سیستم های تهویه مطبوع

به طورکلی می توان انواع مختلفی از سیستم های تهویه را در بازار مشاهده نمود که هر یک با توجه به اهداف خاصی که برای هر فضا تعریف می شود مورداستفاده قرار می گیرند؛ اما این اهداف چیست و چه نوع سیستم تهویه ای برای هر مکانی اعم بیمارستان، اداره یا خانه توصیه می شود؟ اینجاست که پرشین سازه به میدان آمده و با ارائه مقاله ای جامع در باب پاسخ به این دست از سؤالات و آشنایی کامل تر با انواع سیستم های تهویه مطبوع در کنار شماست. پس با پرشین سازه بزرگ ترین بانک اطلاعات ساختمان های در حال ساخت کشور مثل همیشه همراه شوید.

سیستم تهویه مطبوع هوا چیست؟

به طورکلی می توان اذعان نمود که سیستم های تهویه مطبوع هوا دربرگیرنده هر اقدام یا عملیاتی می شود که به منظور مناسب سازی و تهویه شرایط داخل یک فضای بسته برای زندگی یا کار کردن می باشد. جالب است بدانید که امروزه تهویه مطبوع عمدتاً با استفاده از سیستم های پیچیده تمام خودکار صورت می گیرد و هوای فضاهای داخلی را در شرایط مشخص و از پیش تعیین شده ای ثابت نگه می دارند. به چنین دستگاه هایی که بدین منظور مورداستفاده قرار می گیرند سیستم تهویه مطبوع هوا گفته شده و دارای انواع مختلفی ازجمله انواع سرمایشی، گرمایشی، رطوبت زنی، رطوبت زدایی و تصفیه هوا می باشد.

تاریخچه مختصر انواع سیستم های تهویه مطبوع

جالب است بدانید که اولین بار در تاریخ و در حدود سال ۱۷۵۸ بود که دو شیمی دان دانشگاه کمبریج به نام های بنجامین فرانکلین و جان هادلی دست به انجام آزمایش هایی به منظور اجرای عملیات سرمایش سریع زدند. درواقع این دو دانشمند متوجه شدند که با استفاده از سیالات بسیار فراری همچون الکل و اتر می توان دمای یک شی را به سرعت کاهش داد. سپس در سال ۱۸۲۰ بود که یک دانشمند و مخترع انگلیسی به نام میشل فارادی متوجه شد که فشرده سازی و میعان آمونیاک می تواند هوا را خنک کند. هم زمان با فارادی یک فیزیک دان اهل فلوریدا به نام جان گوری نیز توانست با استفاده از یک کمپرسور اقدام به تولید یخ نماید.

لازم به ذکر است که در سال ۱۸۵۵ سیستم سردسازی کمپرسور بخار به کار گرفته شد و خیلی زود اختراع سیستم های تهویه مدرن امروزی توسط مخترع آمریکایی به نام ویلیس اچ کاریر صورت گرفت. جالب است بدانید که کاریر که در سال ۱۹۰۲ در یک کارخانه چاپ مشغول بود از دانش خود برای گرما کردن اشیا با استفاده از بخار و معکوس سازی این فرایند استفاده کرد. درواقع او به جای عبور هوا از میان کویل های گرم آن را از میان کویل های حاوی آب سرد عبور داد و نتیجه آن ایجاد هوایی سرد بود که به حفظ و نگهداری کاغذ و رنگ کمک زیادی کرد. بعدها این فناوری برای افزایش کارایی کارکنان در محل کار استفاده شد و کم کم به شکل سیستم های تهویه امروزی تکامل یافت.

انواع سیستم های تهویه مطبوع بر اساس درجه حرارت

در یک نگاه کلی می توان سیستم های تهویه مطبوع را در دسته بندی های مختلفی قرار داد که یکی از این تقسیم بندی ها بر اساس درجه حرارت می باشد.

۱. نوع زمستانی و تک فصلی گرم کننده

به طورکلی می توان مطرح کرد که شوفاژ با دیگ آب گرم و پکیج دیواری ازجمله سیستم هایی هستند که توانایی گرمایش در زمستان را دارند. همچنین سیستم های دارای حرارت مرکزی، بخاری و شومینه ها نیز از این قابلیت برخوردار هستند، اما لازم به ذکر است که کیفیت پاسخگویی پایین تر و نواقص بیشتری نسبت به سیستم های حرارت مرکزی دارند.

۲. تابستانی و تک فصلی سردکننده

اسپلیت (سردکننده)، کولرگازی و کولرآبی ازجمله سیستم های تک فصلی سردکننده هستند که کارکرد آن ها بر اساس چرخه های تبرید بوده و عملاً سیستم های متفاوتی می باشند.

