نمایشگاه ها

تهویه مطبوع

آشنایی با سیستم تهویه مطبوع

در تهویه مطبوع با استفاده از تجهیزات مختلف می توانیم کیفیت هوا، دما، رطوبت و فشار طرح داخل را به شرایط استاندارد یا مورد نظر برسانیم. مهندس مکانیک سیالات یا مهندس تاسیسات و تهویه مطبوع  با استفاده از استاندارد های مرجع از جمله ASHRAE و همچنین علم ترمودینامیک، اصول مکانیک سیالات و قوانین انتقال حرارت به طراحی و انتخاب سیستم های مورد نیاز می پردازد. در خارج از ایران از کلمه ی HVAC یا CHVAC به معنی سرمایش، گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع نیز استفاده می کنند.

Cooling

Heating

Ventilation

Air conditioning

در ایران سازمان نظام مهندسی به تدوین  مباحث چهاردهم و شانزدهم  جهت استفاده ی مهندسن طراح پرداخته است که مهندسین در کنار کتاب ASHRAE  و نرم افزار های محاسبه ی بارهای حرارتی و برودتی از جمله  نرم افزار آنالیز ساعتی کریر Carrier HAPو دیگر مراجع معتبر جهت طراحی و اجرای سیستم های تهویه مطبوع استفاده کنند.

انواع سیستم های تهویه مطبوع

  • مرکزی یا یکپارچه
  • مستقل
  • ترکیبی

سیستم یکپارچه

به سیستمی می گویند که در آن یک موتورخانه ی مرکزی که می تواند قسمتی از آن به روی بام و قسمتی دیگر در زیر زمین باشد به تولید برودت و حرارت یا هوای مطبوع می پردازد و در فضاهای مختلف حجم کنترل توزیع می کند. تجهیزاتی از جمله چیلر ، هوارسان و فن کویل و سیستم های VRF و همچنین بویلر های گرمایشی در دسته بندی سیستم های مرکزی قرار می گیرند. اولین نکته در این سیستم ها محاسبه ی شارژ واحدها و تقسیم هزینه بهای انرژی مصرفی و هزینه های نگهداری در بین بهره بردارها است.

سیستم مستقل

هر واحد به صورت جداگانه دارای سیستم تهویه مطبوع خود است و در نتیجه بهای انرژی، تعمیرات نگهداری و راه اندازی اول هر فصل بر عهده ی هر واحد است. محبوب ترین سیستم مستقل کولر آبی یا اسپلیت دیواری به همراه پکیج دیواری مستقل و رادیاتور است.

ترکیبی

در برخی موارد از سیستم ترکیبی نیز می توان استفاده کرد بدین صورت که موتورخانه ی گرمایشی مرکزی به همراه رادیاتورها / کویل های آب گرم برای گرمایش، و سیستم اسپلیت دیواری یا داکت اسپلیت یا کولر آبی جهت سرمایش طراحی و اجرا گردد.

مصرف انرژی در سیستم های تهویه مطبوع

  • برق
  • گاز
  • ترکیبی

بحث نوع مصرف انرژی از دو دیدگاه خرد و کلان قابل بررسی است. دیدگاه خرد براحتی قابل تشخیص است چراکه قبوض برق یا گاز یا آب مصرفی به بهره بردار تحویل می گردد. دیدگاه کلان کمی پیچیده تر است و نیازمند بررسی دقیق زیر ساختهای کشور ایران است. اینکه چند درصد از نیروگاهها جهت تولید برق از آب یا دیگر انرژی ها استفاده می کنند و اتلاف شبکه های توزیع به چه میزان است که در این مقاله نمی گنجد و در فرصت های آتی به بررسی آن می پردازم.

