تهویه مطبوع چیست؟

تهویه مطبوع چیست؟

تهویه مطبوع به طور دقیق عبارت است از فن آوری رساندن شرایط طرح داخل به شرایط استاندارد یا آسایش مطلوب. شرایط می تواند شامل کیفیت هوا، دما، رطوبت و فشار باشد. طراحی سیستم تهویه مطبوع را مهندس مکانیک با استفاده از اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و اصول انتقال حرارت انجام می دهد. در برخی از مواقع لغت تبرید نیز به دنبال تهویه مطبوع می آید.

استاندارد مرجع تهویه مطبوع در کشور آمریکا استاندارد اشری ASHRAE است و به عنوان مرجع طراحی در کنار مباحث چهاردهم و شانزدهم  نظام مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد. نرم افزار محبوب محاسبه ی بارهای حرارتی و برودتی در بین مهندسین ایران، نرم افزار آنالیز ساعتی کریر Carrier HAP است.
انواع سیستم های تهویه مطبوع

با رویکرد های مختلفی می توان سیستم های تهویه مطبوع را طبقه بندی نمود. از نظر کاربر این سیستم ها می توانند مرکزی، مجزا یا ترکیبی باشند.

از سیستم های تهویه مطبوع مرکزی می توان به چیلر و فن کویل اشاره کرد.
در سیستم مجزا می توان از کولر آبی یا اسپلیت دیواری به همراه پکیج دیواری مستقل و رادیاتور استفاده کرد.
سیستم ترکیبی نیز شامل 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 است.

از دیدگاه انرژی مصرفی می توان سیستم های تهویه مطبوع را در زمینه ی سرمایش به دو دسته ی زیر تقسیم بندی کرد:

تمام برقی مانند چیلر های تراکمی، اسپلیت کانالی، وی آر اف VRF
ترکیبی گاز و برق همانند چیلرهای جذبی و جی اچ پی GHP یا پمپ حرارتی گازی

از دیدگاه طرز خنک سازی کندانسور می توان سیستم های تهویه مطبوع را به دو سیستم تقسیم کرد:

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

از نظر سیال انتقال حرارت می توان دو دسته ی زیر را در نظر گرفت:

سیستم های آبی که در آن سیال انتقال حرارت آب است و توسط چیلر یا بویلر و دیگ تولید می شود و با استفاده از پمپ ها به واحد های توزیع هدایت می شود
سیستم های با مایع مبرد که در قسمت اواپراتور هوا را  سرد می کنند و با استفاده از سیال هوا دما، رطوبت، کیفیت و فشار طرح داخل را تنظیم می کنند. مثال بارز این نمونه سیستم های وی آر اف، اسپلیت کانالی و اسپلیت دیواری هستند. توجه داشته باشید که در اغلب مواقع از سیستم های ترکیبی استفاده می شود.

از نظر نوع انتقال سیال انتقال حرارت می توان

با استفاده از لوله های گالوانیزه یا چند لایه آب را و یا با استفاده از لوله های مسی مبرد را انتقال داد.
به وسیله ی کانال های هوا و با استفاده از ایرواشر، هوارسان یا کولر آبی هوا را انتقال داد.

 

تجهیزات تهویه مطبوع

مولد سرما است و می تواند دارای کمپرسوری یا ژنراتور باشد.
چیلر جذبی

چیلر جذبی با استفاده از جاذب لیتیوم بروماید و مبرد آب اقدام به سرد کردن آب می کند که در قسمت ژنراتور می توان با کمک مشعل و به صورت شعله مستقیم یا به کمک لوله های بخار یا آب به رطوبت گیری لیتیوم بروماید اقدام کرد. این چیلر ها آب خنک بوده و با استفاده از برج خنک کننده کندانسوری آنها خنک می شود.

چیلر جذبی
چیلر تراکمی

چیلر کمپرسوری می تواند با کمپرسور اسکرو یا اسکرال سیکل تبرید را تکمیل کند. چیلر تراکمی سانتریفیوژ نیز در این دسته بندی قرار می گیرند و شامل انواع سانتریفیوژ با پروانه ی تک مرحله ای، سانتریفیوژ با پروانه ی دو مرحله ای و توربوکر هستند.  کندانسور این این چیلر ها می تواند آب خنک یا هوا خنک باشد.
بویلر یا دیگ فولادی

مولد گرما است و با استفاده از گاز طبیعی و مشعل آب گرم مورد نیاز را تولید می کند. پکیج های گرمایشی از انواع مستقل و کوچک سازی شده ی بویلر هستند و دیگ های چدنی برای ساختمانهای اداری مسکونی با متراژ متوسط کارایی دارند.

