برقی ہاؤسز کے حرارتی اخراج کے اثر کو یقینی بنانے کا طریقہ کیا ہے؟

الیکٹریکل ہاؤسز میں حرارتی لوڈ کو سمجھنا

پاور اجزاء سے داخلی حرارت کی پیداوار کا تعین

ہم جو الیکٹریکل پینلز لگاتے ہیں وہ اندر کی طرف سے بجلی کے اجزاء کے مسلسل کام کرنے کی وجہ سے بہت زیادہ گرم ہو جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر ٹرانسفارمرز، وی ایف ڈیز (VFDs)، اور سوئچ گیئر لیجیے—یہ آلات چلنے کے دوران تقریباً 3 سے 8 فیصد داخل شدہ توانائی کو ضائع شدہ حرارت کے طور پر کھو دیتے ہیں۔ صرف ایک معیاری 500 kVA ٹرانسفارمر کے بارے میں سوچیں—یہ تقریباً 15 کلو واٹ حرارتی توانائی خارج کر رہا ہو سکتا ہے۔ IEC 60076-2023 کے معیارات کے مطابق، اگر کوئی آلات اپنی منصوبہ بندی شدہ حد سے صرف 10 درجہ سیلسیس زیادہ چلتا ہے، تو اس کی عمر تقریباً آدھی رہ جاتی ہے۔ اس وجہ سے مناسب نظام کی ترتیب کے لیے درست حرارتی لوڈ کی حساب کتاب نہایت اہم ہوتی ہے۔ جب ان بند تعمیرات کے اندر حرارت کتنی جمع ہوگی یہ اندازہ لگانے کی ضرورت ہوتی ہے، تو تکنیشن عام طور پر اجزا کی واٹ کی تفصیلات دیکھتے ہیں، یہ غور کرتے ہیں کہ ہر حصہ کتنی بار کام کرتا ہے، اور ساتھ ہی ساتھ بنانے والی کمپنیوں کی جانب سے فراہم کردہ کارکردگی کے جدولوں سے بھی مشورہ کرتے ہیں۔

خارجی حرارتی اثرات کا جائزہ: ماحولیاتی حالات اور سورج کی روشنی کا اثر

بیرونی حالات کا ایک پورا گروہ حرارتی تناؤ کو اس سے بھی بدتر بنا دیتا ہے۔ سورج تقریباً 150 واٹ فی مربع میٹر کی اضافی حرارت کے ساتھ الیکٹریکل ہاؤسز کو جھلس سکتا ہے، اور جب ہوا کا درجہ حرارت 40 ڈگری سیلسیس سے اوپر چلا جاتا ہے تو قدرتی طریقہ کار کی کارکردگی تقریباً 30 فیصد تک کم ہو جاتی ہے۔ موسموں میں تبدیلی کا مطلب یہ ہے کہ انجینئرز کو پرانے مستقل ماڈلز کے بجائے متحرک طریقہ سے سوچنا چاہیے۔ خشک علاقوں میں واقع فیکٹریوں میں یہ بات سب سے زیادہ اہمیت رکھتی ہے جہاں مشینوں کو نرم موسم والے علاقوں کے مقابلے میں 25 فیصد زیادہ تبريد کی ضرورت ہوتی ہے۔ آلات کو دانشمندی سے مناسب جگہوں پر لگانا براہ راست دھوپ کو کم کرنے اور مقامی ہواؤں کی سمت کو بہتر طریقے سے استعمال کرنے میں مدد دیتا ہے تاکہ حرارت بغیر کسی پیچیدہ نظام کے بآسانی منتشر ہو سکے۔

