الأنظمة الميكانيكية لقطاع المراكز التجارية

الأنظمة الميكانيكية لقطاع المراكز التجارية

تُعد مراكز التسوق مباني معقدة متعددة الاستخدامات، إذ تضم المتاجر، ومناطق الحركة والممرات المشتركة، ومناطق المطاعم والمقاهي، ودور السينما والترفيه، ومواقف السيارات، والغرف الفنية، إضافة إلى مساحات مستقلة تختلف في كثافة الاستخدام وأوقات التشغيل. ولذلك يجب تصميم الأنظمة الميكانيكية في مراكز التسوق بصورة متكاملة، مع مراعاة جودة الهواء الداخلي، والراحة الحرارية، وكفاءة الطاقة، والسلامة من الحرائق، واستمرارية التشغيل، ومتطلبات التحكم المستقل في مناطق المستأجرين.

تقدم شركة ASROYAL حلولاً متكاملة تشمل التصميم الهندسي، واختيار المعدات، والتنفيذ، والتشغيل التجريبي، والتجديد، وزيادة السعات لأنظمة التهوية المركزية، والتدفئة، والتبريد، ومكافحة الحرائق، والتحكم في الدخان، والتمديدات الصحية، وأتمتة المباني في مراكز التسوق.

أنظمة التهوية المركزية في مراكز التسوق

تُستخدم أنظمة التهوية المركزية لتوفير الكمية المطلوبة من الهواء الخارجي للمتاجر والممرات والردهات الداخلية (Atriums) ومناطق المطاعم والمناطق المشتركة الأخرى، مع طرد الهواء المستهلك أو الملوث بصورة محكومة. ويراعي التصميم كثافة الإشغال، وعدد الأشخاص، ووظيفة كل مساحة، ومتطلبات جودة الهواء الداخلي، والأحمال الحرارية، وساعات التشغيل.

تُعد وحدات مناولة الهواء (AHU) من أهم مكونات أنظمة التهوية المركزية، ويمكن أن تشمل أقسام الهواء الخارجي والهواء الراجع، والمرشحات، وملفات التسخين والتبريد، والمراوح، وعند الحاجة معدات استرجاع الحرارة. كما تسمح أنظمة حجم الهواء المتغير والمراوح المزودة بمحركات ذات تحكم بالتردد واستراتيجيات الأتمتة بتوفير الهواء وفقاً للاحتياج الفعلي لكل منطقة. وفي مواقف السيارات يمكن استخدام أنظمة العادم الميكانيكي ومراوح الدفع النفاث (Jet Fans)، وعند الحاجة أنظمة سحب الدخان، للتعامل مع غازات عوادم المركبات ودعم متطلبات التحكم في الدخان.

أنظمة التبريد في مراكز التسوق

يعتمد اختيار نظام التبريد في مركز التسوق على مساحة المبنى، وتوزيع المستأجرين، وتزامن الأحمال، والظروف المناخية، وأهداف كفاءة الطاقة. ويمكن استخدام حلول مركزية أو مستقلة بحسب متطلبات المشروع. ومن أبرز الأنظمة المستخدمة: أنظمة التشيلر (Chiller)، ووحدات الفان كويل (Fan Coil)، ووحدات مناولة الهواء، وأنظمة المضخات الحرارية ذات المصدر المائي (Water Source Heat Pump)، وأنظمة VRF.

أنظمة التشيلر (Chiller)

تُستخدم أنظمة التشيلر على نطاق واسع لإنتاج مياه التبريد مركزياً في مراكز التسوق المتوسطة والكبيرة. وتُنقل المياه المبردة بواسطة المضخات إلى وحدات مناولة الهواء ووحدات الفان كويل وغيرها من ملفات التبريد داخل المبنى.

ويتم الاختيار بين التشيلر المبرد بالهواء والتشيلر المبرد بالماء وفقاً للسعة المطلوبة، والظروف المناخية، وإمكانات غرف المعدات، والحاجة إلى أبراج التبريد، واستهلاك المياه، وكفاءة الطاقة، ومتطلبات الصيانة. ويمكن لأنظمة الضخ ذات التدفق المتغير واستراتيجيات التحكم المناسبة أن تخفض استهلاك الطاقة عند الأحمال الجزئية.

أنظمة الفان كويل (Fan Coil)

يمكن استخدام وحدات الفان كويل للتحكم بدرجة الحرارة بصورة مستقلة في المتاجر والمكاتب والمطاعم والمناطق المشتركة. ويمكن تصميمها بنظام أنبوبين أو أربعة أنابيب وربطها بشبكات مركزية للمياه المبردة والمياه الساخنة.

يوفر نظام الأربعة أنابيب مرونة تشغيلية أكبر في مراكز التسوق التي قد تحتاج فيها مناطق مختلفة، بسبب اتجاه الواجهات أو اختلاف الاستخدام، إلى التدفئة والتبريد في الوقت نفسه. ونظراً لأن وحدات الفان كويل لا توفر وحدها كمية الهواء الخارجي المطلوبة، فيتم تأمين الهواء النقي بواسطة وحدة مناولة هواء مركزية أو نظام مستقل للهواء الخارجي.

التبريد والتكييف بواسطة وحدات مناولة الهواء

تؤدي وحدات مناولة الهواء دوراً رئيسياً في كل من التهوية المركزية وتكييف الهواء في مراكز التسوق. ويمكن تغذية ملفات التبريد بالمياه المبردة القادمة من التشيلر لتبريد الهواء والتحكم في الرطوبة عند الحاجة.

وفي المساحات المشتركة الكبيرة يمكن تنفيذ التكييف مباشرة بواسطة وحدات مناولة الهواء وشبكات مجاري الهواء. كما يمكن استخدام وحدة مناولة الهواء بصورة أساسية لتوفير الهواء الخارجي، بينما تتم معالجة الأحمال الحرارية للمناطق بواسطة وحدات الفان كويل أو أنظمة VRF أو المضخات الحرارية ذات المصدر المائي. ويُحدد الحل الأنسب وفقاً لمتطلبات كل مشروع.

أنظمة المضخات الحرارية ذات المصدر المائي (Water Source Heat Pump)

في أنظمة Water Source Heat Pump تُربط الوحدات المستقلة بحلقة مياه مشتركة، ويمكن لكل وحدة توفير التدفئة أو التبريد وفقاً لاحتياج المنطقة التي تخدمها. ويوفر هذا النظام مرونة عالية في مراكز التسوق التي قد تظهر فيها احتياجات متزامنة للتدفئة والتبريد نتيجة اختلاف اتجاهات الواجهات وكثافة الاستخدام.

يمكن موازنة الطاقة في حلقة المياه المشتركة بواسطة برج تبريد وغلاية أو مصدر حراري مركزي مناسب. ومن مزايا هذا النظام إمكانية الاستفادة من استرجاع الحرارة، والتحكم المستقل في مناطق المستأجرين، وإمكانية تطبيق أنظمة قياس منفصلة لاستهلاك الطاقة.

أنظمة VRF

يمكن استخدام أنظمة VRF للتحكم المناخي حسب المناطق في المتاجر والمكاتب والمطاعم وغيرها من المساحات المستقلة للمستأجرين. ومن خلال التحكم في معدل تدفق وسيط التبريد، يستطيع النظام تكييف سعته مع تغير الأحمال الجزئية.

ويمكن لأنظمة VRF المزودة باسترجاع الحرارة، عندما تسمح ظروف المشروع وحدود النظام المحددة من الشركة المصنعة، توفير التدفئة والتبريد بصورة متزامنة في مناطق مختلفة. ويجب خلال مرحلة التصميم دراسة أطوال أنابيب وسيط التبريد، ومواقع الوحدات الخارجية، ومتطلبات الهواء الخارجي، وتصريف مياه التكاثف، والتكامل مع نظام أتمتة المبنى، ومتطلبات السلامة المتعلقة بوسيط التبريد.

أنظمة التدفئة في مراكز التسوق

يمكن توفير التدفئة في مراكز التسوق بواسطة أنظمة المياه الساخنة المركزية، وغلايات تسخين المياه، والمضخات الحرارية، وأنظمة Water Source Heat Pump، وكذلك أنظمة VRF في المشاريع المناسبة. ويجب أن يعتمد اختيار النظام على درجة حرارة التصميم الخارجية، وأداء غلاف المبنى، وساعات التشغيل، وتقسيم المناطق، وتكاليف الاستثمار الأولية، وتكاليف التشغيل.

أنظمة غلايات المياه الساخنة للتدفئة

يمكن استخدام غلايات المياه الساخنة التكثيفية لإنتاج مياه التدفئة مركزياً في مراكز التسوق. وتُنقل المياه الساخنة بواسطة المضخات إلى ملفات التسخين في وحدات مناولة الهواء، ووحدات الفان كويل، وغيرها من معدات التدفئة.

ويمكن أن يوفر تصميم الغلايات بنظام التشغيل المتتابع (Cascade) تحكماً أفضل في السعة عند الأحمال الجزئية. كما تُعد الموازنة الهيدروليكية، والاختيار الصحيح للمضخات، وأنظمة التمدد، وفواصل الهواء، وفواصل الشوائب، وأنظمة التحكم الآلي عناصر مهمة لتحقيق تشغيل موثوق وفعّال.

أنظمة المضخات الحرارية (Heat Pump)

يمكن استخدام المضخات الحرارية الهوائية، وكذلك المضخات الحرارية المائية في المشاريع المناسبة، لإنتاج التدفئة والتبريد في مراكز التسوق. ويمكن تحقيق كفاءة مرتفعة بصورة خاصة عند تشغيل المضخات الحرارية مع أنظمة مياه ساخنة منخفضة الحرارة، كما يمكن أن تسهم في تقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري.

وعند تحديد سعة المضخة الحرارية يجب دراسة ظروف التصميم الخارجية، ودرجات حرارة المياه، والأداء عند الأحمال الجزئية، ومتطلبات إزالة الجليد، وسيناريوهات التشغيل الاحتياطي، وقدرة البنية التحتية الكهربائية للمشروع.

التدفئة بواسطة نظام Water Source Heat Pump

في أنظمة Water Source Heat Pump يمكن للوحدات التي تخدم المتاجر أو المناطق المختلفة سحب الطاقة من حلقة المياه المشتركة واستخدامها للتدفئة. وفي ظروف التشغيل المناسبة، يمكن الاستفادة من الحرارة المطرودة من المناطق التي تعمل في وضع التبريد لتلبية جزء من احتياجات التدفئة في مناطق أخرى.

ويمكن لهذا الأسلوب أن يحقق مزايا مهمة في كفاءة الطاقة داخل المباني التجارية الكبيرة التي تختلف فيها الأحمال الحرارية بين المناطق الداخلية والمناطق المحاذية للواجهات الخارجية.

السلامة من الحرائق وأنظمة التحكم في الدخان في مراكز التسوق

تُعد السلامة من الحرائق من أهم عناصر التصميم الميكانيكي في مراكز التسوق بسبب ارتفاع كثافة الأشخاص وتنوع استخدامات المساحات. ويتم تصميم خزانات مياه الحريق، ومضخات الحريق، وأنظمة الرش الآلي (Sprinkler)، وخزائن خراطيم الحريق، وشبكات الهيدرنت، وأنظمة الإطفاء الخاصة عند الحاجة، وفقاً لمتطلبات المشروع واللوائح والمعايير المعمول بها.

وتهدف أنظمة التحكم في الدخان إلى دعم الإخلاء الآمن وحماية مسارات الهروب. ويمكن أن تشمل مراوح سحب الدخان، ومراوح ضغط السلالم، ومخمدات الحريق والدخان، وتسلسلات التحكم المرتبطة بنظام الأتمتة. ويمكن تطبيق أنظمة الضغط الإيجابي في سلالم الهروب والمساحات المطلوبة، بينما يمكن استخدام أنظمة سحب الدخان الميكانيكية أو الطبيعية في الردهات الداخلية ومواقف السيارات والمساحات الكبيرة وفقاً لمتطلبات المشروع.

ويُعد التنسيق بين نظام إنذار الحريق والأنظمة الميكانيكية أمراً أساسياً. فعند حدوث حريق يمكن إيقاف وحدات مناولة الهواء المعنية أو تحويلها إلى وضع التشغيل الخاص بالحريق، ووضع المخمدات في مواقعها المطلوبة، وتشغيل مراوح سحب الدخان ومراوح الضغط وفق سيناريو تحكم محدد مسبقاً.

أتمتة المباني وإدارة الطاقة

يمكن مراقبة والتحكم في التشيلرات والغلايات والمضخات الحرارية ووحدات مناولة الهواء ووحدات الفان كويل والمضخات والمراوح وغيرها من المعدات الميكانيكية في مراكز التسوق من خلال نظام إدارة المبنى (BMS). ويساعد الرصد المركزي لدرجات الحرارة والرطوبة والضغط وجودة الهواء الداخلي واستهلاك الطاقة وحالة تشغيل المعدات على دعم استمرارية التشغيل ورفع كفاءة إدارة المنشأة.

كما يمكن لبرامج التشغيل الزمنية، والتحكم في التدفق المتغير، وتحسين الأداء عند الأحمال الجزئية، واسترجاع الحرارة، ومراقبة عدادات الطاقة أن تسهم في خفض تكاليف التشغيل. ويُعد القياس المنفصل لاستهلاك الطاقة في مناطق المستأجرين أداة مهمة أيضاً لإدارة مراكز التسوق.

ASROYAL

تقدم ASROYAL حلولاً هندسية وتنفيذية لمراكز التسوق في أنظمة التهوية المركزية، والتشيلر، والفان كويل، ووحدات مناولة الهواء، وVRF، والمضخات الحرارية، وأنظمة Water Source Heat Pump، وغلايات المياه الساخنة، ومكافحة الحرائق، والتحكم في الدخان، وأتمتة المباني.

وإلى جانب مشاريع مراكز التسوق الجديدة، تنفذ ASROYAL أعمال تجديد الأنظمة الميكانيكية في المنشآت القائمة، وزيادة السعات، وتحسين كفاءة الطاقة، واستبدال المعدات، وتحسين أساليب التشغيل.