محاسن و معایب سیستم تهویه سرمایشی ، گرمایشی GHP

معرفی سیستم تهویه مطبوع GHP (سرمایش و گرمایش)

محاسن و معایب سیستم تهویه مطبوع GHP

سیستم تهویه مطبوع GHP (مخفف Gas Heat Pump) یک سیستم سرمایشی و گرمایشی است که بر پایه یک موتور احتراق داخلی گازسوز و سیکل تبرید تراکمی کار می کند. دستگاه GHP به همراه دستگاه EHP (مخفف Electric Heat Pump که قوای محرکه آن یک موتور الکتریکی است) در زیر مجموعه سیستم های VRF (مخفف Variable Refrigerant Flow) به معنی جریان متغیر مبرد قرار می گیرند. منظور از جریان متغیر مبرد این است که می توان مقدار جریان ورودی به هر یونیت داخلی را به مقدار دلخواه تنظیم کرد و در نتیجه این امکان را به هر یونیت داد که به طور جداگانه و مستقل ، دمای محیط اطراف خود را تنظیم نمایند.

GHP

اجزای اصلی سیستم تهویه جی اچ پی و طرز کار آن
۱ . یونیت خارجی Outdoor Unit (نصب در بیرون از ساختمان) : شامل موتور احتراق داخلی گازسوز (گاز شهری Natural Gas یا گاز مایع LNG) ، کمپرسور ، مجموعه کندانسور و فن ، شیر انبساط الکترونیکی ، بدنه و شاسی و …

۲ . یونیت های داخلی Indoor Units (نصب داخل ساختمان) : شامل کویل و مجموعه موتور فن (اواپراتور) و در انواع مختلف زمینی ، دیواری و سقفی

۳ . لوله کشی مسی : لوله های مسی منتقل کننده مبرد بین یونیت های داخلی و یونیت خارجی به همراه عایق کاری آن

سیستم تهویه مطبوع مرکزی GHP با ظرفیت ۴۵ KW تا ۱۷۰ KW از یک واحد بیرونی و چندین واحد داخلی تشکیل شده (مطابق شکل زیر) که به صورت یک واحد کاملا یکپارچه می تواند تمامی نیازهای برودتی ، حرارتی یک ساختمان را برآورده کند. در این سیستم، دمای هر اتاق یا فضای داخلی ساختمان به بهترین شکل ممکن و به صورت کاملا هوشمند و مستقل از سایر اتاق ها و فضاها تنظیم می گردد.

طرز کار این سیستم نیز به این شکل است که موتور احتراق داخلی گازسوز (که درون یونیت بیرونی جاسازی می شود) کمپرسور را به چرخش در می آورد. کمپرسور نیز گاز مبرد (مثلا گاز R410 A) را متراکم کرده و به سمت کندانسور (کندانسور نیز درون یونیت بیرونی جاسازی شده است) ارسال می کند. مبرد در کندانسور به مایع تغییر فاز داده و پس از عبور از یک شیر انبساط، وارد اواپراتور می شود. اواپراتور درون یونیت های داخلی ساختمان (فن کویل ها) جاسازی شده و در فصل تابستان با گرفتن حرارت از هوای داخل ساختمان، آن را سرد و یا در فصل زمستان با دادن گرما به هوای داخل، آن را گرم می کند.

دستگاه GHP

در GHP از گاز استفاده می شود یا برق ؟
منبع تولید قدرت دستگاه GHP یک موتور احتراق داخلی گازسوز (گاز شهری) است. بنابرین در کل سال (چه در تابستان و چه در زمستان) هم برای سرمایش و هم گرمایش، گاز مصرف می شود. مصرف گاز برای سرمایش در تابستان، هزینه های سنگین مصرف برق در ساختمان را کاهش می دهد. بخاطر استفاده از گاز شهری و وجود منابع فراوان و قیمت ارزان آن در ایران ، GHP یکی از به صرفه ترین سیستم های تهویه مطبوع سرمایشی گرمایشی در ایران به شمار می آید. در GHP به جای استفاده از موتور الکتریکی از موتور احتراق داخلی گازسوز به عنوان قوای محرکه (جهت چرخش کمپرسورها) استفاده می شود.

