سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی (Energy Meter)
مصرف انرژی در ساختمان های با کاربری متعارف( مسکونی،اداری،تجاری) شامل گرمایش، سرمایش،آبگرم مصرفی ، تهویه، گاز وبرق می گردد.
اتحادیه اروپا به منظور کاهش مصارف انرژی و در نتیجه تولید گازهای گلخانه ای ،به بررسی استفاده از تجهیزاتی برای اندازه گیری مصرف انرژی هر خانوار پرداخته است که به این روش و با آگاهی ساکنین در خصوص اندازه گیری مصرف انرژیشان، در حقیقت رفتار مصرف تغییر می یابد.
حدود 40% از کل مصرف نهایی انرژی در اروپا مربوط به مصارف خانگی است (این درحالی است که در ایران سهم بخشی ختنگی در مصرف انرژی حدود36% اعلام شده است).
به دلیل آنکه دستیابی به شرایط آسایشی بالاتر رو به گسترش است، رویکرد بهره مندی از سیستم های متمرکز(مرکزی) گسترش و بدین ترتیب تفکیک مصارف انرژی اهمیت ویژه ای یافته است.
هزینه های زیرنیز در محاسبه هزینه پرداختی هر خانوارباید منظورگردد:
- برق مصرفی در سیستم مرکزی
- تعمیر و نگهداری و اوپراتورها
این هزینه ها بعنوان معاشات و بطوریکسان برای خانوارها در نظرگرفته می شود.
با توجه به بررسی های انجام شده ، استفاده از این تجهیزات منافع زیر را تامین خواهد نمود:
- ایجاد انگیزه در مصرف کننده جهت جلوگیری از تلفات انرژی
- به طور کلی سیستم های مرکزی نسبت به سیستم های مجزا مصرف انرژی پایین تری دارند.
با توجه به قوانین وضع شده در کشورهای مختلف و همچنین ایران، با نظارت نهادهای دولت بر روند ساختمان سازی و مطرح شدن مسائلی مانند برچسب انرژی ساختمان، گرایش سازندگان ساختمان به سوی ساختمان های پرمصرف، کاهش خواهد یافت.
همچنین با توجه به پیشرفت های حاصل شده در خصوص تکنولوژی های مختلف در زمینه تفکیک مصارف، دقت این دستگاه ها افزایش یافته و با توجه به نصب دستگاه ها در خارج واحدها، امکان دستکاری در آنها به حداقل رسیده است.
بطورکلی تجهیزات تفکیک مصارف در ساختمان به 3 گروه زیر تقسیم بندی می شوند:
- سیستم های سنجش دبی آب مصرفی (Water Meter)
- سیستم های سنجش حجم گاز مصرفی (Gas Meter)
- سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی (Energy Meter)
- (Electricity Meter)
سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی مدل BTU Energy Meter
این تجهیز نسبت به انواع دیگر از دقت بالاتری برخودار بوده و مقدار انرژی واقعی تحویلی به هر واحد را محاسبه می نماید، ولی هزینه اولیه خرید و اجرای آن نسبتا بالا است.همچنین با نصب این تجهیز برروی ورودی آبگرم مصرفی هر واحد، می توان مشکل محاسبه انرژی در این بخش را نیز برطرف نمود.
اساس کار دستگاه اندازه گیری دمای ورود و خروج و دبی در جریان سیستم های سرمایشی گرمایشی هر واحد یا بخش در طول زمان می باشد. این تجهیز را میتوان در ورودی هر واحد و یا هر نوع پایانه حراتی (رادیاتور ، هواساز و…) و یا در موتورخانه نصب نمود.
عملکرد سیستم های انرژی میتر (BTU Meter) از طریق اندازه گیری دبی جریان و اختلاف دمای رفت و برگشت به ساختمان می باشد. این تجهیزات دارای سایزها و میزان گذر سیال مختلف می باشد. از این رو با توجه به میزان گذر مورد نیاز سیال در واحد سایز این تجهیز انتخاب می گردد.
انواع انرژی میترها
انواع انرژی میترها متداول مورد استفاده شامل موارد زیر می گردد:
- Compact heat meter
در مدل Compact کلیه اجزای دستگاه بصورت مشترک کالیبره شده اند و تنها کارکرد آنها بصورت یکپارچه مجاز است.بدین معنا که در صورت خرابی هریک از قسمت ها، کل انرژی میتر باید تعویض گردد و امکان تعویض سنسور، فلومتر و … وجود ندارد.
2) Combi Meter
به مدل هایی گفته می شود که بخش محاسب (Calculator) دستگاه از فلومتر جدا بوده و نصب آن بطور مثال بر روی دیوار امکان پذیر است.Combi Meter ها معمولا در پروژه هایی مورد استفاده قرار می گیرند که در محل نصب انرژی میتر محدودیت های فضا برای نصب وجود دارد و یا در صورت نصب ، خواندن اعداد و ارقام روی دستگاه با محدودیت هایی روبروست.
3) Split Meter
نوعی از انرژی میتر است که اجزای مختلف آن بطور جداگانه کالیبره شده و قابلیت نصب با یکدیگر را دارا می باشند، یعنی در صورت بروز مشکل ، تنها جزء مربوطه تعویض می گردد.این مهم ، انعطلف پذیری بالایی را در هنگام بهره برداری از سیستم ایجاد می نماید.
