کیا توانائی بحالی کے ساتھ وینٹی لیشن سسٹم عمارتوں کے لیے توانائی بچا سکتا ہے؟

حرارت بازیافت کے ساتھ وینٹی لیشن سسٹم کیسے عمارت کی توانائی کے استعمال کو کم کرتا ہے

توانائی بازیافت سسٹمز کا استعمال کرتے ہوئے تعمیراتی احماء اور تبرید کے بوجھ کو کم کرنے میں حرارت بازیافت کے کردار کو سمجھنا

حرارتی بازیابی کی ٹیکنالوجی سے لیس وینٹی لیشن سسٹمز اخراج والی ہوا سے تازہ داخل ہونے والی ہوا میں حرارتی توانائی منتقل کر کے توانائی کی ضروریات کو کم کر دیتے ہیں۔ ان نظاموں کو HRVs (ہیٹ ریکوری وینٹی لیٹرز) اور ERVs (انرجی ریکوری وینٹی لیٹرز) کے نام سے جانا جاتا ہے، جو خصوصی ہیٹ ایکسچینجرز کے ذریعے کام کرتے ہیں اور تقریباً 80 فیصد ضائع ہونے والی حرارت کو ہماری اندرونی ہوا سے حاصل کر لیتے ہیں۔ اس پکڑی گئی حرارت کے بعد باہر کی ہوا کو مرکزی HVAC سسٹم تک پہنچنے سے پہلے گرم یا ٹھنڈا کیا جاتا ہے۔ توانائی کے امریکی محکمے کا تخمینہ ہے کہ یہ سسٹمز بھی واقعی فرق ڈال سکتے ہیں، جس سے مکمل گرمی یا ٹھنڈک کے دورے کی ضرورت تیزی سے کم ہو جاتی ہے۔ نتیجے کے طور پر، عمارتیں اپنے HVAC آپریشنز کے لیے مجموعی طور پر تقریباً 30 سے لے کر شاید 50 فیصد تک کم توانائی استعمال کرتی ہیں۔

بلا تعطل ہوا کے تبادلے کے ذریعے توانائی کا تحفظ بغیر حرارتی نقصان کے

روایتی وینٹی لیشن سسٹمز صرف کنڈیشنڈ ہوا کو باہر پھینک دیتے ہیں اور توانائی کا بہت زیادہ ضائع کرتے ہیں، لیکن جدید ہیٹ ریکوری سسٹمز اندر کی ہوا کو تازہ رکھتے ہیں بغیر اس گرمی کو ضائع ہونے دیے۔ جب سسٹم مناسب طریقے سے کام کرتا ہے، تو یہ آنے والی اور جانے والی ہوا کے بہاؤ کو ایک خاص ہیٹ ایکسچینجر جزو کے ذریعے متوازن کرتا ہے، جو عام طور پر سرامک مواد یا پلاسٹک کے کچھ خاص قسم کے پولیمرز سے بنایا جاتا ہے۔ اس تبدیلی کے عمل کے دوران 60 سے 90 فیصد حرارت حاصل کر لی جاتی ہے۔ اس کا حقیقی دنیا میں کیا مطلب ہے؟ عمارتیں ہر سال وینٹی لیشن کی لاگت پر تقریباً آدھی سے تین چوتھائی تک کم توانائی کھو دیتی ہیں، اس لیے لوگ مختلف موسموں کے دوران زیادہ مستحکم درجہ حرارت کا تجربہ کرتے ہیں بجائے اس کے کہ پرانے سسٹمز سے ہمیں جن تکلیف دہ درجہ حرارت کی تبدیلیوں کی عادت ہو گئی ہے۔

HRVs/ERVs میں ہیٹ ایکسچینجرز اندر آنے والی ہوا کو کس طرح پہلے سے کنڈیشن کرتے ہیں تاکہ اندر کے درجہ حرارت کی استحکام برقرار رکھی جا سکے

سردیوں کے مہینوں کے دوران، جب باہر کا درجہ حرارت تقریباً -5 ڈگری سیلسیس تک گر جاتا ہے، تو یہ نظام گرم نکاسی کی ہوا (تقریباً 20°C) سے حرارت کھینچ کر سرد کھلی فضا میں منتقل کرتا ہے۔ جو کچھ باہر نکلتا ہے وہ عمارت میں داخل ہونے سے پہلے ہی تقریباً 11°C تک گرم ہو چکا ہوتا ہے۔ اس سادہ حرارتی تبادلے کی وجہ سے گھروں کو روزانہ تعمیراتی توانائی کی ضرورت کم ہو جاتی ہے، جس سے تقریباً 3 سے لے کر 5 کلو واٹ آئر تک کی توانائی بچ سکتی ہے۔ گرمیوں کے موسم میں صورتحال الٹ جاتی ہے۔ عمل ویسا ہی رہتا ہے لیکن اب یہ باہر سے آنے والی شدید گرم ہوا کو ٹھنڈا کرنے میں مدد کرتا ہے، جس میں زائد حرارت کو خارج ہونے والی نکاسی کی ہوا میں منتقل کر دیا جاتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ عمارتوں کے اندر کا ماحول آرام دہ رہتا ہے بغیر اس کے کہ ایئر کنڈیشننگ یونٹس دن بھر مسلسل چلتے رہیں۔ لوگ واقعی اپنے گھروں میں درجہ حرارت کی بہتر استحکام محسوس کرتے ہیں اور ماہ کے آخر میں بڑے HVAC بلز پر کم رقم خرچ کرتے ہیں۔

