کتاب مدیریت مصرف انرژی در ساختمان

پیشگفتار
در دنیای امروز تأمین انرژی حرارتی یکی از نیازهای اساسی زندگی بشر و عامل مهم گردش چرخهای صنعت م یباشد. عمده این حامل انرژی از منابع سوخ تهای فسیلی تأمین می گردد. اما از یک
سو این منابع محدود و تجدیدناپذیرند و از سوی دیگر مصرف این حامل انرژی ، بشدت موجب آلودگی محیط زیست م یگردد، تولید گازهایی مانند منواکسیدکربن، اکسیدهای ازت و بطور کلی گازهای
گلخان های 1 موجب آلودگی هوا و گرمایش کره زمین که از آن به گرمایش جهانی 2 نامبرده شده، می گردد.
« فهرست مطالب »
عنوان صفحه
پیشگفتار
فصل اول – مبانی صرفه جویی انرژی حرارتی
-1-1 بررسی سیستم های احتراق……………………………………………………………………………………………… 1
-1-1-1 احتراق………………………………………………………………………………………………………………………. 1
-2-1-1 هوای احتراق…………………………………………………………………………………………………………….. 2
-2-1 تلفات حرارتی………………………………………………………………………………………………………………. 10
1-2-1 – تلفات حرارتی ناشی از احتراق ناقص………………………………………………………………………… 13
-3-1 انتقال حرارت……………………………………………………………………………………………………………… 15
-1-3-1 هدایت……………………………………………………………………………………………………………………. 15
-2-3-1 جابجایی…………………………………………………………………………………………………………………. 17
-3-3-1 تشعشعی ………………………………………………………………………………………………………………. 17
-4-1 سوخت ها …………………………………………………………………………………………………………………… 19
-1-4-1 گاز طبیعی………………………………………………………………………………………………………………. 20
-2-4-1 گاز مایع ………………………………………………………………………………………………………………… 21
-3-4-1 نفت کوره……………………………………………………………………………………………………………….. 22
-4-4-1 زغالسنگ……………………………………………………………………………………………………………… 24
-5-4-1 انتخاب سوخت………………………………………………………………………………………………………. 25
-5-1 واکنش های سوخت و احتراق ………………………………………………………………………………………. 27
-1-5-1 سوخت های فسیلی…………………………………………………………………………………………………. 27
-2-5-1 انواع سوخ تها ………………………………………………………………………………………………………. 28
-3-5-1 واکنش های احتراق…………………………………………………………………………………………………. 30
-4-5-1 دمای آدیاباتیک شعله ……………………………………………………………………………………………. 33
-5-5-1 اندازه گیری ارزش حرارتی سوخت ها……………………………………………………………………….. 36
-6-5-1 محاسبات احتراق……………………………………………………………………………………………………. 41
-6-1 تجهیزات احتراق………………………………………………………………………………………………………… 45
-1-6-1 مشعل های گازسوز………………………………………………………………………………………………….. 45
-2-6-1 مشعل های سوخت مایع………………………………………………………………………………………….. 45
-3-6-1 سیستم های کنترل مشعل………………………………………………………………………………………. 48
-4-6-1 تجهیزات احتراق سوخت جامد………………………………………………………………………………… 51
-7-1 تجهیزات صرفه جویی انرژی حرارتی……………………………………………………………………………. 53
-1-7-1 مبدل های بازیافت گازهای احتراق……………………………………………………………………………. 53
-2-7-1 انباشتگرها…………………………………………………………………………………………………………….. 57
-3-7-1 عایق بندی…………………………………………………………………………………………………………….. 57
-4-7-1 تحلیل گر اکسیژن ………………………………………………………………………………………………….. 59
-5-7-1 کنترل کننده های دور موتور……………………………………………………………………………………… 60
-6-7-1 دمپرگازهای خروجی……………………………………………………………………………………………….. 60
-7-7-1 دیگ های بازیافت حرارت………………………………………………………………………………………… 61
فصل 2 – مدیریت انرژی در سیستم های تولید و توزیع بخار
-1-2 مدیریت مصرف انرژی در دیگ های بخار (تولید بخار)……………………………………………………. 62
-1-1-2 انواع دیگ های بخار ………………………………………………………………………………………………… 62
-2-1-2 استفاده اقتصادی از دیگ های بخار………………………………………………………………………….. 65
-2-2 تراز مصرف و تلفات انرژی در دیگ های بخار…………………………………………………………………. 80
-1-2-2 بازده حرارتی دیگ بخار…………………………………………………………………………………………… 80
-2-2-2 محاسبات بازده حرارتی دیگ بخار به روش مستقیم………………………………………………… 82
-3-2 بهینه سازی سیستم توزیع بخار ………………………………………………………………………………….. 92
