمل به مخزن فیتیله متخلخل و سیال عامل می باشند.

طول لوله های حرارتی را می توان به سه قسمت عمده تقسیم کرد که شامل اوپراتور (قسمت پایین) دسته آدیاپاتیک (قسمت مرکزی) و کندانسور (قسمت بالایی ) می باشد.حرارت دریافت شده از گاز گرم عبوری از روی لوله های حرارتی در قسمت پایین آن سبب تبخیر سیال عامل داخل فیتیله شده و سیال عامل تبخیر شده از داخل فیتیله به سمت مرکز لوله حرکت کرده و سپس به دلیل اختلاف فشار موجود درداخل لوله به سمت بالای آن که سردتر می باشد حرکت می کن و در ادامه حرارت خود را به سیال سرد عبوری از روی لوله می دهد که سبب گرم شدن و یا سیال عبوری و نتیجتاً چگالیده شدن خودش میشود.چگالیده در قسمت بالایی توسط فیتیله جذب شده و به واسطه نیروی جاذبه و خاصیت موئینگی فیتیله به قسمت پایین لوله حرارتی منتقل می گردد و سیکل تازه داده شده مجدداً تکرارمی شود.

با توجه به موارد ذکر شده لوله های حرارتی را همیشه با شیبی بین ۵ تا ۹۰ درصد نسبت به افق نصب می کنند .

مهمترین پارامتر لوله های حرارتی جنس سیال عامل می باشد که به شدت به محدوده کاری لوله حرارتی وابسته است .

درلوله های حرارتی پارامترهای طراحی شامل دبی سیال بیرونی درجه حرارت آن خواص شیمیایی … می باشد.

با بکارگیری نکات زیر در ارتباط با انتخاب سیستمهای گرمایشی و اجزای آن می توان در مصرف انرژی صرفه جویی کرد، هزینه های ماهانه در بخش خانگی را کاهش داد و در حفظ منابع زیستی با انتشار کمتر آلاینده ها تأثیر گذار بود.

        ·استفاده از ترموستات در هر یک از رادیاتورها و کنوکتورها

        ·استفاده از بویلرهایی با حجم آبگیری کم و راندمان حرارتی بالا

        ·استفاده از رادیاتورها و کنوکتورهایی با وزن و حجم آبگیری کم و راندمان حرارتی بالا

        ·نصب شیر هواگیر خودکار بر روی رادیاتور یا کنوکتور

        ·عایق کردن لوله های موتورخانه و سیستم شوفاژ

در هنگام خرید هر وسیله گرمازا باید به برچسب انرژی آن نیز دقت نمود و راندمان حرارتی و رده بندی آن را کنترل کرد تا راندمان آن درزیر استانداردهای تعیین شده نباشد.

واژهه ای کلیدی: کانال ها، لوله های حرارتی، منابع انرژی، تهویه ساختمان

 فهرست مطالب

تمیز کردن کانالهای هوا ؛   ۱
اهمیت کیفیت هوای داخل ساختمان   ۱
روش پیشنهادی تمیز کردن کانالها   ۴
کارهای انجام شده د رخارج کشور   ۵
کارهای انجام شده در داخل کشور   ۶
لوله های حرارتی   ۶
پیشینه تاریخی   ۷
کاربردهای مختلف   ۷
ساختار و نحوه کارکرد   ۷
معایب لوله های حرارتی   ۹
مزایای لوله های حرارتی   ۹
ارائه یک مثال واقعه ای ا زکاربرد لوله های حرارتی در تهویه مطبوع   ۱۰
راهنمای طراحی تأسیسات مدارس   ۱۴
اصول اولیه طراحی کانالها   ۱۴
طراحی برای دمای بهینه هوا   ۱۷
تجهیزات سیستمهای مرکزی   ۱۸
هوا ساز   ۱۸
چیلر ها   ۲۳
سیستمهای سقفی   ۲۴
سیستم های قائم خود اتکا   ۲۷
کنترل های سیستمهای تهویه مطبوع   ۲۹
ابعاد اقتصادی   ۳۱
مقایسه سیستمها   ۳۲
نتیجه گیری   ۳۵
مقابله با خوردگی در چیلرهای جذبی   ۳۵
خوردگی در اثر محلول غلیظ لتیم بروماید و عوارض و مشکلات ناشی از آن در چیلرهای جذبی   ۳۶
راندمان رادیاتورها ، کنوکتورها و بویلرها   ۴۱
منابع انرژی موجود در خانه   ۴۳
ماند انرژی   ۴۴
مقایسه زمان پاسخ   ۴۵
شیرهای ترموستاتیک   ۴۶
بویلرهای خانگی   ۴۷
نتیجه گیری و پیشنهادات   ۴۹
بادزنهای مکنده هوای ساختمانها   ۵۰
نکاتی درباره نصب   ۵۳
انتخاب بادزن مکنده هوای ساختمان   ۵۶
تمیز کردن مبدلهای حرارتی   ۵۹

