ECO G VRF (Gas engine driven Heat Pump)
سامانه های تراکمی گاز سوز یا GHP (یا پمپهای حرارتی گاز سوز) نوعی از سامانه های VRF هستند که در آنها بجای الکتروموتور، از یک موتور گاز سوز به منظور به گردش در آوردن کمپرسورها استفاده می شود. محصولات ECO G VRF با بالاترین نرخ قابلیت اطمینان طراحی شده اند و مزایای فنی بسیاری دارند. می توان بجای استفاده از برق، از گاز طبیعی (گاز شهری با فشار 20 میلی بار) برای ایجاد سرمایش و گرمایش با راندمان بالا استفاده نمود و در ضمن، از حرارت حاصل از موتور نیز به منظور گرمایش بهتر، بهره جست. موتور گاز سوز بکاررفته در این دستگاه با قابلیت تغییر دور کارکرد، بطور ذاتی می تواند میزان بار سرمایشی و گرمایشی ساختمان را بر مبنای نیاز، بصورت متغیر تامین کند؛ همان کاری که در VRF برقی، به واسطه سامانه های اینورتری انجام می شود.
دستگاههای GHP با توان بالا و در زمان کوتاه نیاز سرمایشی و گرمایشی را تامین می کنند و بدین ترتیب تنها با استفاده از یک سامانه می توان در تابستان سرمایش و در زمستان گرمایش را فراهم نمود. این نوع قابلیت در نوع VRF برقی نیز وجود دارد؛ اما محصولات ECO G VRF یک مزیت بزرگ دارند و آن توان گرمایشی بهتر و قدرتمند تر است. با بازیافت گرمای حاصل از خنک کاری و گاز اگزوز خروجی موتور که توسط مبدلهای حرارتی صورت می گیرد، این امکان ایجاد می شود که در تابستان آب گرم مصرفی را تامین نمود و در زمستان از این حرارت جهت گرمایش اواپراتور سود جست. (سیستم No defrost) با چنین قابلیتی در محیط های بسیار سرد که دما به 20- درجه سانتیگراد هم می رسد، این دستگاه قادر به ایجاد گرمای مطلوب بوده و مانند سامانه های برقی نیاز به عملیات یخ زدایی ندارد که عملا توان و مطلوبیت گرمایی آن را به چالش می کشد. گاز مبرد استفاده شده در این دستگاه از نوع R410A است که امکان کوچک سازی سایز لوله ها را فراهم نموده و همیچنین میزان گاز مورد نیاز برای شارژ در مدار را کاهش می دهد. تمامی این ویژگی ها در ECO G VRF ، آن را به عنوان یکی از محصولات با بیشترین راندمان در بازار تهویه مطبوع مطرح می سازد.
مشخصات فنی دستگاه GHP در یک نگاه
- ظرفیت سرمایشی از 45 تا 85 کیلووات (گرمایشی 50 تا 90 کیلووات)
- استفاده از گاز طبیعی با فشار شهری و یاLPG بعنوان سوخت اصلی
- نیاز به تنها 1.3 کیلوات برق تک فاز جهت چرخش فن ها
- مصرف کم به واسطه بکارگیری سیکل میلر در موتور صنعتی بکار گرفته شده در محصول
- وزن کم محصول با توجه به توان ظرفیتی دستگاه به جهت استفاده از گاز مبرد R410A و امکان نصب بر روی پشت بام
- دارای بازدهی بالا در شرایط کارکرد بار جزیی (Part Load)
- امکان اتصال تا 24 یونیت داخلی به یک یونیت خارجی ( 32 یونیت برای مدل 85 کیلووات)
- قابلیت افزایش نسبت ظرفیت تا % 130 برای یک دستگاه خارجی ( با مدیریت تقسیم بار، هر دستگاه خارجی می تواند تا 130 درصد ظرفیت خود به یونیتهای داخلی نصب شود.)
