آبگرمکن های خورشیدی منبع هوا (SAWHs) نقش حیاتی در انتقال انرژی در ساختمانهای شهری دارند. با این حال، در محیطهای شهری با تراکم بالا، نصب و راهاندازی اجزای کلیدی آنها - کلکتورهای خورشیدی و واحدهای پمپ حرارتی بیرونی - با یک سری چالشهای مهندسی تخصصی، عمدتاً از نظر فضای نصب، ظرفیت تحمل بار ساختاری و انتشار نویز، مواجه است.
راه حل های چالش های یکپارچه سازی فضایی
در ساختمانهای شهری، فضای پشت بام و دیوار بیرونی اغلب بسیار محدود است و نیاز به برنامهریزی دقیق برای برآوردن نسبت مساحت و الزامات زیباییشناختی دارد.
1. استقرار عمودی و نمای کلکتورهای خورشیدی
کلکتورهای نصب کج سنتی به یک منطقه بزرگ پیش بینی شده نیاز دارند. در محیط های شهری، پروژه های مهندسی حرفه ای تمایل به استفاده از فناوری حرارتی خورشیدی یکپارچه ساختمان (BIST) دارند.
یکپارچه سازی نما: کلکتورهای صفحه تخت در نمای ساختمان ادغام می شوند و جایگزین مصالح سنتی دیوار پرده ای می شوند. این نه تنها فضای پشت بام را حفظ می کند، بلکه از نمای عمودی برای جذابیت زیبایی شناختی و سایه خورشید نیز استفاده می کند. در حالی که نصب نما مقداری از راندمان جمع آوری گرما به دست آمده از زاویه شیب بهینه را قربانی می کند، کارایی فضایی و ارزش معماری آن در پروژه های شهری حتی قابل توجه تر است.
ادغام بالکن و نرده: کلکتورهای مدولار کوچک در نرده های بالکن مسکونی یا زیر سایه بان ها ادغام می شوند. این استراتژی نصب توزیع شده، فضای استفاده نشده قبلی را به فضای مولد انرژی تبدیل می کند و به ویژه برای ساختمان های مسکونی بلندمرتبه مناسب است.
اسپلیت و ماژولار: با استفاده از طراحی سیستم اسپلیت، ماژول های جمع کننده در چندین فضای کوچک موجود (مانند سکوهای تجهیزات و شفت های تهویه) توزیع می شوند که از طریق لوله کشی تخصصی به مخزن ذخیره حرارتی متمرکز متصل می شوند و انعطاف پذیری فضا را افزایش می دهند.
2. واحدهای بیرونی پمپ حرارتی فشرده و مخفی
واحدهای پمپ حرارتی در فضای باز به تهویه و فضای اتلاف گرما کافی نیاز دارند در حالی که نیازهای منظر شهری را نیز برآورده می کنند.
طراحی فوقالعاده باریک و مدولار: واحدهای پمپ حرارتی با هوا خنککننده فوقالعاده باریک را انتخاب کنید یا از پمپهای حرارتی مدولار چندشاخهای استفاده کنید که به صورت موازی مرتب شدهاند تا پلتفرمهای تجهیزات باریک را در خود جای دهند.
سکوی تجهیزات متمرکز: در مرحله طراحی اولیه ساختمان، یک طبقه تجهیزات مکانیکی اختصاصی یا منطقه تجهیزات متمرکز پشت بام را برنامه ریزی کنید. برای اطمینان از جریان هوای کافی در اطراف پمپ حرارتی، تجهیزات را با محفظه های عایق صدا و لوورها نصب کنید.
باربر سازه ای و اقدامات ایمنی
وزن کلکتورهای خورشیدی، مخازن ذخیره گرما (مخصوصاً در مواقع پر) و واحدهای پمپ حرارتی چالشهای ساختاری باربری را برای ساختمانهای موجود یا بلندمرتبه ایجاد میکند.
استراتژی تحمل بار توزیع شده: از متمرکز کردن تمام تجهیزات در یک منطقه باربر جدا خودداری کنید. وزن کلکتورها را به جای تیرهای ثانویه یا مرکز دال کف، روی تیرهای اولیه سقف یا دیوارهای برشی توزیع کنید.
فناوری کلکتور سبک: برای کاهش بارهای اضافی بر روی ساختار سقف، کلکتورهای لوله تخلیه شده با لوله حرارتی سبک یا کلکتورهای صفحه تخت سبک وزن را ترجیح دهید.
استقرار مخازن ذخیره حرارت در سطوح پایین یا پایین: مخازن ذخیره گرما، به ویژه مخازن متمرکز بزرگ، زمانی که پر هستند بسیار سنگین هستند. طراحی های حرفه ای معمولاً مستلزم قرار دادن مخازن ذخیره گرما در مناطقی با ظرفیت تحمل بار ساختاری قوی مانند زیرزمین ساختمان، سطح تجهیزات یا سقف سکو هستند. پمپهای سیرکولاسیون کارآمد گرما را به کلکتورها منتقل میکنند و آن را به نقاط مختلف آب توزیع میکنند و از بارهای بیش از حد در پشت بامهای بلند جلوگیری میکنند.
محاسبه بار باد: در پشت بام های بلند، بار باد اغلب از وزن تجهیزات بیشتر می شود. محاسبات دقیق فشار باد و طرحهای لنگر سازهای مورد نیاز است، با استفاده از ترکیبی از پیچهای لنگر تعبیهشده و وزنههای تعادل برای اطمینان از ایمنی ساختاری سیستم در شرایط آب و هوایی شدید.
کنترل و کاهش انتشار نویز حرفه ای
سر و صدای مکانیکی و جریان هوا که توسط واحدهای بیرونی پمپ حرارتی در حین کار ایجاد می شود، منبع شکایات در محیط های شهری است و باید از طریق طراحی آکوستیک به شدت کنترل شود تا استانداردهای نویز محیط شهری مطابقت داشته باشد.
انتخاب واحد کم نویز: انتخاب یک واحد پمپ حرارتی بسیار کم صدا با کمپرسور اینورتر و یک فن با قطر زیاد و سرعت پایین کلید کاهش شدت منبع صدا در منبع است.
فن آوری میرایی و جداسازی ارتعاش: پدهای میرایی ارتعاش یا جداکننده های فنری با راندمان بالا در زیر پایه واحد نصب می شوند تا به طور موثری از رسیدن صداهای ناشی از سازه به سازه ساختمان جلوگیری کنند.
جذب و عایق صدا: موانع یا محفظه های صوتی در اطراف سکوی تجهیزات نصب می شوند. متریال و ارتفاع مانع باید بر اساس محاسبات صوتی به دقت در نظر گرفته شود تا اطمینان حاصل شود که به طور موثر مسیرهای انتقال صدا را مسدود می کند، به خصوص به سمت مناطق حساس (مانند پنجره های اتاق خواب).
حالت بیصدا در شب: یک سیستم کنترل هوشمند بهطور خودکار در ساعات شب به حالت بیصدا تغییر میکند، و سرعت کمپرسور و فن را بهطور مناسب کاهش میدهد تا محدودیتهای شدیدتر صدای شبانه را برآورده کند.
