بلندی‌های بادگیر؛ ضرورت تغییر تکنولوژی برای رفع ناترازی آب و برق

به گزارش اقتصادنیوز، آب‌وهوای خشک و گرم ایران، از دیرباز موجب خلاقیت و ابتکار در مهندسی مصرف آب و انرژی شده است. آثار بازمانده از معماری ایرانی و به‌خصوص معماری شهری در ایران و حتی کاخ‌ها و سازه‌های بسیار باستانی ایران نشان می‌دهد، دانش مهندسی ویژه‌ای برای مصرف بهینه آب و انرژی مورد استفاده قرار گرفته است. اما در صد سال اخیر ایران شدیداً تحت تاثیر مهندسی پرمصرف بدون در نظر گرفتن ظرفیت اکولوژیک بوده است. معماری ایرانی کاملاً سازگار با وضعیت آب‌وهوایی و اقلیمی سرزمین بوده است.

شهر یزد و بسیاری از شهرهای دیگر و روستاهای مناطق گرم و خشک ایران نشان می‌دهد چطور مصرف بهینه آب و تهویه مناسب هوا در دستور این مهندسی هوشمندانه بوده است. اکنون اما همه چیز برعکس است. شهرهای ایران چه در مناطق کویری و گرم و چه در مناطق کوهستانی و سرد و چه در مناطق معتدل تقریباً از نظر سازه و مهندسی شبیه به هم هستند. دیگر نه از بادگیرهای بلند خبری است، نه از مصالح سازگار مانند آجر و نه هیچ مدلی از سازگاری اقلیمی. همه چیز کپی است و گویی ساختمان‌های ایران تفاوتی با ساختمان‌های مدرن دیگر شهرهای جهان ندارد. اکنون ساختمان‌های ایران در مناطق گرم و خشک را با کولرهای آبی و مناطق شمالی و جنوبی کشور را به خاطر رطوبت بالا با کولرهای گازی پرمصرف خنک می‌کنند. آمارهای سازمان ساتبا از وجود 20 میلیون کولر آبی با تکنولوژی قدیمی حکایت دارد.

کولرهایی که هم آب و هم برق زیادی مصرف می‌کنند. از طرفی کولرهای گازی به شدت مصرف برق بالایی دارند و اساساً برای مناطقی غیر از شمال و جنوب ایران توصیه نمی‌شوند. بررسی‌ها نشان می‌دهد؛ کولرهای آبی به‌طور متوسط در هر شبانه‌روز ۴۰۰ لیتر آب مصرف می‌کنند. از سوی دیگر یک کولر آبی متوسط مانند کولر آبی ۳۵۰۰ با توان مصرفی هزار وات (یا یک کیلووات)، اگر به مدت یک ساعت روشن باشد، حدود یک کیلووات‌ساعت برق مصرف می‌کند. اگر این کولر به مدت شش ساعت در روز کار کند، مصرف برق ماهیانه آن حدود ۱۸۰ کیلووات ساعت است.

*رازآلودگی بادگیرهای تاریخی ایران

با ورود تکنولوژی برق و استفاده از کولر، سازه‌های شهرهای ایرانی به سمت استفاده از کولرهای آبی رفت. بررسی تاریخچه پیدایش کولر آبی ما را به رازآلودگی بادگیرهای تاریخی ایران بیشتر علاقه‌مند می‌کند. برخی بر این باور هستند که قدیمی‌ترین نمونه کولر آبی در جهان همان بادگیرهای ایرانی است که صدها سال قدمت دارند. اکنون کولرهای آبی که در ایران مورد استفاده قرار دارد از تکنولوژی سنتی تبخیر آب بهره می‌برند و به دلیل کهنه بودن این تکنولوژی نیازمند بازنگری و تغییر و بهبود است. ایرانیان با اختراع سازه‌های زیبای بادگیر بر پشت‌بام خانه‌هایشان به جنگ گرما می‌رفتند. بادگیرها بالای آب‌انبارها و دهانه معدن‌ها برای تهویه هوا ساخته می‌شدند و هوای محیط را مطبوع و خنک می‌کردند. باقیمانده بادگیرهای ایرانی را می‌توان اکنون هم در اقلیم گرم و مرطوب جنوب در شهرهایی مانند بندرعباس، بندر لنگه، قشم، بوشهر و اقلیم گرم و خشک نواحی مرکزی مانند کرمان، نایین، یزد، طبس، کاشان، سمنان، اصفهان و حتی برخی نواحی جنوب شهر تهران مشاهده کرد. این سیستم‌ها برج‌هایی هستند که باد را به دام می‌اندازند و آن را از آب عبور می‌دهند و سپس آن را به داخل خانه‌ها و ساختمان‌ها انتقال می‌دهند.

