أبراج التبريد (TAR) – ICPE
التحليل الديناميكي الهوائي الحراري لسقف المكتب
تتعلق الدراسة بأبراج التبريد الموجودة على سطح مبنى المكاتب.
أنظمة التبريد هذه ضرورية لتوفير تكييف الهواء للأشخاص والغرف التقنية في مناطق تكنولوجيا المعلومات. لهذا السبب من الضروري بالنسبة لهم العمل على النحو الأمثل. خلال هذه الدراسة ، تمت دراسة مبدأ أنظمة الحلقات والتوصية بالحلول لمعالجتها.
دراسات أبراج التبريد كجزء من مشروع ICPE
سنة
2024
زبون
سيتك
الترجمه
فرنسا
تصنيف
الهواء والرياح
متابعة التصفح:
مشاريعنا الأخرى:
آخر الأخبار:
الملف الفني:
خبرتنا:
دراسة أبراج تبريد المكاتب ICPE
تبريد المكاتب
تتعلق الدراسة التي أجرتها EOLIOS بتحديد حجم وتنفيذ أنظمة أبراج تبريد الهواء على أسطح مكاتب ICPE (المنشآت المصنفة لحماية البيئة).
تعتبر أبراج التبريد المبردة بالهواء حلاً فعالاً للمباني التي تحتاج إلى تبديد الكثير من الحرارة.
فهي تستخدم الهواء الخارجي لتبريد المياه، مما يوفر بديلاً موفرًا للطاقة لأنظمة تكييف الهواء التقليدية.
وبفضل استهلاكها المنخفض للطاقة، فإنها تساعد أيضاً على تقليل الأثر البيئي.
أبراج التبريد: مبدأ التشغيل
أبراج التبريد المبردة بالهواء هي أنظمة تبريد تستخدمالهواء المحيط لتبديد الحرارة. وهي تعمل على مبدأ تبخير الماء. يتكون برج التبريد عموماً من هيكل يشبه البرج يحتوي على ألواح أو حشوة. يتم ضخ الماء الساخن من أنظمة التبريد إلى أعلى البرج، حيث يتم توزيعه بالتساوي على الألواح أو الوسادات.
وفي الوقت نفسه،يتم سحب الهواء الخارجي إلى البرج من خلال المراوح.
عندما يتلامس الهواء مع الماء الموزع على الألواح أو الوسائد، فإنه يتبخر جزئياً، مما يؤدي إلى تبادل حراري.
هذا التبخر للماء يمتص الحرارة من الهواء وبالتالي يبرد الماء المنتشر في البرج.
يتسرب الهواء المحمل بالرطوبة من البرج عبر مراوح في الأعلى. يتم تجميع الماء المبرد في خزان في أسفل البرج ويتم ضخه مرة أخرى إلى نظام التبريد. تتم هذه العملية باستمرار، مما يضمن كفاءة التبريد والحفاظ على درجة حرارة ثابتة داخل المبنى. الهدف الرئيسي هو ضمان التبريد الفعال للمكاتب من خلال التحقق من صحة تحديد حجم وتركيب أنظمة التبريد الحراري على السطح.
والهدف أيضًا هوتحسين الأداء العام وكفاءة الطاقة لأنظمة التبريد والتكييف والتكييف الهوائي من أجل تقليل استهلاك الطاقة.
والهدف من هذه الدراسة هو التحقق من صحة تحديد حجم أنظمة تكييف الهواء وتكييف الهواء على سطح المبنى وتنفيذها.
ولتحقيق هذه الغاية، سيتم استخدام ثلاثة معايير: درجات الحرارة والسرعات والرطوبة حول أنظمة تكييف الهواء المدمجة.