سیستم تمام برق

می توان از چیلر های تراکمی، اسپلیت کانالی با فن آوری هیت پمپ، وی آر اف VRFنام برد. در این سیستم ها و در هنگام برآورد های قیمتی باید نیاز پروژه به زیرساخت های برق را در نظر گرفت و استعلام های مربوطه را از اداره برق منطقه دریافت کرد. در برخی مناطق هزینه ی تامین پست برق بسیار بالاست و در مواقعی شبکه ظرفیت کمتری دارد یا نیاز به اختصاص فضا جهت پست برق است که همگی باید در محاسبات بودجه ای در نظر گرفته شوند.

سیستم ترکیبی

در سیستم ترکیبی از  گاز و برق و تجهیزاتی همانند چیلرهای جذبی و جی اچ پی GHP یا پمپ حرارتی گازی استفاده می شود. در هنگام انتخاب تجهیزات ، ارزش حرارتی گاز محل پروژه را در نظر بگیرید و با ادارات گاز و برق مکاتبه داشته باشید.

مصرف آب

طی سالیان اخیر بحران کم آبی در کشور ایران رو به افزایش است و به موازات رشد شبکه های اجتماعی ، آگاهی از این بحران نیز در بین اقشار مختلف جامعه ایران افزایش داشته است. البته باید گفت که بحران کم آبی در کشور ایران قدمتی بیش از ۲۰۰۰ سال دارد و این فلات همیشه در جنگ با خشکسالی بوده است. در دو سال اخیر با توجه به حجم بارندگی ها و پدیده ی ترسالی به میزانی قابل توجه و موقت سفره های زیر زمینی احیا شده است ولی اگر در تصمیمات کلان تدابیری اندیشیده نشود ورود به بحران خشکسالی سالهای اخیر امری غیر قابل اجتناب است. مصرف آب در سیستم تهویه مطبوع مربوط به خنکسازی کندانسور می شود. دستگاه و تجهیزی که بیشترین مصرف آب را دارد برج خنک کننده است که در حدود ۲ درصد آب درگردش مدار مصرف آب دارد.

انواع سیستم تهویه مطبوع

دارای دو نوع شاخص خنک سازی و شاخص سیال انتقال حرارت است.

شاخص خنک سازی

  • آب خنک همانند چیلرهای جذبی یا تراکمی آب خنک که نیاز به برج خنک کننده دارند.
  • سیستم هواخنک مانند چیلر تراکمی هوا خنک، اسپلیت، اسپلیت کانالی، وی آر اف VRF و جی اچ پی GHP یا پمپ حرارتی گازی که با فن کندانسور به خنکسازی می پردازند.

کندانسور هواخنک یا آب خنک؟

این انتخاب به عوامل مختلفی بستگی دارد. زیر ساختهای پروژه ساختمانی و چگونگی تامین آب، برق و گاز نقش بسزایی دارد. عامل بسیار مهم محدوده ی جغرافیایی و رطوبت نسبی است. همانطور که می دانید سرمایش تبخیری ( همان فرایندی که در برج های خنک کننده اتفاق می افتد) در رطوبت نسبی ها بالا به مشکل بر می خورد و کارایی ندارد به همان علت است که در خط جنوب و شمال کشور که رطوبت نسبی بالایی دارد از سیستم های هواخنک به جای آب خنک استفاده می کنند چراکه امکان عملکرد صحیح و مناسب برج خنک کننده وجود ندارد.

شاخص  سیال انتقال حرارت

ای شاخص بر دو نوع سیستم تمام آب و سیستم با مایع مبرد است.

  • سیستم تمام آب

در این سیستم سیال انتقال حرارت آب است و چیلر یا بویلر و دیگ آنرا تولید و پمپ های سرکولاتور به واحد های توزیع هدایت می کنند. اجزا و تجهیزات اصلی این سیستم ها چیلر، فن کویل، دیگ یا بویلر، هوارسان و پمپ های سیرکولاتور هستند.

  • سیستم با مایع مبرد

در این سیستم مبرد در  قسمت اواپراتور هوا را  سرد می کنند و سیال هوا دما، رطوبت، کیفیت و در برخی مواقع فشار طرح داخل را تنظیم می کند. تجهیزات اصلی این سیستم ها وی آر اف، اسپلیت کانالی و اسپلیت دیواری هستند.