- 10.000 ساعت کارکرد بدون نیاز به سرویس ( بطور تقریبی معادل 3.2 سال)
- قابلیت گرمایش با ظرفیت کامل در دمای 20- درجه سانتیگراد
- بدون نیاز به عملیات یخ زدایی در محیطهای بسیار سرد
طراحی لوله کشی و محدوده ها
- ماکزیمم طول لوله کشی تا 200 متر (طول معادل)
- 120 متر طول لوله های اصلی
- مجموع طول لوله کشی تا 900 متر
- فاصله عمودی بین یونیتهای داخلی تا 15 متر
- فاصله عمودی یونیت خارجی تا داخلی از پایین به بالا 35 متر و از بالا به پایین 50 متر
- ماکزیمم طول لوله کشی تا 200 متر (طول معادل)
- 120 متر طول لوله های اصلی
- مجموع طول لوله کشی تا 900 متر
- فاصله عمودی بین یونیتهای داخلی تا 15 متر
- فاصله عمودی یونیت خارجی تا داخلی از پایین به بالا 35 متر و از بالا به پایین 50 متر
تاریخچه
در دهه 80 میلادی، کشور ژاپن که شرکتهای صاحب نامی در صنعت تهویه مطبوع دارد، برای کاهش سهم انرژی برق در مصارف تهویه مطبوع (peak shaving) در تابستانها، تصمیم به توسعه و تولید محصولات گاز سوز سرمایشی نمود و شرکتهای توزیع گاز ژاپنی مانند Tokyo gas و Osaka gas وارد میدان شده و با همکاری با شرکت هایی مانند سانیو، میتسوبیشی، یانمار و دیگر شرکتها توسعه این محصولات را آغاز نمودند. تا سال 1987 سه شرکت تهویه مطبوع ژاپنی بطور همزمان تولید GHP را آغاز نمودند و شرکت سانیو که یکی از شرکتهای پیشرو در این زمینه بود اولین نمونه این نوع محصولات را در سال 1985 روانه بازار نمود. این شرکت تا سال 2001 به تعداد صد هزار دستگاه از این محصولات را تولید و در ژاپن نصب نمود. در سال 2004 تولیدات آن بالغ بر دو میلیون HP رسید و محصول خود را به اروپا صادر کرد. در سال 2010 کل محصولات GHP/EHP شرکت سانیو توسط شرکت پاناسونیک خریداری شد. از سال 1995 تا کنون سالانه در حدود 30 هزار دستگاه از این محصولات توسط شرکتهای ژاپنی تولید و روانه بازار داخل و دیگر بازارهای جهانی می شوند.
خلاصه تاریخچه توسعه محصول GHP در شرکت پاناسونیک
آینده GHP در بازارهای جهانی
در بسیاری از کشورهای پیشرو، استفاده از محصولات کم مصرف و سازگار با محیط زیست یکی از راهکارهایی است که در برنامه ریزی های استراتژیک برای سال های آینده مد نظر قرار گرفته و در جهت پیشبرد آن اقدامات عملی و جدی صورت می گیرد.
بر مبنای سند Vision 2020 کشور ژاپن، جهت موضوعاتی مانند Peak shaving در مصرف برق، کاهش مصرف سوخت و افزایش راندمان و همچنین کاهش گازهای گلخانه ای، تولید و کاربری سامانه های گازسوز سرمایشی- گرمایشی (که GHP نیز یکی از شاخص ترین این محصولات است) تا ظرفیت 5.7 میلیون تن تبرید افزایش خواهد یافت. این میزان معادل با 1.4 برابر بزرگتر از سال 2011 می باشد.
در اروپا نیز کاربرد محصولات کم مصرف برای سالهای آینده در گزارشEuro gas ارایه شده و پیش بینی شده که دامنه کاربرد این محصولات افزایش خواهد یافت و تا سال 2050، میزان استفاده پمپ حرارتی گاز سوز در بخش مسکونی و خدماتی به % 17 کل بازار خواهد رسید.
مزایای دستگاه GHP
- عدم نیاز به دیماند زیاد و کاهش هزینه های برق مربوط به تهویه مطبوع
GHP برای مکان هایی که به هر دلیل، یا دسترسی به برق مشکل بوده و یا قیمت خرید برق و تجهیزات آن به عنوان یک حامل انرژی گران است، گزینه بسیار مناسبی می باشد. در ساختمانهای تجاری که برای خرید تجهیزات برق با دیماند بالا، باید مبالغ کلانی هزینه شود استفاده از محصولGHP ، یکی از راهکارهایی است که هزینه های اولیه را کاهش خواهد داد. لازم به ذکر است که در بسیاری از مکانهای تجاری، کاهش میزان برق مورد نیاز، منجر به کاهش هزینه های دیماند و همچنین کاهش سایز موتورهای اضطراری می شود که این امر خود از میزان سرمایه گذاری می کاهد. میزان مصرف برق GHP نسبت به نوع برقی، بسیار کمتر و تنها 7 درصد نوع برقی می باشد.