المحاكاة العددية للظروف المحيطة بمضادات الفيروسات القهقرية
نمذجة بناء ICPE
تم إجراء الدراسة باستخدام محاكاة CFD. تستخدم هذه الطريقة لنمذجة وتحليل تدفقات السوائل داخل وخارج TARs. كجزء من هذه الدراسة ، تم تطوير نموذج 3D للمبنى المعني . يصور هذا النموذج بالتفصيل هيكل المبنى وكذلك المناطق المحيطة به داخل دائرة نصف قطرها 400 متر. ويستند إلى رسم مقطعي للمشروع ونموذج ثلاثي الأبعاد تم توفيره.
مع الأخذ في الاعتبار المباني المحيطة يسمح بمزيد من الدقة في تطور الرياح في الموقع. في الواقع ، نظرا لأن الموقع كثيف البنية التحتية ، فإن هذه تشكل عددا كبيرا من أقنعة الهواء التي تؤثر بشكل كبير على تطور الهواء. تم تصميم مبنى الدراسة بدقة. تم تصميم TARs على السطح وفقا لأوراق البيانات الفنية المقدمة من العميل. هناك 6 TARs موجودة على السطح.
محاكاة CFD: أداة دقيقة لتحليل الظروف البيئية للعلاج المضاد للفيروسات القهقرية
تتيح محاكاة CFD الحصول على نتائج دقيقة ومفصلة ، مع مراعاة العديد من العوامل مثل هندسة المبنى أو الظروف البيئية أو خصائص المواد المستخدمة. بفضل محاكاة CFD ، يمكن لمهندسي EOLIOS تقديم حلول وتوصيات تقنية تتكيف مع هذا المشروع. يتيح ذلك للعملاء اتخاذ قرارات مستنيرة وتحسين حجم ووضع TARs على سطح المبنى.
نموذج 3D من الفن
نتائج الدراسة الحرارية الهوائية
تأثير الرياح على المبنى
الرياح ظاهرة متغيرة للغاية ، سواء من حيث الاتجاه أو السرعة. في حين أن القيم القصوى لسرعة الرياح ضرورية لحسابات الاستقرار الهيكلي ، فإن متوسط قيم السرعة والاتجاه أكثر ملاءمة للدراسات الحرارية الهوائية. في دراستنا ، تعتبر الرياح ثابتة مع اتجاه عمودي على الموقع.
تظهر النتائج الأولية أن الرياح تؤثر بشدة على التيارات الهوائية حول المبنى ، مما يخلق ثلاث مناطق من الاضطراب ، في مقدمة المبنى ، في الخلف وفي أعقاب المبنى. يتم توجيه إصدارات ART لأعلى وتتبع الريح. يحد جدار المنبع من إمداد الهواء إلى TARs ، مما يخلق مناطق ذات سرعات منخفضة في المنبع والمصب.
ظاهرة حلقات ART: تحد للتبريد الأمثل
تظهر نتائج درجة الحرارة اختلافات في مداخل الهواء من TARs. إن ظاهرة التكرار التي تؤثر على هذه الوحدات واضحة للعيان، خاصةً مع الوحدتين المركزيتين (A) والوحدتين على اليمين (B و C) ، اللتين تلتقطان الهواء بدرجة حرارة أعلى من درجة حرارة البيئة، وهو ما ينطبق أيضًا على الوحدتين على الجانبين (D و E).
تواجه TARs في الموضع A منطقة تكون فيها درجة الحرارة أعلى ، بسبب انخفاض إمدادات الهواء النقي الناجم عن قرب نقاط الشفط. بين ART في الموضع B و E ، لوحظت ظاهرة مماثلة عند درجة حرارة أقل قليلا ، وذلك بفضل المسافة الأكبر بين هذه الوحدات. على وجه الخصوص ، فإن ART في الموضع B وخاصة C ، نظرا لقربه من جدران الغرف التي توجد بها مآخذ الهواء ، يلتقط الهواء عند درجة حرارة أعلى بكثير من الهواء المحيط. هذه ARTs محصورة بين جدارين ، مما يقلل من تدفق الهواء النقي. يسلط هذا التحليل الضوء على أهمية التصميم الأمثل لمداخل الهواء في TARs لضمان إمدادات كافية من الهواء النقي وتجنب مشاكل ارتفاع درجة الحرارة.
