امروزه و با حرکت بزرگی که جهان به سمت سبز شدن بیشتر انجام داده است، تجهیزات و فناوری‌هایی که باعث کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره وری می‌شوند، بسیار پرطرفدار شده‌اند. اکونومایزرها از این دسته فناوری‌ها هستند که بسیار مفید بوده‌اند زیرا می توانند به طور قابل توجهی راندمان و بهره وری سیستم های تبرید را بهبود بخشند. آنها این کار را با استفاده از گرمای تلف شده از کندانسور برای پیش سرد کردن مبرد خروجی انجام می دهند. این امر باعث می شود که کمپرسور کمتر کار کند و در نتیجه مصرف انرژی کاهش یابد.
اکونومایزرها دستگاه های مکانیکی هستند که برای کاهش مصرف انرژی یا انجام عملکرد مفیدی مانند پیش گرم کردن یک سیال طراحی شده اند. اصطلاح اکونومایزر برای مقاصد دیگر نیز استفاده می شود. به زبان ساده، اکونومایزر یک مبدل حرارتی است. در ادامه با تهویه آسمان همراه باشید تا به بررسی بیشتر اکونومایزرها و انواع آنها بپردازیم.
فهرست مطالب
اکونومایزر چیست؟
اکونومایزر (economizer) وسیله ای مکانیکی است که میزان انرژی مصرفی برای خنک کردن مرکز داده یا ساختمان های دیگر را کاهش می دهد. این دستگاه در سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع ساختمان (HVAC) ادغام می شود، به همین دلیل است که گاهی اوقات به آن اکونومایزر HVAC نیز می گویند. یک اکونومایزر از هوای بیرون برای کمک به کنترل دمای داخلی و دستیابی به راندمان انرژی بیشتر استفاده می کند.
اکونومایزرها معمولاً در مراکز داده (data centers) برای کاهش وابستگی به دستگاه های خنک کننده مانند چیلرها، کمپرسورها یا تهویه مطبوع اتاق کامپیوتر استفاده می شوند. اکونومایزرها می توانند به کاهش مصرف انرژی مرکز داده و هزینه های مربوطه کمک کنند و در عین حال به سمت یک محیط محاسباتی سبزتر حرکت کنند. اکونومایزرها همچنین می توانند عمر دستگاه های خنک کننده را افزایش دهند که منجر به صرفه جویی بیشتر می شود. آنها حتی می توانند کیفیت هوای داخل خانه را بسته به نوع اکونومایزر بهبود بخشند.
اکونومایزرها بیشترین مزایا را در آب و هوای سردتر ارائه می دهند، اما استفاده از آنها به مناطق سرد محدود نمی شود. یک اکونومایزر می تواند به کاهش مصرف انرژی در آب و هوای گرم در ماه های سردتر یا در شب که دما کاهش می یابد کمک کند. تا زمانی که دما و رطوبت محیط در محدوده مورد نظر باشد، یک اکونومایزر می تواند بسیار مفید باشد.
ارگان‌های دولتی و سازمان‌های حرفه‌ای، مانند اشری (ASHRAE)، توصیه‌ها و دستورالعمل‌هایی را برای استقرار موثر اقتصادی‌سازها ارائه می‌کنند. از جمله استاندارد ANSI/ASHRAE/IES 90.1-2019 – استاندارد انرژی برای ساختمان‌ها به استثنای ساختمان‌های مسکونی کم‌مرتبه، یک استاندارد صنعتی برای طراحی ساختمان‌های کم مصرف. این استاندارد همچنین شامل اطلاعاتی در مورد دو نوع اصلی اکونومایزر است: سمت هوا (air-side) و سمت مایع (fluid-side).
اکونومایزر air-side چیست؟
یک اکونومایزر air-side، در سیستم تهویه ساختمان یکپارچه شده است. وقتی دما و رطوبت بیرون به محدوده هدف رسید، اکونومایزر هوای خنک‌تر بیرون را به مرکز داده می‌کشد و هوای گرم‌تر و هوای خروجی را به بیرون هدایت می‌کند. در شرایط خاص، مانند آب و هوای بسیار سرد، یک اکونومایزر ممکن است هوای خروجی را با هوای بیرون مخلوط کند تا به سطح دما و رطوبت مطلوب برسد.