این در حالی است که در دستگاه های دیگر مانند چیلر و VRF از موتور الکتریکی به عنوان قوای محرکه (جهت چرخش کمپرسورها) استفاده می شود. البته در دستگاه GHP نیز برق مصرف می شود ولی مصرف برق آن اندک و فقط برای راه اندازی سیستم کنترلی و فن های کندانسور است.

سیستم تهویه مطبوع جی اچ پی و برطرف شدن مشکلات تامین برق
۱ . اگر در پروژه تهویه مطبوع ساختمان خود با مشکل تامین برق مواجه هستید، قطعا بهترین گزینه استفاده از سیستم تهویه مطبوع گازسوز (گاز شهری) GHP است، زیرا هم در حالت سرمایش و هم گرمایش با گاز شهری کار می کند.

۲ . بیشتر انرژی مصرفی سیستم GHP از طریق گاز طبیعی تامین می شود و تنها بخش کوچکی از آن نیازمند انرژی الکتریسیته است و با یک برق تک فاز تامین خواهد شد و بنابرین هزینه های خرید پست برق و گاز از بین می رود.

۳ . این سیستم منجر می شود که انرژی برق ساختمان صرف موارد دیگر شده و به این ترتیب بار الکتریسیته ساختمان را کاهش می دهد.

۴ . به شدت از مصرف انرژی الکتریسیته بخصوص در زمان اوج مصرف کاسته شده و به شبکه برق فشار وارد نمی شود.

مزایای سیستم تهویه مطبوع GHP
۱ . قابلیت سرمایش و گرمایش در یک سیستم واحد به خاطر وجود شیر مخصوص چهار طرفه

۲ . عدم نیاز به وجود متعلقاتی چون موتورخانه ، دیگ بخار یا دیگ آبگرم ، برج خنک کن ، پست برق سه فاز و سایر تجهیزات موتورخانه ای و تاسیسات لوله کشی آب

۳ . جایگزین مناسب برای اسپلیت ، چیلرهای جذبی و تراکمی ، پکیج ، شوفاژ و …

۴ . قابلیت تبدیل سریع از سیستم خنک کاری به سیستم گرمادهی و بالعکس

۵ . متناسب با نوع انرژی مصرفی خانگی و فراوان (گاز شهری) و شرایط آب و هوایی ایران
۶ .در فضاهای غیر مفید مانند پشت بام و عدم اشغال فضاهای مفید ساختمان

۷ . عدم نیاز به وجود سیکل یخ زدایی (دیفراست) از کویل ها به علت استفاده از گرمای موتور احتراق داخلی به عنوان منبع گرمایش ثانویه و افزایش ضریب عملکرد COP کل سیستم

۸ . قابلیت کارکرد بدون افت راندمان در بازه دمایی ۲۵- درجه سانتی گراد تا ۵۴+ (به علت وجود موتور احتراق داخلی)

۹ . کارکرد بی صدا و بدون لرزش یونیت های داخلی یا همان فن کویل ها و کارکرد کم صدا و بدون لرزش یونیت های بیرون از ساختمان

۱۰ . عدم وابستگی به آب به صورت مستقیم یا غیرمستقیم در GHP (حذف مصرف آب و گردش آن در داخل ساختمان یکی از مزایای کلی سیستم های DX محسوب می شود)

۱۱ . تنوع در پنل های داخلی

در حالت کلی سیستم تهویه مطبوع GHP از لحاظ تنوع پنل های داخلی در بالاترین سطح قرار دارد که با توجه به نیاز مشتری و طراحی داخلی قابلیت استفاده از انواع پنل ها وجود دارد.

داکت (پرفشار و کم فشار)

کاستی (۴ طرفه ، دو طرفه و یک طرفه)

دیواری ، زمینی و …

۱۲ . استفاده از کمپرسورهای دور متغیر اسکرال و کنترل مصرف انرژی با توجه به نیاز واحدهای مصرف کننده و در نتیجه بهینه سازی در مصرف انرژی

هر دستگاه دارای دو کمپرسور بوده و هر کمپرسور دارای دو مرحله است که با توجه به درخواست پنل های داخلی در مدار قرار می گیرد ، بدین ترتیب با مرحله ای بودن کمپرسور و قرارگیری آن در مدار بر اساس ظرفیت درخواستی ، مصرف انرژی به شدت کاهش می یابد.