توضح الخطة ظروف الرطوبة عند مداخل الهواء في TARs. نلاحظ ظاهرة الحلقات حيث تقوم العديد من TARs (A و B و C و D و E) بسحب الهواء بمستوى رطوبة مرتفع. تجذب TARs المركزية (A) وتلك الموجودة على اليمين (B و C) الهواء الرطب بشكل خاص ، بينما تلتقط تلك الموجودة على الجانبين (D و E) الهواء الرطب أيضا ، وإن كان بدرجة أقل. يتوافق هذا النمط من حلقات الرطوبة مع النمط الملاحظ لدرجات الحرارة ويرجع ذلك إلى عوامل مماثلة. كما لوحظت مستويات رطوبة أعلى بين العلاج المضاد للفيروسات القهقرية في A ، وكذلك بين ART في B و E.
تظهر المحاكاة التي أجريت أن ART يطرد الهواء الرطب ، الذي يتم امتصاصه بعد ذلك ، مما يخلق ظاهرة حلقية. تتفاقم هذه المشكلة عندما تواجه مآخذ الهواء من ART ART أخرى أو عقبة مثل الجدار. هذا يمنع الوصول إلى الهواء النقي في درجة حرارة الغرفة والرطوبة المعتدلة. نتيجة لذلك ، تميل مضادات الفيروسات القهقرية إلى امتصاص الهواء في الأعلى ، وهو أكثر دفئا ورطوبة.
يؤثر مدى الإغلاق وتأثير العوائق على إزالة الرطوبة على كفاءة الأنظمة. يبدو أن الترتيب الحالي لأنظمة التهوية على السطح غير كاف. تسلط هذه الملاحظات الضوء على الحاجة إلى مراجعة التصميم والتعديلات لتحسين أداء العلاج المضاد للفيروسات القهقرية وضمان الفعالية المثلى.
تحسين فعالية العلاج المضاد للفيروسات القهقرية: توصيات EOLIOS للحد من التكرار
بناءً على هذه الملاحظات،تقترح EOLIOSحلولاً مختلفة للحد من تكرار تقارير التقييمات الفنية.
ويتمثل أحد المقترحات الرئيسية، استنادًا إلى نتائج الدراسة، فيتركيب فتحات تهوية بدلاً من الجدار الصوتي حول أجهزة التحكم في الهواء. والهدف من هذا الإجراء هو التخفيف من تأثير القناع الهوائي الناتج عن الجدار الصوتي، والذي يحد من دخول الهواء النقي ويخلق مناطق ذات سرعة هواء منخفضة في أسفل الممرات. ستعمل أجهزة التهوية على تعزيز تدفق الهواء بشكل أفضل ، وبالتالي تعزيز إمدادات أكثر كفاءة للهواء النقي وتقليل مشاكل ركود الهواء.
في حالة عدم كفاية تركيب التهوية واستمرار حلقات الأنظمة على نفسها ، نوصي بتركيب حاويات أفقية على مستوى تصريفات الأنظمة التي تحد من نزول الأعمدة نحو الشفط.
إذا كان تركيب حاوية أفقية كاملة معقدا للغاية بحيث لا يمكن تنفيذه ، فإن أحد الاحتمالات هو تثبيت عدة حاويات أفقية عند شفط ART.
كما أن تركيب حاويات رأسية عند منافذ العلاج المضاد للفيروسات القهقرية من شأنه أيضا أن يزيد المسافة بين تفريغ وشفط العلاج المضاد للفيروسات القهقرية وبالتالي يحد من آثار الحلقات. ومع ذلك ، سيكون هذا الحل أقل فعالية من العلبة الأفقية.