استفاده از اکونومایزر air-side مستلزم این است که سطح رطوبت به دقت نظارت و تنظیم شود. به طور کلی توصیه می شود که یک مرکز داده رطوبت نسبی را بین 40 تا 60 درصد حفظ کند. با این حال، طبق یک گزارش 2020 از ASHRAE، یک محیط با سطوح بالای خوردگی مس و نقره ممکن است نیاز به حفظ رطوبت نسبی کمتر، شاید زیر 50٪ داشته باشد.
یک اکونومایزر air-side شامل یک سیستم کنترل خودکار برای تنظیم دمپرهای تهویه است که جریان هوا را تنظیم می کند. اگر اکونومایزر در یک مرکز داده باشد، معمولاً حاوی فیلترهایی برای گرفتن ذرات است که می تواند به سخت افزارهای مرکز داده مانند سرورها، سوئیچ‌ها و روترها آسیب برساند. این فیلترها در مجرایی نصب می شوند که محیط بیرون را به داخل مرکز داده متصل می کند.
اکونومایزر fluid-side چیست؟
یک اکونومایزر fluid-side رویکرد متفاوتی را برای خنک کردن مرکز داده اتخاذ می کند. به جای پمپاژ مستقیم هوای بیرون به داخل ساختمان، از آن هوا برای کاهش دمای مایع خنک کننده در سیستم خنک کننده ساختمان استفاده می کند. این روش نیاز به تبرید مکانیکی برای کاهش دمای مایع خنک کننده را کاهش می دهد. سیالات رایج مورد استفاده در اکونومایزرهای fluid-side عبارتند از آب، مخلوط گلیکول و مبرد. استفاده از آب به همین دلیل است که این نوع اکونومایزر اغلب اکونومایزر fluid-side نامیده می شود.
اکونومایزرهای fluid-side معمولاً در مراکز داده با نیروگاه های آب خنک با آب خنک یا هوای خنک استفاده می شوند. آنها از ظرفیت خنک کننده تبخیری برج خنک کننده استفاده می کنند و امکان استفاده از اکونومایزر را به جای چیلر و در نتیجه کاهش مصرف انرژی و هزینه ها را ممکن می سازند. اکونومایزرهای fluid-side اغلب در شب یا در ماه های زمستان کار می کنند و از هوای خنک تر محیط برای کاهش دمای مایع خنک کننده بهره می برند.
اکونومایزرهای fluid-side نسبت به اکونومایزرهای air-side مزیت دارند زیرا هوای بیرون را به مرکز داده پمپ نمی کنند. در نتیجه، نیازی به به روز رسانی سیستم های تهویه، نگهداری تجهیزات تصفیه هوا یا کنترل سطوح رطوبت نیست. با این حال، اکونومایزرهای air-side را می توان در طیف وسیع تری از دماها مورد استفاده قرار داد، و این امکان را می دهد که آنها را به دفعات بیشتر و در مکان های بیشتری اجرا کنید.
اکونومایزر چیلر چیست؟
اکونومایزر، گویی قلبی تپنده برای چیلر (مانند چیلر دستگاه تزریق پلاستیک) است که با بهینه‌سازی سیکل ترمودینامیکی آن، گامی بلند در جهت افزایش کارایی و راندمان برداشته و نسبت برودت تولیدی به برق مصرفی را به طور قابل توجهی ارتقا می‌دهد. به عبارت ساده‌تر، اکونومایزر، چیلر را به قابلیت راندمان بالاتر مجهز می‌کند. در دنیای امروز، صرفه جویی در منابع و حفظ انرژی، از ارکان اساسی حیات به شمار می‌رود. از این رو، در صنعت مدرن، بهینه‌سازی مصرف انرژی در طراحی و ساخت تجهیزات، نقشی کلیدی ایفا می‌کند.
اکونومایزر، وسیله‌ای شبیه به مبدل حرارتی است که اغلب در بویلرها برای افزایش کارایی و راندمان آنها به کار می‌رود. اما در سال‌های اخیر، کاربرد آن فراتر از بویلرها رفته و در چیلرها و سایر سیستم‌های تولید تبرید نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در صنایع مختلفی که از چیلر برای تولید سرمایش استفاده می‌کنند، اکونومایزر چیلر می‌تواند به طور قابل توجهی راندمان و ظرفیت سرمایشی سیستم را افزایش دهد. این موضوع به دلیل بازیابی گرمای اتلافی از فرآیند چیلر و استفاده از آن برای پیش گرمایش سیال ورودی به چیلر است.