-1-3-2 کلکتورهای اصلی بخار……………………………………………………………………………………………. 92
-2-3-2 شیرهای کنترل بخار ……………………………………………………………………………………………… 94
-3-3-2 شیرهای فشارشکن ………………………………………………………………………………………………. 95
-4-3-2 تجهیزات سیستم توزیع بخار…………………………………………………………………………………. 96
-5-3-2 طراحی بهینه خطوط توزیع بخار…………………………………………………………………………….. 97
-6-3-2 محاسبه میزان پاشش مستقیم بخار ………………………………………………………………………. 102
-7-3-2 نشتی های بخار…………………………………………………………………………………………………….. 103
-4-2 تله های بخار……………………………………………………………………………………………………………… 104
-1-4-2 لزوم بکارگیری تله بخار…………………………………………………………………………………………. 104
-2-4-2 انواع تله های بخار…………………………………………………………………………………………………. 105
-3-4-2 محل نصب تله های بخار………………………………………………………………………………………… 112
-4-4-2 رعایت نکات نصب تله های بخار در خطوط برگشت بخار تقطیر شده…………………………. 113
-5-4-2 انتخاب صحیح اندازه تله های بخار…………………………………………………………………………. 117
-6-4-2 محاسبه بار حرارتی بخار تقطیر شده……………………………………………………………………… 119
-7-4-2 نظارت و ردیابی عملکرد تله های بخار…………………………………………………………………….. 120
-8-4-2 محاسبه هزینه نشت بخار از تله ها…………………………………………………………………………. 121
-9-4-2 مسدود شدن تله های بخار……………………………………………………………………………………. 122
فصل 3 – روش ها و تجهیزات اندازه گیری انرژی حرارتی
-1-3 آشنایی با دستگاه های ممیزی انرژی حرارتی………………………………………………………………. 126
-2-3 معرفی انواع دستگا ههای اندازه گیری حرارتی…………………………………………………………….. 127
-1-2-3 دستگاه تحلیل گر گازهای حاصل از احتراق ……………………………………………………………. 127
-2-2-3 دستگاه دبی سنج مافوق صوت………………………………………………………………………………. 130
-3-2-3 دستگاه دماسنج مادون قرمز ……………………………………………………………………………….. 133
-4-2-3 دستگاه جمع کننده اطلاعات………………………………………………………………………………… 135
-5-2-3 دستگاه اسپکتروفتومتر……………………………………………………………………………………….. 135
-3-3 پارامترهای قابل انداز ه گیری در بویلرها و کوره ها………………………………………………………. 137
-1-3-3 اندازه گیری های سطوح داغ و محاسبه تلفات تشعشعی……………………………………………. 137
-2-3-3 اندازه گیری درجه حرارت گازهای خروجی از دودکش……………………………………………. 138
-3-3-3 اندازه گیری هوای ورودی به سیستم و تنظیم نسبت سوخت به هوا ……………………….. 139
-4-3-3 آنالیز گازهای خروجی از دودکش………………………………………………………………………….. 141
-4-3 موازنه جرم و انرژی………………………………………………………………………………………………….. 143
-1-4-3 انتخاب حجم کنترل در سیستم های انرژی…………………………………………………………….. 145
-2-4-3 موازنه جرم…………………………………………………………………………………………………………… 146
-3-4-3 موازنه انرژی……………………………………………………………………………………………………….. 152
فصل 4 – سیستم های جدید صرفه جویی انرژی حرارتی
-1-4 بازیافت انرژی…………………………………………………………………………………………………………… 158
-1-1-4 منابع اتلاف انرژی ………………………………………………………………………………………………… 158
-2-1-4 عوامل مؤثر در انتخاب سیستم بازیافت انرژی…………………………………………………………. 160
-2-4 تجهیزات بازیافت انرژی حرارتی………………………………………………………………………………… 160
-1-2-4 ریژنراتورها……………………………………………………………………………………………………………. 161
-2-2-4 ریکوپراتورها………………………………………………………………………………………………………… 164
-3-2-4 لوله های گرمایی……………………………………………………………………………………………………. 166
-4-2-4 زباله سوزها………………………………………………………………………………………………………….. 168
-5-2-4 دیگ های بخار بازیافت حرارت………………………………………………………………………………. 169
-3-4 نمونه هایی از بکارگیری سیستم های بازیافت حرارت……………………………………………………. 171
-1-3-4 بازیافت حرارت از کوره های عملیات حرارتی…………………………………………………………… 171
-2-3-4 بازیافت حرارت از دودکش دیگ های بخار در صنایع قند و شکر……………………………… 173
-4-4 سیستم های تولید مشترک برق و حرارت…………………………………………………………………… 175
