تهویه مطبوع سوله صنعتی
تهویه مطبوع سوله صنعتی از جمله مواردی است که در صنایع مختلف مورد نیاز است. در تهویه مطبوع کارخانه ها و سوله های صنعتی معمولا از ترکیب چیلر و هواساز یا روفتاپ پکیج استفاده می شود. در عصر تغییرات اقلیمی، تابستان ها گرم‌تر و مرطوب‌تر از گذشته هستند. با توجه به موج گرما در سراسر جهان، این سوال مطرح می شود که چگونه ساختمان های صنعتی یا سوله های خود را خنک نگه داریم؟ در واقع، این موضوع مسائل عمده ای را در مورد تهویه عمومی کارخانه ها که در آن دما به میزان شدیدی افزایش می یابد، ایجاد می کند. چنانکه بسیاری از کمپانی ها در این فکرند که چگونه می توان ساختمان‌های انرژی برِ خود را خنک کنند و در عین حال هزینه های مصرف انرژی را کاهش داده و با گرمایش جهانی مبارزه کنند.
واقعیت این است که جهان در حال شکستن رکورد گرما است. حتی در اروپا دمای هوا در نقاط مختلف از 40 درجه سانتیگراد فراتر رفته است. ساختمان‌های صنعتی بیش از حد گرم می شوند و تولیدکنندگان به دنبال راهکارهایی برای خنک کردن آنها بدون افزایش قبض انرژی یا بدتر شدن گرمایش زمین هستند. در این مقاله سعی می شود علاوه بر راهکارهای رایج در کشور به آخرین تکنولوژی های استفاده شده در سایر نقاط دنیا نیز اشاره شود.
اثر گرما و رطوبت بر تهویه مطبوع صنعتی
با تبدیل شدن این پیک های گرما به حالت عادی، تهویۀ طبیعی یا همان باز کردن درب های سالن تولید دیگر برای خنک کردن فضای کارخانه در طول فصل تابستان کافی نیست. در بسیاری از موارد، دمای هوای ورودی به یونیت های تأمین هوای تازه که بر روی پشت بام نصب شده اند، به راحتی می تواند به 40 درجه سانتیگراد (104 درجه فارنهایت) برسد! (شمارۀ 4 در شکل ذیل).
یک فضای کاری محدود را تصور کنید، مانند یک سالن نقاشی، با سیستم تهویه اختصاصی خود جهت تولید جریان آرام که 100٪ هوای تازه از یک طرف و 100٪ اگزاست از طرف دیگر تأمین می کند. از آنجایی که حلال‌ها و ترکیبات آلی فرار (VOC) در این مناطق یافت می‌شوند، استفاده از تجهیزات تنفسی محافظ شخصی برای کارگران الزامی است.
در اوج فصل گرما، این سیستم تهویه مستقیماً هوای گرمِ بیرون را به داخل می کشد. این گرما توسط تجهیزات تنفسی تشدید می شود که سطح ناراحتی نقاشان محصور را که در حال خفگی هستند، افزایش می دهد (شمارۀ 4 در شکل فوق). از طرف دیگر، به دلیل رطوبت زیاد هوای وارد شده، ممکن است چکیدن رنگ از روی قطعات اتفاق افتاده و بر کیفیت محصول تأثیر بگذارد (شمارۀ 2 در شکل فوق).
به طور کلی، اگر تهویه مناسب در چنین فضاهایی ضروری باشد، در شرایط گرمای شدید، خنک کردن هوای ورودی نیز الزامی خواهد بود! گرمای شدید می تواند به دلیل ایجاد فضای خفه کننده در سالن تولید حتی منجر به توقف فرایند تولید شود.
علاوه بر این، فرآیندهای تولید اغلب به دستگاه‌های اگزاست هوا مجهز می‌شوند تا آلاینده های محیط خود را خارج کنند، که این موضوع منجر به تولید فشار منفی در فضای کاری آنها می شود. در نتیجه، حرکت هوا می تواند از یک بخش به بخش دیگر رخ دهد و خطرات آلودگی متقابل را ایجاد کند. بخش برشی را در نظر بگیرید که بقایای گرد و غبار آن احتمالاً قطعاتی را که در حال خشک شدن در قسمت رنگ مجاور هستند آلوده می کند (شمارۀ 1 در شکل فوق).
برای جلوگیری از بروز این مشکلات، بکارگیری یونیت های هوای تازه به شرطِ زون بندی درست فضاهای تولید و ایجاد فشار مثبت یا منفی با توجه به نوع فرایند کاری و نیز استفاده از کویل سرمایشی جهت تعدیل دما و حتی رطوبت از الزامات طراحی سیستم تهویه مطبوع برای سالن های تولید می باشد.