اما شوربختانه این سنت دیرین معماری ایران اکنون دیگر رونق گذشته را ندارد و همین سهل‌انگاری دارد تبعات خود را در بالا رفتن مصرف انرژی و ناترازی آن نشان می‌دهد. البته استفاده از روش ایرانی بادگیر و به‌کارگیری خنکای آب در سازه‌های ساختمانی در دیگر مناطق دنیا نیز در طول تاریخ پیشینه دارد. «در نقاشی‌هایی که از مصر باستان بر روی دیوارها کشف شده، می‌توان تصاویری را مربوط به فنجان‌های ساخته‌شده از خاک رس که پر از آب شده‌اند به دست آورد. این یک شکل بسیار اولیه از کولرهای آبی عنوان شده است. بسیاری از رومیان باستان ثروتمند آبشارهایی را از دیوارهای خانه‌هایشان عبور می‌دادند تا سبب خنک‌سازی هوای محیط خانه شود. در دوران قرون وسطایی در خاورمیانه قدیم، نخستین سازه‌های خنک‌کننده ساخت دست انسان کم‌کم ظهور کرد که همان بادگیرهای ایرانی هستند.

*تاریخچه کولرهای آبی امروزی

«دهه 1800، تولیدکننده‌های نوین نساجی انگلستان از سیستم‌های تبخیری آب استفاده می‌کردند تا هوای کارخانه‌ها را خنک کنند. این راه‌حل همچنین از سوی مهاجران در دهه‌های 1920 و 1930 در غرب آمریکا هم مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1902، ویلیس هاویلند کریر (Willis Haviland Carrier) توانست آب‌وهوا را کنترل کند. او اولین واحد تهویه مطبوع مرکزی را برای تاسیسات صنعتی در ایالات‌متحده آمریکا اختراع کرد. تقریباً 15 سال بعد، اولین کولر تبخیری در هتل آدامز شهر فینیکس آریزونا مورد استفاده قرار گرفت. اولین کولرهای آبی، دارای فریم‌های چوبی بودند که با پارچه‌های مرطوب پوشیده شده بود.

هوای خنک در این سیستم، با فن منتقل می‌شد. با گذر زمان و پیشرفت علم و تکنولوژی، پمپ‌های کولر آبی با مدل‌های برگشتی جایگزین شدند. این محصول برای اولین‌بار توسط کمپانی امرسون الکتریک به تولید انبوه رسید. در اوایل دهه 1950، بسیاری از تولیدکنندگان به تولید و تجارت کولرهای تبخیری یا آبی در سطح آمریکا، کانادا، و استرالیا پرداختند. در دهه 1960، شخصی به نام مونترز، پد جدیدی با ساختار یکپارچه و محکم به صنعت تولید کولر آبی معرفی کرد. این پدها که شامل صفحات نازک ساخته‌شده از ماده قوی سلولز کاغذی بودند، با استفاده از مواد شیمیایی خاصی پوشش‌دهی و استحکام‌بخشی شده بودند.»

*مقابله با ناترازی انرژی

براساس گزارش تجارت فردا، محمد عنایتی نجف‌آبادی، کارشناس انرژی، در مورد ناترازی انرژی و تبعات استفاده از کولرهای پرمصرف آبی به تجارت فردا می‌گوید: مصرف انرژی در ایران در زمان پیک مصرف عددی حدود 33 تا 34 هزار مگاوات را نشان می‌دهد. این مصرف فقط محصول مصرف انرژی انواع کولرهای آبی، گازی، پنکه و هر نوعی از وسایل سرمایشی است. این عدد بسیار عدد بزرگی است. اگر بخواهیم 34 هزار مگاوات برق را در مقام مقایسه با کشورهای دیگر ببینیم، باید بگوییم این عدد اندازه کل مصرف مصر با 109 میلیون جمعیت و GDP اندازه ایران، در بخش صنعت، کشاورزی، خانگی و... با دمای بالای این کشور است. در ایران مردادماه گرم‌ترین لحظه سال فرامی‌رسد و مصرف برق برای تولید سرما به اوج می‌رسد. این مصرف به اندازه‌ای است که توان نیروگاهی کشور پاسخگوی این میزان مصرف نیست. نکته‌ای که باید دقیق‌تر روی آن بحث شود، بحث ناترازی انرژی است که در مسئله برق به واسطه ماهیت برق، نیاز به تعریف دقیق‌تری دارد.