تمیز کردن کانالهای هوا ؛

امر مهمی که در ایران توجهی به آن نمی شود .

اهمیت کیفیت هوای داخل ساختمان

مطالعه آلودگی محیطهای بسته غیر حرفه ای (Non – Occupational Indoor Environment) تقریباً علم جدیدی است و از عمر آن حدود ۲۵ سال می گذرد به طوری که اولین سمینار بین المللی آن در سال ۱۹۷۸ میلادی  ودر دفتر منطقه ای اروپایی سازمان بهداشت جهانی در دانمارک برگزار گردید .

مطالعاتی که توسط سازمان محیط آمریکا انجام شده نشان می دهد که میزان آلودگی داخل ساختمان حدود ۲ تا ۵ برابر آلودگی خارج از ساختمان است و گاهی این مقدار تا ۱۰۰ برابر افزایش می یابد . با توجه به این که مردم حدود ۹۰ درصد اوقات خود را در داخل ساختمان می گذرانند ، اهمیت آلودگی داخل ساختمان و کنترل کیفیت آن مشهود می گردد.

آلودگی هوای داخل ساختمان در دراز مدت و کوتاه مدت اثرات سوء بر سلامتی ساکنان دارد . آلودگی هوا در دراز مدت باعث امراض تنفسی و سرطان می شود که فرد را به شدت از کار می اندازد  و درنهایت باعث مرگ او می شود . عوامل این آلودگی را می توان گاز رادن (Radon) ، آزبست و مصرف دخانیات ذکر کرد. از عوارض کوتاه مدت یا فوری آلودگی هوای داخل ساختمان می توان خارش چشم و گوش و حلق و بینی ، سردرد ، سرگیجه و خستگی مفرط را نام برد و نشانه های سوءسلامتی به صورت آسم ،سینه پهلو (ذات الریه ) و تب ظاهر می گردد. عوامل این آلودگی عبارتند از کمبود تهویه ، آلودگی شیمیایی و بیولوژیکی از منابع داخل و خارج ساختمان و سایر عوامل غیر آلاینده مانند دما ، رطوبت ، میزان روشنایی و ارگونومیک محل کار.

در خصوص اثرات کوتاه مدت آلودگی هوا بر سلامتی انسانها ،نتایج بررسی سازمان ایمنی و بهداشت محیط کار کشور آمریکا از ۵۳۹ ساختمان در سال ۱۹۷۱ میلادی جالب توجه است (جدول ۱ ).

 همانطوریکه ملاحظه می شود ، ۵۰ درصد از مشکلات آلودگی داخل ساختمان مربوط به تأسیسات گرمایی ، تعویض هوا و تهویه مطبوع می باشد که منظور از طراحی ،نصب و راه اندازی آنها ایجاد شرایط آسایش برای ساکنان است ! به عبارت دیگر اگر ما بتوانیم عوامل مؤثر در آلودگی تأسیسات تهویه ساختمان را شناسایی کنیم ،۵۰ درصد راه برای رفع آلودگی ساختمان ساختمان را طی کرده ایم.