توضح هذه الدراسة أهمية استخدام محاكاة CFD لفهم وتحسين أداء ART. باستخدام هذه الطريقة ، تمكنا من تحليل تدفقات الهواء ودرجات الحرارة والرطوبة حول TARs بالتفصيل ، والكشف عن مناطق الاضطراب والظواهر مثل حلقات تدفق الهواء. تقدم محاكاة العقود مقابل الفروقات فوائد مثل النتائج الدقيقة وتوفير التكلفة والوقت ، فضلا عن فهم أفضل للعوامل التي تؤثر على تشغيل TARs. وباستخدام هذه المعرفة، قدمت توصيات مثل تركيب فتحات تهوية بدلا من الجدران لتعزيز إمدادات أفضل من الهواء النقي وتحسين أداء تقنيات المساعدة على الإنجاب.
الحد من انتشار مرض الفيالقة مع CFD
تعد دراسة انتشار مرض الفيالقة في مرافق التبريد التبخيري ، مثل العلاج المضاد للفيروسات القهقرية ، أمرا بالغ الأهمية لمنع انتقال هذا المرض التنفسي الذي يهدد الحياة. تزدهر بكتيريا الفيلقية ، التي تسبب مرض الفيالقة ، في البيئات المائية الدافئة ، مثل ART.
عندما يتم رش المياه الملوثة بالبكتيريا في الهواء بواسطة مراوح ART ، فإنها تخلق عمودا رطبا يمكن أن يحتوي على قطرات مصابة. عندما يتم استنشاق هذه القطيرات من قبل الأشخاص بالقرب من العلاج المضاد للفيروسات القهقرية ، فإنها يمكن أن تسبب التهابات الجهاز التنفسي ، بما في ذلك مرض الفيالقة.
تلعب دراسات CFD دورا حاسما في فهم وإدارة انتشار مرض الفيالقة. تستخدم دراسات CFD لتصور تدفق الهواء وتشتت الأعمدة الرطبة الناتجة عن TARs. بفضل نتائج محاكاة العقود مقابل الفروقات ، من الممكن تحديد مناطق الخطر واتخاذ تدابير لمنع انتشار Legionella. قد تشمل هذه التدابير تكييف تصميم تقنيات المساعدة على الفيروسات القهقرية ، أو تعديل تشغيل المراوح ، أو ضبط معلمات رش الماء ، أو تنفيذ أنظمة أكثر كفاءة لمراقبة المياه ومعالجتها. وبالتالي تساعد دراسات CFD على تحسين سلامة وموثوقية أنظمة التبريد التبخيري ، مما يقلل من خطر انتشار مرض الفيالقة. فهي تجعل من الممكن تقييم فعالية التدابير الوقائية الموضوعة وتحسين تصميم وتشغيل العلاج المضاد للفيروسات القهقرية من أجل الحد من المخاطر على الصحة العامة.
ملخص فيديو للدراسة
ملخص الدراسة
تتعلق الدراسة التي أجرتها شركة EOLIOS بتحديد حجم أبراج التبريد وتنفيذها على أسطح مكاتب المركز الدولي للهندسة الكهربائية.
أبراج التبريد المساعدة هي أنظمة تبريد تستخدم الهواء الخارجي لتبديد الحرارة، مما يوفر بديلاً أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من تكييف الهواء التقليدي.
وتستخدم الدراسة محاكاة CFD لنمذجة وتحليل تدفقات السوائل الداخلة والخارجة من مراكز التحكم في التبريد.
تسلط نتائج الدراسة الضوء على تأثير الرياح على تيارات الهواء حول المبنى وتظهر ظاهرة دوران الهواء حول المبنى، مما يؤثر على درجة حرارة ورطوبة الهواء المسحوب.
وتتيح هذه النتائج إمكانية تحسين حجم وموقع مراكز تكييف الهواء لضمان كفاءة تبريد المكاتب.
