סימפוניית  האביב

סימפוניית האביב

האביב מסמל פריחה והתחדשות ולכן כדאי לנצלו להכנת מערכות הקירור ומיזוג האוויר לתפקוד אופטימלי בעונה החמה. המאמר שלפניכם מסביר אילו פעולות יש לנקוט כדי לעבור את הקיץ בשלום ובחסכון משמעותי

מהנדס יואב שאולי
אין זה סוד שמערכות הקירור ומיזוג האוויר, המשרתות מפעלים, בנייני ציבור ותעשייה, מבני מסחר ומוסדות נוספים, הן צרכן האנרגיה העיקרי בכל ארגון. מערכות בקרת אקלים למיניהן מבוססות (ברובן המכריע) כידוע על מחזור קירור תרמודינמי מסוג דחיסת אדים. מחזור קירור זה מורכב ממדחס קירור הדואג לעלות את לחץ חומר הקירור ללחץ העיבוי.
בלחץ זה פולט חומר הקירור חום לסביבה חיצונית באמצעות מעבה (אוויר או מים בהתאם לסוג המערכת). בהמשך המחזור מופחת לחץ חומר הקירור באלמנט הצרה (שסתום ההתפשטות) ללחץ המתאים ללחץ האיוד. בלחץ זה קולט חומר הקירור חום במאייד. להשלמת המחזור חוזר חומר הקירור למדחס לצורך מחזור נוסף.
 
פעולות לשיפור היעילות בעונת המעבר
למעשה, מערכת הקירור משמשת להעברת חום מסביבה קרה לסביבה חמה, וככל שקיים הפרש טמפרטורה גבוה יותר, המערכת יעילה פחות. כדי להעריך את מידת היעילות של מערכת הקירור, הוגדר מקדם יעילות - COP (Coefficient Of Performance) אשר בוחן את היחס בין תפוקת הקירור של המערכת (כמות החום אותה “מסלקת” מערכת הקירור) להספק החשמלי הנצרך. על מנת ליעל את תפעול המערכת ולהוזיל את עלויות האנרגיה הדרושות לבקרת אקלים בארגון צריך להפעיל את מערכות ה-COP גבוה ככל שניתן. כלומר, בתנאים בהם תפוקת הקירור גבוהה וצריכת האנרגיה החשמלית נמוכה.
חזוקת/ תפעול מערכות הקירור בעונת המעבר מצריכה התייחסות לשני היבטים. ההיבט הראשון הנו תפעול יעיל של המערכות בעונה זו, כאשר הטמפרטורות החיצוניות משתנות בדחיפות. ההיבט השני הינו הכנת המערכות לתפקוד יעיל בעונת הקיץ.
 
תפעול יעיל של מערכות הקירור ומיזוג האוויר
עבודה בעומס חלקי- מערכות מיזוג האוויר מתפקדות בעומסים משתנים. כדי להתמודד עם העומסים המשתנים מצוידות המערכות בהתקני פריקת עומס (פריקת דרגות). עבודת הציוד במצב פרוק גורמת לירידה משמעותית ביעילות פעולת המתקן (תפוקת הקירור יורדת משמעותית בעוד צריכת האנרגיה יורדת באופן מינורי). על מנת לאפשר פריקת דרגות מצד אחד ומצד שני, לשמור על יעילות המתקן ניתן במתקנים הכוללים מספר מערכות קירור באמצעות מערכות בקרה לווסת את פריקת העומס, כך שלא ייווצר מצב בו יותר ממערכת  אחת פועלת במצב פרוק. 
במתקנים בהם לא קיימת מערכת בקרה המפעילה את הציוד כמרכז:
ניתן בעונות המעבר (כאשר העומס התרמי קטן יחסית) להפסיק בצורה יזומה מערכת אחת או מספר מערכות, כך שהמערכות הפעילות יפעלו בעומס גבוה.
תנאים באזור הממוזג - אחד הפרמטרים היותר משפיעים על צריכת האנרגיה של מערכות מיזוג האוויר, הנו התנאים הנשמרים בחללים השונים. במתקנים בהם מערכת הקירור שומרת על טמפרטורה בלבד מומלץ לשמור על טמפרטורה כ-2 מעלות צלזיוס בחורף ועל כ-3-4 מעלות צלזיוס בקיץ. במתקנים בהם קיימת בקרת לחות יש להקפיד לשמור על תנאי התהליך ללא מקדמי בטיחות גדולים (כידוע תהליך ייבוש אוויר הינו תהליך יקר מאוד אנרגטית היות והוא מבוסס על קירור לנקודת הטל וחימום חוזר). שמירה על תנאים הדוקים מדי כרוכה בעלויות אנרגיה גבוהות. במערכות בהם נעשה התהליך עם אוויר צח יש להקפיד ביתר שאת על שמירת תנאים הכרחיים היות ועלויות האנרגיה הנגרמות עקב שמירת תנאי אקלים הדוקים מדי הינם כבדים למדי. בתקופה זו של עונת המעבר ניתן לשנות את תנאי האקלים עליהם שומרת מערכת מיזוג האוויר.
חימום בעזרת משאבת חום - יעילות מערכת הקירור מסוג דחיסת אדים הינה גבוהה מרוב האלטרנטיבות הקיימות (ברוב המערכות נעה היעילות בתחום של 3.5-4). בתקופה זו של עונת המעבר בה עדיין קיים צורך בחימום בימים מסוימים/ שעות מסוימות, יש לבחון חימום באמצעות הפעלה הפוכה של מחזור הקירור. שילוב פתרונות חימום באמצעות מחזור קירור הפוך מומלץ לכל תקופות השנה (בשילוב עם פתרונות נוספים באזורים בהם הטמפרטורה החיצונית יורדת מתחת למינוס 5 מעלות צלזיוס).
שימוש באוויר חיצוני - בעונת המעבר ניתן לבחון מיזוג חללים שונים תוך שימוש באוויר חיצוני. על מנת לבצע פעולה זו בצורה אוטומטית, ניתן להשתמש במערכת בקרה אשר תמדוד את הטמפרטורה והלחות באוויר חיצוני. כאשר התנאים החיצוניים מתאימים, תפעיל מערכת הבקרה מדפי ויסות בתעלות אוויר צח. בחללים בהם קיים צורך בקירור בכל השנה (מערכות מסוג Cooling Only) ניתן לבחון שילוב מערכת מעין זו המסוגלת לתפקד בכל ימות השנה (למרות שיעילות המערכת הינה בעיקר בעונות המעבר).
 
