آشنایی با سیستم های تهویه مطبوع

 سیستم های تهویه مطبوع  دمای هوای داخل:

دمای هوای داخل با توجه به میزان دما و رطوبت نسبی مورد نیاز و نیز بسته به کاربری محیط که مسکونی باشد یا تجاری و یا صنعتی باشد یا کارخانه تغییر خواهد کرد. در خصوص ساختمان های مسکونی و تجاری بر اساس آسایش و آرامش افراد در محیط و نیز در خصوص ساختمان های صنعتی و کارخانجات برپایه محصولات تولیدی می باشد. بطوریکه کیفیت این محصولات تولیدی در صورتیکه دچار تغییر و تحول نشوند تعیین کننده میزان دمای هوای داخل است.
در طراحی بایستی این نکته توجه شود که تغییرات دمایی و تغییرات در میزان رطوبت در یک ساختمان در بخش های مختلف به گونه ای باشد که به آسایش و آرامش افراد لطمه و صدمه ای نزند و بر روی سلامتی آنها اثر منفی نداشته باشد.
لازم به ذکر می باشد به عنوان مثال در صورت افزایش دمای هوای خشک بایستی جهت جلوگیری از تغییر در آسایش و آرامش ساکنین میزان رطوبت نسبی کاهش یابد و در صورت کاهش دمای هوای خشک بایستی این میزان رطوبت نسبی افزایش پیدا کند.
تبادل حرارت از دیوارها و کف در زیر زمین به زمین:
در طراحی سیستم های تهویه مطبوع و سیستم های گرمایش و سرمایش به این نکته بایستی توجه ویژه ای نمود که تبادل حرارتی از کف در یک ساختمان به زمین وجود دارد. این امر بدلیل تغییرات اندک دمای زمین در طول سال می باشد. هرچه به سطح زمین نزدیک تر باشیم تغییرات دمایی قابل ملاحظه تر خواهد شد. بطوریکه این تغییرات دمایی خاک به طور مستقیمم تحت تاثیر دمای هوای اطراف آن خواهد بود.
با توجه به انتقال و تبادل حرارت از کف به زمین در مکانهای سرد سیر در فصول سرد سال ( زمستان) بایستی محیط کف به بهترین شکل ممکن عایق کرد تا این میزان تبادل حرارت به صفر نزدیک شود.
جهت بدست آوردن و محاسبه میزان تبادل حرارتی از کف و دیوارها به زمین در فصول سرد سال می توان از جدول زیر کمک گرفت. در محاسبه درجه حرارت زمین برحسب فارنهایت و تبادل حرارتی بر حسب Btu/ft2.hr می باشد.

تلفات حرارتی از دیوارهای زیر زمین
Btu/ft2.hr تلفات حرارتی از کف زیر زمین
Btu/ft2.hr دمای زمین F
۶ ۳ ۴۰
۴ ۲ ۵۰
۲ ۱ ۶۰

در جدول زیر ویژگی های دمای طراحی طرح برای داخل ساختمان در فصول سرد و گرم بر اساس اینکه ساکنین دارای آسایش و آرامش باشند آورده شده است.

مقادیر آورده شده در ستون نوسان دما برای تنظیم ترموستات اتاقی بکار می رود.
با توجه به این مهم که تاثیر شرایط و محیط زندگی بر روی افراد بسیار زیاد می باشد بطوریکه می تواند بر روی تمامی جنبه های روحی و روانی و فیزیکی و شخصیتی یک فرد تاثیر بگذارد لازم است بهترین و مطلوب ترین شرایط برای محیط زندگی و کار افراد بوجود آید تا ایده آل ترین حالات در جنبه های زندگی افراد مشاهده شود و این مهم یک امر لاینفک در طراحی یک سیستم تهویه مطبوع خوب می باشد.
مهم ترین وظیفه یک سیستم تهویه مطبوع خوب که یک طراح باید در هنگام طراحی آنها را لحاظ نماید عبارت است از: کنترل میزان دما و رطوبت و سرعت هوا و پاک کردن ذرات معلق در هوای ورودی به سیستم تهویه مطبوع می باشد. در کنار این وظایف یکی از دیگر وظایف سیستم تهویه مطبوع حذف باکتری ها و میکروب ها از هوای ورودی و انتقال هوای پاک و تمیز به داخل می باشد.
عمده ترین وظیفه یک سیستم تهویه مطبوع در ساختمان تامین گرمایش و سرمایش هوا متناسب با فصول سال می باشد. که این امر موجب آرامش و آسایش افراد در ساختمان می شود.
در زمان طراحی یک سیستم تهویه مطبوع با توجه به عوامل و پارامتر های گوناگون و متنوع، گستردگی انتخاب را موجب می شود.

