معرفی انواع سیستم هواساز مرکزی

در این مطلب آموزشی از سایت کانال سازی تهویه نو در خدمت شما هستیم با معرفی انواع سیستم هواساز مرکزی می پردازیم. ساختمان های بزرگ عموماً دارای یک واحد هواساز مرکزی یا موتورخانه ی مرکزی هستند که تمام تجهیزات مربوط به گرمایش و تهویه هوا درون این محل (Room Mechanical) نصب می شوند. هوای تهویه شده در این محل توسط شبکه کانال ها به فضاهای مورد نظر ارسال می شود. بسته به میزان آسایش لازم در ساختمان، سیستم مرکزی می تواند یکی از انواع زیر باشد:

• فقط گرمایش و تهویه
• گرمایش، تهویه و سرمایش
• گرمایش، تهویه، سرمایش و رطوبت زنی یا رطوبت زدایی

دستگاه هواساز مرکزی

سیستم هواساز مرکزی واقع در موتورخانه هوای مورد نیاز را تا رسیدن به شرایط مطلوب تهویه کرده و آن را به فضاهای مورد نظر ارسال می کند. در ساختمان های کوچک به جای استفاده از هواسازها و داشتن موتورخانه و سیستم مرکزی، از پکیج ها برای تامین گرمایش و سرمایش استفاده می شود.

سیستم توزیع هوا که شبکه کانال کشی را شامل می شود و هوای تهویه شده را به فضاهای مورد نظر تغذیه می کند.

سیستم کنترل اتوماتیک که با کنترل و موقعیت دهی به تمام کلیدها، شیرها و دمپرهای هوای موجود در سیستم هوای مرکزی و سیستم توزیع، دبی و دمای هوا و آب موجود در سیستم را تنظیم و کنترل می کند.

سیستم دارای فقط گرمایش

شکل (1) یک سیستم که فقط امکان گرمایش در آن وجود دارد را نشان می دهد البته تهویه نیز بخشی از کار این سیستم است. به نمادهای مربوط به فیلتر، کویل سرمایشی و فن توجه کنید. این نمادها و نمادهای دیگری که در بخش های بعدی ملاحظه خواهید کرد در نقشه های تهویه مطبوع متداول هستند:

•  (Return Air) RA هوای برگشتی:

هوای برگشتی از فضای تهویه شده مجدداً وارد سیستم شده و پس از عبور از دستگاه و تهویه مجدد وارد فضای تهویه شده می شود.

• (Outside Air) OA هوای بیرون:

برای این که هوای داخل ساختمان کیفیت خود را از دست ندهد و از نظر سلامتی در شرایط خوبی قرار داشته باشد، لازم است مقداری از هوای تازه ی بیرون وارد سیستم شود . استانداردهای موجود در زمینه ی تهویه مطبوع مقدار حداقل هوای تازه ی مورد نیاز برای فضاهای مختلف را مشخص کرده اند که این مقدار باید حتماً تامین شود.

• (Mixed Air) MA هوای مخلوط:

هوای برگشتی و هوای تازه بیرون در محفظه ی اختلاط با هم مخلوط شده و مخلوط هوای حاصل از درون دستگاه عبور کرده و به فضاهای مورد نظر ارسال می شود.

• (Supply Air) SA هوای تغذیه: هوای تهویه شده ای است که به طرف فضاهای مورد نظر ارسال می شود.

شکل 1 : سیستم دارای فقط گرمایش

هر سیستم مرکزی باید دارای یک بانک فیلتر باشد. این فیلترها باعث می شوند که تجهیزات از کثیف شدن مصون بوده و هوای تمیز و سالم را برای ساکنان فراهم می کند. نوع و میزان بازدهی فیلترهای به کار رفته در بانک فیلتر، میزان تاثیرگذاری این بانک را تعیین می کند.

کویل گرمایشی به هوای عبوری گرما اضافه می کند. آب گرم درون لوله های کویل در جریان است. پره های فلزی موجود روی لوله ها به انتقال حرارت بین آب و هوای عبوری از روی کویل و بین لوله ها کمک می کند. آب گرم درون کویل توسط یک پمپ از دیگ تغذیه شده و مجدداً باز می گردد. (Circulation)

برخی از کویل های گرمایشی ممکن است توسط بخار آب تغذیه شوند که در این صورت دارای درجه حرارت بالاتری خواهند بود.