آیا تهویه مطبوع صنعتی راه حلی مقرون به صرفه است؟
تا همین اواخر، خنک کردن فضاهای کار صنعتی به دلیل هزینه های مصرف انرژی و نیز هزینه های مرتبط با تعمیرات یا بهبود تأسیسات، غیرقابل تصور بود. اما، با الگوی جدید ناشی از تغییرات آب و هوایی، کاهش بهره وری و عملکرد ناشی از دوره های طولانی گرما و رطوبت بالا، این روند معکوس شده است.
بنابراین، سرمایه گذاری در راه اندازی سیستم تهویه مطبوع جهت ادامه فرایند تولید، کاهش تلفات و مشکلات کیفی و جلوگیری از تأخیر ضرورت بیشتری پیدا کرده است.
مجددا مثال سالن نقاشی را در نظر می گیریم. جایگزینی یونیت های ورود مستقیم هوای بیرون با سیستم تهویه مطبوع طیف وسیعی از مزایا را ارائه می دهد!
1– جلوگیری از آلودگی متقابل به کمک ایجاد فشار مثبت
از آنجایی که یونیت های تهویه مطبوع غیرمستقیم هستند، لزوماً به مکانیزم اگزوز نیاز ندارند؛ زیرا، هیچ منواکسید کربنی در جریان هوا وجود ندارد. بنابراین هوای خنک شده در داخل تاسیسات باقی می ماند.
این اجازه می دهد تا با فشار مثبت در منطقۀ کار، ریسک آلودگی متقابل کاهش یابد. به عنوان مثال، جهت جلوگیری از انتقال آلودگی از اتاق برش به اتاق رنگ، این قابلیت موثر واقع خواهد شد. در صورت نبود فشار مثبت، گرد و غبار آلومینیومیِ انفجاری ایجاد خواهد شد که اگر روی اقلامی که تازه رنگ شده اند یا در انتظار رنگ آمیزی هستند رسوب کنند، آنها را غیرقابل استفاده می کند که این موضوع منجر به بروز نکته بعدی می شود!
2- جلوگیری از اتلاف مواد و توقف تولید
شرایط محیطیِ سخت می تواند تولید قطعاتی را که نیاز به دقت بالایی دارند، به خطر بیاندازد. بعنوان مثال، یکپارچگی فیزیکی چوب نرم تا حدی تحت تأثیر رطوبت نسبی بالای هوا است؛ بنابراین، اندازۀ آن نسبت به زمانی که در کارخانه بوده نمی تواند یکسان بماند. چنانکه وقتی قطعه به مقصد رسید، ممکن است خیلی کوچک یا پیچ خورده شده باشد.
رطوبت و گرما بر خواص برخی مواد و صحت پیشرفت برخی فرآیندها می تواند کاملاً تأثیرگزار باشد، از این رو برخی از کارخانه ها مجبور به این تصمیم گیری می شوند که تولید را متوقف کنند تا متریال اولیه را از دست ندهند.
3- تضمین شرایط کار ایمن برای نیروی کار
تهویه مطبوع تا حد زیادی آسایش کارکنان را بهبود می بخشد. نقاشان، جوشکارها و سایر کارگران می‌توانند در محیطی محدود یا نامحدود که در آن سطوح رطوبت و دما قابل تحمل باشد، کار کنند.
راهکارهای تهویه مطبوع صنعتی
سرمایش، گرمایش و تهویۀ تمام فضای سوله های صنعتی با توجه به حجم زیادِ چنین مکان هایی، به منزلۀ هزینۀ زیاد در خرید تجهیزات و نیز مصرف انرژی بسیار بالا می باشد. به همین علت، همواره توصیه می شود برای سرمایش و گرمایش سوله های صنعتی (بخصوص سرمایش)، بصورت هدفمند و در واقع به شکل موضعی، توزیع هوای سرد و گرم صورت بگیرد. به این معنا که صرفاً در زون هایی از سوله که نیروی انسانی مشغول به کار است و یا تجهیزات و ماشین هایی وجود دارند که نیازمند سرمایش می باشند، توزیع هوا انجام شود.
ترکیب دستگاه هواساز در کنار چیلر و دیگ آبگرم یکی از مرسوم ترین راهکارهای HVAC برای فضاهای یکپارچه ای مثل سوله های صنعتی است که نیاز به تفکیک دمایی ندارند. بسته به متراژ سالن تولید، معمولاً از یک چیلر و دیگ مرکزی در کنار چند دستگاه هواساز استفاده می شود.