عوامل تعیین کننده در انتخاب نوع سیستم تهویه مطبوع عبارتند از:

۱- موقعیت جغرافیایی که ساختمان در آن واقع شده است.
۲- ابعاد و اندازه ساختمان.
۳- امکانات مالی سفارش دهنده دستکاه تهویه مطبوع که می تواند شخص یا یک ارگان سرمایه گذار باشد.
۴- میزان مورد نیاز تغییرات بار حرارتی داخل محیط ساختمان.
۵- میزان قابلیت حفظ و ذخیره سازی حرارت در ساختمان.
۶- ویژگی ها وپارامترهای محیطی در محیط خارج ساختمان از قبیل دما، رطوبت، میزان وزش باد، میزان تابش آفتاب.
۷- لزوم استفاده از سیستم پیش سرمایش جهت کاهش اندازه دستگاه هواساز یا تهویه مطبوع در ساختمان
۸- تطبیق تجهیزات داخل ساختمان با سیستم تهویه مطبوع پیشنهادی
۹- خواسته های سفارش دهنده و ایده آل های ایشان در خصوص کیفیت هوای محیط و هوای تولیدی توسط سیستم تهویه مطبوع

یکی از مواردی که درمرحله طراحی  سیستم های تهویه مطبوع   می تواند حائز اهمیت باشد فضایی است که دستگاه تهویه مطبوع پس از ساخته شدن مقرر است در آنجا نصب شود. سیستم های تهویه مطبوع در هنگام نصب نیاز به فضای کافی دارند که این امر بایستی در هنگام طراحی مد نظر قرار گیرد.

انواع سیستم های تهویه مطبوع :

سیستم های تهویه مطبوع به طور کلی در یکی از تقسیم بندی های زیر قرار می گیرد:

۱- سیستم تهویه مطبوع تمام آب:

در این مدل از سیستم های تهویه مطبوع سیال حامل حرارت مورد نظر ( آب سرد یا آب گرم) در یک مکان جداگانه تولید می شود. این سیال حامل حرارت با استفاده از سیستم لوله کشی به داخل کویل های مبدل حرارتی موجود در ساختمان منتقل می شود. این مبدل حرارتی می تواند یک فن کویل باشد. در این حالت با استفاده از عبور جریان هوا با سرعت بالا از بین پره های فن کویل های مبدل، هوای عبوری گرم و یا سرد می شود. این جریان هوا با سرعت بالا را فن نصب شده در سیستم تهویه مطبوع تولید می کند. در انتها این هوا جهت ایجاد فضای مطلوب در ساختمان مورد مصرف افراد قرار می گیرد.

۲- سیستم تهیه مطبوع تمام هوا:

در این مدل از سیستم های تهویه مطبوع بخش های تولید و مصرف هوا دارای فاصله ی زیادی از یکدیگر هستند. سیال حامل حرارت ( آب سرد یا آب گرم) با استفاده از سیستم لوله کشی به داخل کویل های مربوطه وارد می شود. این کویل های در داخل دستگاه تهویه مطبوع مرکزی یا هواساز قرار دارند. در سیستم تهویه مطبوع مرکزی کویل های سرمایشی و گرمایشی برای بالا بردن راندمان دارای جندین ردیف می باشند. پس از وارد شدن سیال در داخل کویل های حرارتی پره های کویل را به دمای مورد نظر می رسانند. در این لحظه با استفاده از عبور جریان هوا از بین این پره ها هوای عبوری گرم یا سرد می شود. در این حالت هوای تولید شده پس از انجام فرآیندهایی از قبیل افزایش و کاهش رطوبت از طریق کانال به محیط داخلی ساختمان ارسال می شود.

۳- سیستم انبساط مستقیم (DX) :

این مدل از سیستم های تهویه مطبوع دارای واحد تهویه کاملا مستقل می باشد که می تواند در داخل فضا و یا در مجاورت فضای مورد نظر قرار بگیرد و عملیات تهویه را انجام دهد. در این سیستم تهویه مطبوع مایع مبرد بطور مستقیم در داخل کویل های سیستم تبخیر می شود. هوای عبوری از بین پره های کویل این سیستم پس از عبور از مسیر هم دما ی کویل می شوند. این هوا وارد محیط شده و دمای محیط را اصلاح می نماید. این سیستم می تواند تهویه مطبوع را در مورد سرمایش و گرمایش بطور مستقل و بدون نیاز به واحدی دیگر انجام دهد.

۴- سیستم تهویه مطبوع پمپ حرارتی:

این مدل از سیستم های تهویه مطبوع قادراست با توجه به فصول و باتغییرات در مسیر گردش سیال مبرد در سیستم، گرمایش و سرمایش را تولید نماید. این سیستم در واقع نوعی واحد تبرید می باشد. در این دستگاه با استفاده از یک شیر مخصوص می توان در زمستان مسیر سیال مبرد را از اواپراتور را به کندانسور و در تابستان این مسیر را از کندانسور را به اواپراتور تغییر داد. به این ترتیب جریان عبوری هوا از کویل در تابستان موجب خنک شدن محیط می شود زیرا سیستم اواپراتور فعال می باشد. این جریان هوا پس از عبور از کویل در زمستان موجب گرم شدن محیط می شود زیرا سیستم کندانسور فعال می باشد.