ديشوميدبريتيورز أوتونوميس HRC

مكيفات الهواء المزيلة للرطوبة عالية الكفاءة القائمة بذاتها لحمامات السباحة الداخلية

بورياليس مكيفات الهواء HRC هي مضخات حرارية قائمة بذاتها مصممة للاستخدام كمكيفات هواء مزيلة للرطوبة لحمامات السباحة الداخلية.

تتألف هذه الوحدات من وحدة تبريد بمضخة حرارية مقترنة بوحدة معالجة الهواء مع استرداد طاقة ثابتة وكفاءة عالية. قسم معالجة الهواء مجهز بنظام تجديد لدائرة الاسترداد والملف. تشتمل وحدات HRC على نظام تحكم كامل قابل للبرمجة يمكن تخصيصه من قِبل المستخدم، مع اتصال مودبوس وبروتوكول الإنترنت.

الوصف


ما الغرض من معدات HRC

معدات HRC المستقلة هي أجهزة مخصصة لتنظيم الحرارة، الرطوبة والتعقيم في الهواء داخل مسابح مغطاة.
تتميز معدات HRC بأنها مستقلة تمامًا في عملية إزالة الرطوبة وتدفئة المسبح المغطى، ولا تحتاج إلى أنظمة حرارية أو مضخات حرارية إضافية أو مساعدة لأداء مهمتها.

وحدات HRC قادرة على تنفيذ وظيفة إزالة الرطوبة من خلال ثلاثة أنظمة مختلفة ومتكاملة:
أ) التبريد عن طريق المبخر؛ ب) عن طريق تبادل الحرارة في الوحدات المستردة، و ج) عن طريق الاستبدال بالهواء الخارجي. التعاون بين الأنظمة الثلاثة يوفر قدرة عالية على التجفيف مع استهلاك أقل للطاقة.

بالإضافة إلى ذلك، ومن أهم النقاط البارزة هو أن ترتيب العناصر الداخلية لـ HRC قد تم تصميمه بحيث يكون الأداء في أعلى مستوى ممكن، حيث يعمل المبخر بشكل رئيسي مع الحرارة الكامنة.
إنها آلات صُممت حول الكفاءة الحرارية: تحقيق أعلى أداء بأقل استهلاك للطاقة. كما تم تصميمها لتكون متينة ولتسهيل الصيانة بتكلفة اقتصادية وبسيطة.

ضرورة نهج جديد أكثر كفاءة لإزالة الرطوبة من المسابح المغطاة

المسبح المغطى، بناء ذو استهلاك طاقي مرتفع بشكل خاص

كما يعرف جيدًا مشغلو المسابح المغطاة، فإن تكلفة الطاقة في هذا النوع من المرافق مرتفعة للغاية. تتراوح الاحتياجات الطاقية السنوية لمسبح بلدي مغطى نموذجي، على سبيل المثال، حوالي مليون كيلوواط ساعة، أي ما يعادل الاستهلاك الطاقي لـ 100 منزل نموذجي.
على عكس ما قد يبدو عليه الأمر للوهلة الأولى، البند الأكثر تكلفة في هذه المرافق هو تسخين الهواء، وليس تسخين الماء أو إزالة الرطوبة. وهذا منطقي: فالمساحة الواسعة، غالبًا ما تكون ذات سطح زجاجي كبير ودرجة حرارة تتراوح بين 28 إلى 30 درجة مئوية، مما يؤدي إلى خسائر شتوية كبيرة جدًا.

 

من ناحية أخرى، الاتجاه المتزايد للتخلص من أنظمة التدفئة بالحرق لصالح الأنظمة القائمة على مضخات الحرارة أمر لا يمكن إيقافه. الكهرباء، سواء كانت مُنتجة باستخدام التقنيات الحالية (محطات حرارية، نووية أو الطاقات المتجددة) أو المستقبلية (محطات الاندماج النووي، الهيدروجين)، مدعوة لأن تصبح المصدر الوحيد للطاقة في مجال التكييف.

نهج Borealis لمشكلة تكييف المسابح المغطاة كان دائمًا السعي لتحقيق أكبر كفاءة شاملة ممكنة. كانت Borealis رائدة في بلدنا في دمج الأنظمة التبريدية التجديدية في مضخات الحرارة لإزالة الرطوبة، مما حقق توفيرًا بنسبة تزيد عن 35٪ مقارنة بالتكنولوجيا السابقة. وبالمثل، نظام إزالة الرطوبة المجانية عن طريق حقن الهواء الخارجي موجود في نطاقات Borealis منذ عقود.