یکی از نقاطی که گرد و خاک (Dust)  و گرده گیاهی (Pollen) و موی حیوانات و حشرات ساختمان است . این عوامل در مجاورت رطوبت ، بستر مناسبی را برای رشد باکتری و قارچ گیاهی (Mold) فراهم می کنند که در نهایت باعث کپک زدن (Mildew) می شوند. هوایی که به منظور کنترل شرایط آسایش و رساندن هوای تازه از این کانالها عبور می کند در واقع با عوامل یاد شده تماس داشته و آنها را با خود به داخل ساختمان حمل می نماید و باعث به خطر افتادن سلامتی افراد می گردد.

روش پیشنهادی تمیز کردن کانالها

بهترین روش تمیز کردن کانالها ، روش رفع منشأ (Source Removal) است که بوسیله تجهیزات مکانیکی انجام می شود . طرح واره این روش در شکل ۱ نشان داده شده است .

 همانطور که ملاحظه می شود ، برس دوار (Rotating Brushes) گرد و خاک را از جداره کانال می کند و دستگاه مکنده صنعتی آنها را از طرف دیگر می مکد و از کانال خارج می کند.

تجهیزات الکترونیکی نیز برای پایش قبل و بعد ا زعملیات مورد نیاز است تا بتوان نتایج عملیات تمیز کردن را مشاهده نمود.

کارهای انجام شده د رخارج کشور

کار تمیز کردن داخل کانالهای هوا در خارج از کشور حدود ۱۵ سال قدمت دارد . سازمانهای مختلفی در کشورها متولی کیفیت هوای داخل ساختمان می باشند.

در کشور ایالات متحده آمریکا سازمان حفاظت محیط زیست (با آدرس اینترنتی WWW.EPA.IAQ ) و انجمن تمیز کردن کانالها (به آدرس اینترنتی WWW.NADCA.COM) برای کسانی که علاقه مند به اطلاعات بیشتر هستند معرفی می گردند.

کارهای انجام شده در داخل کشور

تمیز کردن کانالهای هوا در داخل کشور متداول نیست و این کار تا کنون انجام نشده است . علل فراوانی برای این موضوع می توان مطرح نمودکه از جمله نبود بودجه کافی ، عدم شناخت موضوع از طرف مهندسین و  مسئولین ، عدم توجه به سلامتی افراد و نبود مسئول مستقیم هوای داخل ساختمان را می توان نام برد.

لوله های حرارتی

لوله های حرارتی تجهیزات ساده بازیافت حرارت هستند که عمل انتقال حرارت یک نقطه به نقطه دیگر که با فاصله کمی از همدیگر قرار داشته باشند.را بدون احتیاج به هیچگونه ابراز سیر کولاسیون به سرعت انجام     می دهند در پاره ای ا زموارد به این ابزار لقب فوق رسانای حرارتی را نیز داده اند که این امر موید ظرفیت بالای انتقال حرارت و همچنین اتلاف اندک حرارتی آن می باشد همچنین به واسطه نحوه انتقال حرارت توسط سیال عامل این ابزار را ترموسیفون نیز نام نهاده اند .

پیشینه تاریخی

ایده لوله های حرارتی برای اولین بار در سال ۱۹۴۲ توسط R.S  Gauler   ارائه شد .اما با این وجود اولین لوله حرارتی در سال ۱۹۶۲ توسط G.M.GROVER طراحی و ساخته شد و از آن زمان بود که این تکنولوژی به طور جدی مورد توجه قرار گرفت و توسعه یافت .

کاربردهای مختلف

لوله های حرارتی دارای کاربردهای مختلفی هستند که می توانند با راندمان بالای (۷۰%) فرآیند بازیافت حرارت را انجام دهند از کاربرد آنها می توان به سیستمهای تهویه مطبوع اشاره داشت. که درادامه آن را توضیح می دهیم در کنار آن می توان به استفاده در کنترل کننده های رطوبت پیش گرم کن دیگهای بخار خشک کن های هوا بازیابنده حرارت از بخار خروجی کامپیوترهای لبتاب و غیره اشاره کرد.

ساختار و نحوه کارکرد

لوله های حرارتی از سه قسمت عمده تشکیل یافته که مشتمل به مخزن فیتیله متخلخل و سیال عامل می باشند.