הכנת המערכות לתפקוד יעיל בעונת הקיץ
שיפור  מערך העיבוי - כדי לשפר את יעילות מערכות הקירור יש לוודא כי מערך העיבוי תקין. ליקויים במערך העיבוי עשויים לגרום לירידה משמעותית ביעילות מתקן הקירור ואף לכשל במערכת (עליה בלחץ העיבוי). על מנת לוודא את תקינות מערך העיבוי מומלץ לבצע מספר פעולות.
במעבה אוויר:
  • בדיקה ויזואלית לתקינות צלעות הקירור.
  • ניקוי המעבה באמצעות סילון אוויר/ מים לצורך זרימה חופשית של אוויר.
  • בדיקת תקינות מפוחי האוויר.
  • בדיקת תקינות מערכות הבקרה (פריקת לחץ ראש) ומערך ההתראות.
במעבה המים:
  • בדיקה ויזואלית לתקינות מבנה המגדל, מצב חומר המילוי.
  • החלפת חומר מילוי פגום (כולל חומר מילוי מעל מפוח).
  • בדיקת תקינות מפוחי האוויר.
  • בדיקת תקינות מערכות הבקרה ומערך ההתראות.
הקטנת עומסים - יש לבחון את החללים הממוזגים במטרה להקטין את כמויות החום הנפלטות לחללים הממוזגים. לדוגמא, בבחינה זו יש לוודא אטימת המעטפת (סגירת מעברים באמצעות דלתות, וילונות אוויר ומחיצות), הרחקת מקורות חום מחוץ לחללים הממוזגים (במידת האפשר), שיפור מקדמי ההצללה וכדומה.
ויסותי מערכת האוויר והמים - היות והאוויר הצח המשמש לאוורור המבנה מהווה את אחד העומסים העיקריים על מערכת המיזוג, קיים צורך משמעותי לבחינת כמויות האוויר הצח המסופקות למבנה. לצורך כך יש להעריך את כמות האוויר הצח הדרוש (לפי כמות האנשים המיועדת לשהות באותו חלל/מספר החלפות האוויר). בתום הערכת הכמויות הדרושות יש לווסת את יחידות המיזוג המספקות אוויר צח כך שיספקו את כמויות האוויר הדרושות ולא מעבר לכך. באופן דומה יש לווסת את מערכת המים (במערכות מיזוג אוויר המבוססות על מים כגורם תרמו-דינמי).
שילוב אגירת אנרגיה - התעו”ז (תעריף עומס וזמן) יוצר קשר ישיר בין עלויות ייצור החשמל ואספקתו בשעות השונות ובין המחיר שמשלם הלקוח. לטובת ניצול נכון של התעו”ז יש לבחון שילוב מתקני אגירת אנרגיה. אגירת אנרגיה מתבססת על ייצור מאגר תרמו- דינמי קר בשעות בהן מחיר החשמל נמוך ושימוש במאגר בשעות בהן מחיר החשמל גבוה. למשל,
שימוש באגירת מים לצרכי מיזוג אוויר. המים מקוררים במיכלים בשעות הלילה שהן השעות הזולות לשימוש בחשמל. בשעות הבוקר, בהן השימוש בחשמל יקר - מופעלות מערכות מיזוג האוויר באמצעות המים שקוררו במיכלים. 
שילוב אגירת אנרגיה עשוי לספק יתרון נוסף לארגונים בהם תפוקת הקירור גבולית וקיימת דרישה להוספת מערכות קירור נוספות. במצב זה שילוב של מתקן אנרגיה יכול לספק את המחסור בקירור (בשעות השיא בעבודה במקביל למתקני הקירור) ולאפשר חסכון באנרגיה במצב בו לא קיימת דרישת שיא.
 
תחזוקה נאותה ותפעול נכון
מערכות בקרת האקלים בארגון מהוות ברוב המקרים את צרכן האנרגיה העיקרי (במקרים אחדים מגיע ל-70 אחוז מעלות צריכת האנרגיה הכוללת של הארגון). 
הפעלתן של מערכות אלו ביעילות גבוהה הינה ברוב המקרים תוצאה של תחזוקה נאותה ותפעול נכון. כאשר המערכת מתוחזקת ברמה גבוהה ויש אחראי לתפעול הציוד- בקרת האקלים במבנה סביר, חשבון החשמל יהיה סביר.










פי.סי.חץ