Case Studies – חדר נקי class – 100,000

חדר נקי class – 100,000 עם דרישת יציבות טמפרטורה  – בקרת לחות ומהירות זרימה נמוכה.

 

האתגר:

תכנון חדר נקי עם מערך דרישות כלדהלן :

א. יציבות טמפרטורה 0.5°C על פני חצי שעה, כלומר, על פי איפיון הלקוח -במשך חצי שעה טמפ' החדר לא תשתנה ביותר מחצי מעלה.

ב. טמפרטורת תכנון 23°C ולחות יחסית מקסימלית מותרת 50%

ג.  מהירות זרימת אוויר מקסימלית מותרת: 0.2 מ"ש סביב שולחן הניסוי.

הדרישה מייצרת מורכבות מכיון שעל מנת לשמור על יציבות טמפרטורה דרושה זרימת אוויר רבה ואולם הוגדרה  מגבלה  למהירות הזרימה האפשרית.

תיאור נקודת הפתיחה לתכנון:

במבנה קיימת מערכת קירור מים העובדת ב- 8/13°C. גודל החדר 74 מ"ר, גובה החדר בטון לבטון 2.8 מ'. עומס החום מציוד בחדר הינו כ-9kW (גבוה  יחסית לשטח החדר).

ניתוח האפשרויות:

הפרוייקט מציב  מספר אתגרים תכנוניים:

  1. מתן מענה לדרישות תנאי טמפ' ולחות:

בדיקה ראשונית מעלה כי מערכת הקירור הקיימת לא מסוגלת לספק מענה לייבוש האויר לצורך שמירה על הלחות. במטרה לפתור את  הענין הוצגו  3 אפשרויות ללקוח:

  • הוספת ייבשן מקומי (פתרון זול אך פחות אמין).
  • התקנת גלגל אנתלפיה ביחידת המיזוג.
  • התקנת מקרר ייעודי למעבדה (פתרון יקר והאמין ביותר).
  1. התאמת ספיקת האויר: מצד אחד נדרשת ספיקת אוויר רבה כדי לפנות את עומס החום בחדר וכדי לשמור על יציבות הטמפ', מצד שני מהירות זרימת האוויר באזור שולחן הניסוי לא יכולה להיות מעל 0.2 מ"ש. נוסף על כך – תכנון סוג המפזרים, מיקום המפזרים ומשטר הזרימה בחדר הוא מאתגר ביותר בייחוד עקב התקרה הנמוכה של החדר.
  2. הקטנת צריכת האנרגיה של החדר הנקי ככל הניתן –חדרים עם לחות מירבית מותרת נמוכה – צורכים כמות רבה של אנרגיה.

עקב ייבוש האוויר (ע"י קירורו) נדרש לחממו חזרה על מנת לשמור על טמפ' החדר. נדרש להחליט האם להשתמש בגופי חימום או במקרר השבת חום המספק קירור וחימום בו זמנית, כמו כן, האם ניתן להשתמש באוויר החוזר לצורך חימום חוזר.

 

שלב התכנון:

  1. האפשרויות השונות למערכות המיזוג הוצגו ללקוח כולל משמעויות כלכליות להקמה, צריכת אנרגיה, רמת אמינות וגיבוי אפשרי למערכת. לאחר דיון משותף הוחלט על אופציה ג' "התקנת מקרר יעודי". ההחלטה התקבלה בשל האמינות של הפתרון ובנוסף בזכות האפשרות להתחבר למערכת הראשית לצרכי גיבוי במידה ותהיה תקלה במקרר החדש
  2. בררנו מול הצרכן את היקף פליטות החום של המכשירים השונים ואת הסיבות בגינן  נדרשת מהירות אוויר נמוכה.
  3. ביצענו חישוב עומס חום מפורט והגענו למסקנה כי נדרש לבצע כ-70 החלפות אוויר בחדר על מנת לשמור על יציבות אוויר.
  4. מכיוון שהיקף החדר איפשר מקום מספק למיקום מפזרים כך שפיזור האוויר נעשה במהירות גבוהה בצד אחד של היקף החדר ע"י סינר פח מחורר והתקרה במרכז החדר תוכננה גבוה יותר. שני הפרמטרים הללו יצרו אפקט של מהירות זרימה נמוכה סביב אזור הניסוי. תריסי אוויר חוזר עליון ותחתון בצדו השני של החדר יצרו זרימת אוויר אחידה השוטפת את כל גובה המעבדה.
  5. כדי לחסוך אנרגיה בגין קירור האוויר (וייבושו) לחימום חוזר המלצנו על שימוש במקרר השבת חום (heat recovery) . לאחר דיון נוסף הוחלט על ידי הלקוח לבצע חימום חוזר בעזרת גופי חימום, מתוך חשש לתקלות במקרר מסוג זה.
  6. בפרויקט מסוג זה למערכות מיזוג האויר תפקיד מרכזי ומשמעותי ביותר. לכן, לאורך כל שלב התכנון הופקו ועודכנו מסמכי תיאום אל יועץ החשמל, הקונסטרוקציה והאדריכל על מנת ליצור תיאום מלא מול מערכות המיזוג.
  7. בסיום התהליך הוגשו ללקוח תוכניות ביצוע, סכימות בקרה PI&D, מפרטים טכניים וכתבי כמויות מפורטים.

שלב הפיקוח העליון והרצה:

בשלב הפיקוח הקפדנו על בחינה של התקנה נקייה של המערכות, ובדיקת התקנה נכונה של המערכות השונות.

בתקופת ההרצה הייתה בעיה עם בקרת גופי החימום – עקב רגישות הטמפ' במעבדה. לאחר בחינה גילינו כי פונקציית ההפעלה של גופי החימום לא לקחה בחשבון את האינרציה של גוף החימום – טיוב פונקציית הPI&D של הבקר הביאה בסוף לתוצאות מושלמות.

תוצאה סופית:

למעבדה הותקן מקרר יעודי עם מיכל אגירה על מנת למנוע תנודתיות בטמפ' האספקה ליחידת הטיפול באוויר.

האוויר הצח קורר על מנת לטפל בעומס החום הלח והשתמשנו באוויר החוזר וגופי חימום לחמום חוזר של האוויר הצח כדי לצמצם את צריכת האנרגיה של החימום החוזר.

גובה תקרת החדר מתחת לסינר היה 2.4 מ' כאשר מרכז החדר 2.8מ'.

יציבות הטמפ' במעבדה נשמרה, מהירות הזרימה באזור הניסוי הייתה מתחת ל-0.2 מ"ש.

הפרוייקט הסתיים בהצלחה גדולה, תוך עמידה בדרישות המורכבות של הלקוח ולשביעות רצונו המלאה.

מקרי בוחן נוספים לקריאה

Case Study – מיזוג מבנה משרדים

האתגר: תכנון מערכות מיזוג למבנה משרדים חדש  עם 7 קומות בשטח כולל של כ- 5000 מ"ר.  מרבית השטח מוקצה למעבדות מחשבים "משרדיות". המבנה צמוד לקבוצת

דילוג לתוכן