طول لوله های حرارتی را می توان به سه قسمت عمده تقسیم کرد که شامل اوپراتور (قسمت پایین) دسته آدیاپاتیک (قسمت مرکزی) و کندانسور (قسمت بالایی ) می باشد.حرارت دریافت شده از گاز گرم عبوری از روی لوله های حرارتی در قسمت پایین آن سبب تبخیر سیال عامل داخل فیتیله شده و سیال عامل تبخیر شده از داخل فیتیله به سمت مرکز لوله حرکت کرده و سپس به دلیل اختلاف فشار موجود درداخل لوله به سمت بالای آن که سردتر می باشد حرکت می کن و در ادامه حرارت خود را به سیال سرد عبوری از روی لوله می دهد که سبب گرم شدن و یا سیال عبوری و نتیجتاً چگالیده شدن خودش میشود.چگالیده در قسمت بالایی توسط فیتیله جذب شده و به واسطه نیروی جاذبه و خاصیت موئینگی فیتیله به قسمت پایین لوله حرارتی منتقل می گردد و سیکل تازه داده شده مجدداً تکرارمی شود.

با توجه به موارد ذکر شده لوله های حرارتی را همیشه با شیبی بین ۵ تا ۹۰ درصد نسبت به افق نصب می کنند .

مهمترین پارامتر لوله های حرارتی جنس سیال عامل می باشد که به شدت به محدوده کاری لوله حرارتی وابسته است .

درلوله های حرارتی پارامترهای طراحی شامل دبی سیال بیرونی درجه حرارت آن خواص شیمیایی … می باشد.

معایب لوله های حرارتی

        ·بالا بودن هزینه اولیه

        · حتماً باید دو جریان سرد و گرم عبوری از روی لوله های حرارتی در نزدیکی همدیگر باشند .

   ·جریانهای سرد و گرم عبوری از روی لوله های حرارتی حتماً باید از نظر شیمیای دارای خوا قابل قبول باشند تا از خوردگی سطح خارجی لوله جلوگیری به عمل آید .

مزایای لوله های حرارتی

        ·سرفه جویی در مصرف انرژی به واسطه حرارت ۲۰ تا ۴۰ درصدی لوله های حرارتی .

        ·عدم وجود قسمتهای متحرک

        ·عدم احتیاج به سیرکولاسیون اجباری سیال عامل .

        ·هزینه تعمیر و نگهداری پایین.

        ·به نسبت کوچک و پربازده بودن .

        ·محدوده کاری گسترده نقطه نظر درجه حرارت

        ·افت فشار بسیار کم در داخل محفظه(۱۵ تا mmWG20 )؛

        ·با تغییر شیب لوله های حرارتی می توان یک لوله در موارد مختلف به کار برد

   ·ضریب اطمینان بالا به دلیل اینکه لوله های حرارت مستقل از همدیگر کار می کنند خرابی یک یا چند لوله بر کل سیستم تأثیر نمی گذار .

        ·انعطاف پذیری طرحها امکان نسب در فضاهای محدود و بایشگاه مختلف وجود دارد .

