بررسی انواع سیستم های تهویه مطبوع موضوع این نوشته از مهندس یار است. یکی از سیستم های مهم تاسیسات ساختمانی، سیستم تهویه مطبوع و یا HVAC می باشد. سیستم تهویه مطبوع مجموعه اقداماتی است که برای تهویه و تمیز کردن هوای داخل ساختمان انجام می شود. سیستم های تهویه مطبوع نقش بسیار مهمی در کیفیت هوای داخل ساختمان دارند. نقش این سیستم ها به خصوص در ساختمان های صنعتی و تجاری بسیار مهم است. در برخی موارد از سیستم تهویه به عنوان سیستم گرمایش نیز استفاده می شود که متناسب با آن باید طراحی های لازم انجام شود.
برای تمیز نگه داشتن هوای یک ساختمان، نیاز است که از چند تجهیز برای کنترل کیفیت هوا استفاده کرد. اکثر این تجهیزات مکانیکی بوده و در راستای ورود و خروج جریان هوا عمل می کنند. فن ها از جمله اصلی ترین تجهیزات مورد استفاده در سیستم های تهویه مطبوع هستند. کنترل دمای محیط یکی دیگر از خصوصیات سیستم های تهویه مطبوع است که متناسب با شرایط ساختمان انجام می شوند. در این مقاله در مورد طراحی بهینه تهویه مطبوع و تجهیزات مرتبط با آن صحبت می شود.
همچنین ببینید: آموزش تاسیسات مکانیکی ساختمان
انواع سیستم های تهویه مطبوع
سیستم های تهویه مطبوع امروزه نقش مهمی را در تاسیسات ساختمان های مسکونی و تجاری دارند. با توجه به نیاز تعویض هوای موجود در داخل ساختمان، داشتن یک سیستم به روز و مناسب می تواند تاثیر زیادی در راحتی فضا داشته باشد. امروزه سیستم های تهویه مطبوع علاوه بر بالا بردن کیفیت هوا با جا به جایی آن، می توانند دمای هوای داخل ساختمان را اندازه گیری کرده و با توجه به دما مدنظر هوای گرم یا سرد را به داخل اتاق وارد کنند.
در این شرایط می تواند سیستم های تهویه مطبوع و سرمایش و گرمایش ساختمان، در واقع یک سیستم هستند. این سیستم ها با سنسور های نصب شده در اتاق، دمای هوای داخل ساختمان را اندازه گیری کرده و پس از آن نسبت به ارسال هوای اضافی با دمای مورد نظر اقدام می کنند. سیستم های موجود در بازار امروز در سه مدل عرضه می شوند. سیستم های هوا-آب، سیستم های تمام هوا و سیستم های تمام آب از جمله مهم ترین آن ها هستند.
سیستم تهویه مطبوع تمام آب
در سیستم های تمام آب، تنها از سیال آب برای ارسال هوای خنک یا سرد استفاده می شود. در واقع در این مدل از سیستم ها، برای گرم کردن فضای ساختمان از دیگ بخار استفاده می شود. سیال آب داخل دیگ بخار گرم شده و در معرض هوای ورودی به ساختمان قرار می گیرد و با استفاده از فن های تعبیه شده هوای گرم با دمای مد نظر وارد ساختمان می شود.
در فصول گرم سال برای خنک کردن هوا از چیلر استفاده می شود. در این سیستم هوا در معرض آب خنکی که ار سیکل چیلر ایجاد می شود، عبور می کند. بدین صورت سیستم تهویه مطبوع در فصول گرم و سرد سال عمل می کند.
در سیستم های هوا-آب، معمولا گرمایش با استفاده از بخار آب و سرمایش با استفاده از هوا صورت می گیرد. هوای گرم یا سرد در معرض این سیال ها قرار گرفته با توجه به نیاز ساختمان با دبی بالا یا پایین به داخل ساختمان ارسال می شود.
در سیستم های تمام هوا تنها از سیال هوا برای گرم یا سرد کردن هوای ساختمان استفاده می شود. در این سیستم های نیز همانند سیستم تمام آب از دیگ بخار و چیلر استفاده می شود اما با این تفاوت که هوای گرم یا سرد شده در مخزنی در موتور خانه ترکیب شده و سپس با استفاده از فن ها تعبیه شده به داخل ساختمان ارسال می شود. برای تولید هوای لازم از سیستم های هواساز استفاده می شود تا هوای مورد نیاز را ایجاد کرده و از طریق کانال های مورد نظر به داخل ساختمان ارسال کند.
معرفی تجهیزات مورد نیاز برای تهویه مطبوع
سیستم های تهویه مطبوع نیاز به منابعی دارند تا دمای ساختمان را با توجه به نیاز ساکنین تغییر دهد. این سیستم ها باید توانایی تولید هوای سرد و گرم را داشته باشند. یکی از اصلی ترین تجهیزات مورد استفاده برای گرمایش ساختمان ها، دیگ های بخار هستند. در این تجهیزات سیال آب حرارت دیده و بخار می شود و در طی فرآیندی در تماس با هوای مورد نظر برای ورد به ساختمان قرار می گیرد. در مقابل برای سرمایش ساختمان از سیکل های یخچال یا چیلر استفاده می شود.