۱۳ . حداکثر گاز شهری مصرفی برای ۲۰ تن تبرید ۴٫۶ متر مکعب در ساعت (معادل تقریبی یک دستگاه پکیج دیواری ۲۴ کیلووات)

۱۴ . کاهش هزینه های مربوط به مصرف گاز و برق (مصرف برق و گاز GHP بسیار کم است)

(در متن زیر محاسبات مربوط به هزینه گاز و برق یک نمونه جی اچ پی ۲۰ تن تبرید شرکت LG در سال ۱۳۹۳ آورده شده است)

هزینه مصرف برق : تعرفه قیمت برق مشاع خانگی در شهر تهران در ساعات کم باری ۲۷ تومان به ازای هر کیلووات ساعت ، در ساعات میان باری ۵۴ تومان به ازای هر کیلووات ساعت و در ساعات اوج مصرف ۱۰۹ تومان به ازای هر کیلووات ساعت است، با توجه به اینکه مصرف برق این مدل حداکثر ۲٫۵ کیلووات ساعت بوده، بنابرین هزینه مصرف برق به طور متوسط در حالت میان باری با روزی ۱۰ ساعت کارکرد و به مدت یک ماه ۴۰۵۰۰ تومان خواهد بود (۵۴*۳۰*۱۰*۲٫۵=۴۰۵۰۰ تومان)، چنانچه این مدل برای سرمایش و گرمایش ۶ واحد آپارتمان ۱۲۰ متری استفاده گردد، هزینه برق ماهیانه هر واحد ۶۸۲۵ تومان خواهد بود. (۴۰۹۵۰/۶=۶۸۲۵ تومان)

هزینه مصرف گاز : تعرفه قیمت گاز مشاع خانگی در شهر تهران ۶۴ تومان به ازای هر متر مکعب مصرف گاز است که با توجه به اینکه مصرف گاز این مدل از GHP حداکثر ۴٫۶ متر مکعب بر ساعت بوده، بنابرین هزینه مصرف گاز به طور متوسط با روزی ۱۰ ساعت کارکرد و به مدت یک ماه ۸۸۳۲۰ تومان برای ۶ واحد خواهد بود (۴٫۶*۶۴*۱۰*۳۰=۸۸۳۲۰) که در این صورت کل هزینه بر ۶ واحد ۱۲۰ متری تقسیم شده (۸۸۳۲۰/۶=۱۴۷۲۰ تومان) و هزینه مصرف گاز هر واحد ۱۴۷۲۰ تومان می شود.

مجموع هزینه برق و گاز ۶۸۲۵+۱۴۷۲۰ برای هر واحد آپارتمان ۱۲۰ متری حدود ۲۱۵۴۵ تومان می شود.

۱۵ . داشتن بالاترین راندمان بین تمامی سیستم های سرمایشی و گرمایشی فعلی و قرار داشتن مصرف انرژی در بهینه ترین حالت خود

۱۶ . استفاده از سیستم تامین هوا به صورت مرکزی و ارسال آن به اتاق ها و سالن ها (با اتصال یک هواساز DX به یونیت بیرون از ساختمان)

۱۷ . عدم نیاز به اپراتور حرفه ای به دلیل ساده سازی نحوه استفاده از این سیستم نسبت به سیستم های مرکزی دیگر مانند چیلر و موتورخانه

۱۸ . هوشمند بودن سیستم

قابلیت کنترل دما به صورت مجزا برای هر پنل

قابلیت برنامه ریزی به صورت روزانه ، هفتگی و ماهانه

قابلیت کنترل از راه دور به وسیله اینترنت و IP

۱۹ . عیب یابی پیشرفته و اتوماتیک

عیب یابی کل سیستم به صورت Line Error بوده و از برترین تکنولوژی ها برای تشخیص نقص کمک می گیرد و به دلیل وجود همین تکنولوژی، خطاهای پیش آمده تا ۸۰ درصد توسط دفترچه راهنما قابل رفع می باشد.