ڈیٹا کا اندراج: رہائشی عمارتوں میں تعمیراتی توانائی کی خرچ میں 50 سے 70 فیصد تک کمی

THERESEF فاؤنڈیشن کے مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ حرارت بازیافت وینٹی لیشن والی رہائشی عمارتیں روایتی نظام والی عمارتوں کے مقابلے میں تعمیراتی اور خنک کرنے کے لیے 50 سے 70 فیصد کم توانائی استعمال کرتی ہیں۔ منجمد مکانات میں، جہاں HRVs معیاری ہوتے ہیں، تعمیراتی کی ضرورت اکثر 15 کلوواٹ فی مربع میٹر فی سال سے کم ہو جاتی ہے—جو عام گھروں کے مقابلے میں 80 فیصد کمی کی نمائندگی کرتا ہے۔

مختلف آب و ہوا میں حرارت بازیافت والے وینٹی لیشن سسٹم کی کارکردگی

سرد آب و ہوا میں HVAC سسٹم کے سائز اور توانائی کی موثریت پر HRVs کے اثرات

جب درجہ حرارت منجمد ہونے سے نیچے گرتا ہے، تو ایچ آر ویز (HRVs) تقریباً 38 فیصد سے لے کر تقریباً آدھے تک تک ہیٹنگ کی ضروریات کو کم کر دیتے ہیں، جس کا مطلب یہ ہے کہ HVAC سسٹمز کو چھوٹا بنایا جا سکتا ہے اور بہتر کام کر سکتے ہیں۔ کاؤنٹر فلو ہیٹ ایکسچینجر ٹیکنا لوجی درحقیقت باہر کے مقابلے میں اندر آنے والی تازہ ہوا کو تقریباً 8 سے 12 درجہ سیلسیس تک گرم کر دیتی ہے، اس لیے انجینئرز کو اب وہ بڑی ہیٹنگ یونٹس لگانے کی ضرورت نہیں رہتی، شاید اس سے 1 یا 2 ٹن سامان کی بچت ہو جائے، اور پھر بھی اچھے نتائج حاصل ہوں۔ یہ جدید فروسٹ کنٹرول خصوصیات زیادہ تر وقت چیزوں کو ہموار طریقے سے چلانے میں رکھتی ہیں، حتیٰ کہ جب باہر بہت سردی ہو، منفی 25 درجہ سیلسیس پر تقریباً 89 فیصد اپ ٹائم حاصل ہوتا ہے۔ اس سے HRVs سخت سردی کے حالات والی جگہوں کے لیے عملی حل بن جاتے ہیں۔ 2022 میں Renewable and Sustainable Energy Reviews میں شائع ہونے والی ایک تحقیق انتہائی موسمی حالات میں ان کی مؤثرتا کے بارے میں اس دعویٰ کی تائید کرتی ہے۔

مرطوب اور مرکب موسموں میں حرارت بازیافت وینٹی لیشن کی مؤثرتا

ERV سسٹمز واقعی ان گرم، نم علاقوں اور مخلوط موسمی حالات والے مقامات میں بہترین کارکردگی دکھاتے ہیں کیونکہ یہ درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے اور نمی کا انتظام دونوں ایک ساتھ کرتے ہیں۔ ان یونٹس کی وجہ سے اضافی تبرید کی ضرورت تقریباً 18 سے 27 فیصد تک کم ہو جاتی ہے کیونکہ وہ نمی کو ایک طرف سے دوسری طرف منتقل کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، جس کی وجہ سے وہ عام سسٹمز کے مقابلے میں جگہوں کو خشک رکھنے میں کہیں زیادہ بہتر ہوتے ہیں۔ جب ہم مخصوص طور پر جزیرہ نما طرز کے موسم کو دیکھتے ہیں، تو سردیوں کے مہینوں کے دوران ڈیوئل کور ماڈلز تقریباً 74 فیصد حرارت بازیافت کرتے ہیں جو ورنہ ضائع ہو جاتی۔ اسی وقت، یہ سسٹمز گرمیوں کے موسم کے دوران اندر کی ہوا کو زیادہ نم ہونے سے روکتے ہیں۔ یہ اس لیے اہم ہے کیونکہ معیاری ایئر کنڈیشنگ سسٹمز اکثر 20 سے 30 فیصد تک توانائی ضائع کر دیتے ہیں جب وہ بہت زیادہ وینٹی لیشن کرتے ہیں، جو کہ بہت سے گھروں اور عمارتوں میں بہت عام واقعہ ہے۔