سیستم های چیلر در مدل های مختلفی هستند از گاز هایی به نام مبرد تشکیل می شوند. بر اثر تبخیر این مبردها و تماس با هوای ورودی به داخل ساختمان، هوای سرد وارد ساختمان می شود. یکی دیگر از تجهیزات پر کاربرد در تهویه مطبوع ساختمان، رطوبت گیر است. پدیده رطوبت گیری هوا براساس یک اصل فیزیکی به نام نقطه شبنم هوا انجام می شود. زمانی که دمای هوا به دمای کمتر از نقطه شبنم برسد قطرات ریز آب به از مولکول های هوا جدا شده و با قرار دادن یک کویل سرد شده می توان این قطرات را از هوای خک جدا کرد.
هواکش ها یا فن ها از جمله دیگر تجهیزات مهم در سیستم های تهویه مطبوع هستند. فن ها هوا را از داکت ها و کانال های هوا عبور داده و آن را به سمت اتاق ها ارسال می کنند. فن ها به دو دسته محوری و گریز از مرکز تقسیم می شوند. با توجه به ابعاد و متراژ ساختمان ها اندازه این فن ها نیز متغیر است.
محصول مرتبط: آموزش Revit MEP
عوامل مهم در تهویه مطبوع مناسب
سیستم های تهویه مطبوع تاثیر بسزایی در آرامش فضای ساختمان دارند. این سیستم ها به خصوص در محیط های تجاری و اداری می توانند کمک زیادی به افزایش بازده کاری افراد بکنند. دمای هوا، رطوبت هوا، سرعت وزش هوا، گرد و غبار زدایی از هوا و از بین بردن بوی نا مطبوع هوا از جمله عواملی هستند که در سیستم های تهویه مطبوع اهمیت فراوانی دارند. در واقع سنسورهایی در تمامی سیستم های تهویه مطبوع وجود دارد که می تواند تمامی معیارهای گفته شده را اندازه گیری کند.
در صورت بالا یا پایین بودن هر کدام از این معیارها، تغییراتی در سیکل تولید هوا انجام می شود و به اینصورت هوا دقیقا متناسب با نیاز ساکنین به داخل ساختمان ارسال می شود. ایجاد کانال ها و داکت های عایق می تواند کمک زیادی به بهبود هوای ارسال شده توسط سیستم تهویه مطبوع کند. فیلتر های مورد نیاز برای تصفیه هوا باید در مدت زمان مشخص شده ای تعویض شوند تا کیفیت هوا تغییری نداشته باشد.
خصوصیات یک سیستم تهویه مطبوع مناسب
یکی از سوالاتی مهم در زمینه خنک سازی ساختمان، چگونگی استفاده از یک سیستم تهویه هوا مناسب است. به نظر افراد عادی باز کردن در یخچال می تواند یک روش مناسب برای خنک سازی آشپزخانه باشد. این ایده در ابتدا بسیار ساده به نظر می رسد اما در واقعیت یک ایده بسیار ناشیانه است. شما با باز کردن در یخچال نه تنها باعث خنک سازی محیط نمی شوید بلکه دمای اتاق نیز ممکن است کمی افزایش یابد. افزایش دمای اتاق به واسطه داغ شدن فین های پشت یخچال برای انجام کار مورد نظر است.
قانون پیوستگی انرژی یک تعریف منطقی از انرژی تولیدی و مصرفی ارائه می دهد. براساس این قانون انرژی نمی تواند خود به خود ساخته شده یا از بین برود، اما ان خاصیت می تواند از حالتی به حالت دیگر تغییر کند. ایده ساخت یخچال می تواند یک روش مناسب برای ایجاد تهویه هوا در ساختمان باشد. در این حالت باید فضای اتاق را همانند فضای یخچال و روش جابه جایی هوا را نیز با استفاده از فن ها تغییر داد. در این مقاله در مورد نحوه عملکرد تهویه هوا و موارد مرتبط با آن صحبت می شود.
سیستم تهویه هوا چگونه عمل می کند؟
سیستم تهویه هوا از فن به عنوان تجهیزی برای جابه جایی هوای گرم و سرد استفاده می کند. علاوه بر فن هایی که در دو طرف قسمت سرد و گرم اتاق وجود دارد، المنت های گرمایی نیز در اتاق موجود است که می تواند دمای هوای را در روزهای سرد و گرم تنظیم کند. این المنت ها در روزهای سرد گرما را منتقل کرده و در روزهای گرم سرما را به داخل اتاق منتقل می کنند. به این سیستم ها به اختصار HVAC گفته می شود.
نحوه عملکرد این سیستم های به این صورت می باشد که ابتدا هوای گرم اتاق از طریق شبکه مکیده می شود. هوای مکیده شده از لوله هایی که حاوی سیال خنک کننده است عبور کرده و موجب خنک سازی هوا می شود همچنین رطوبت زدا رطوبت اضافی هوا را جدا می کند. سپس هوا از روی المنت های گرمایی عبور کرده که متناسب با شرایط در دمای مختلفی هستند. پس از آن یک فن هوای عبوری را به داخل یک شبکه ارسال کرده تا وارد فضای اتاق شود.