۳. دو فصلی گرم و سردکننده

چیلر، مینی چیلر، فن کویل، سیستم وی آر اف و هواساز ازجمله سیستم هایی هستند که در دو فصل گرم و سرد سال قابل استفاده هستند. به طورکلی کارکرد آن ها به این صورت است که یا از سیستم یکپارچه ی دو فصلی و یا از دو سیستم مجزای زمستانی و تابستانی به صورت هم زمان استفاده شده است. این نوع از سیستم ها در مناطق سردسیر یا گرمسیر کاربرد ندارد و باید از سیستم های تک فصلی استفاده شود. ولی لازم به ذکر است که در سایر مناطق استفاده از سیستم دو فصلی رواج بیشتری داشته زیرا قابلیت های بیشتری داشته و در برخی هزینه ها نیز صرفه جویی می شود.

تقسیم بندی سیستم های تهویه ی مطبوع بر اساس سیال

در یک نگاه کلی می توان اذعان نمود که سیستم های تهویه ی مطبوع به طورکلی بر استفاده از یک نوع سیال مشخصی استوار بوده و گرما و سرما را از این سیال مشخص به محل های موردنظر منتقل می نماید؛ بنابراین می توان سیستم های تهویه ی مطبوع را بر طبق نوع سیالشان تقسیم بندی کرد که عبارت اند از:

• سیستم های تهویه مطبوع تمام هوا

>سیستم تهویه مطبوع تمام هوا تنها سیستمی می باشد که می تواند تهویه مطبوع و کاملی را فراهم نماید؛ اما از طرفی حجم بالای تجهیزات و کانال های آن به منظور انتقال هوا همواره جزو عیوب اصلی آن محسوب می شود. درواقع در این نوع از سیستم ها تهویه به وسیله ی کانال های هوا انجام می شود. همچنین لازم به ذکر رویه این سیستم تهویه نیز بدین شکل می باشد که سیال ناقل حرارت و برودت را به داخل کویل دستگاه هواساز پمپ می کند و هوایی که توسط فن با سرعت از روی این کویل عبور می کند سرد یا گرم شده و به وسیله کانال های هوای سقفی به داخل فضاهای تهویه شونده توزیع می شود.
>لازم به ذکر است که هوای عبوری از روی کویل همواره تصفیه فیزیکی شده و رطوبت زنی یا رطوبت گیری می شود و سپس به داخل فضاها ارسال می شود. دلیل نامیدن این سیستم ها به اسم تمام هوا نیز تنها به این دلیل است که برای همه ی فضاهای موردنیاز احتیاج به لوله کشی چه از نوع سرد و چه گرم نیست.

• سیستم های تهویه مطبوع آب وهوا

>در این نوع سیستم ها به طورکلی سرمایش به وسیله ی هوا و گرمایش به وسیله ی آب تهیه می گردد. جالب است بدانید که در این روش معمولاً گرما به دو صورت گرمایش با آب گرم که دمای آن ۷۰ تا ۹۰ درجه سانتی گراد می باشد در دور فعالیت بوده و بیشتر ساختمان ها تحت چنین سیستمی فعال می باشند. از طرفی رویه ای دیگری تحت عنوان روش آب داغ وجود دارد. در این رویه نیز کل سیستم دمای آب را تا ۱۸۰ سانتی گراد بالا برده و این افزایش دما را با تحت فشار قرار دادن سیستم انجام می دهند. همچنین جالب است بدانید که این روش برای ساختمان های عظیم یا در مکان هایی که لوله کشی افزایش پیداکرده و درجه حرارت آب افت می کند کاربردی است.

• سیستم های مطبوع تمام آب

>به طورکلی در این نوع از سیستم ها ناقل حرارت آب می باشد که طی فرایند مشخصی در داخل موتورخانه به وسیله ی دیگ بخار گرم می شود. در این رویه از چیلر برای سرد کردن آب و از دیگ بخار برای گرم کردن آب بهره گرفته می شود. سپس آب سرد یا گرم تولید شده به داخل کویل ها فرستاده شده و در همان حین باد بزن از روی کویل عبور می کند و باعث سرما یا گرمای اتاق و به طورکلی تهویه اتاق می شود.

آشنایی با سیستم HVAC

یک سیستم HVAC را می توان به صورت اختصاری سیستم تهویه مطبوع نیز نامید که وظیفه اصلی آن تأمین دمایی در حدود ۷۵ درجه فارنهایت و رطوبت نسبی در حدود ۴۰ تا ۶۰ درصد است. به طورکلی سیستم HVAC خلاصه شده عبارت گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع است و همان طور که از نام آن مشخص است این نوع از سیستم ها از سه مجموعه گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع تشکیل می شود که در ادامه به صورت مختصر معرفی می شوند.