ما در برق دو نوع ناترازی داریم. یکی ناترازی توانی و دیگری ناترازی انرژی است. برای فهم بهتر این ماجرا بهتر است مثالی بزنیم. فرض کنیم پدر خانواده در هر ساعت روز به فرزندش هزار تومان پول می‌دهد. یعنی 24 هزار تومان در طول یک شبانه‌روز به فرزندش پرداخت می‌کند. آن ساعتی هزار تومان همان توان است و آن 24 هزار تومان یک شبانه‌روز انرژی است. فرض کنیم پدر خانواده به فرزندش می‌گوید من از ساعت 12 تا 3 چون چک دارم نمی‌توانم ساعتی هزار تومان به شما پول بدهم. ولی می‌گوید در ساعت 5 تا 8 به ازای هر ساعت شما دو برابر آن هزار تومان را برداشت کنید که همان 24 هزار تومان شبانه‌روز کامل شود. اینجا می‌توان چنین نتیجه گرفت که در این زمان انرژی به‌طور کامل تامین شده است اما در یک ساعت‌هایی ناترازی توانی اتفاق افتاده است.

آنچه ما در تابستان 1401 و تابستان 1402 تجربه کردیم، ناترازی برق از جنس ناترازی توان بود. ما در این دو سال انرژی برای تامین داشتیم. برای مثال اگر در شب این مصرف اتفاق می‌افتاد مشکلی پیش نمی‌آمد اما در آن قله پیک که برای نمونه ظهر تابستان محسوب می‌شود، این نیاز تامین نمی‌شود. نکته دیگر اینکه پرسشی مطرح شده که میزان ناترازی انرژی چقدر است؟ آمارهایی که در این مورد اعلام می‌شود متفاوت است. بعضی 10، بعضی 20، بعضی 30 مگاوات و اعداد دیگر را بیان می‌کنند. اما باید فرض را بر این گذاشت که ناترازی انرژی در ایران 300 مگاوات است. باید همه فرض‌ها را در نظر گرفت. مثلاً در نظر بگیرید بیشترین زمان برای فعالیت کولرها ساعت یک بعد از ظهر تابستان است. بعد، از کارخانه‌های فولاد خواسته شود که در همان ساعت فعالیت کولرها در روز فعالیت کنند. کارخانه‌های سیمان و دیگر کارخانه‌ها و شرکت‌هایی که با برق کار می‌کنند نیز همین ساعت پیک کولر را برای فعالیت انتخاب کنند. این جنس فعالیت منجر به این می‌شود که برای مثال ناترازی انرژی به عدد 200 هزار مگاوات می‌رسد. چه باید کرد که ناترازی توان را مدیریت کرد؟ باید مصارف برق را در بازه‌های زمانی متنوع توزیع کرد. یعنی کوره کارخانه سیمان که بیشترین برق را مصرف می‌کند، در ساعتی کار کند که بالاترین مصرف نباشد. مثلاً نیمه‌شب روشن شود. کارخانه فولاد و بقیه نیز چنین کنند.

بنابراین در ساعت روشن بودن کولرها در سراسر کشور که ساعت بالاترین مصرف انرژی است، مصرف شدید برق را توزیع کنیم. با این مدل در واقع به جای ایجاد قله مصرف، این شرایط را هموار می‌کنیم که مصرف به شکل نرمالی توزیع شود. بنابراین مصرف نرمال خواهد شد. کشورهای توسعه‌یافته این وضعیت را با قیمت تنظیم کرده‌اند. بازار عرضه و تقاضا به خوبی این وضعیت را به تعادل کشانده است. وقتی تقاضا بالا می‌رود، قیمت هم بالا می‌رود. بنابراین فلان کارخانه پرمصرف در ساعتی که قیمت بسیار بالاست به‌صرفه نیست که فعالیت داشته باشد. کسی در این لحظه برق خریداری می‌کند که نیاز قطعی داشته باشد و هیچ راهی نداشته باشد. بنابراین مصرف در ساعاتی انجام می‌شود که هم قیمت متعادلی دارد و هم مصرف همگانی بالا نیست. این مدل از نظر اقتصادی برای کارخانه‌های پرمصرف نیز به‌صرفه است. در ایران چنین ابزاری متاسفانه وجود ندارد و به سمت طرح‌های مدیریت مصرف می‌روند که هرگز پاسخگو نیست.

*ضرورت تغییر تکنولوژی کولر آبی به BLDC

نکته دیگر در بحث مصارف، شدت انرژی و بهینه‌سازی است. از دو جنبه می‌توان بهینه‌سازی را انجام داد. یکی بحث رفتاری است و دیگری مسئله ابزاری است. در موضوع ابزاری باید در نظر داشت یکسری وسایل پرمصرف هستند. تکنولوژی کولر آبی به این دلیل که مشابه خارجی نداشته تکنولوژی بسیار قدیمی است. این فناوری همچنان دارد در ایران مورد استفاده قرار می‌گیرد. اما تکنولوژی جدیدی که اکنون مورد استفاده قرار می‌گیرد، تکنولوژی BLDC است که تسمه را حذف کرده و از القا برای چرخش کولر استفاده می‌کند و این مدل می‌تواند مصرف یک کولر را تا 50 درصد کاهش دهد.

«موتورهای BLDC در کولر آبی دارای ویژگی‌های منحصربه‌فردی هستند که آنها را از موتورهای DC سنتی برس‌دار متمایز می‌کند. موتورهای DC بدون جاروبک (BLDC) بدون برس و کموتاتور طراحی شده‌اند و به جای موتورهای DC برس‌دار سنتی از کموتاسیون الکترونیکی استفاده می‌کنند. این نه‌تنها قابلیت اطمینان آنها را بهبود می‌بخشد بلکه نیازهای نگهداری آنها را نیز کاهش می‌دهد. موتورهای BLDC دارای راندمان بالاتر و طول عمر بیشتری در مقایسه با موتورهای DC برس‌دار هستند. آنها می‌توانند کنترل نرم‌تر و دقیق‌تری بر روی سرعت و گشتاور ارائه دهند و برای برنامه‌هایی که نیاز به کنترل دقیق حرکت دارند، ایده‌آل هستند. موتورهای BLDC همچنین تداخل الکترومغناطیسی کمتری ایجاد می‌کنند و اغلب فشرده‌تر و سبک‌تر از موتورهای DC برس‌خورده با توان خروجی مشابه هستند. آنها برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مانند لوازم الکترونیکی مصرفی، روباتیک، اتوماسیون، وسایل نقلیه الکتریکی و هواپیماهای بدون سرنشین مناسب هستند. اگرچه ساخت و خرید اولیه آنها می‌تواند گران‌تر باشد، اما طول عمر بیشتر و کارایی بالاتر آنها می‌تواند به صرفه‌جویی در هزینه در طول زمان منجر شود.»

تقریباً 20 میلیون کولر آبی با فناوری یک قرن پیش در کشور داریم که اگر با فناوری BLDC جایگزین شوند، پنج هزار مگاوات در محل مصرف برق را کاهش می‌دهند و در نتیجه همین یک اتفاق می‌تواند پایان ناترازی برق در ایران را رقم بزند. پنج هزار مگاوات کاهش مصرف در محل به معنی کاهش 10 هزار مگاوات ظرفیت اسمی در تولید نیروگاه است. یعنی بخشی از انرژی تولیدشده در مسیر از بین می‌رود و موارد دیگر که هدر می‌رود. اگر بخواهند 20 میلیون کولر آبی با روش سنتی را تغییر دهند، برای تولید و توسعه صنعتی عددی حدود 2 تا 5/2 میلیارد دلار هزینه لازم دارد.

از سویی برای ساخت نیروگاه به چهار هزار میلیارد دلار پول نیاز دارید. بنابراین اگر حکمرانی در ایران این اعداد را فهم کند، بهتر می‌تواند در مدیریت انرژی و رفع ناترازی آن اقدام کند. یعنی با هزینه نصف یا حدود 60 درصد، می‌تواند ناترازی برق را جبران و مشکل قطعی گاه و بی‌گاه در پیک مصرف را کاملاً حل کند. بر اساس آمار سازمان انرژی‌های تجدیدپذیر و بهره‌وری انرژی برق (ساتبا) در ایران به‌طور کلی 40 میلیون مشترک برق داریم. مرکز آمار ایران نیز می‌گوید حدود 70 درصد شهروندان شهرها از کولر آبی استفاده می‌کنند. رقم حدودی تعداد کولرهای آبی در ایران حدود 20 میلیون کولر سنتی است.

*کولر آبی در خانه 70 درصد خانوارهای شهری

براساس آمارهای اعلام‌شده از سوی مرکز آمار ایران در بخش خانوارهای شهری، بیش از 80 درصد از تجهیزات سرمایشی مختلف به منظور خنک‌سازی استفاده می‌کنند که در این میان، حدود 70 درصد از خانوارهای شهری از کولر آبی، 18 درصد از کولر گازی و 12 درصد از سایر سیستم‌های سرمایشی استفاده می‌کنند.

اگرچه سازمان آمار در سال 1395، تعداد کولرهای آبی در بین خانوارهای شهری حدود 10 میلیون دستگاه و تعداد کولرهای گازی را بیش از دو میلیون دستگاه عنوان کرده اما این رقم بر اساس اظهارات معاون وزیر نیرو در تیر 1402 حدود 20 میلیون کولر آبی عنوان شده است. «محمود کمانی»، معاون وزیر نیرو، اوج بار مصرف برق در تیرماه تهران سال 1402 را بیش از ۷۲ هزار مگاوات عنوان کرد. او توضیح داده است که «یکی از اقدامات برای مدیریت بهینه مصرف برق و صرفه‌جویی استفاده از کولرهای آبی با استاندارد جدید است که علاوه بر مصرف کمتر، از قدرت سرمایش بیشتری برخوردار هستند». اشاره او به تغییر تکنولوژی سنتی به موتورهای BLDC بوده است. بر اساس گزارش رسانه‌ها استفاده از کولرهای گازی در اقلیم‌های معتدل مرطوب و نیز گرم و مرطوب متداول و منطقی است و برای سایر اقلیم‌های آب‌وهوایی استفاده از کولرهای آبی مناسب است. بر اساس پیشنهاد کارشناسان فنی سازمان بهره‌وری انرژی ایران با رعایت نکاتی ساده در انجام به موقع سرویس کولرها می‌توان ضمن افزایش کارایی کولرها مصرف برق را نیز کاهش داد.

محمد‌صادق خیاطیان، رئیس صندوق نوآوری و شکوفایی ریاست‌جمهوری پیشتر در این‌باره گفته است: به دنبال این هستیم که بتوانیم بخشی از مسئله ناترازی انرژی و برق را با تاکید بر بهره‌وری انرژی حل کنیم؛ این موضوع چند سالی است که گریبان‌گیر کشور شده و البته با به‌کارگیری تکنولوژی قابل حل است. معتقدیم کشوری که استاندارد قوی نداشته باشد، تکنولوژی هم در آن پیشرفت نکرده است. برق‌نیوز به نقل از خیاطیان در این‌باره نوشته است؛ ما با همکاری ساتبا و سازمان ملی استاندارد توانستیم این ظرفیت یعنی بخشی از توسعه تکنولوژی را رقم بزنیم. موضوع تامین مالی برای تولیدکنندگان موتور و شرکت‌های دانش‌بنیان و حتی مصرف‌کننده نهایی، اهمیت دارد که ما به عنوان نهاد مالی و حمایت‌کننده شرکت‌های دانش‌بنیان، کمک خواهیم کرد.

در بحث تامین نقدینگی برای شرکت‌های سازنده کولر نیز ابزار ما در اختیار آنها قرار خواهد گرفت تا دچار کمبود نقدینگی نشوند. همچنین برای اینکه شرکت‌ها نوآور بمانند و توسعه در آنها جاری باشد از شرکت‌های دانش‌بنیان حمایت می‌کنیم تا دغدغه کیفیت مطرح نباشد. همچنین خبرگزاری فارس نیز در گزارشی در همین زمینه نوشته است: «کمبود لحظه‌ای برق تابستان امسال به 10 هزار مگاوات معادل توان همزمان 10 نیروگاه اتمی بوشهر می‌رسد.» بعد توضیح داده که این اظهارات مدیرعامل توانیر، مصطفی رجبی‌مشهدی است. یک محاسبه منتشرشده از یک دستگاه دولتی نشان داد، 20 میلیون کولر آبی با فناوری قدیمی در کشور وجود دارد که طی تابستان در لحظه 10 هزار مگاوات برق را هدر می‌دهند. فناوری کولر آبی موجود در کشور به 130 سال پیش بازمی‌گردد، جایی که ویلیس هاویلند کریر با اختراع واحد تهویه مطبوع مرکزی برای تاسیسات صنعتی در ایالات متحده آمریکا اولین کولر آبی امروزی را ساخت. میزان هدررفت برق کولرهای آبی قدیمی به اندازه ظرفیت نیروگاه‌های اتمی در همه کشورهای خاورمیانه است. چرا که به نظر می‌رسد جایگزین کردن فناوری جدید در کولرهای آبی به معنای پایان ناترازی برق در ایران است.

*تایم و توصیه معماری ایرانی برای آمریکایی‌ها

سایت عصر ایران در گزارشی به نقل از مجله تایم در مرداد 1402 نوشته است: با شکستن رکورد گرما در سراسر ایالات‌متحده، در این تابستان (سال قبل) خانواده‌های آمریکایی بیشتری نسبت به گذشته به سیستم تهویه مطبوع متکی هستند. تقریباً ۸۸ درصد از کل خانوارها در کشور از سیستم تهویه مطبوع استفاده می‌کنند که با افزایش دما برای راحتی و سلامتی ضروری شده است. این آمار در سال ۲۰۰۱، عدد ۷۷ درصد بود. در گرم‌ترین تابستان زمین در هزاره‌های گذشته (بنا به اعلام سازمان ملل) استفاده از وسایل تهویه هوا و قبض‌های گران برق در بسیاری از کشورها و نبود سیستم‌های سرمایشی در ساختمان‌های بسیاری دیگر از کشورهای دنیا (به ویژه در اروپا) باعث شده، موضوع طراحی و معماری کم‌مصرف و سازگار با اقلیم مورد توجه قرار بگیرد. مجله تایم در گزارشی نوشت، ایالات‌متحده برای مقابله با گرما باید در شهرهای خود از تکنیک‌های خاورمیانه و ایران استفاده کند زیرا این راهکار از همه لحاظ به‌صرفه‌تر است. استفاده از این سیستم‌ها برای آمریکایی‌ها پیامدهای زیست‌محیطی و اقتصادی به همراه دارد. تهویه مطبوع در سراسر جهان باعث انتشار سالانه هزار و 950 میلیون تن دی‌اکسید کربن می‌شود که تقریباً چهار درصد از انتشار کربن جهانی را تشکیل می‌دهد.

همچنین باعث افزایش مبلغ قبض برق می‌شود که برای برخی مقرون‌به‌صرفه نیست. نشریه آمریکایی تایم که به این موضوع واقف است طی مطلبی توصیه می‌کند تا آمریکایی‌ها به جای استفاده از این دستگاه‌های خنک‌کننده به رویکرد کشورهای خاورمیانه از جمله ایران روی آورند تا با استفاده از معماری قدیمی شهرهایی چون نایین و استفاده از بادگیرها جلوی هدررفت انرژی و مخاطرات زیست‌محیطی را بگیرند. «جان اونیانگو» به عنوان یکی از استادان دانشگاه نوتردام معتقد است که مردم دنیا صدها سال است که برای مقابله با گرما با طراحی ساختمان‌های پایدار در برابر گرمای شدید مقاومت می‌کنند و می‌توان از رویکرد آنها برای کاهش گرما استفاده کرد. این استاد به آنچه در خاورمیانه و ایران در مورد معماری بادگیرها اتفاق می‌افتد اشاره کرده است. در واقع استفاده از تجربه‌ها و رویکردهای شهرهای دیگر که مدت‌ها خود را برای زندگی در آب‌وهوای گرم و خشک وفق داده‌اند، می‌تواند به آمریکا کمک کند تا با چالش‌های آب‌وهوایی مقابله کرده و بهبود محیط زندگی شهروندان را ممکن کند.

رویکرد معماری قدیمی کشورهای خاورمیانه از جمله ایران با استفاده از بادگیرها و سایر روش‌های سنتی، به‌طور کلی کمترین تاثیر زیست‌محیطی و اقتصادی را دارد. بادگیرها یک نوع سیستم تهویه طبیعی هستند که در مناطق گرم و خشک مانند نایین به کنترل دما و انتقال هوای تازه به ساختمان‌ها کمک می‌کنند. این رویکردها می‌توانند به صرفه‌جویی در انرژی و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کنند. با این حال، برای اجرای هرگونه تغییر در رویکردهای معماری و استفاده از سیستم‌های جدید، باید مسائل متعددی را مدنظر قرار داد. این شامل عوامل فرهنگی، اقتصادی، ساختار شهری، فناوری‌ها، نیازهای انرژی و محدودیت‌های زیست‌محیطی است. همچنین، آمریکا می‌تواند از تجربیات کشورهای خاورمیانه و دیگر مناطق برای ارتقای رویکردهای خود استفاده و راهکارهای مناسبی را با توجه به شرایط خود اجرایی کند.

*معایب کولرهای قدیمی

کولرهای آبی قدیمی مجهز به موتورهای DC برس‌دار، در عین حال که در زمان خود موثر بودند، در مقایسه با جایگزین‌های مدرن و نسل جدید کولرهای آبی با موتور BLDC دارای معایبی هستند.

سایش و نگهداری برس: موتورهای DC برس‌دار به دلیل سایش برس‌های کربنی در طول زمان نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند. از آنجا که این برس‌ها فرسوده می‌شوند، ممکن است نیاز به تعویض داشته باشند که به افزایش هزینه‌های نگهداری و ازکارافتادگی منجر می‌شود.

طول عمر محدود: در کولرهای آبی قدیمی، موتورهای DC برس‌دار معمولاً در مقایسه با موتورهای DC بدون جاروبک طول عمر کمتری دارند. برس‌ها می‌توانند نسبتاً سریع فرسوده شوند، به‌خصوص در محیط‌های پرمصرف، که موجب تعویض یا تعمیرات مکرر کولر می‌شود.

سطوح نویز بالاتر: موتورهای برس  DC در مقایسه با موتورهای بدون برس، در حین کار صدای بیشتری تولید می‌کنند. این افزایش نویز می‌تواند در محیط‌های آرام مانند دفاتر یا فضاهای مسکونی آزاردهنده باشد.

راندمان پایین‌تر: کولرهای آبی با موتور DC برس‌دار عموماً کارایی کمتری نسبت به موتورهای بدون جاروبک دارند و در نتیجه مصرف انرژی و هزینه‌های عملیاتی در طول زمان بیشتر می‌شود. این ناکارآمدی می‌تواند به افزایش قبض برق و اثرات زیست‌محیطی منجر شود.

گزینه‌های کنترل محدود: موتورهای DC برس‌دار ممکن است گزینه‌های کنترل محدودی در مقایسه با فناوری موتور DC بدون برس پیشرفته‌تر داشته باشند. این محدودیت می‌تواند توانایی تنظیم دقیق سرعت موتور یا تنظیمات عملکرد بهینه را برای کولر آبی محدود کند.

تداخل الکترومغناطیسی: موتورهای DC برس‌دار می‌توانند تداخل الکترومغناطیسی (EMI) ایجاد کنند که ممکن است با دستگاه‌های الکترونیکی نزدیک یا تجهیزات حساس تداخل ایجاد کند. این تداخل می‌تواند سیگنال‌های ارتباطی را مختل کند یا باعث اختلال در عملکرد دستگاه‌های الکترونیکی شود.

جرقه و قوس برس‌دار: در حین کار، موتورهای DC برس‌دار می‌توانند جرقه و قوس بین برس‌ها و کموتاتور ایجاد کنند. این جرقه می‌تواند گرما ایجاد کند و خطر آتش‌سوزی ایجاد کند، به ویژه در محیط‌های با تهویه ضعیف یا قابل احتراق.

گشتاور و توان خروجی محدود: موتورهای DC برس‌دار ممکن است از نظر گشتاور و توان خروجی در مقایسه با فناوری مدرن DC بدون برس دارای محدودیت‌هایی باشند. این محدودیت می‌تواند بر مناسب بودن آنها برای کاربردهایی که نیاز به گشتاور یا توان بالایی دارند، تاثیر بگذارد.