الیکٹریکل ہاؤسز کے لیے مؤثر حرارتی اخراج کے طریقے کا انتخاب

منفعل حل: حرارتی سنک، حرارتی انٹرفیس مواد، اور حرارتی پائپ

پیسویو کولنگ قدرتی گرمی اور سردی کے عمل کا فائدہ اٹھا کر کام کرتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ کسی بھی بیرونی بجلی کے ذریعے کی ضرورت نہیں ہوتی۔ جب ہم الومینیم یا تانبا کے ہیٹ سنکس کی بات کرتے ہیں، تو وہ دراصل گرمی کو ہوا کے ذریعے (کن ویکشن) اور تابکاری (ریڈی ایشن) دونوں کے ذریعے خارج ہونے کے لیے زیادہ جگہ فراہم کرتے ہیں۔ اچھی ڈیزائنز درحقیقت آلات کے درجہ حرارت کو تقریباً 15 سے 20 درجہ سیلسیس تک کم کر سکتی ہیں۔ تھرمل انٹرفیس مواد، جنہیں صنعت میں عام طور پر ٹی آئی ایم (TIMs) کہا جاتا ہے، اجزاء اور ان کی سردی کی سطحوں کے درمیان موجود بہت چھوٹی ہوا کی جگہوں کو بھر دیتے ہیں۔ اس سے حرارت کے منتقل ہونے کا عمل بہتر ہو جاتا ہے، جو کبھی کبھار صرف ہوا کے ذریعے حرارت کے منتقل ہونے کے مقابلے میں پانچ گنا بہتر بھی ہو سکتا ہے۔ ہیٹ پائپس بھی بہت حیرت انگیز ہیں۔ یہ اس اصول پر کام کرتے ہیں جس میں مائع گیس میں تبدیل ہو کر اور پھر دوبارہ مائع میں واپس آ کر حرارت کو بہت موثر طریقے سے دور منتقل کرتے ہیں۔ یہ پائپس اتنی ہی مقدار میں ٹھوس تانبا کے مقابلے میں تقریباً 90 فیصد زیادہ حرارت منتقل کر سکتے ہیں۔ برقی آلات کے سازندگان ان پیسویو کولنگ طریقوں کو بہت پسند کرتے ہیں کیونکہ یہ عام طور پر ایک دہائی سے زیادہ عرصے تک بغیر کسی خاص توجہ کے کام کرتے رہتے ہیں، اور ان کے استعمال سے متعلق کوئی مستقل بجلی کا بل بھی نہیں آتا۔

ایکٹو کولنگ آپشنز: فلٹر شدہ پنکھے، ایئر ٹو ایئر ہیٹ ایکسچینجرز، اور انکلوژر اے سی یونٹس

ایکٹو کولنگ سسٹمز ماحولیاتی عوامل کے محفوظ سمجھے جانے والے معیار سے تجاوز کرنے یا اندرونی حرارت کی پیداوار کے غیر فعال طریقوں کی حوصلہ شکنی کرنے کی صلاحیت سے زیادہ ہونے پر کام میں آتے ہیں۔ NEMA 4 درجہ بندی شدہ پنکھے دھول کو روکتے ہیں اور منٹ میں تقریباً 300 کیوبک فٹ ہوا کو ٹھنڈا کرتے ہوئے عام حرارت کی ضروریات والی صورتحال کے لیے اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہی ہیں۔ ہوا سے ہوا کے ہیٹ ایکسچینجرز IP54 معیارات کو پورا کرتے ہوئے اندر اور باہر کی ہوا کے درمیان ایک رکاوٹ پیدا کرتے ہیں، اور یہ آلات موصلیت کے ذریعے تقریباً 2 سے 3 کلو واٹ زائد حرارت کو ختم کرنے میں کامیاب ہوتے ہیں۔ باہر واقع پاور اسٹیشنز یا صحرا کے ماحول میں واقع عمارتوں جیسی مشکل جگہوں کے لیے، 5 کلو واٹ سے زیادہ حرارت کے بوجھ کے باوجود چیزوں کو مستحکم 25 ڈگری سیلسیس پر رکھنے کے لیے خصوصی AC یونٹس کی ضرورت ہوتی ہے۔ مجبور ہوا کے حل بعض اوقات گرم مقامات کے درجہ حرارت کو تقریباً 35 ڈگری سیلسیس تک کم کر دیتے ہیں، لیکن ان کے استعمال کی قیمت ہوتی ہے کیونکہ عام طور پر وہ اپنے غیر فعال مقابل نسب سے تقریباً 15 فیصد زیادہ بجلی کی مانگ کرتے ہیں جو مناسب طریقے سے بہتر بنائے جا چکے ہوتے ہیں۔