شاخص نوع انتقال سیال انتقال حرارت

 

لوله

لوله های گالوانیزه یا چند لایه آب را در سیستم های تمام آب منتقل می کنند و لوله های مسی مبرد سیستم مایع مبردی یا DX را منتقل می کنند.

کانال

کانال یا داکت ها هوای مطبوع تولیدی را از  ایرواشر، هوارسان یا کولر آبی به فضاهای مورد نظر انتقال می دهند.

تجهیزات تهویه مطبوع

، پکیج گرمایشی، سیستم VRF، اسپلیت دیواری  کولر گازی، داکت اسپلیت، فن کویل، ترموستات فن کویل، شیر های کنترل، هواساز، بویلر یا دیگ فولادی، چیلر از جمله تجهیزات تهویه مطبوع هستند. 

چیلر 

در راهنمای خرید چیلر به طور کامل چیلر را مورد بررسی قرار داده‌ایم.

بویلر یا دیگ فولادی

بویلر یا دیگ فولادی (دیگ بخار) محفظه ای است که لوله هایی درون آن تعبیه شده است که با شعله ی آتش خروجی از مشعل آب در جریان را به صورت غیر مستقیم گرم، جوش یا داغ یا تبدیل به بخار می کند. بویلر ها می توانند یک یا چند پاس باشند که در شکل زیر تفاوت آنها را نمایش داده ام.

در دیگ های چدنی نیز که معمولا در ظرفیت های پایین تری ساخته می شوند و کمتر قابلیت تولید بخار آب و فشار کاری پایین تری دارند از پره های چدنی استفاده می شود.

بویلر ها آب گرم مورد نیاز تهویه مطبوع ساختمان را تولید می کنند و این آبگرم به واسطه ی پمپ های سیرکولاتور به رادیاتور ها، فن کویل ها، کویل گرمایش داکت اسپلیت یا هوارسان توزیع می گردد. توجه داشته باشید  دبی آبگرم مورد نیاز در گرمایش به مراتب کمتر از سرمایش است پس می توان در فصل سرد سال تعدادی از پمپها را از مدار خارج کرد و این مهم باید در طراحی سیستم های تمام آب مد نظر قرار گیرد.

بویلر دیگ بخار

 

 

پکیج گرمایشی

با اقبال عمومی به سیستم های مستقل تهویه مطبوع نیاز تولید آبگرم برای سرمایش و مصرف بیش از گذشته به چشم آمد و پکیج های خانگی که توان تولید آبگرم مورد نیاز یک واحد را دارند تولید و عرضه شد.

انواع پکیج گرمایشی

  • دیواری
  • زمینی

می توان پکیج ها را به دودکش دار و فن دار نیز تقسیم بندی کرد. پکیج ها دارای مبدل های صفحه ای جهت تولید آبگرم مصرفی و گرمایش به همراه مشعل، ترموستات و تجهیزات کنترلی و هوا گیری هستند. در ظرفیت های بالاتر مخزن ذخیره ی آبگرم می تواند به بالا بردن سطح آسایش بهره بردار کمک شایانی کند.

تهویه مطبوع

 

پکیج های گرمایشی می توانند از نوع چگالشی باشند در این مدلها بهینه سازی مصرف انرژی بسیار بالاست تا حدی که دود خروجی حرارت پایینی دارد، هنگامی که درجه حرارت دود به پایین تر از نقطه ی شبنم آن افت کند، کندانس می شود و تولید مایع اسیدی می کند. در نتیجه لازم از در پکیج های چگالشی از مواد ضد اسید و فولاد ضد زنگ استفاده شود که هزینه ی اولیه آنرا افزایش می دهد.