الآن، تقوم Borealis بخطوة جديدة في مجال الكفاءة الطاقية بإطلاق مجموعة HRC من أجهزة إزالة الرطوبة المستقلة التي تمتد فيها الكفاءة إلى مجال المجموعة التبريدية من خلال دمج مضخة حرارية مصممة لتدفئة المسبح وإزالة الرطوبة النشطة. وبالتالي، تم تصميم معدات HRC كآلات مستقلة ذات كفاءة عالية متخصصة في تكييف المسابح المغطاة، وتتميز بالخصائص الرئيسية التالية:

  • مضخة حرارية مدمجة توفر الطاقة الحرارية لتكييف المسبح.
  • قسم معالجة الهواء مصنوع وفقًا لمعايير معيار UNE-EN 1886، أي بنفس المعايير الخاصة بوحدات التكييف.
  • نظام إزالة الرطوبة السلبي من خلال التجفيف المجاني، ولكن أيضًا قسم إزالة الرطوبة النشطة الذي يقوم به المبخر، والذي يتم تشغيله بواسطة المضخة الحرارية المدمجة.
  • وحدة استرداد حرارة هواء – هواء ذات كفاءة عالية (أكثر من 73٪ وفقًا لمعيار ErP 2018) والتي لا تسترد فقط الطاقة من الهواء الخارج بمستويات كفاءة عالية جدًا، ولكن لها أيضًا دور فعال في إزالة الرطوبة، كما هو موضح لاحقًا.
  • ترتيب للعناصر النظام الذي يحسن أداء الجهاز، مما يزيد من العمل في وضع الحرارة الكامنة للمبادل الحراري.
  • نظام تهوية يتيح توجيه تدفقات الدفع، العودة، إعادة التدوير والخارج بطريقة مثلى في كل حالة (إعادة التدوير الكاملة، الجزئية، الفتحة الكاملة …)
  • نظام تحكم متكامل تمامًا مسؤول عن الحفاظ على توازن مختلف وظائف الجهاز في كل حالة مناخية وفي كل نقطة تشغيل.

ما هي العناصر التي تتكون منها وحدة HRC

 

 

وحدات HRC، مثل جميع المعدات المصنوعة من قبل Borealis، قابلة للتخصيص مع العناصر التي يحتاجها العميل، طالما أنه من الممكن تقنيًا تركيبها. بعض الخيارات الأخرى غير الموصوفة سابقًا هي:

  • البناء المعياري بدلاً من المدمج.
  • تدفق الدائرة الداخلية وضغط متوفر مختلف عن المعياري.
  • جهد مختلف عن المعياري.
  • التكامل في أنظمة تحكم مختلفة عن المعيارية.
  • الخ.

أنظمة التحكم

يأتي التحكم iPro بشكل قياسي في وحدات HRC، وهو مبرمج مباشرة من قبل Borealis لهذه التطبيق المحدد.

iPro هو جهاز عتاد مصنع من قبل مجموعة Emerson مع تحكم تناسبي واتصال IP و MODBUS مدمجين. يتضمن خادم ويب مع صفحة يمكن من خلالها عرض وتعديل معلمات تشغيل الجهاز مباشرة. يمكن توصيله مباشرة بجهاز التوجيه الخاص بالمبنى دون أي تكلفة إضافية سوى كابل الاتصال ويمكن إجراء المراقبة من أي جهاز كمبيوتر أو جهاز محمول (هاتف، لوحة).

البرمجيات هي تصميم وتنفيذ خاص بشركة Borealis، مما يمنحنا سيطرة كاملة على العملية ويتيح لنا إجراء تحسينات وتحديثات باستمرار وبشكل سلس. بالإضافة إلى ذلك، يتضمن سجلًا لمعلمات التشغيل مفيدًا لتشخيص الأعطال المحتملة.

الإلكترونيات تتحكم في:

  • درجة حرارة ورطوبة الهواء داخل المسبح.
  • تشغيل المجموعة التبريدية.
  • تدفق الهواء الخارجي الأدنى والمستخدم لإزالة الرطوبة عن طريق الاستبدال بالهواء الخارجي من خلال قراءات الرطوبة المطلقة.
  • أولويات التشغيل للهواء الخارجي – التجفيف بواسطة البطاريات – التجفيف بواسطة تدفق الهواء المتقاطع في الوحدات المستردة.
  • التحكم في تدفق الهواء الثابت للمراوح، مع تغييره حسب انسداد الفلاتر مع إنذار قابل للبرمجة عند انسداد الفلاتر.
  • تجاوز الوحدة المستردة للحصول على تبريد مجاني.
  • التقويم وجدول التشغيل.
  • أوضاع التشغيل القابلة للتخصيص من قبل العميل.
  • الخ.