۲۰ . دارای سیستم پشتیبان و کاهش قیمت سیستم UPS

در حالت کلی به دلیل هزینه های بالای خرید تجهیزات برای سایر سیستم های تهویه مطبوع ، سیستم UPS ( منبع تغذیه بدون وقفه Uninterruptible power supply) در آنها در نظر گرفته نمی شود. در سیستم تهویه مطبوع مرکزی GHP در صورت قطع گاز شهری فقط به یک سیلندر گاز مایع و در صورت قطع برق فقط به یک ژنراتور با قدرت تقریبی ۵ KW برای ۲۴ تن تبرید نیاز است. در نتیجه هزینه UPS به عنوان سیستم پشتیبان برای GHP تقریبا یک بیستم سایر سیستم های تهویه مطبوع می شود.

۲۱ . هزینه راه اندازی اولیه و هزینه های جاری کمتر نسبت به سایر سیستم های تهویه مطبوع

معایب سیستم تهویه مطبوع GHP

بطور کلی و معمول هر سیستمی دارای نقاط ضعف و قوت در قسمت های مختلف (طراحی،اجرا،نگهداری،تامین قطعات و،،،) میباشد.

سیستم تهویه مطبوع GHP نیز از این قاعده مستثنی نیست.

در یک نگاه و بصورت کلی حسن و عیب سیستم تهویه مطبوع GHP را مرکزی بودن آین سیستم میتوان دید.

از طرفی در توضیحات بالا از محاسن مرکزی بودن این سیستم(اشغال کمتر فضا،کاهش هزینه اجرا،،،،،)

اما همانطور که مستحضر هستید،امروزه تمامی واحد های مسکونی،تجاری،اداری بدنبال استقلال و مجزا بودن کلیه انشعابات و مشترکات می باشند ،هم از بعد پرداخت هزینه های مصرفی با توجه به میزان مصرف و هم از لحاظ پرداخت هزینه های تعمیر و نگهداری.

که این خود به تنهایی نکته قابل توجه می باشد.

اما موضوع معایب سیستم تهویه مطبوع GHP به اینجا ختم نمی شود.و بزرگترین ایراد این سیستم که این سیستم را با شکست و عدم تقاضا در بازار مواجه کرد.

مستهلک شدن این سیستم در مدت زمان کوتاه و همچنین هزینه های بالا و سنگین برای تعمیر و نگهداری سیستم تهویه مطبوع GHP می باشد.

درواقع این سیستم ترکیبی از دو سیستم احتراق داخلی گاز سوز و سیکل تراکمی تبریدی می باشد.

تامین قطعات خصوصا در قسمت موتور گاز سوز نیز عموما بسختی و با هزینه های بالا صورت میگیرد.

و در نهایت موردی که در تمامی کلیه سیستم های مولتی (چند پنل داخلی) بسیار مشهود و حتی همین مورد باعث گردیده کاربر این سیستم ها را حذف و سیستم تهویه مطبوع دیگری را جایگزین کند.

وجود نشتی در یک قسمت از سیستم ،اما تخلیه کامل مبرد(گاز) کل مدار و یا خرابی در قسمت مرکزی،یونیت خارجی(کمپرسور،کندانسور،موتور گاز سوز ،،،،،) و از کار افتادن کل مدار در ساختمان می باشد.

بطور مثال اگر ایرادی در هر یک از اجزای (کمپرسور،کندانسور،موتور گاز سوز،شیر 4طرفه بوجود آید،هیچ کدام از یونیت های داخلی(پنل ها) بازدهی گرمایشی و سرمایشی نخواهند داشت.

مورد دیگر که بسیاری از افراد از این موضوع ابراز نا رضایتی داشتند:

عدم امکان استفاده همزمان حالت سرمایشی و گرمایشی می باشد.

به این مثال که در سیستم تهویه مطبوع GHP نمیتوان همزمان از یک یونیت حرارت و از یونیتی دیگر برودت تامین کرد.

مثلا در واحدی بنا به طبع و یا کاربری در فصلی از سال نیاز به دریافت سرمایش از سیستم می باشد.و در همان زمان واحدی دیگر نیاز به دریافت گرمایش را دارد.

بکل سیستم حرارت و یا برودت تامین میکند.