بخش اول (گرمایش)

جالب است بدانید که بخش اول در یک سیستم HVAC، گرمایش است. گرمایش بخشی است که در آن هوای درون ساختمان را با استفاده از رادیاتورها یا سیستم های تولید هوا گرم می کنند.

بخش دوم (تهویه)

بخش دوم در سیستم HVAC تهویه نام دارد. تهویه نیز فرایندی است که طی آن هوای تمیز در مجموعه باقی می ماند و هوای آلوده به فضای بیرون منتقل می شود. این فرایند باعث ایجاد چرخش در هوای داخلی نیز می شود و رطوبت اضافی موجود در سیستم را از بین می برد. توجه کنید که فرایند تهویه، معمولاً با استفاده از سیستم های مکانیکی انجام می شود که این سیستم ها شامل تعدادی فن هستند. درواقع می توان مطرح کرد که فن یکی از انواع توربو ماشین ها است. توربو ماشین ، ماشین مکانیکی دواری است که در آن ، انرژی بین ماشین و سیال و به دلیل حرکت دینامیکی ماشین منتقل می شود و کاربرد بسیار زیادی در علم مکانیک و آیرودینامیک دارد.

بخش سوم (تهویه مطبوع)

بخش سوم از سیستم HVAC، مجموعه تهویه مطبوع است. این سیستم، دمای اتاق را پایین می آورد و از مجموعه ای شامل هوای خنک و یا آب خنک تشکیل می شود. سیستم تهویه مطبوع وظیفه کنترل سطح رطوبت موجود در هوای اتاق را نیز به عهده دارد.

سیستم تهویه مطبوع به کمک اسپلیت

همان طور که قبلاً نیز در این نوشتار ذکر شد، سیستم های HVAC را می توان شامل طیف وسیعی از سیستم های تهویه مطبوع، ازجمله سیستم های خنک کننده خانگی تا سیستم های بسیار بزرگ و پیچیده صنعتی دانست. به طورکلی طراحی یک سیستم تهویه مطبوع مناسب، نیاز به استفاده از اصول موجود در علوم ترمودینامیک، مکانیک سیالات و انتقال حرارت دارد. همچنین لازم به ذکر است که یک سیستم تهویه مطبوع زیرمجموعه ای از سیستم HVAC است. در همین راستا لازم به اذعان است که جعبه های بزرگی که در قسمت بالای ساختمان ها یا ادارات مشاهده می شوند، نمونه ای از سیستم های HVAC هستند. درواقع این بخش ها، قسمت های قابل دیدن سیستم HVAC را تشکیل می دهند.
از طرفی سیستم گرمایش و سرمایشی که در خانه های مسکونی مشاهده می شود نیز زیرمجموعه ای از سیستم های HVAC هستند. این سیستم ها ممکن است با سیستم های بزرگ تهویه مطبوع و HVAC تفاوت هایی داشته باشند ولی در بسیاری از شرایط، مانند اصول پایه، شیوه عملکرد و بازده، دقیقاً مشابه با سیستم های بزرگ و تجاری تهویه مطبوع و HVAC عمل می کنند.

کاربردهای متنوع سیستم تهویه مطبوع

همان طور که در این مقاله از پرشین سازه نیز اشاره شد سیستم های تهویه را از هر نوعی که باشند، می توانند در فضاهای مسکونی و تجاری به کاربرده شوند و راندمان کافی را مهیا نمایند. درحالی که ممکن است هدف هایی مختلفی را دنبال کنند. به طوری کلی از مهم ترین اهداف بهره گیری از سیستم های تهویه را می توان شامل موارد زیر دانست:

• کنترل و تنظیم دقیق دمای فضای بسته در مقیاس های مختلف
• کنترل و تنظیم میزان رطوبت یک فضا
• کنترل میزان و سرعت جریان باد و تصفیه هوا
• استفاده در محیط های بهداشتی مانند بیمارستان ها به منظور پاک سازی هوای محیط

سخن پایانی

همان طور که در این مقاله از پرشین سازه مطالعه نمودید سیستم های تهویه مطبوع، بخش مهمی از یک ساختمان شهری، تجاری و صنعتی را در برمی گیرد و باهدف کنترل دما، رطوبت و کیفیت هوای ساختمان ایجادشده است. درواقع وجود چنین سیستم هایی در ایجاد یک فضای راحت که در آن بتوان به امور شخصی و کار پرداخت بسیار بااهمیت بوده و طبیعتاً انتخاب نمونه های مناسب با اهداف شما ازجمله مهم ترین اطلاعات در باب نصب و اجرای یک سیستم تهویه است. با توجه به همین درجه از اهمیت این مقاله در باب این نوع از سیستم ها تهیه گردید که امیدواریم مفید واقع شده باشد.