pdf-icon     تنزيل الكتالوج | معدات HRC | مكيفات هواء لإزالة الرطوبة بكفاءة عالية للمسابح المغطاة

من خلال Borealis، يمكننا تقديم مجموعة واسعة من الحلول والمعدات لتكييف المسابح وتوفير الطاقة

أوضاع التشغيل الرئيسية

الدوران مع إزالة الرطوبة

في وضع إعادة الدوران، يتكثف الماء في كل من ملف التبريد والمبادل الحراري هواء-هواء بسبب التبادل بين الهواء الساخن والرطب القادم من المسبح والهواء البارد القادم من الملف.

يمكن أن يعمل هذا الوضع فقط عندما يكون المسبح خاليًا، مثلًا أثناء الليل، لأن وجود أشخاص يعني دائمًا وجود تهوية بالهواء الخارجي.

بالإضافة إلى ذلك، هو الوضع الذي يوفر القدرة على التجفيف وفقًا لظروف الكتالوج، مما يسمح بمقارنته مع مزيلات الرطوبة التقليدية.

إزالة الرطوبة بالمزج، موسم الشتاء

في وضع المزج، يحدث تكثف الماء في المبادل الحراري هواء-هواء، كما في وضع إعادة الدوران، ولكن يتم أيضًا إدخال كمية معينة من الهواء الخارجي الذي، في معظم فترات السنة، يوفر قدرة تجفيف لأن الرطوبة المطلقة للهواء الخارجي عادة ما تكون أقل من الهواء الداخلي.

تقوم الصمامات بتنظيم كمية الهواء الخارجي من خلال فتحها التدريجي لتجفيف الحيز بشكل مناسب. يمكن أن تصل نسبة الهواء الخارجي إلى 100%، حسب الرطوبة المطلقة والإنثالبي داخليًا وخارجيًا، لكن يتم السعي دائمًا لتقليلها إلى الحد الأدنى لتوفير أكبر قدر ممكن من الطاقة الحرارية.

كما أنه سيكون هناك دائمًا تدفق أدنى من الهواء الخارجي لضمان جودة الهواء الداخلي. يمكن أن يكون هذا التدفق الأدنى قيمة ثابتة مبرمجة مسبقًا أو يتم تحديده بواسطة حساس ثاني أكسيد الكربون.

خلال الفترة الشتوية، غالبًا لا تكون هناك حاجة لمساهمة ملف التبخير في التجفيف، لأن الرطوبة النوعية الخارجية منخفضة، والتدفق الجزئي من الهواء المختلط عادة ما يكون كافيًا للتجفيف.

هواء خارجي بنسبة 100%

هذا الوضع التشغيلي يعني تبادل هواء مع الخارج بنسبة 100%. قد يقرر التحكم الإلكتروني أن المزج الموضح سابقًا أقل كفاءة من استخدام هواء خارجي بالكامل، وفي هذه الحالة يتم تفعيل هذا الوضع. وقد يحدث أيضًا عند صدور أمر من حساس جودة الهواء (اختياري) يشير إلى وجود تركيز مفرط من ثاني أكسيد الكربون في الجو.

العديد من الشركات المصنعة توفر قدرة الكتالوج في هذا الوضع التشغيلي، بنسبة من الهواء الخارجي تحت ظروف حرارة ورطوبة محددة من قبل الشركة أو وفقًا للمعايير مثل الألمانية VDI 2089.

قد يُستخدم ملف التبريد أو لا، حسب ظروف الرطوبة في تيار الدفع والهواء المحيط في غرفة المسبح.

إزالة الرطوبة بالمزج، موسم دافئ

يمكن استخدام هذا الوضع التشغيلي عندما تكون الرطوبة النوعية للهواء الخارجي مرتفعة. عندها، يكون تدفق الهواء الخارجي ضارًا بعملية إزالة الرطوبة بدلًا من أن يساعدها، لذا يتم تقليله إلى الحد الأدنى المحدد مسبقًا في البرمجة أو بواسطة حساس ثاني أكسيد الكربون.

تُلبى احتياجات إزالة الرطوبة في هذه الحالة بمساعدة ملف التبريد، الذي يقع بطريقة تسمح له بأخذ الهواء من مخرج المبادل الحراري (نظام تجديدي) لتحقيق أقصى كفاءة في التجفيف، وأيضًا من مدخل الهواء الخارجي لتجفيف هذه الكمية من الهواء أيضًا.

يمر الهواء عبر المبادل الحراري هواء-هواء ليعيد الحرارة التي فقدها الهواء الراجع.