هریک از انرژی میترهای گفته شده دارای اجزای اصلی زیر هستند:
- فلومتر
- سنسورهای دما
- بخش محاسب (Calculator)
- کنترل مرکزی
کنترل مرکزی
کنترلر مرکزی وسیله جهت برقرای و جمع آوری اطلاعات میترهای مختلف می باشد. این اطلاعات توسط پروتکل های استاندارد نظیر MBUS به کنترلر مرکزی انتقال می یابد. همچنین این تجهیز وسیله ارتباطیبین نرم افزار اصلی سیستم و داده های واحدهای مختلف می باشد.درصورت نیاز به ایجاد بستر نرم افزاری در سیستم میترینگ در یک ساختمان نیاز به این تجهیز می باشد.
سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی مدل Time Meters
یکی از روش های متداول و ساده اندازه گیری در هر واحد Time Meters می باشد. اساس کار این تجهیز بر محاسبه زمان باز بودن شیربرقی و یاکارکرد ترموستات می باشد.به طور کلی این روش دقت پایینی دارد، به طور مثال دمای آب ورودی در انرژی حرارتی تابشی تاثیرگذار بوده و میزان انرژی دریافتی واحدها با اختلاف دمای یکسان متفاوت می باشد.
سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی مدل Time Plus Temperature Systems
این سیستم براساس محاسبه حرارت تحویلی به هر فضا، انرژی مصرفی را تخمین می زند.یکی از انواع موجود، دمای رفت و برگشت رادیاتور را برای محاسبه متوسط دمای سطح رادیاتور اندازه گیری نموده و توسط سنسوری دمای اتاق را هم به طور همزمان انداز گیری و بدین ترتیب مقدار حرارتی انتقالی را محاسبه می نماید.نوع دیگر دمای هوای اطراف فین ها را در پایین و بالای رادیاتور اندازه گیری و براساس آن میزان حرارت تحویلی را محاسبه می کند.دقت اندازه گیری و محاسبه میزان مصارف در این روش از Time Meters بیشتر است و ضروری نیست تا اختلاف دمای ناچیز بین دمای رفت و برگشت محاسبه گردد.
مطابق با استاندارد DN4713، نوع رادیاتور و دمای اتاق هم بر میزان انرژی دریافتی هر فضا موثرند، بدین ترتیب جهت محاسبه میزان مصرف انرژی هر واحد، ضریب اصلاحی اعمال می شود.
سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی مدل Ambient Temperature Monitors
اندازه گیری دمای محیط (فضای کنترل شده) روش کاملا متفاوت در محاسبه هزینه پرداختی ساختمان ها می باشد.بدین ترتیب که در حالت های قبل، مقدار هزینه پرداختی برابر با میزان مصرف انرژی محاسبه می گردید(Equal Cost For Equal Energy Use) ، ولی در این روش مقدار هزینه بر اساس سطح آسایش ساکنین پرداخت می شود(Equal Cost For Equal Comfort).
باد، خورشید، عوامل فرهنگی و ضریب انتقال حرارت جدارها از عوامل تاثیرگذار در این روش می باشند، که برای کالیبره نمودن و کاهش خطای محاسبات از ضرایب تصیح استفاده می شود.در حالت دیگر پرداخت هزینه ها با توجه به دمای تنظیم شده روی ترموستات پرداخت می شود و نه دمای اتاق که در تمامی حالات اندازه گیری و محاسبات بسیار ساده شده است. حجم فضای تهویه شده به عنوان ورودی برای محاسبه میزان مصارف به سیستم داده می شود.
سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی مدل Evaporative Monitors
دستگاه اندازه گیری حرارت مصنوعی به روش تبخیری به طور مستقیم به سطح رادیاتور یا هادی حرارت متصل می گردد.مایع داخل آمپول تجهیز با توجه به دمای سطح رادیاتور و مدت زمان متناظر با دما تبخیر می گردد.میزان مایع تبخیر شده از طریق درجه بندی روی بدنه خوانده شده و نشان دهنده میزان حرارت مصرفی در فضا می باشد.
نکته حائز اهمیت در این روش استفاده از تجهیزاتی است که تنها در زمان کارکرد سیستم های گرمایشی اجازه تبخیر مایع موجود رابدهند.
سیستم های سنجش میزان مصرف انرژی گرمایشی یا سرمایشی مدل Electronic Heat Cost Allocator
در سال های اخیر استفاده از انواع مختلف این دستگاه در حال گسترش است. تعداد سنسور (نقاط اندازه گیری) مورد استفاده جهت اندازه گیری میزان مصارف انرژی به عنوان وجه تمایز آن ها شناخته می شود. اساس کارElectronic Heat Cost Allocator ها بر اندازه گیری دمای سطح رادیاتور و دمای محیط است. از باطری به عنوان تامین کننده برق دستگاه استفاده می شود.قابلیت اتصال و انتقال اطلاعات به صورت فرکانس های رادیویی وجود داشته و تاثیر عوامل محیطی بر افزایش دمای داخل ( نورخورشید) تشخصی داده می شود.هزینه اولیه نسبتا بالا از عوامل محدودکننده استفاده از این تجهیز است.
به طور کلی یکی از معایب سیستم های اندازه گیری انرژی مصرفی در ساختمان ها، دقت پایین بر اساس عوامل تاثیرگذار بی شمار برآن ها است (Indirect Heat Delivery) به طور مثال خاصیت دودکشی در آپارتمان ها موجب حرکت حرارت به بالا شده و همواره مصرف انرژی واحدهای بالا(گرمایشی) کمتر است و یا نوع مجاورت (به طور مثال مجاور موتورخانه) و یا شمالی و جنوبی بودن واحد ممکن است سنایوهای پرداخت هزینه ها بر اساس سطح آسایش و پرداخت هزینه ها بر اساس میزان مصرف انرژی را دچار مشکل نماید.