بویلر
فن کویل

فن کویل واحد توزیع برودت و حرارت است که با استفاده از لوله های آب متصل به کویل و فن های چند سرعته کار می کند.
هوارسان

هواساز یک جعبه ی بزرگ دارای قسمت های مختلفی است که وظیفه ی انجام عملیات متنوع از جمله حفظ کیفیت هوا با فیلتراسیون، سرمایش، گرمایش، رطوبت زنی و رطوبت گیری، بازیافت انرژی و تغییرات فشار را بر عهده دارد. هوارسان می تواند به چیلر، بویلر یا کندانسینگ یونیت متصل گردد.
اسپلیت دیواری

کولر گازی از دو بخش یونیت خارجی شامل کمپرسور، کندانسور به همراه فن و لوله مویین یا شیر انبساط و یونیت داخلی شامل اواپراتور و فن اواپراتور و بدنه تشکیل شده است که با استفاده از لوله های مسی رفت و برگشت اتصال بین دو یونیت برقرار می شود. می توان از اسپلیت دیواری که به سیستم دی ایکس DX نیز معروف است و با استفاده از انرژی برق به تولید برودت و حرارت پرداخت.

اسپلیت دیواری
اسپلیت کانالی

همان اسپلیت دیواری است با این تفاوت که یونیت داخلی به شکل فن کویل سقفی توکار تعبیه شده است و هوا پس از سرد شدن از طریق کانال و دریچه به فضاهای مختلف می رسد. می توان در جلوی اسپلیت کانالی کویل گرمایی نصب و آنرا به سیستم گرمایش گازسوز مرکزی/ مستقل متصل کرد تا بتوان در زمستان با انرژی گاز طبیعی گرمایش واحد را تامین کرد.
وی آر اف (VRF)

VRF ترکیبی از یونیت های داخلی دیواری، کاستی یا کانالی به همراه یونیت های خارجی مرکزی است که برای پروژه متراژ متوسط کاربرد دارد. بدین سان که هر یونیت داخلی به یک یونیت خارجی متصل نمی شود و چند یونیت داخلی به یک یونیت خارجی متصل می گردند.

در مورد تهویه مطبوع

تهویه مطبوع یکی از مهمترین اختراعات بشر مدرن است. انجام عملیات مختلف به روی هوا جهت تامین آسایش یا ایجاد شرایط طرح و مورد نظر از عوامل کلیدی زندگی مدرن به شمار می آید. بدون استفاده از سیستم تهویه مطبوع، بسیاری از ساختمانهای امروزی بی استفاده می گردید.  تهیه مطبوع مطبوع کمک شایانی به زندگی در مناطق غیر قابل سکونت نموده است و به طور محسوس در پراکندگی جعرافیایی جمعیت کشورها تاثیر داشته است.

جالب است بدانیم که تهویه مطبوع در بیمارستانها باعث نجات جان بسیاری از بیماران گردیده است و میزان مصرف آنتی بیوتیک بعد از عمل و در دوره ی بهبودی را به طرز چشمگیری کاهش داده است. تهویه مطبوع و اتاقهای تمیز  در صنعت داروسازی با تاثیر مستقیم در تولید انواع دارو در راستای بهبود سلامت بشر گام نهاده است.

 

به جرات می توان گفت که بدون استفاده از تهویه مطبوع دیتا سنتر ها و متعاقب آن اینترنت قابلیت عملکردی نداشت. در ادامه تاریخچه ای مختصر در خصوص اتفاقات تاریخی و اختراع تهیه مطبوع می نویسم:

مهمترین دانشمندی که شروع به نظریه پردازی در این خصوص نمود آقای سعدی کارنو بود که سیکل کارنو را در سال ۱۸۹۰ تئوریزه کرد اگرچه دانشمندان زیادی قبل از ایشان کمک شایانی به پیشرفت علم نمودند ولی نقش کارنوی فرانسوی غیر قابل انکار است.