تبريد مع إزالة الرطوبة

هذا الوضع التشغيلي يأتي كخيار افتراضي في أجهزة Borealis HRC. الهدف منه هو تقليل درجات الحرارة المرتفعة التي قد تحدث في بعض غرف المسابح خلال الصيف.

وظيفة التبريد الافتراضية تعيد تدوير هواء الغرفة، باستثناء الحد الأدنى من هواء التجديد. بهذه الطريقة، يكون التوازن بين إزالة الرطوبة والطاقة التبريدية الصافية الداخلية في أفضل حالاته. من الممكن إزالة الرطوبة باستخدام الهواء الخارجي في الصيف، حسب المناخ، ولكن عادةً ما يتم الحصول على طاقة تبريدية صافية أقل في هذه الحالة.

تدفئة مع إدخال هواء خارجي

وظيفة التدفئة يتم تفعيلها عندما يتم الوصول إلى نقطة ضبط الرطوبة وهناك حاجة للحرارة في الغرفة. توفر الوحدة طاقة حرارية وتقوم بتجديد الهواء وفقًا للبرمجة أو بناءً على إشارة حساس جودة الهواء إذا تم تزويد الوحدة به.

يمكن أيضًا تحديد هذا الوضع يدويًا.

إعادة تدوير بوضع التدفئة

وضع تشغيل مناسب للحفاظ على درجة الحرارة عندما يكون المسبح غير مشغول ولا يتطلب هواء خارجي أو تشغيل ملف التبريد لإزالة الرطوبة.

وضع التدفق العالي (اختياري)

أحيانًا تتطلب هندسة المسبح تدفقًا أعلى من الذي توفره وحدة HRC الافتراضية. في هذه الحالات، من الممكن زيادة تدفق الهواء باستخدام ممر اختياري بين الدفع والرجوع.

العمل مشابه للحالات السابقة، لكن مع زيادة تدفق الهواء الداخلي باستخدام مراوح ذات قدرة أعلى وممر الدفع – الرجوع. بهذه الطريقة، يمكن ضمان معدل تهوية مناسب (حركات/ساعة) دون الحاجة إلى تركيب نظام تجفيف أكثر قوة.

التقنيات التي تستخدمها مؤسسة hrc

إزالة الرطوبة عبر تدفق الهواء المتقاطع

بالإضافة إلى وظيفتها كمبدلات للطاقة، فإن المبادلات الهوائية-الهوائية التي تحتوي عليها الوحدة HRC لها وظيفتان إضافيتان: الأولى هي تقليل الحاجة إلى الطاقة التبريدية الحساسة عند دخول المبخر البارد، مما سيتم شرحه لاحقًا، والثانية هي قدرتها على إزالة الرطوبة عبر تدفق الهواء المتقاطع.

من المعروف جيدًا أن تقاطع تدفقات الهواء في المبادل يؤدي إلى تكثيف الماء إذا انخفضت درجة حرارة أي من التدفقات أسفل نقطة الندى. في الواقع، من الضروري أخذ هذه الظروف في الاعتبار عند تركيب مبادلات في وحدات معالجة الهواء (UTA)، ويجب توفير صينية لتجميع المكثفات أسفلها.

كلما كانت فرق الحرارة بين تدفقات الهواء أكبر وكلما كان كفاءة المبادل أعلى، زاد التجفيف الناتج.

تستفيد وحدات HRC من هذه الظاهرة لزيادة أدائها. تم ترتيب المبادلات والمبخر البارد بحيث يحدث تقاطع تدفقات الهواء بين هواء المسبح وهواء الخارج من المبخر البارد، وهو أبرد هواء في الجهاز. بهذه الطريقة، يتم زيادة عملية إزالة الرطوبة في المبادلات.

تقليل الحاجة إلى الطاقة التبريدية الحساسة لتجفيف التبريد

المجففات التقليدية تعتمد فقط على المبخر الخاص بالمجموعة التبريدية لخفض درجة حرارة الهواء العائد وإحداث تكثيف للماء وبالتالي تجفيف الهواء.

نقطة الندى للهواء عند 28 درجة مئوية ورطوبة نسبية 65% هي 20.8 درجة مئوية ورطوبته النوعية 15.5 غرام/كغ، ومن هذا النقطة يجب خفض درجة حرارة الهواء حتى نحقق التكثيف المطلوب.

الطاقة المطلوبة لخفض درجة حرارة الهواء العائد إلى نقطة الندى، في حالة المجفف التقليدي، يجب أن توفرها المبخر وبالتالي الضاغط، مما يستهلك طاقة.