در حالی که کولرهای قدیمی با موتورهای DC برس‌دار به‌طور گسترده در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می‌گرفتند، امروزه به‌طور فزاینده‌ای با انواع کولرهای نسل جدید با موتورهای کارآمدتر، قابل اعتمادتر و پیشرفته‌تر یعنی موتورهای DC بدون جاروبک جایگزین می‌شوند. ارتقا به فناوری‌های موتور مدرن می‌تواند عملکرد بهبودیافته، بهره‌وری انرژی و طول عمر را ارائه دهد (گزیده‌ای از یادداشت تخصصی در سایت ایرومکس).

* توقف تولید الکتروموتورهای پرمصرف کولرهای آبی

بعد از تابستان‌های سخت و قطع مکرر برق در یکی، دو سال گذشته و انتقاد مقامات عالی کشور از ضرورت رفع ناترازی انرژی، بحث‌هایی پیرامون بهبود کیفیت کولرها در مدیریت مصرف برق و البته هدررفت آب مطرح شد. بر این اساس وزارت نیرو با همکاری سازمان استاندارد تصمیم گرفتند ضمن اعلام رسمی توقف تولید الکتروموتورهای پرمصرف کولرهای آبی، تولید کولرهای آبی صرفاً با موتور BLDC را از ابتدای سال 1403 الزامی کنند.

رسانه‌ها در مراسم رونمایی از «استاندارد ملی برچسب انرژی کولرهای آبی» در این مورد این‌طور نوشتند: «در راستای اهداف کلان وزارت نیرو در تحقق امر بهینه‌سازی و ارتقای بهره‌وری انرژی برق، برنامه «بازنگری و ارتقای استانداردهای مصرف انرژی در تجهیزات برقی و فرآیندهای انرژی‌بر» در دستور کار وزارت نیرو قرار گرفت و انتظار می‌رود با اجرای کامل این برنامه، امکان دستیابی به هدف «کاهش سه هزار مگاوات توان برق مصرفی کشور» طی چهار سال آتی میسر شود. با توجه به اینکه حدود ۷۰ درصد نمونه‌های آزمون کولر آبی موجود در رده‌های G، E، F برچسب انرژی جای می‌گرفتند، با اصلاحیه جدید این استاندارد، این کولرهای پرمصرف امکان تولید نداشته و باید با بهینه‌سازی مصرف برق و استفاده از الکتروموتورهای با راندمان بالاتر، حداقل حائز رتبه D برچسب انرژی شوند تا اجازه تولید پیدا کنند.»

مزایای کولرهای آبی

در فضاهای سر‌بسته به علت عدم تبادل هوای داخل آپارتمان با فضای بیرون و از طرفی آلوده بودن هوای شهرهای بزرگ که باعث شده است اکثر پنجره‌ها بسته باشد، امکان ورود هوای تازه به داخل آپارتمان محدود است. در اکثر جداول مهندسی مربوط به طراحی تهویه مطبوع و مراجع معتبر درصدی از هوادهی باید از هوای تازه تمیز تامین شود. متاسفانه امروزه برای سیستم‌های داکت اسپلیت، اسپلیت، چیلر و امثال آنها درصد تامین هوای تازه صفر است. به عبارت دیگر در طراحی کانال‌ها و سیستم تهویه مطبوع هوادهی از صد درصد هوای برگشتی فضای داخلی استفاده می‌شود که خلاف استانداردهای روز دنیاست.

اما در سیستم‌های تهویه مطبوع که سیستم سرمایشی آنها از نوع تبخیری است الزاماً هوادهی از طریق هوای تازه انجام می‌شود، ضمن اینکه تا حدودی گردوغبار هوا در بدو ورود شسته و حذف می‌شود. به عنوان مثال در سیستم ایرواشر تا ۹۸ درصد آلاینده‌های موجود در هوا شسته و فیلتر می‌شود. در سیستم‌های تبخیری مانند کولر آبی و ایرواشرها به علت ماهیت استفاده از صد درصد هوای تازه در فرآیند سرمایش آدیاباتیک هوای تازه تصفیه‌شده همیشه وارد فضای داخل آپارتمان می‌شود. لازم به توضیح است، بالاترین سطح تصفیه هوا شستن هواست که در این فرآیند کل آلودگی و ذرات معلق از هوا شسته می‌شود و هوای صد درصد پاک و پاکیزه وارد فضای داخل آپارتمان یا فضای مسکونی می‌شود (گروه صنعتی اورانوس).