نکتۀ حائز اهمیت این است که حتی المقدور می بایست جهت توزیع یکنواخت ترِ هوا، هر هواساز یک محیط تقریباً مربعی را پوشش دهد. بنابراین، بعنوان مثال بهتر است در سالنی به طول 90 متر و عرض 30 متر از سه دستگاه هواساز استفاده شود. در برخی از محیط های صنعتی مانند آزمایشگاه های تنظیم و کالیبراسیون تجهیزات صنعتی، ممکن است به دلایل و حساسیت های ویژه، از هواساز هایژنیک یا بهداشتی که اغلب در تهویه مطبوع بیمارستان ها کاربرد دارند استفاده شود.
در صورت عدم امکان تأمین آبگرم، از هیترهای برقی نیز می توان جهت گرمایش در هواسازها استفاده نمود.
استفاده از روفتاپ پکیج
استفاده از روفتاپ پکیج به جای چیلر و هواساز همیشه یکی از راهکارهای جایگزین بوده است؛ چراکه عملاً در شرایط کاری یکسان، روفتاپ پکیج نسبت به ترکیب چیلر و هواساز راندمان انرژی بالاتری دارد. ضمن آنکه از روفتاپ پکیج می توان بعنوان یک سیستم مستقل برای یک زون جداگانه استفاده نمود. اما، در شرایطی که تفکیک زون ها اهمیتی نداشته و ممکن است در محل پروژه مصرف کننده های دیگری برای آب چیلد، مثل فن کویل ها وجود داشته باشند، هنوز استفاده از چیلر و هواساز می تواند انتخاب مناسب تری باشد.
استفاده از سرمایش تبخیری
کولرهای آبی، زنت و دستگاه های ایرواشر مصادیق سیستم های سرمایش تبخیری هستند. اصلی ترین امتیاز این سیستم ها، هزینه بسیار پایین برای خرید تجهیزات و نیز مصرف انرژی بسیار پایین است. اما این در شرایطی است که باید توجه داشت در سرمایش تبخیری (پیرو تعریف فرایند اشباع آدیاباتیک)، آنتالپی جریان هوا که برایندی از آنتالپی مخسوس و نهان است در عمل تغییری نمی کند؛ چراکه به همان اندازه که آنتالپی محسوس با کاهش دمای خشک هوا، کم می شود، به همان اندازه آنتالپی نهان با افزایش رطوبت هوا، زیاد می شود.
به همین دلیل می توان گفت که سرمایش تبخیری هوای چندان مطبوعی را نمی تواند برای کارکنان سالن تولید ایجاد کند، خصوصاً زمانی که فعالیت بدنی کارکنان زیاد باشد؛ زیراکه در این شرایط بدن انسان میل به دفع گرمان نهان بدن خود دارد که عملاً در محیطی با هوای مرطوب این امکان به خوبی وجود ندارد.
استفاده از سیستم های سرمایش تبخیری در اقلیم هایی با رطوبت زیاد، عملاً هیچ گونه کاراییِ قابل قبولی نمی تواند داشته باشد؛ چراکه دمای خشک هوا را نمی تواند به اندازۀ کافی کاهش دهد.
خنک نگه داشتن سالن تولید
چگونه ساختمان های صنعتی را خنک نگه داریم؟ با توجه به موج گرما در سراسر جهان، این سوال مطرح می شود. تعداد فزاینده ای از شرکت ها به این فکر می‌کنند که چگونه ساختمان های انرژی برِ خود را خنک کنند و در عین حال قبض های انرژی خود را کاهش دهند و با گرمایش جهانی مبارزه کنند. فناوری هایی مانند رنگ های خنک کننده یا تهویه مطبوع بدون تهویه مطبوع وجود دارد.
جهان در حال شکستن رکورد گرما است. در اروپا دمای هوا در نقاط مختلف از 40 درجه سانتیگراد هم فراتر رفته است. ساختمان های صنعتی بیش از حد گرم می شوند و تولیدکنندگان به دنبال راهکارهایی برای خنک کردن آن ها بدون افزایش قبض مصرف انرژی یا بدتر شدن گرمایش جهانی هستند. خوشبختانه راه حل هایی وجود دارند. سوله های صنعتی، از جمله مکان هایی هستند که می توانند از آنها بهره مند شوند.