ومع ذلك، فإن التبادل الهوائي الموصوف في النقطة السابقة له نتيجة ثانية وهي أن الهواء الذي يدخل المبخر البارد يكون قد وصل بالفعل إلى نقطة الندى أو حتى أقل منها، وبذلك يقوم تدفق الهواء عبر المبادلات بتقليل درجة الحرارة من 28 درجة مئوية إلى 20.8 درجة مئوية تقريبًا بدون استهلاك كبير للطاقة.

تمثل هذه الطاقة الحساسة فقط حوالي 1.2 x 0.28 x (28 – 20.8) ≈ 2.42 كيلووات حراري لكل متر مكعب من الهواء، أي ما يعادل 48.4 كيلووات في حالة HRC-200 بتدفق هوائي 20,000 متر مكعب/ساعة مقارنة بالأجهزة التقليدية. سيُوفر الاستهلاك السنوي في 5000 ساعة تشغيل بمعدل 0.20 يورو/كيلوواط ساعة أكثر من 16,000 يورو.

 

مبادلات ذات كفاءة عالية جدًا

المبادلات الساكنة الهوائية-الهوائية التي تحتوي عليها وحدات HRC مصممة لتدفق 100% وبكفاءة لا تقل عن 73% في ظروف الجفاف ووفقًا لمعايير ErP 2018. ومع ذلك، فإن عملية التجفيف التي تحدث داخل المبادل نفسه تعتبر عملًا مفيدًا وطاقة مُدخَلة، وبالتالي فإن الكفاءة الفعلية للمبادل هي الإجمالية (الجافة بالإضافة إلى الرطبة)، والتي تتجاوز 85% في الظروف القياسية.

بالإضافة إلى استخدام المبادلات كمساعد لإزالة الرطوبة في تدفق الهواء القادم من المسبح كما هو موضح سابقًا، فإن لهذه المبادلات وظيفة ثانية ومهمة للغاية وهي إعادة الحرارة المأخوذة من الهواء العائد إلى هواء الخلط، وكذلك تسخين الهواء الخارجي المستخدم للتهوية.

التجفيف بمساعدة الهواء الخارجي

يمكن أن تمتص خليط من الهواء الداخلي/الخارجي مدفوعًا إلى مكان المسبح جزءًا من كتلة الماء المتولدة في الداخل، طالما أن الرطوبة النوعية للهواء المدفوع تكون أقل من تلك الموجودة في مكان المسبح بقيمة تعتمد على حجم التدفق وخصائص الرطوبة النوعية للبيئة. بل يمكن أن تمتص كل كتلة الماء المتولدة إذا كان حجم التدفق كافيًا وكانت الرطوبة النوعية الخارجية منخفضة بما فيه الكفاية.

يمكننا القول إنه عمليًا في جميع أنحاء إسبانيا من الممكن إزالة الرطوبة بشكل كامل أو جزئي باستخدام الهواء الخارجي خلال أكثر من 90% من 8760 ساعة في السنة.

من الواضح أن إدخال الهواء الخارجي يمكن أن يكون له تأثير سلبي على درجة حرارة الهواء في الأماكن خلال فترة البرودة. لذلك، يجب أن يكون استخدام هذا النظام مستندًا إلى دمج نظام استعادة حرارة عالي الكفاءة، بالإضافة إلى نظام تحكم مسؤول عن تنظيم إدخال الهواء الخارجي بناءً على أقل استهلاك للطاقة.

تستخدم وحدات HRC الهواء الخارجي كوسيلة رئيسية لامتصاص الرطوبة في الأوقات التي تكون فيها رطوبته النوعية أقل من رطوبة بيئة المسبح، حيث يتم ضخه عبر المبادل الهوائي-الهوائي عالي الكفاءة، بحيث يعوض التوفير في استهلاك الطاقة لإزالة الرطوبة الخسائر البسيطة في حرارة الهواء المطرود. يقوم النظام الرقمي للتحكم المدمج بأداء هذه الوظيفة تلقائيًا، مع تغيير التدفق المقدم بشكل متناسب بناءً على الظروف الخارجية.

 

في هذا الرسم البياني، تم تمثيل حالة الهواء لكل واحدة من 8760 ساعة سنويًا في ظروف المناخ المرجعي لـ CTE للمنطقة B4 (ألقنتة، ولبة، قرطبة، إشبيلية…). كما يمكن ملاحظته، في هذه المناطق، التي تعد من أكثر المناطق رطوبة في إسبانيا، يمكن إزالة الرطوبة باستخدام الهواء الخارجي بشكل كامل أو جزئي طوال العام.