برق مورد نیاز برای تولید سرمایش با ظرفیت یکسان از دو روش VRF برقی و گازی
- کاهش هزینه های کاربری
GHP با توجه به راندمان بالای این گونه دستگاه ها و همچنین گران بودن قیمت برق و محاسبه تساعدی قیمت برق بخصوص در ساعات نیمه باری و اوج بار، استفاده از این نوع سیستمها باعث کاهش چشمگیر هزینه های کارکرد می گردد. به ویژه در ساختمانهای تجاری این هزینه ها بسیار بیشتر و ملموستر نسبت به نمونه برقیVRF خواهد بود . لازم به یادآوریست که نمونه برقیVRF، خود نسبت به دیگر نمونه های برقی جزو کم مصرفترینها محسوب میشود. دوره بازگشت سرمایه گذاری یک پروژه تجاری (مقایسه برقی و گازی)- خط افقی سال می باشد.
دوره بازگشت سرمایه گذاری یک پروژه تجاری (مقایسه برقی و گازی)- خط افقی سال می باشد
- استفاده از حرارت بازیافتی از موتور برای بالابردن توان عمکردی
در سامانه GHP با استفاده از دو مبدل حرارتی آب به آب و گاز به آب، حرارت خارج شده از موتور بازیافت می گردد. بدین ترتیب در تابستان در کنار تولید سرمایش و بصورت مجانی، امکان استفاده از این گرما برای تامین آب گرم میسر می شود. از سوی دیگر، با بکارگیری یک طراحی هوشمندانه ، مبدل کندانسور که در بالای دستگاه تعبیه شده و در زمستان نقش اواپراتور را بازی می کند، در کنار رادیاتور موتور تعبیه شده است. بدین ترتیب در زمستانها و یا مکانهای بسیار سرد که دما تا 20 – درجه سانتیگراد نیز می رسد، حرارت بازیافت شده از موتور برای گرم کردن اواپرتور بکار می رود و از افت توان دستگاه برای عملیات Defrost یا یخ زدایی جلوگیری می کند. این عملیات برای نمونه های برقی در دماهای پایین اتفاق میفتد و باعث افت شدید راندمان در این شرایط می شود.
توان بالای GHP در تولید گرما در مقابل EHP بدلیل استفاده از حرارت موتور درعملیات یخ زدایی
- انعطاف پذیری
این محصول بسته به مدل، قابلیت اتصال به 24 تا 32 یونیت داخلی در انواع مختلف آن را دارا می باشد. این ویژگی که البته در تمامی محصولات VRF وجود دارد، معماران داخلی را قادر می سازد که بنا به نوع کاربری و همچنین زیبایی مورد نظر از مدلهای مختلف یونیت های داخلی در یک ساختمان استفاده کنند.
اتصال انواع یونیتهای داخلی به یک یونیت خارجی
همچنین این قابلیت وجود دارد که با استفاده از یک مبدل حرارتی گاز مبرد به آب، سیستم VRF را که به صورت DX و یا انبساط مستقیم می باشد، به سیستم آبی (Hydronic) تبدیل نموده و از فن کویل و یا هواساز آبی به منظور سرمایش و گرمایش استفاده نمود. این نوع کاربری برای مکانهایی که قصد دارند از سیستم آبی قدیمی موجود استفاده کنند، بسیار مناسب است.
مبدل آب و تغییر به سیستم آبی
دستگاه GHP Multi
در نمونه Multi این دستگاه ها امکان اتصال دو دستگاه به هم وجود دارد که این امر امکانات و انعطاف پذیری های زیادی را ایجاد می کند. با استفاده از این نوع دستگاه ها، اولا عمر کارکرد دستگاه افزایش یافته و ثانیا در زمان سرویس یک دستگاه، دستگاه دیگر بدون وقفه به عملکرد خود ادامه داده و نیاز سرمایشی و یا گرمایشی برآورده می شود. بدین ترتیب امکان کارکرد بصورت تمام وقت وجود خواهد داشت. از طرفی در صورت استفاده از نمونه Multi، امکان اتصال تا 48 یونیت داخلی به دستگاه وجود دارد.
اتصال دستگاههای مولتی به یک لوله کشی واحد