در همین حین، سیال خنک کننده که گرمای هوای اتاق را گرفته است داغ شده و بخار می شود. سیال بخار شده وارد چرخه شده و دوباره تبدیل به مایع می شود تا گرمای هوای تازه ورودی را بگیرد که دقیقا همانند چرخه یخچال است. گرمای گرفته شده از هوای اتاق به فلزهایی که در بیرون از ساختمان نصب شده است ارسال شده تا گرما را به فاضی بیرون ساختمان ببرد. این عمل با استفاده از فن ها تسریع پیدا می کند.
آسیب سیستم تهویه هوا به محیط زیست
همانطور در قانون پایستگی انرژی گفته شد، مصرف انرژی تبعاتی نیز خواهد داشت. زمانی که شما در داخل ساختمان از هوای سرد در دل تابستان لذت می برید، هوای گرم اتاق به فضای بیرونی منتقل شده است. این موضوع که امروزه به عنوان گرمای جهانی شناخته می شود، موجب نگرانی های زیادی برای طرفداران محیط زیست شده است.
مسئله تهویه هوا تنها با راحتی و آسایش افراد داخل ساختمان ندارد. این موضوع می تواند بر روی سلامت و میزان عملکرد افراد به خصوص در فضاهای ادارای اثر بگذارد. طبق تحقیقاتی میزان مرگ و میر در قاره اروپا به واسطه استفاده کمتر از سیستم های تهویه هوا در فصول گرم سال بیشتر از قاره آمریکا است.
تهویه هوا علاوه بر مشکلات محیط زیستی، هزینه برق بسیار بالایی دارد. این موضوع می تواند یکی از اثرات منفی استفاده از سیستم تهویه هوا در ساختمان ها باشد. برای صرفه جویی در این زمینه پیشنهادات مختلفی ارائه شده است. اولین پیشنهاد در این زمینه استفاده از پنجره به عنوان مسیر برای جابجایی هوا است. شما می توانید پنجره را در فصول گرم سال در طول شب باز نگاه داشته و در طول روز ببندید.
توصیه می کنیم بخوانید: آموزش نقشه کشی تاسیسات مکانیکی ساختمان
سیال مبرد (خنک کننده) در HVAC
تا قبل از قرن بیستم میلادی بسیاری از یخچال ها و سیستم های تهویه مطبوع از سیالات خنک کننده با نام CFC ها استفاده می کرده است. این سیالات دارای اثرات بسیار نا مناسب محیط زیستی می باشند که خوشبختانه مصرف آن ها در دهه های اخیر بسیار پایین آمده است. این مواد شیمیایی در صورت نشتی می توانستند وارد لایه استراتوسفر فضا شده و لایه ازون را آسیب برسانند. لایه ازون یکی از اصلی ترین لایه های اطراف زمین است که از زمین در برابر اشعه های مضر خورشید محافظت می کند.
امروزه طبق عهد نامه ای بین المللی استفاده از این مواد شیمیایی ممنوع شده است و به جای از HCFC ها استفاده می شود که اثرات محیط زیستی کمتری دارند. امروزه گسترش سیستم های تهویه هوا بسیار زیاد بوده به طوری که در سال 2009 طبق آمار، 87 درصد از آمریکایی ها از این سیستم استفاده می کنند. این سیستم ها می تواند تاثیر زیادی بر مصرف الکتریسیته داشته باشد و همچنین اثرات محیط زیستی آن نیز بسیار چشم گیر می باشد که باید راه حلی برای این دو مورد پیدا کنید.
سیستم تهویه هوا تبخیرکن
تبخیر آب می تواند یک روش مناسب برای تهویه هوای اتاق باشد. در فصول گرم سال بسیاری از حیوانات از جمله سگ ها بدن خود را لیس می زنند. این امر به خاطر این است که تبخیر مولکول های اب روی بدن آن ها می تواند دمای بدن آن ها را پایین بیاورد. این امر می تواند در محیط های بزرگتر به شکلی کاربردی مورد استفاده قرار بگیرد. در این روش هوا از اطراف صفحه یا محیطی که آغشته به آب است می گذرد و متناسب با آن هوا سرد می شود. این روش از خنک سازی اتاق معمولا به دو طریق انجام می شود.
در روش اول دو سیال هوا و آب به صورت مستقیم با یکدیگر در ارتباط هستند و موجب انتقال حرارت به یکدیگر می شوند. در روش دوم دو سیال هوا و آب از طریق لوله های مبدل حرارتی در تماس با یکدیگر قرار می گیرند و این تماس به صورت غیر مستقیم است. طبیعتا پس از طی این فرایند هوای ورودی به اتاق مرطوب می شود. این روش از خنکسازی اگرچه هزینه های کمتری را بر دوش کاربران می گذارد اما خنک سازی آن به قدرت سیستم تهویه هوا نیست.
هیچ دیدگاهی نوشته نشده است.