کیس اسٹڈی: HRV استعمال کرتے ہوئے کینیڈا کے ایک پیسویو ہاؤس میں 12 ماہ تک توانائی کی بچت

سکاچیوان میں ایک پرانا گھر کو ہیٹ ریکوری وینٹی لیٹر کے ساتھ پیسیو ہاؤس کے طور پر تبدیل کر دیا گیا، جو تقریباً 92 فیصد کی کارکردگی پر کام کرتا ہے۔ اس اپ گریڈ نے تقریباً دو تہائی تک تعمیراتی بلز کو کم کر دیا، جس کا مطلب ہے کہ باقاعدہ اخراج والے پنکھوں کے مقابلے میں ہر سال تقریباً 1,240 ڈالر بچت ہوتی ہے۔ انرجی اینڈ بلڈنگز جرنل کی تحقیق کے مطابق، اس گھر نے کاربن ڈائی آکسائیڈ کی سطح کو 800 اجزاء فی ملین سے کم پر برقرار رکھا جبکہ مجموعی توانائی کے استعمال میں تقریباً 42 فیصد کی کمی کی۔ یہ دراصل اے ایس ایچ آر اے ای 62.2 معیارات سے 31 نمبر بہتر ہے جو مناسب وینٹی لیشن کے لیے ضروری ہیں۔ آرام اور اخراج میں اس قدر بہتری کے لحاظ سے یہ نتائج واقعی قابلِ تعریف ہیں۔

عمارت کے ڈیزائن میں ابتدائی مرحلے میں ضم ہونے کے ذریعے توانائی کی بچت کو زیادہ سے زیادہ کرنا

ڈیزائن کے مرحلے میں ہیٹ ریکوری کے ساتھ وینٹی لیشن سسٹم کو ضم کر کے ایچ وی اے سی لوڈ کو کم کرنا

جب معمار اپنی تعمیراتی منصوبہ بندی کے آغاز سے ہی حرارت بازیافت وینٹی لیشن سسٹمز کو ان میں شامل کر دیتے ہیں، تو عمارات میں عام طور پر ایچ وی اے سی کی کارکردگی میں 30 سے 50 فیصد تک بہتری دیکھی جاتی ہے، نسبتاً ان معاملات کے مقابلے میں جب ان نظام کو بعد میں شامل کیا جاتا ہے۔ ابتدائی مرحلے میں اس کو درست بنانا ڈیزائنرز کو ڈکٹ ورک کی مناسب منصوبہ بندی کرنے اور حرارت کے تبادلہ کرنے والے آلات کے سائز کو عمارت کی اصل ضروریات کے مطابق ڈھالنے کی اجازت دیتا ہے۔ ورنہ، تعمیر کے بعد ان نظام کو انسٹال کرنے والی عمارتوں میں اکثر 15 سے 25 فیصد تک کی کارکردگی کا نقصان ہوتا ہے کیونکہ ہر چیز اتنی اچھی طرح سے ہم آہنگ نہیں ہوتی۔ امریکی محکمہ توانائی اپنے قبائلی توانائی کے وسائل میں اسی طرح کی بات کا تذکرہ کرتا ہے۔ مناسب طریقے سے ضم شدہ نظام والی عمارتیں مختلف موسموں کے دوران واقعی اچھی کارکردگی برقرار رکھتی ہیں، اور باہر ماحول کے درجہ حرارت میں زبردست تبدیلی کے باوجود بھی تقریباً 80 سے 90 فیصد کارکردگی برقرار رکھتی ہیں۔

راجحانات کا تجزیہ: صفر توانائی والی عمارتوں میں حرارت بازیافت وینٹی لیشن کی اپنانے کا رجحان

ممالک بھر میں تمام نیٹ زیرو توانائی والی عمارتوں کے تقریباً دو تہائی حصے میں اب ہیٹ ریکوری وینٹی لیشن سسٹمز شامل ہیں، جس کا سبب توانائی کے محکمے کی جانب سے جامع عمارت کی تعمیر کے حوالے سے رہنما اصول ہیں۔ جب تعمیر کنندہ ان نظامات کو مناسب طریقے سے شامل کرتے ہیں، تو سرد علاقوں میں تقریباً آدھی حد تک تعمیراتی سامان کی ضرورت کم ہو جاتی ہے اور نمی والے علاقوں میں تقریباً ایک تہائی حد تک گرمی کم کرنے کی ضرورت کم ہو جاتی ہے۔ خاص طور پر پیسیو ہاؤس سرٹیفائیڈ تعمیرات کے لیے، ابتدائی مرحلے میں HRV لگانا اچھی داخلی ہوا کی معیار کو برقرار رکھنے میں مدد کرتا ہے بغیر توانائی کی موثریت کے لیے درکار ہوا کی بند مہر کو متاثر کیے۔ تازہ ہوا کے گردش اور ہوا سے بند ماحول کو برقرار رکھنے کے درمیان یہ توازن نیٹ زیرو کے ان مبینہ مقاصد تک پہنچنے کے لیے انتہائی اہم ہے۔