 

 

سیستم VRF

سیستم VRF به زبان ساده همان سیستم مرکزی اسپلیت و داکتد اسپلیت است که یونیت های بیرونی تجمیع شده اند و در ظرفیت های بالاتر نسبت به دستگاههای مستقل طراحی و ساخته شده اند. اتصال بین یونیت بیرونی و یونیت داخلی با لوله های مسی امکان پذیر است و با توجه به توان بالای دستگاهها محدودیت کمتری را در طول افقی و عمودی لوله های مسی نسبت به سیستم مستقل وجود دارد. این سستم ها نسبت به کل سیستم های تهویه مطبوع گران تر هستند و هزینه های اجرایی بالایی دارند. نکته ی مهمی که در انتخاب و سایزینگ این سیستم ها باید مد نظر قرار داد این است که شرکت های تامین کننده ی این سیستم ها ، ظرفیت هایی که در کاتالوگ ارائه داده اند بر اساس دمای بیرونی زمستان ۷ درجه ی سانتیگراد بالای صفر است و در صورتی که بخواهیم سرمایش و گرمایش را فقط با این تجهیز انجام دهیم باید ظرفیت دستگاهها را بالاتر در نظر بگیریم که در سرمای زمستان به مشکل بر نخوریم. این مسئله باعث افزایش هزینه اولیه ی خرید و اجرا می شود. در صورتی هم که بخواهیم از سیستم گرمایش مرکزی استفاده کنیم باید کویل های آبگرم در جلوی دستگاههای داخلی نصب شوند که در نتیجه باید کل یونیت های داخلی توی کار نصب شوند که این مسئله از نظر معماری در اکثر پروژه های اداری و تجاری با سختی هایی همراه است و ترجیح بر این است که بتوان از انعطاف بالاتری برخوردار بود. در سالیان اخیر واردات، فروش و خدمات پس از فروش این سستم ها در کشور ایران با مشکلات گوناگونی مواجه شده است که اقبال بازار و جامعه ی مهندسی – به این تجهیز –  روز به روز در حال کاهش است.

تهویه مطبوع

 

اسپلیت دیواری  کولر گازی

کولرهای گازی انواع گوناگونی دارند از جمله سرد، سرد و گرم ، اینورتر و معمولی و در ظرفیت های ۹۰۰۰ ، ۱۲۰۰۰، ۱۸۰۰۰، ۲۴۰۰۰، ۳۰۰۰۰، ۳۶۰۰۰، ۴۲۰۰۰، ۴۸۰۰۰، ۵۰۰۰۰، ۶۰۰۰۰ بی تی یو بر ساعت ارائه می شوند. از نظر ظاهر و ظرفیت به دو نوع دیواری و ایستاده تقسیم بندی می شوند.

اجزای کولرهای گازی

  • کندانسور
  • کمپرسور
  • اواپراتور
  • شیر انبساط یا لوله موئین

کولرهای گازی یا اسپلیت همان دستگاه‌ تهویه مطبوع    هستند که از سیکل تبرید پیروی می‌کنند. می دانیم که گرما به خودی خود از محیطی که دمای بالاتری دارد به محیطی با دمای پایین‌تر انتقال داده  می‌شود ولی بر عکس این عمل نیاز به صرف انرژی است که سیکل تبرید با جذب گرما در اواپراتور و دفع گرما در کندانسور این کار را انجام می‌دهد. سیکل تبرید کولرهای گازی همان سیکلی است که در چیلر های تراکمی اتفاق می افتد.