چیست؟ ……………………………………………………… 175 (CHP) -1-4-4 تولید مشترک برق و حرارت
-2-4-4 انواع سیست مهای تولید مشترک برق و حرارت……………………………………………………….. 181
-3-4-4 موارد کاربرد سیستم تولید مشترک برق و حرارت…………………………………………………. 183
-5-4 نمونه مطالعات موردی استفاده از سیستم های تولید مشترک برق و حرارت در صنایع…… 187
در یکی از شرکت های صنایع شیر……………………………………………….. 187 CHP -1-5-4 استفاده از
فصل 5 – مدیریت مصرف انرژی در ساختمان
-1-5 مبنای مدیریت انرژی در ساختمان……………………………………………………………………………… 192
-1-1-5 روش شناسایی منابع اتلاف انرژی در ساختمان های مسکونی……………………………………. 192
-2-1-5 پوشش ها و سطوح خارجی ساختمان………………………………………………………………………. 194
-3-1-5 سیستم های روشنایی…………………………………………………………………………………………… 203
-4-1-5 پتانسیل استفاده از انرژی خورشیدی در ساختمان…………………………………………………. 205
-5-1-5 سیستم های تهویه مطبوع در ساختمان………………………………………………………………….. 209
-6-1-5 نحوه گردش هوا در ساختمان………………………………………………………………………………… 215
-7-1-5 موارد اندازه گیری…………………………………………………………………………………………………. 215
-8-1-5 تعیین منابع اتلاف و پتانسیل جلوگیری از اتلاف انرژی…………………………………………… 218
-9-1-5 ارائه فهرست کنترل جهت اجرای روش…………………………………………………………………… 219
-10-1-5 جمع بندی…………………………………………………………………………………………………………… 222
-2-5 روش و مراحل انجام ممیزی انرژی در ساختمان …………………………………………………………. 227
-1-2-5 مراحل انجام ممیزی انرژی در ساختمان…………………………………………………………………. 227
-2-2-5 فهرست کنترل برنامه مدیریت انرژی در ساختمان…………………………………………………. 229
-3-2-5 روش های صرفه جویی انرژی در ساختمان های موجود……………………………………………. 237
-3-5 نتایج مطالعات موردی در 5 نمونه ساختمان……………………………………………………………….. 244
-1-3-5 تراز مصرف انرژی الکتریکی………………………………………………………………………………….. 244
-2-3-5 شاخص های مصرف ویژه انرژی حرارتی و الکتریکی……………………………………………….. 244
-3-3-5 تراز تلفات انرژی حرارتی از جداره های خارجی ساختمان………………………………………. 224
-4-3-5 پتانسیل صرفه جویی انرژی الکتریکی و حرارتی…………………………………………………….. 249
-4-5 عایق کاری حرارتی ساختمان ها…………………………………………………………………………………. 251
-1-4-5 انتقال حرارت از جداره های خارجی ساختمان………………………………………………………… 251
-2-4-5 کاربرد عایق های حرارتی در ساختمان…………………………………………………………………… 252
-3-4-5 آسایش حرارتی…………………………………………………………………………………………………… 252
-5-5 رو شهای اجرایی عایقکاری حرارتی………………………………………………………………………….. 252
-1-5-5 عایقکاری از داخل ……………………………………………………………………………………………….. 252
-2-5-5 عایقکاری از خارج………………………………………………………………………………………………. 253
-3-5-5 عایقکاری گسترده………………………………………………………………………………………………. 254
-4-5-5 روش های اجرایی عایقکاری حرارتی جداره های خارجی ساختمان…………………………… 255
-6-5 بهینه سازی مصرف انرژی در تأسیسات حرارتی و برودتی……………………………………………. 271
-1-6-5 معرفی سیستم های تهویه مطبوع………………………………………………………………………….. 271
-2-6-5 انواع سیستم های تهویه مطبوع (گرمایش و سرمایش ساختمان ها) …………………………. 272
-3-6-5 بهره برداری و صرف ه جویی انرژی در سیستم های تبرید…………………………………………… 274
-4-6-5 صرفه جویی انرژی در اواپراتورها…………………………………………………………………………… 280
-5-6-5 صرفه جویی انرژی در کمپرسورها …………………………………………………………………………. 282
-6-6-5 صرفه جویی انرژی در کندانسورها…………………………………………………………………………. 284
-7-6-5 صرفه جویی انرژی در وسایل انبساط …………………………………………………………………….. 286
-8-6-5 صرفه جویی انرژی در مبردها……………………………………………………………………………….. 288
-9-6-5 روش های بازیافت در سیستم های تبرید………………………………………………………………… 289
-10-6-5 بهره برداری و صرفه جویی انرژی در سیستم های گرم کننده…………………………………….. 290
-11-6-5 توصیه های بهین هسازی مصرف انرژی در تأسیسات حرارتی و آبگرم مصرفی ساختمان………….