رنگ خورشیدی
شرکت فرانسوی SOLAR PAINT یک رنگ بازتابنده SOLARCOAT تولید کرده است که می تواند فضای داخلی ساختمان ها را خنک کند. این فرآیند شامل پوشش سقف ها با رنگی سفید و بازتابنده است. این رنگ دارای ضریب انعکاس خورشیدی بالای 92 درصد است که دمای داخل سوله های صنعتی را به طور متوسط 5 درجۀ سانتیگراد کاهش می دهد و در نتیجه نیاز به تهویه مطبوع در تابستان را محدود می کند. در نتیجه، این راه کار به کاهش قبض انرژی کمک بسیاری می کند. این رنگ مبتنی بر آب، مواد طبیعی و مواد بازیافتی مانند شیشه شکسته را در ترکیب خود ادغام می کند.
یک محصول اکسید کننده، طراحی شده توسط یک سازندۀ رنگ فرانسوی است که وجود شیشه بازیافتی و رزینی در ترکیب آن به این رنگ انعطاف پذیری می بخشد. ضخامت این رنگ که تا حدودی شبیه آستر استخر است کمی بیش از 2 میلی متر است. هنگامی که در دو لایه اعمال می شود، 92٪ از اشعه های خورشیدی که بر روی سقف می تایند را دفع می کند. این بدان معنی است که گرما دیگر ذخیره نمی شود یا حداقل به اندازه بدون رنگ ذخیره نمی شود. بنابراین سالن تولید ما در چنین شرایطی به سرمایش کمتری نیاز خواهد داشت.
رنگ را می توان بر روی سازه های قیری، بتن خام و مخازن فولادی اعمال کرد. تعمیر و نگهداری مورد نیاز نیست. این شرکت فرانسوی مدعی است که این رنگ می تواند تا 20 سال دوام بیاورد.
تهویه مطبوع بدون تهویه مطبوع
شرکت ایتالیایی SINTRA به مدت 30 سال است که راه حل های تصفیه هوای سازگار با محیط زیست را با هدف خودکفایی انرژی ساختمان ها تولید می کند. آنها یک سیستم HVAC ارائه کردند که تهویه مطبوع مصنوعی را با تهویه مطبوع رایگان، طبیعی و زیست محیطی جایگزین می کند.
اساس کار سیستم SINTRA مبتنی بر دو نوع کانال مبتکرانۀ سوراخ دار است: کانال های Spirojet و کانال های MIX-IND.
– کانال های Spirojet که از چندین ماژول یک متری تشکیل شده است، هوای مورد نیاز را از طریق ده ها سوراخ کوچک مانند یک دیفیوزر القایی بالا پخش می کند. نتیجه: انتشار خوب هوا در سالن و تهویه مداوم بدون کندانس با قیمت رقابتی.
– SINTRA با طیف وسیعی از کانال‌های سوراخ‌دار MIX-IND که کانال های PULSEURS نیز نامیده می‌شوند، همه چیز را یک قدم جلوتر می‌برد. راه حلی که هوای محیط را تکان می دهد، مستقیماً به مشکلات لایه بندی و فرورفتگی در ساختمان های صنعتی با ارتفاع زیاد و حجم زیاد پاسخ می دهد.
ایده این است که برای مثال، در طول شب، توده بزرگی از هوا را در پایین ترین دمای بیرون به ساختمان وارد کنیم. سپس انرژی موجود در این هوای تازه به لطف اینرسی حرارتی سازه های ساختمان (کف، دیوارها…) ذخیره می شود. این هوا به لطف عایق تقویت شده و استفاده از محافظ خورشیدی بر روی دیوارها و سقف می تواند در طول روز، زمانی که بیشترین نیاز به آن وجود دارد، استفاده شود.
پیشنهاد مطالعه:
طراحی، ساخت و فروش انواع سیستم های تهویه مطبوع صنعتی
شرکت مهندسی تهویه نگار تجهیزات و دستگاه های زیادی را برای تهویه مطبوع سوله های صنعتی و کارخانجات تولیدی در ایران طراحی و تولید کرده است. از جمله چیلر تراکمی هوا خنک و چیلر تراکمی آب خنک برای دستگاه تزریق پلاستیک در صنعت پلیمر، مینی چیلر برای خنک کاری فرآیندهای تولید در صنعت دارویی و بهداشتی. لذا صنعتگران عزیز می توانند با خیال آسوده بر تجربه تیم فنی و تولیدی ما اتکا کنند و مناسب ترین سیستم تهویه مطبوع صنعتی را برای آن ها طراحی و تولید کنیم.
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)