کولر گازی

داکت اسپلیت

داکت اسپلیت یا اسپلیت یونیت کانالی به طور گسترده ای در جهان استفاده می شود. در واقع داکت اسپلیت همان کولر گازی است که ظرفیت یک و نیم تن تبرید به بالا دارد و یونیت داخلی آن شبیه فن کویل است با این تفاوت که کویل DX آن با لوله های مسی به یونیت خارجی متصل می شوند. محل نصب  یونیت داخلی در سقف کاذب است و به وسیله ی کانالهای توزیع هوا و دریچه های مختلف هوای سرد و مطبوع را به فضاهای می رساند. در کشور ایران با توجه به هزینه بهای پایین تر گاز طبیعی، در مقابل یونیت داخلی دستگاه داکت اسپلیت یک کویل گرمایشی نصب می کنند که می تواند به موتورخانه ی مرکزی یا پکیج گرمایشی متصل گردد. در فصل سرد سال، با استفاده از آبگرم در جریان کویل ها و فن های یونیت داخلی که مصرف برق کمتری دارند گرمایش مطبوعی تامین می شود.

داکت اسپلیت

فن کویل

فن کویل از تجهیزات توزیع برودت و حرارت است که به همراه شیر های کنترل و ترموستات به عملکرد بهینه می رسد. یک جعبه را در نظر بگیرید که داخل آن کویل نصب شده است و کویل ها دو یا چهار ورودی و خروجی دارند که به سیستم لوله کشی ساختمان وصل شوند. در پشت کویل فن هایی تعبه شده است که هوا را بمکد و از روی کویل عبور دهد. این تجهیز در درسته ی ترمینال یونیت قرار دارد و فن کویل نامیده می شود.

انواع فن کویل

علاوه بر نوع اتصال لوله که می تواند فن کویل ها را به دو لوله ای و چهار لوله ای تقسیم بندی کند و همچنین نوع نصب آنها که می تواند به روی دیوار، زمین، سقف، داخل سقف و کانال باشد محبوب ترین دسته بندی فن کویل در بازار تاسیسات به شرح زیر است:

سقفی تو کار

کانالی

کاستی چهارطرفه

کاستی یک طرفه

دیواری

زمینی

سقفی روکار

فن کویل

ترموستات فن کویل

ترموستات فن کویل دستگاهی است که دمای یک حجم کنترل را حس می کند و فرمانهایی جهت حفظ دما در شرایط مورد نظر یا نقطه تنظیم (Set Point) به فن کویل صادر می کند. ترموستات ها در تمام سیستم هایی  که با سرمایش یا گرمایش، دمای محیط را به شرایط طرح می رسانند کاربرد دارند. فرمان های صادر شده از ترموستات می تواند به صورت دو وضعیتی On / Off یا تدریجی باشد. با ترموستات می توان ساده ترین نوع کنترل سیستم تهویه مطبوع را به دست اورد.

ترموستات فن کویل

شیر های کنترل

شیر کنترل دبی سیال مایع یا گاز را در یک سیستم تنظیم می کند. شیر با تغییر مقاومت خود در مقابل سیلان سیستم که بدان استروک یا ضربه می گویند به تنظیم سیال می پردازد. شیر با تغییر وضیعت باز و بسته شدن و ایجاد افت فشار می تواند دبی سیال را کاهش دهد. همچنین می توان به شیرPICV که شیر کنترل دو راهه و بالانسینگ است اشاره کرد.

شیر کنترل

هواساز

هواساز دستگاهی است که در تهیه مطبوع انواع محیط ها و ساختمان ها برای کنترل و تنظیم دما، رطوبت و کیفیت هوا  به کار می رود. به عبارتی این دستگاه توان ایجاد هوای مورد نظر برای انواع محیط های مختلف را در کیفیت، میزان رطوبت و درجه حرارت مطلوب دارد. دستگاه را می توان یکی از اجزای اصلی سیستم تهویه مطبوع دانست. زیرا این دستگاه در ترکیب با سایر دستگاه ها مانند بویلر، چیلر و… به کار می رود. یکی از قابلیت های ویژه این دستگاه  مهم از سیستم تهویه مطبوع، فیلتراسیون و افزایش کیفیت هوا است. این کار در دستگاه فوق به کمک چندین بستر فیلتر مختلف تعبیه شده صورت می گیرد. این دستگاه مانند فن کویل جز واحد توزیع به حساب می آید.

 

منابع

منبع