کتاب شبکه های آب سرد

کتاب شبکه‌ های آب سرد (درس‌نامه‌ی تهویه‌ی مطبوع؛ جلد دوازدهم) نوشته‌ محمدرضا سلطاندوست که توسط نشر یزدا منتشر شده، اثری تخصصی در حوزه‌ی طراحی و راهبری سیستم‌های تهویه مطبوع مبتنی‌بر آب سرد است. این کتاب به‌جای تمرکز جداگانه بر هر تجهیز، شبکه‌ی آب سرد را به‌عنوان یک کل به‌هم‌پیوسته بررسی کرده است، یعنی جایی که چیلرها، پمپ‌ها، کوئل‌ها، برج‌های خنک‌کننده، مبدل‌ها، شیرهای کنترل و شبکه‌ی لوله‌کشی در کنار هم یک سیستم سرمایش مرکزی را شکل می‌دهند. نویسنده باتکیه‌بر تجربه‌ی طراحی و آموزش، نشان داده است که چگونه انتخاب نوع کنترل کوئل، آرایش چیلرها، نحوه‌ی پمپاژ و تنظیم دما و دبی آب می‌تواند به‌طور مستقیم بر مصرف انرژی، پایداری عملکرد و کیفیت آسایش حرارتی در ساختمان اثر بگذارد. در این کتاب مفاهیمی مانند سیستم‌های اولیه–ثانویه، جریان متغیر، بارگذاری ترجیحی چیلرها، بازیافت گرما، ذخیره‌سازی سرما و استفاده از سوخت‌های جایگزین برای تولید سرما به‌صورت منظم و مرحله‌به‌مرحله توضیح داده شده است. این کتاب برای مهندسان تأسیسات، طراحان سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع، دانشجویان رشته‌های مکانیک و انرژی و نیز بهره‌برداران تأسیسات مرکزی، منبعی است که می‌تواند درک سیستمی از شبکه‌ی آب سرد و تصمیم‌های طراحی و بهره‌برداری را شفاف‌تر کند. نسخه‌ی الکترونیکی این اثر را می‌توانید از طاقچه خرید و دانلود کنید.

درباره کتاب شبکه های آب سرد

کتاب شبکه‌ های آب سرد با تمرکز بر نگاه سیستمی به شبکه‌ی آب سرد، از همان مقدمه توضیح می‌دهد که چرا عنوانی به‌ظاهر ساده، در عمل شاکله‌ی اصلی سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع آبی را در بر می‌گیرد. محمدرضا سلطاندوست در این کتاب نشان داده است که اگرچه برای هر جزء مانند چیلر، برج خنک‌کننده یا پمپ کتاب‌های جداگانه‌ای وجود دارد، اما در اینجا هدف، دیدن رفتار کل شبکه است، جایی که نحوه‌ی ترکیب اجزا، نوع کنترل و آرایش لوله‌کشی، عملکرد واقعی سیستم را تعیین می‌کند. 

ساختار کتاب شامل فصل‌هایی درباره‌ی اجزای شبکه‌ی آب سرد، روش‌های کنترل ظرفیت کوئل (شیر سه‌راهه، شیر دو‌راهه، دمپر رخ و کنارگذر)، جریان در اواپراتور چیلر، چیدمان‌های مختلف چیلرها (تک‌چیلر، چندچیلر موازی، سری، اولیه–ثانویه، اولیه با جریان متغیر)، قواعد طراحی لوله‌ی کنارگذر، حلقه‌ی اولیه و ثانویه، پمپ‌های توزیع و نحوه‌ی کنترل اختلاف فشار و دبی است. 

در ادامه، کتاب شبکه‌ های آب سرد اثر محمدرضا سلطاندوست به موضوعاتی مانند کسری و اضافی‌بودن جریان در حلقه‌ی اولیه–ثانویه، روش‌های اندازه‌گیری دبی (انواع دبی‌سنج‌ها) و کنترل مبتنی‌بر دما می‌پردازد و سپس به سراغ تغییرات و ارتقای شبکه برای کاهش مصرف برق می‌رود، از جمله کاهش نرخ جریان با افزایش اختلاف دمای رفت‌وبرگشت، مقایسه‌ی مصرف انرژی در دبی‌های مختلف و معرفی سیستم اولیه با جریان متغیر (۷۳۲). 

در بخش‌های پایانی، کتاب شبکه‌های آب سرد مباحث پیشرفته‌تری مانند بارگذاری ترجیحی چیلرها (برای چیلرهای پربازده، جذبی یا بازیافت گرما)، چیدمان جریان جانبی، چیلر بازیافت گرما و گزینه‌های مختلف آن، تحلیل کارایی چیلر بازیافت گرما، کنترل آن براساس دمای آب ورودی یا خروجی، استفاده از چیلرهای با ظرفیت نامساوی و چیلر کوچک تناوبی را مطرح کرده است. در سراسر کتاب، مثال‌های عددی، نمودارها و توصیف‌های گام‌به‌گام از رفتار هیدرولیکی و ترمودینامیکی شبکه، خواننده را از سطح مفاهیم پایه تا تصمیم‌های طراحی و کنترلی در مقیاس تأسیسات مرکزی همراهی می‌کند.