ارائه یک مثال واقعه ای ا زکاربرد لوله های حرارتی در تهویه مطبوع

همان طور که قبلاً ذکر شد یکی از کاربدهای لوله های حرارتی به سیستم های تهویه مطبوع بر می گردد در اکتبرسال ۱۹۹۶ در سیستم  هوا ساز کتابخانه Gulf Breez پنسلوانیای فلوریدا لوله های حرارتی جهت رطوبت زدایی کار گذاشته شده اند هدف اصلی از نسب لوله های حرارتی این بود که میزان ظرفیت رطوبت زدایی دستگاه هوا ساز را افزایش دهند بدون اینکه هیچگونه انرژی اضافی مصرف کند در این بخش هدف ما این است که تأثیر رطوبت زدایی لوله های حرارتی از نقطه نظر صرفه جویی مالی و انرژی تبین شود این بررسی با درنظر گرفتن سطوح درجه حرارت و رطوبت هوای بیرون و هوای ورودی به کتابخانه بار سرمایی کویل های سرمایشی و بار لوله حرارتی در طی دو هفته ا ی از فصل تابستان که حداکثر بار سرمایی وجود دارد انجام گرفته است سیستم رطوبت زدایی لوله های حرارتی در واقع یک سیستم غیر فعال (Passive) است که از یک سری لوله سربسته پر شده و از مبرد تشکیل یافته که هدف آن انتقال حرارت از هوای بیرونی وارد شده به قسمت مادون سرد کننده کویل سرمایشی بست و هدف از مادون سرد کردن رطوبت زدایی از هوای مرطوب ورودی است از آنجا که کویل لوله های حرارتی هوای ورودی در ابتدا پیش سرد می کند لذا میزان ظرفیت رطوبت زدایی سیستم بورودتی در طول شرایطی که سیستم درحداکثر بار باشد افزایش می یابد در طول مدت حداقل بار کویل پیش سردکن لوله های حرارتی قسمتی از بار کویل سرمایشی را تأمین می کند تا به یک سطح معینی از رطوبت زدایی برسیم و کویل باز گرمکن (Reheat )  نیز قسمتی از بار حرارتی لازم برای تأمین درجه حرارت مطلوب هوای ورودی به کتابخانه را تأمین می کند به عنوان یک نتیجه کلی می توان گفت لوله های حرارتی مورد بحث باعث بالا بردن ظرفیت رطوبت زدایی و سرفه جویی در مصرف انرژی می شود لوله های حرارتی این توانایی را دارد که میزان رطوبت هوا را در حدود ده درصد کاهش داده و میزان رطوبت هوا که قبلاً در حدود ۷۵ درصد بوده را بدون اینکه بر روی درجه حرارت هوا ی ورودی بر کتابخانه تأثیر منفی بگذارد به ۶۵% تقلیل دهد در صورتی که بخواهیم این میزان رطوبت زدایی را با سیستم های معمولی انجام بدهیم به ۲۰ تن تبرید انرژی احتیاج خواهیم داشت .

اگر بخواهیم این میزان رطوبت زایی (۱۰ % ) را با اضافه کردن سیستم های مکانیکی به دستگاه هواساز خود تأمین کنیم احتیاج به سرمایه گذاری ۳۰ هزار دولاری داریم درصورتی که لوله های حرارتی نصب شده ۴۲ هزار هزینه داشته است به بیان دیگر به میزان ۱۲ هزار دولار سرمایه گذاری اولیه بیشتری انجام داده ایم .

با ثبت اطلاعات بارهای کویل برودتی و همچنین بار لوله حرارتی در فاصله زمانی ۱۵ دقیقه ای در طی دو هفته کار به حداکثر بار سرمایی احتیاج داریم به این نتیجه رسیدیم که بار پیش سرمایش و بار حرارتی باز گرمکن هوای ورودی با میزان درجه حرارت هوای بیرونی به صورت خطی افزایش پیدا می کند با استفاده از آنالیز به روش Weather bin   مشخص شد که لوله حرارتی قابلیت تأمین حداکثر ۲۰ تن تبرید( KBTU/Hr 240) بار گرمایش مجدد بدون اینکه به هیچگونه انرژی اضافی احتیاج داشته باشد را دارا است.

با این اطلاعات درحدود ۶۵wh صرفه جویی انرژی درحداکثر تقاضای تابستان را خواهیم داشت که سالانه به میزان ۱۵۳۷۷۵ kwh خواهد بود (درحدود ۱۰ درصد کل ) و همچنین صرفه جویی مالی انرژی سالانه آن ۷۷۰۰ دلار می باشد.

میزان برگشت سرمایه گذاری لوله های حرارتی توضیح داده شده در حدود ۱۵ ماه می باشد که اگر چنین کاری را درجاهای دیگر انجام بدهیم با توجه به شرایط آب و هوایی مکان نصب ،راندمان سیستم مکانیکی ،قیمت انرژی و شرایطی که برای هوای داخل متصور است این مدت زمان متفاوت خواهد بود .با مقایسه هزینه ۱۲ ماه قبل و ۱۲ماه بعد از نصب لوله های حرارتی مشاهده شد که میزان انرژی مصرفی واقعی کاهش یافته kwh230750 وهزینه کاهش یافته۹۹۸۰دلار بوده است .

راهنمای طراحی تأسیسات مدارس

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .