டிஃப்யூசர்ஸ் HVAC: வாயு சுழற்சியில் ஆற்றல் பயன்பாட்டைக் குறைக்கவும்

ஆற்றல் குறைப்பிற்கான முக்கிய கட்டுப்பாட்டு புள்ளிகளாக HVAC டிஃப்யூசர்ஸ் ஏன் முக்கியமானவை?

டிஃப்யூசர் என்பது முக்கியமாக HVAC அமைப்புகளில் காற்று விநியோகத்திற்காக அனைத்தும் ஒன்றிணைக்கப்படும் இடமாகும்; இது விசிறியின் இயக்கம், மீண்டும் சூடேற்ற தேவைகள், சில்லர் சுமை மற்றும் முழு அமைப்பின் செயல்திறன் போன்ற பல விஷயங்களை பாதிக்கிறது. எந்த வகையான டிஃப்யூசர் நிறுவப்படுகிறது என்பது, குளிரூட்டப்பட்ட/சூடேற்றப்பட்ட காற்று உண்மையில் மக்களின் பணியிடங்களை எவ்வாறு அடைகிறது என்பதில் முழுமையான வேறுபாட்டை ஏற்படுத்துகிறது. இதில் தவறு செய்தால், விரைவில் பிரச்சினைகள் தலைதூக்கத் தொடங்கும் — சூடான காற்று மேலே தங்கிவிடும், குளிர்ந்த காற்று கீழேயே நின்றுவிடும், அதிகமான கலப்பு காரணமாக ஆற்றல் வீணாகும், அல்லது மோசமாக, காற்று சரியான சுழற்சியின்றி சுருக்கு வழிகளில் செல்லும். ஐக்கிய அமெரிக்க ஆற்றல் துறை (US Department of Energy) தற்போது கட்டிடங்கள் தங்கள் மின்சாரத்தில் சுமார் 40% ஐ வெப்பமூட்டல் மற்றும் குளிரூட்டல் அமைப்புகளை இயக்குவதற்காகவே செலவழிக்கின்றன என்று அறிவித்துள்ளது. டிஃப்யூசர்கள் காற்றை போதுமான தூரம் வீச முடியவில்லை எனில், தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் ஈடுசெய்ய விநியோக வெப்பநிலையைக் குறைத்துவிடுகின்றனர்; இதனால் சாதாரண வானிலை நிலைகளில் சில்லர் பயன்பாடு 15% முதல் 25% வரை கூடுதலாக அதிகரிக்கலாம். ஆனால் உயர் தரத்திலான டிஃப்யூசர்களோ? அவை உண்மையில் யார் அங்கு இருக்கிறார்கள் மற்றும் எந்த வெப்பநிலை சுவாசிக்க வசதியாக இருக்கிறது என்பதை அடிப்படையாகக் கொண்டு, தேவையான இடத்திற்கு காற்றை சரியாக வழங்குகின்றன. இதன் விளைவாக, காற்று விநியோகத்திற்காக வீணாகும் ஆற்றல் குறைகிறது, அதே நேரத்தில் அனைவரும் திருப்தியாக இருக்கின்றனர். டிஃப்யூசர்கள் காற்று இயக்கம் மற்றும் மக்கள் உண்மையில் இருக்கும் இடம் ஆகியவற்றிற்கு இடையேயான இணைப்பை ஏற்படுத்துவதால், அவற்றை மேம்படுத்துவது பொதுவாக நிதியில் விரைவில் லாபத்தைத் தரும்; பெரும்பாலும் மாதாந்திர பயன்பாட்டு பில்களில் கிடைக்கும் சேமிப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டு, இரண்டு அல்லது மூன்று ஆண்டுகளிலேயே முதலீடு மீண்டும் கிடைக்கும்.

கட்டிடத்தின் சுமை மற்றும் பயன்பாட்டு முறைகளுக்கு ஏற்றவாறு ஏர் டிஃபியூசர்கள் மற்றும் HVAC வகைகளை பொருத்துதல்

டிஸ்பிளேஸ்மென்ட், VAV மற்றும் பெரிமீட்டர் டிஃபியூசர்கள்: மீண்டும் சூடாக்குதல், வெற்றிட விசை (ஃபேன்) சக்தி மற்றும் சில்லர் சுமை ஆகியவற்றின் மீதான தாக்கம்

டிஸ்பிளேஸ்மென்ட் டிஃபியூசர்கள், காற்றை மெதுவாக தரைப் பகுதியில் வழிநடத்துவதன் மூலம் செயல்படுகின்றன; இது அறையில் உள்ள அனைத்து காற்றையும் கலக்குவதற்கு பதிலாக, மக்கள் உண்மையில் இருக்கும் பகுதியை மட்டுமே காற்றுப்பரிமாற்றம் செய்கிறது. இந்த அமைப்புகளின் நல்ல செய்தி என்னவென்றால், பாரம்பரிய கலப்பு முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, இவை வெற்றிட விசை (ஃபேன்) சக்தியின் தேவையை தோராயமாக 25 முதல் 30 சதவீதம் வரை குறைக்கின்றன. மேலும், சுற்றுப்புற காற்றின் முழுமையான சூடாக்கத்தை முயற்சிப்பதற்கு பதிலாக, குறிப்பிட்ட வெப்ப மூலங்களை மையமாகக் கொண்டு செயல்படுவதால், மீண்டும் சூடாக்குதலுக்கான ஆற்றல் சேமிப்பும் ஏற்படுகிறது. ஆனால் ஒரு குறிப்பிட்ட குறைபாடு உள்ளது. இவை குளிர்ந்த காற்று விநியோகத்தை சார்ந்திருப்பதால், பெரும்பாலான காலத்தில் குளிரூட்டுதலே முக்கிய கவனமாக இருக்கும் பகுதிகளில், இந்த அமைப்பு சில்லர்களின் சுமையை 5 முதல் 10 சதவீதம் வரை அதிகரிக்கும்.

VAV விநியோகிப்பாளர்கள் (diffusers) அந்த இடத்தில் உண்மையில் யார் இருக்கிறார்கள் என்பதையும், அவர்கள் என்ன வெப்பநிலையை விரும்புகிறார்கள் என்பதையும் அடிப்படையாகக் கொண்டு, அவற்றின் வழியாகச் செல்லும் காற்று ஓட்டத்தின் அளவைச் சரிசெய்கின்றன. அலுவலக வெளிகள் அல்லது கூட்ட மண்டபங்கள் போன்ற, முழு நாளும் மக்கள் வருகை மற்றும் வெளியேற்றம் நிகழும் இடங்களில், இந்த அமைப்புகள் முழு சக்தியில் இயங்காத போது, விசிறிகளின் மின்சக்தி பயன்பாட்டை தோராயமாக 35 முதல் 40 சதவீதம் வரை சேமிக்கின்றன. மேலும், காற்று ஓட்டத்தைத் தொடர்ந்து சரிசெய்வதன் மூலம், ஏற்கனவே சூடான காற்றை மீண்டும் சூடேற்றுவதில் ஏற்படும் ஆற்றல் வீணாதலையும் இவை தவிர்க்கின்றன. ஆனால், இதற்கு ஒரு குறிப்பிட்ட குறைபாடு உள்ளது. யாரேனும் குறைந்தபட்ச காற்று ஓட்ட அளவுகளைச் சரியாக அமைக்கவில்லை எனில், இந்த அமைப்பு ஒரே நேரத்தில் சூடேற்றவும், குளிரூட்டவும் முயற்சிக்கலாம்; இது எதிர்பாராத விதமாக, முன்பை விட மேலும் அதிக ஆற்றலை நுகர வைக்கலாம். சில ஆய்வுகள், இந்தத் தவறு மட்டுமே மோசமான சூழ்நிலைகளில் ஆற்றல் நுகர்வை தோராயமாக 20% வரை அதிகரிக்கச் செய்யக்கூடும் என்று காட்டுகின்றன.

சுற்றுப்புற விரிவாக்கிகள் (Perimeter diffusers) சன்னல்கள் மற்றும் வெளிப்புறச் சுவர்களுக்கு அருகில் உள்ள சுற்றுச்சூழல்-தூண்டப்பட்ட சுமைகளை எதிர்த்து நிற்கின்றன, இதனால் சூரிய வெளிச்சம் படும் பகுதிகளில் சிலர் (chiller) தேவை 12–15% வரை குறைகிறது. இவை உள் பகுதிகளின் மிகை-குளிரூட்டலைத் தடுப்பதில் திறமையானவை எனினும், சரியாக ஒழுங்கமைக்கப்படாத ஸ்டேட்டிக் அழுத்த (static pressure) அமைப்புகள் விசிறியின் (fan) மின்சக்தி நுகர்வை அதிகரிக்கும். இவற்றை தனிநபர் வருகை (occupancy) அல்லது சூரிய கண்காணிப்பு (solar-tracking) சென்சார்களுடன் இணைத்தல், பதிலளிப்புத் திறன் மற்றும் சேமிப்பை மேலும் மேம்படுத்துகிறது.

சரியான டிஃபியூசரைத் தேர்ந்தெடுப்பது என்பது வெறும் உச்ச செயல்திறன் எண்களை மட்டும் கவனிப்பதை விட அதிகமாகும்; அது தினசரி தளத்தில் உண்மையில் நிகழும் சூழ்நிலைகளுக்கு ஏற்றவாறு பொருத்தமாக இருக்க வேண்டும். உதாரணமாக, டிஸ்ப்ளேஸ்மென்ட் (இடப்பெயர்வு) காற்று விநியோக முறைகளை எடுத்துக்கொள்ளலாம் — இவை மக்கள் பெரும்பாலும் இடத்திலேயே நிற்கும் இடங்களில், போன்று திரையரங்குகள் அல்லது பெரிய விளக்க அறைகளில் சிறப்பாகச் செயல்படும். அதே நேரத்தில், அலுவலக வெளிகளை மேற்கொள்ளும் VAV (மாறும் காற்று அளவு) யூனிட்கள் போன்றவை, மக்கள் பலமுறை வந்து செல்லும் இடங்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலும், கர்டைன் வால் (திரைச்சுவர்) கட்டிடங்களில் மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவையான சுற்றுப்புற டிஃபியூசர்களையும் மறக்கக் கூடாது. இவ்வகை கட்டிடங்களில் சுமை மேலாண்மை தவறாக இருந்தால், பிரச்சனை ஆரம்ப நிலையில் கவனிக்கப்படாமல் போவதால் HVAC செலவுகள் சுமார் 35% அதிகரிப்பதை நாம் கண்டிருக்கிறோம். இதை ஆரம்ப நிலையிலேயே சரியாக செய்வதன் மூலம் எதிர்காலத்தில் பணம் மிச்சமாகும்.

HVAC ஆற்றல் பயன்பாட்டை நேரடியாக பாதிக்கும் முக்கிய செயல்திறன் அளவீடுகள்

எறிவீச்சு தூரம், தூண்டல் விகிதம் மற்றும் ஸ்டேட்டிக் ரீகெயின் – தனிப்பயன் தன்மைகளை அமைப்பு திறனுடன் இணைத்தல்

மூன்று முக்கிய தொழில்நுட்ப அளவீடுகள் வடிவமைப்பு நோக்கங்களை அளவிடக்கூடிய ஆற்றல் விளைவுகளாக மாற்றுவதில் பரவல் கருவிகளின் (diffusers) பங்களிப்பை தீர்மானிக்கின்றன: வீச்சு தூரம், தூண்டல் விகிதம் மற்றும் ஸ்டேட்டிக் மீட்சி ஆற்றல்.

தூக்கும் தூரம் – காற்று விநியோக ஓட்டத்தின் கிடைமட்ட எட்டுதூரம் – காற்று முழுமையாக கலக்கப்படுவதற்கு முன்பே திரும்பு கிரில்-க்கு திரும்புவதை (குறுகிய சுற்று வழி) தடுக்கிறது, மேலும் செங்குத்து வெப்பநிலை அடுக்கு நிலைமையைக் குறைக்கிறது. உதாரணமாக, சுற்றுப்புற மண்டலங்களில் குறைவான வீச்சு தூரம் குளிர்ந்த காற்று ஓட்டங்களுக்கு ஈடுகட்ட மீள் வெப்பப்பெறும் குழாய்களை (reheat coils) வலியுறுத்துகிறது, இதனால் மீள் வெப்பப்பெறும் ஆற்றல் 15–25% அதிகரிக்கிறது.

தூண்டல் விகிதம் – ஒரு அலகு விநியோக காற்றுக்கு சூழ்நிலை காற்று எவ்வளவு கலக்கப்படுகிறது என்பதைக் குறிக்கிறது – ஒரு பரவல் கருவியின் (diffuser) சூழ்நிலை காற்றைப் பயன்படுத்தி கலக்கும் திறனை எடுத்துக்காட்டுகிறது. உயர் விகிதங்கள் (≥4:1) தேவையான விநியோக காற்று ஓட்டத்தைக் குறைக்கின்றன, இதனால் விசையியல் சக்தி 8–12% குறைகிறது, மேலும் ஒரு சீரான வெப்ப நிலைமை பராமரிக்கப்படுகிறது.

ஸ்டேட்டிக் மீட்சி ஆற்றல் அல்லது குழாய் இணைப்புகள் மற்றும் விரிவாக்க துவாரங்களின் வழியே அழுத்த மீட்சி, அமைப்பு மட்டத்தில் ஸ்டேட்டிக் அழுத்தத்தை நேரடியாக பாதிக்கிறது. ஸ்டேட்டிக் மீட்சியை மேம்படுத்தும் வடிவமைப்புகள் மொத்த அமைப்பு அழுத்த வீழ்ச்சியை 20–30% குறைக்கின்றன, இதனால் ஆண்டு விசிறியின் ஆற்றல் நுகர்வு 9–14% குறைகிறது – இது ASHRAE-ன் 2023 குழாய் அமைப்பு திறன் ஆய்வில் உறுதிப்படுத்தப்பட்டுள்ளது.

HVAC என்பது வணிக கட்டிடங்களின் ஆற்றல் பயன்பாட்டின் 35% ஐ கையாளுகிறது (அமெரிக்காவின் ஆற்றல் துறை), எனவே இந்த தன்மைகள் எங்கினியரிங் விவரங்கள் மட்டுமல்ல – அவை அளவிடக்கூடிய, மீண்டும் மீண்டும் பெறக்கூடிய திறன் பெருக்கத்திற்கான கட்டுப்பாடுகளாகும்.

டிஃபியூசர் HVAC-ல் முதலீட்டு செலவு மற்றும் செயல்பாட்டு ROI-ஐ சமன் செய்தல்

உயர் செயல்திறன் டிஃபியூசர்கள் பயன்பேரிய முதலீட்டைத் திருப்பித் தரும் நேரங்கள் (மற்றும் தராத நேரங்கள்)

உயர் செயல்திறன் பரவலிகள், நீண்ட இயக்க மணி நேரம் அல்லது கடுமையான காலநிலை கட்டுப்பாட்டு தேவைகளைக் கொண்ட வசதிகளில் — எ.கா., 24/7 தயாரிப்பு தொழிற்சாலைகள், தரவு மையங்கள் அல்லது கடுமையான சிகிச்சை மருத்துவமனைகள் — தங்கள் உயர் விலையை மிக நம்பகமாக நியாயப்படுத்துகின்றன. அந்த சூழல்களில், மேம்பட்ட இடப்பெயர்வு அல்லது ஸ்மார்ட்-VAV பரவலிகள் விசிறியின் ஆற்றல் பயன்பாட்டை 25–40% வரை குறைத்து, செயல்பாட்டு சேமிப்புகள் மட்டுமே அடிப்படையில் 3–5 ஆண்டுகளில் முதலீட்டின் மீள்வரவை (ROI) அடைய உதவுகின்றன.

ஒரு வலுவான ROI பகுப்பாய்வு மூன்று காரணிகளை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்:

• ஆற்றல் சேமிப்பு , முதன்மையாக குறைந்த ஸ்டாட்டிக் அழுத்தம் மற்றும் சீரமைக்கப்பட்ட காற்றோட்ட மாதிரியாக்கம் மூலம்;
• பராமரிப்பு செலவுகளைத் தவிர்த்தல் , குறிப்பாக, குளிரூட்டும் குழாய்களில் பனிக்கட்டித் தடுப்பு சம்பவங்கள் குறைதல் மற்றும் நிலையான, சரியாக பரவிய காற்றோட்டத்தின் காரணமாக வடிகட்டிகளின் சுமை குறைதல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கியது;
• வெப்ப வசதியில் மேம்பாடுகள் , இது புகார்களைக் குறைக்கிறது, கையால் செய்யப்படும் மாற்றங்களைக் குறைக்கிறது, மேலும் செலவு விரயமான மிகை-குளிரூட்டல்/மீண்டும் சூடேற்றல் சுழற்சிகளை நீக்குகிறது.

உயர் செயல்திறன் மாதிரிகள் ஆண்டு முழுவதும் அடிக்கடி பயன்படுத்தப்படாத இடங்களுக்கு பொருத்தமானவை அல்ல. எடுத்துக்காட்டாக, காலநிலை அடிப்படையில் பயன்படுத்தப்படும் கிடங்குகள், பாதி நேரம் மட்டுமே இயங்கும் பள்ளிகள், அல்லது ஆண்டுக்கு 2,000 மணிநேரத்திற்கு குறைவாக இயங்கக்கூடிய தொலைதூர வேலை மையங்கள் போன்றவை. இந்த சூழ்நிலைகளில், ஒவ்வொன்றும் $15 முதல் $35 வரை விலையுள்ள மலிவான அடிப்படை டிஃப்யூசர்கள், அவற்றின் மொத்த ஆயுள் காலத்தில் மொத்த செலவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு பார்க்கும்போது, $80 முதல் $150 வரை விலையுள்ள விலையுயர்ந்த டிஃப்யூசர்களை விட நீண்ட காலமாக சிறப்பாகச் செயல்படும். மேலும், உண்மையில் சொல்ல வேண்டுமெனில், எளிய பிராந்திய வரைபட அமைப்புகளைக் கொண்டுள்ள கட்டிடங்கள் மற்றும் தேவையில் குறிப்பிடத்தக்க ஏற்ற இறக்கங்கள் இல்லாத கட்டிடங்களுக்கு, திருத்தத்தக்க தூண்டல் விகிதங்கள் அல்லது மோட்டார் கட்டுப்பாட்டில் உள்ள வீச்சு அமைப்புகள் போன்ற சிக்கலான அம்சங்கள் உண்மையில் தேவையில்லை. இவை கூடுதல் செலவை நியாயப்படுத்தும் அளவுக்கு பயன்படுத்தப்படாது.

தனிப்பயனாக்குவதற்கு முன், உள்ளூர் மின்சார விலைகள், எதிர்பார்க்கப்படும் தங்கும் விகிதங்கள் மற்றும் உண்மையான அமைப்பு இயக்க நேர தரவுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டு வாழ்நாள் செலவுகளை எப்போதும் மாதிரியாக்கவும் – பொதுவான கணிப்புகளை அடிப்படையாகக் கொள்ளாதீர்கள்.

தேவையான கேள்விகள்

HVAC அமைப்புகளில் டிஃப்யூசர்களின் முக்கிய பங்கு என்ன?

டிஃப்யூசர்கள் வாயு விநியோகத்தில் HVAC அமைப்புகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, ஏனெனில் இவை விசிறியின் இயக்கத்தை, மீண்டும் சூடேற்ற தேவைகளை, சில்லர் சுமையை மற்றும் முழு அமைப்பின் திறனை பாதிக்கின்றன.

கட்டுரையில் விவாதிக்கப்பட்ட HVAC டிஃப்யூசர்களின் வகைகள் யாவை?

கட்டுரையில் மூன்று வகையான HVAC டிஃப்யூசர்கள் விவாதிக்கப்படுகின்றன: இடப்பெயர்வு (Displacement), VAV (Variable Air Volume) மற்றும் சுற்றுப்புற (Perimeter) டிஃப்யூசர்கள்.

டிஃப்யூசர் செயல்திறனை மதிப்பீடு செய்வதற்கான முக்கிய அளவுகோல்கள் யாவை?

முக்கிய அளவுகோல்கள் தூரம் (throw distance), தூண்டல் விகிதம் (induction ratio) மற்றும் ஸ்டேட்டிக் ரிகெயின் (static regain) ஆகும்; இவை டிஃப்யூசர் ஒன்று வடிவமைப்பு நோக்கங்களை எவ்வாறு சிறப்பாக ஆற்றல் சிக்கனத்தில் மாற்றுகிறது என்பதை பாதிக்கின்றன.

எப்போது உயர் செயல்திறன் டிஃப்யூசர்கள் செலவு-சிக்கனமாக இருக்கும்?

நீண்ட இயக்க மணி நேரம் அல்லது கடுமையான காலநிலை கட்டுப்பாட்டு தேவைகளைக் கொண்ட வசதிகளில் உயர் செயல்திறன் டிஃப்யூசர்கள் செலவு-சிக்கனமாக இருக்கும்; இவை 3–5 ஆண்டுகளில் ஆற்றல் சேமிப்பு மூலம் முதலீட்டை மீட்டெடுக்கின்றன.

எந்த வகையான டிஃப்யூசரை பொருத்த வேண்டும் என்பதை எவ்வாறு தீர்மானிப்பது?

முடிவு, கட்டிடத்தின் சுமை, பயன்பாட்டு முறைகள் மற்றும் குறிப்பிட்ட வடிவமைப்புத் தேவைகள் ஆகியவற்றை அடிப்படையாகக் கொண்டு எடுக்கப்பட வேண்டும்; இதனால், சிறந்த செயல்திறன் மற்றும் திறனை உறுதிப்படுத்துவதற்காக விரிப்பான்கள் (diffusers) உண்மையில் தளத்தில் உள்ள தேவைகளுக்கு ஏற்றவாறு பொருந்துமாறு செய்யப்பட வேண்டும்.