الیکٹریکل ہاؤسز میں بہترین ہوا کے بہاؤ اور جزو کی ترتیب کے لیے ڈیزائن کرنا

گرم مقامات سے بچنے اور قدرتی کنویکشن راستوں کو یقینی بنانے کے لیے حکمت عملی کے تحت جگہ دینا

اجزا کی ترتیب کس طرح ہوتی ہے، یہ حرارتی ڈیزائن کے فیصلوں میں اہم کردار ادا کرتی ہے۔ جب وی وی ایفز جیسے زیادہ حرارت پیدا کرنے والے آلات کو نصب کرنا ہو، تو انہیں اچھی ہوا کے بہاؤ والی جگہ کے قریب رکھنا مناسب ہوتا ہے، لیکن ان گرم مقامات کو نازک آلے سے دور رکھنا چاہیے۔ کیوں؟ کیونکہ الیکٹرومیگنیٹک تداخل مسائل پیدا کر سکتا ہے، اور مطالعے ظاہر کرتے ہیں کہ حرارت سے متعلق تمام ناکامیوں کا ایک تہائی سے زیادہ حصہ اسی کی وجہ سے ہوتا ہے۔ کم از کم 20 فیصد جگہ کسی بھی حرارت پیدا کرنے والی چیز کے گرد چھوڑ دیں تاکہ ہوا قدرتی طور پر اوپر کی جانب بہہ سکے۔ اسے ایک چمنی کے اثر کی طرح سمجھیں جہاں ٹھنڈی ہوا خود بخود بغیر پنکھوں یا پمپس کے کام کیے اوپر کی طرف کھینچی جاتی ہے۔ یہ سادہ حربہ درحقیقت اندرونی درجہ حرارت کو تقریباً 15 درجہ سیلسیس تک کم کر سکتا ہے۔ درست فاصلہ رکھنا بھی اہم ہے کیونکہ ہوا کے بہاؤ میں رکاوٹ گرم مقامات پیدا کرتی ہے جنہیں کوئی نہیں چاہتا جب پورے نظام میں چیزوں کو بخوبی چلانے کی کوشش کی جا رہی ہو۔

CFD کی جانب سے مطلع کردہ خانے کی ترسیل اور رکاوٹوں کا نظم و ضبط

کمپیوٹیشنل فلویڈ ڈائنامکس (CFD) کے تجربات کا استعمال سنجی اخراج سے بہت پہلے سنگین حرارتی مسائل کو ظاہر کر سکتا ہے۔ جب انجینئرز لوازمات کے اندر ہوا کے بہاؤ کی ماڈلنگ کرتے ہیں، سطحوں پر دباؤ میں تبدیلیوں کا تعاقب کرتے ہی یا وہ مقامات دریافت کرتے ہیں جہاں اجزاء کے زیادہ گرم ہونے کا خدشہ ہو، تو وہ بہت سی ایسی غلطیوں کو پکڑ لیتے ہیں جو عام طور پر کسی کی نظر سے اوجھل رہتی ہیں۔ مثال کے طور پر، نالیوں کی غلط پوزیشننگ ہموار ہوا کے بہاؤ کے بجائے گرداب پیدا کرتی ہے، جبکہ کچھ مقامات اس لیے گرم مقامات بن جاتے ہیں کیونکہ ان تک ہوا کا رسائی ہی نہیں ہوتی۔ کئی انجینئرنگ فرمز کی تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ جب ڈیزائنرز CFD تکنیک کا استعمال کرتے ہوئے خانوں کو بہتر بناتے ہیں تو ان کی مصنوعات معیاری ڈیزائن کے مقابلے میں تقریباً 40 فیصد زیادہ مؤثر طریقے سے حرارت کو منتشر کرتی ہیں۔ CFD تجزیہ سے زیادہ سے زیادہ فائدہ حاصل کرنے کے لیے کچھ عملی تجاویز میں وینٹ کھولنے کے زاویے کو بالکل صحیح انداز میں جھکانا شامل ہے تاکہ ہموار ہوا کے بہاؤ کے نمونے کو فروغ دیا جا سکے، برقی تاروں کو مرکزی تهویہ کے راستوں سے دور رکھنا، اور یہ یقینی بنانا شامل ہے کہ نکاسی کے منہ معیاری داخلی سوراخوں سے کافی بڑے ہوں – عام طور پر 20 سے 30 فیصد بڑا ہونا قدرتی کنویکشن کرنسی کو تشکیل دینے کے لیے بہترین کام کرتا ہے۔ ڈیزائن کے عمل کے ابتدائی مراحل میں اس قسم کے تجربات کو مکمل کرنا بعد میں مہنگے دوبارہ ڈیزائن کے اخراجات کو روک کر آگے چل کر رقم بچاتا ہے، اور یہ یقینی بنانے میں بھی مدد کرتا ہے کہ تمام چیزوں کا درجہ حرارت محفوظ حدود کے اندر رہے اور ساتھ ہی ساتھ تمام ساختی اور ماحولیاتی حفاظتی ضوابط پر پورا اترے جن کی پیروی صنعت کاروں کو کرنی ہوتی ہے۔

الیکٹریکل ہاؤس انکلوژرز میں ماحولیاتی تحفظ اور حرارتی کارکردگی کا توازن

صنعتی آلات پر کام کرنے والے انجینئرز کے لیے، انکلوژرز کے حوالے سے ہمیشہ ایک متوازن کارروائی درکار ہوتی ہے۔ انہیں IP66 یا NEMA 4X ریٹنگ جیسی سخت ماحولیاتی خصوصیات کے مطابق ہونا چاہیے، لیکن اسی وقت وہ اتنی حرارت کو باہر نکالنے کے قابل بھی ہونے چاہئیں کہ آلات زیادہ گرم نہ ہوں۔ دھول، پانی اور کھات پانی عناصر سے اہم نظاموں کی مناسب حفاظت کرنا بے شک بالکل ضروری ہے۔ لیکن اگر ہم سیلنگ میں بہت زیادہ حد تک جائیں تو حرارت اندر ہی قید ہو جاتی ہے اور درحقیقت اجزاء کی خرابی کو تیز کر دیتی ہے۔ مثال کے طور پر کمپریشن گسکیٹس کو لیں۔ یہ چیزوں کو اندر جانے سے روکنے میں بہت اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتی ہیں، لیکن پھر ہمیں حرارت کے جمع ہونے سے نمٹنے کے لیے کچھ اور درکار ہوتا ہے۔ عام طور پر اس کا مطلب انکلوژر کی دیواروں میں موصلیت والے مواد کا اضافہ کرنا یا ڈیزائن میں کہیں نہ کہیں حرارت کو جذب کرنے والے (ہیٹ سنک) کا انتظام کرنا ہوتا ہے۔ ورنہ تمام تحفظاتی اقدامات حل کے بجائے مسئلے کا حصہ بن جاتے ہیں۔

وینٹی لیشن حل ہوا کے بہاؤ کی ضروریات اور سخت حالات کے خلاف تحفظ کے درمیان فرق کو کم کرنے میں مدد کرتے ہیں۔ نامہ ریٹڈ پنکھوں کے ساتھ ذرات کے فلٹرز سے لیس لوورڈ وینٹس، دھول، تیزابیت اور دھونے کے دوران پانی کے تعرض سے آلات کی حفاظت کرتے ہوئے ہوا کے بہاؤ کو برقرار رکھنے میں اچھی کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہی ہیں۔ حرارتی کنٹرول کے لیے، کچھ طریقے قابل غور ہیں۔ حرارتی انٹرفیس مواد گرم اجزاء سے الگ تھلگ دیواروں تک حرارت کے انتقال کو بہتر بناتے ہیں۔ الگ تھلگ جگہوں کے باہر درجہ حرارت میں غیر یقینی صورتحال سے بچاؤ کے لیے عایت کو منصوبہ بندی کے تحت بھی لگایا جا سکتا ہے۔ یہ طریقے کچھ مقامات پر خاص طور پر اہم ہو جاتے ہیں۔ زیادہ نمی والے ساحلی علاقوں کو ضدِ ترطیب ہیٹرز سے بڑی حد تک فائدہ ہوتا ہے جو نمی کے نقصان کو روکتے ہیں۔ اسی طرح، براہ راست سورج کی روشنی کے تعرض والے آلات کو حرارت کے جمع ہونے کو کم کرنے کے لیے یا تو عکاسی والی کوٹنگز یا سایہ دار ساخت کی ضرورت ہوتی ہے۔ جب ہم IP اور NEMA درجات کو دیکھتے ہیں، تو ہمیں واضح ثبوت نظر آتے ہیں کہ ماحولیاتی تحفظ اور حرارتی انتظام الگ الگ معاملات نہیں ہیں۔ بلکہ طویل مدت تک طاقت تقسیم کے نظاموں میں قابل اعتماد آپریشن کے لیے یہ ایک دوسرے پر منحصر ہوتے ہیں۔

فیک کی بات

الیکٹریکل ہاؤسز میں حرارتی بوجھ کیا ہوتا ہے؟

حرارتی بوجھ سے مراد الیکٹریکل خانوں کے اندر تولید شدہ حرارتی توانائی کی وہ مقدار ہے، جو بنیادی طور پر ٹرانسفارمرز، وی ایف ڈیز (VFDs)، اور سوئچ گیئر جیسے طاقت کے اجزاء کی جانب سے اندرونی حرارت کی تولید اور ماحولیاتی درجہ حرارت اور سورج کی روشنی کے اثرات جیسے خارجی عوامل کی وجہ سے ہوتی ہے۔

الیکٹریکل ہاؤسز کے لیے منفعل اور فعال تبرید کے طریقے کیسے مختلف ہوتے ہیں؟

منفعل تبرید قدرتی عمل اور حرارتی سنکس اور حرارتی پائپس جیسی مواد پر انحصار کرتی ہے، جبکہ فعال تبرید فلٹر شدہ پنکھے اور خانہ دار ای سی یونٹس جیسے میکینیکل نظاموں کو زیادہ حرارت کو منظم کرنے کے لیے شامل کرتی ہے۔

الیکٹریکل خانوں کی ڈیزائننگ میں سی ایف ڈی کا کیا کردار ہوتا ہے؟

کمپیوٹیشنل فلویڈ ڈائنامکس (CFD) کو خانوں کے اندر ہوا کے بہاؤ کی نقل کرنے اور بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور اس سے قبل کہ تیاری کا عمل شروع ہو، ممکنہ گرم مقامات اور دباؤ میں تبدیلیوں کی نشاندہی اور ان کا ازالہ کیا جا سکتا ہے۔

ماحولیاتی حفاظت اور حرارتی کارکردگی کے درمیان توازن کیوں اہم ہے؟

ان دونوں پہلوؤں کا توازن قائم رکھنا یقینی بناتا ہے کہ برقی خانوں کا ماحولیاتی خصوصیات کے ساتھ ساتھ گرم ہونے سے بچاؤ ہو، اس طرح دھول، پانی اور تیزابیت کے خلاف تحفظ فراہم ہو جبکہ مناسب حرارت کے اخراج کی اجازت بھی ہو۔