خلاصه کتاب شبکه های آب سرد

کتاب شبکه های آب سرد ابتدا اجزای اصلی یک سیستم آب سرد را معرفی می‌کند: چیلرها، کوئل‌ها و مبدل‌ها، برج‌های خنک‌کننده، پمپ‌ها و شبکه لوله‌کشی شامل لوله‌های رفت و برگشت، منبع انبساط، شیرها، صافی‌ها و اتصالات، سپس یک مدار ساده شامل چیلر، پمپ و چند کوئل به‌عنوان پایه‌ی تحلیل بررسی می‌شود و نقش کوئل به‌عنوان پایانه‌ی سیستم سرمایش توضیح داده می‌شود. 

در ادامه، سه روش کنترل ظرفیت کوئل شامل شیر سه‌راهه، شیر دو‌راهه و دمپر کنارگذر بررسی شده و اثر آن‌ها بر دبی، دمای برگشت، مصرف انرژی پمپ و رطوبت‌زدایی توضیح داده می‌شود. کتاب حاضر سپس به جریان در اواپراتور و تضاد بین دبی ثابت برای پایداری چیلر و دبی متغیر برای صرفه‌جویی انرژی می‌پردازد. چیدمان‌های مختلف چیلرها (تک‌چیلر، چندچیلر موازی، با پمپ مشترک یا اختصاصی و چیلرهای سری) نیز بررسی می‌شود و موضوعاتی مانند تعادل جریان، افت فشار و اندازه‌ی پمپ‌ها مطرح می‌گردد.

بخش مهم بعدی به سیستم اولیه–ثانویه اختصاص دارد، جایی که حلقه‌ی تولید با دبی ثابت و حلقه‌ی توزیع با دبی متغیر کار می‌کند و خط کنارگذر نقش جداسازی هیدرولیکی دارد. طراحی پمپ‌ها، کنترل اختلاف فشار، رفتار سیستم در شرایط مختلف جریان و روش‌های اندازه‌گیری دبی نیز شرح داده می‌شود. در ادامه، راهکارهای کاهش مصرف انرژی مانند افزایش اختلاف دمای رفت‌وبرگشت و تأثیر آن بر توان پمپ و برج خنک‌کننده بررسی می‌شود، سپس سیستم اولیه با جریان متغیر معرفی می‌شود که در آن کل شبکه با دبی متغیر کار می‌کند و نیازمند کنترل پیچیده‌تر و چیلرهای سازگار است.

چرا باید کتاب شبکه های آب سرد را بخوانیم؟

کتاب شبکه‌ های آب سرد برای کسانی که با سیستم‌های تهویه‌ی مطبوع آبی سروکار دارند، فرصتی فراهم کرده است تا به‌جای نگاه جزیره‌ای به تجهیزات، رفتار کل شبکه را درک کنند. این اثر نشان می‌دهد که انتخاب ساده‌ای مانند استفاده از شیر سه‌راهه یا دو‌راهه روی کوئل، فقط یک تصمیم موضعی نیست و می‌تواند الگوی دبی و دمای آب برگشتی، مصرف انرژی پمپ‌ها، امکان بازیافت گرما و حتی نوع چیدمان چیلرها را تحت‌تأثیر قرار دهد. در این کتاب، مفاهیمی مانند سیستم اولیه–ثانویه، جریان متغیر، لوله‌ی کنارگذر، کسری و اضافی‌بودن جریان و بارگذاری ترجیحی چیلرها نه‌تنها تعریف شده‌اند، بلکه پیامدهای عملی آن‌ها در طراحی و بهره‌برداری توضیح داده شده است. 

خواندن این کتاب کمک می‌کند که تصمیم‌های طراحی مانند انتخاب تعداد و ظرفیت چیلرها، نوع آرایش (موازی، سری، اولیه–ثانویه، جریان متغیر اولیه)، نحوه‌ی انتخاب پمپ‌ها و استراتژی کنترل دما و دبی، بر پایه‌ی تحلیل روشن‌تری از رفتار هیدرولیکی و ترمودینامیکی شبکه انجام شود. ازسوی‌دیگر، مباحثی مانند کاهش نرخ جریان برای صرفه‌جویی انرژی، استفاده از ذخیره‌سازی سرما، ترکیب ژنراتور گازسوز و چیلر تراکمی، و کاربرد چیلر بازیافت گرما، امکان مقایسه‌ی سناریوهای مختلف بهره‌برداری و سوخت را فراهم کرده است. 

خواندن کتاب شبکه‌ های آب سرد را به چه کسانی پیشنهاد می‌کنیم؟

کتاب شبکه‌ های آب سرد به مهندسان مکانیک و تأسیسات، طراحان و ناظران سیستم‌های تهویه مطبوع، دانشجویان گرایش حرارت و سیالات یا انرژی و نیز مدیران و بهره‌برداران تأسیسات مرکزی سرمایش پیشنهاد می‌شود. این اثر همچنین به کسانی که درگیر بهینه‌سازی مصرف انرژی، طراحی شبکه‌های آب سرد چندچیلری یا پیاده‌سازی سیستم‌های اولیه–ثانویه و جریان متغیر هستند، توصیه می‌شود.