گرمایش و سرمایش

شکل (2) سیستمی را نشان می دهد که دارای قابلیت گرمایش و سرمایش می باشد توجه کنید که این همان سیستم گرمایش قبلی است با این تفاوت که یک کویل سرمایشی به آن اضافه شده است . آب خنک شده توسط چیلر به وسیله یک پمپ به درون کویل سرمایشی ارسال می شود و آب موجود درون کویل، گرمای هوای عبوری را گرفته و باعث خنک شدن آن می شود. چیلر یک واحد تبرید است که آب را به منظور گردش در کویل های خنک کننده، خنک می کند. در کویل سرمایشی برخی از سیستم های کوچک به جای آب خنک شده از ماده ی مبرد استفاده می شود.

در شکل (2) کویل های گرمایشی و سرمایشی به صورت سری قرار داده شده اند، یعنی هوای مخلوط قبل از رسیدن به فن باید از هر دو کویل گرمایشی و سرمایشی عبور کند. هنگامی که کویل ها به صورت سری واقع شده باشند می توان در صورت نیاز گرمایش یا سرمایش را تامین کرد، اما کویل گرمایشی و کویل سرمایشی هم زمان نمی توانند در حال کار باشند.

اگر هر دو کویل به طور هم زمان در حال کار باشند اثر یکدیگر را خنثی می کنند و این، اتلاف انرژی و بالا رفتن هزینه های کارکرد تاسیسات را به دنبال خواهد داشت. خنثی کردن یا تقابل (Bucking) یعنی برای رسیدن به دمای مورد نظر هر دو سیستم گرمایش و سرمایش به طور هم زمان روشن باشند.

شکل 2 : گرمایش و سرمایش

گرمایش- سرمایش و تهویه

شکل (3) سیستمی را نشان می دهد که دارای کویل گرمایشی و سرمایشی می باشد، اما این کویل ها به صورت موازی نصب شده اند. کویل ها در پایین دست فن تعبیه شده اند. با داشتن یک سیستم کانال کشی مناسب این امکان وجود خواهد داشت که این سیستم بتواند در صورت نیاز به طور هم زمان برای برخی از مناطق ساختمان گرمایش و برای نواحی دیگری از ساختمان سرمایش را تامین کند.

شکل (3) تعدادی از کلمات اختصاری و نمادهای جدید را معرفی می کند، به نمادهای به کار رفته برای دمپرها در کانال های عادی – بسته (NC) و عادی – باز (NO) که برای مخلوط کردن هوا به کار می روند توجه کنید.

شما این نمادها را در بیشتر نقشه های مربوط به هواسازها خواهید دید. این شکل دو عبارت اختصاری جدید را نیز معرفی می کند که در کنترل های اتوماتیک از اهمیت خاصی برخوردارند:

• (Normally Open) – NO عادی – باز
• (Normally Close)- NC عادی – بسته

این عبارات برای شیرها و دمپرهایی که در سیستم کنترل مورد استفاده قرار می گیرند به کار می رود.

عادی – باز (NO) یعنی این که تا وقتی که عملگر فعال نشده است، شیر در حالت باز قرار دارد. به عبارت دیگر این شیر یا دمپر تا وقتی که عملگر آن را به حرکت در نیاورده در حالت باز باقی می ماند. عادی – بسته (NC) یعنی تا وقتی که عملگر فعال نشده شیر یا دمپر در حالت بسته خواهد ماند.

شکل 3 : گرمایش- سرمایش و تهویه

سیستم کامل

شکل (4) سیستم هواساز مرکزی را نشان می دهند. تمام سیستم ها لزوماً دارای تمام این اجزا نیستند. این موضوع به ویژه در مورد رطوبت زن ها صادق است. رطوبت زن ها فقط در ساختمان هایی به کار می روند که در آن ها از نظر رطوبت به شرایط ویژه ای نیاز باشد.

برخی از این مکان ها عبارتند از آزمایشگاه ها، بیمارستان ها و ساختمان هایی که دارای اتاق های پاک (Clean Rooms) هستند.

در بیشتر سیستم ها، کانالی برای تخلیه هوا (Exhaust Air “EA”) در نظر گرفته می شود. وجود کانال کشی تخلیه این امکان را فراهم می کند که مقداری از هوای برگشتی از ساختمان تخلیه شده و به حفظ فشار مثبت در ساختمان کمک می کند.

به برخی از سیستم ها فن هوای برگشتی اضافه می شود تا از این طریق بر مقاومت و افت فشار جریان غلبه کرده و امکان کنترل دقیق تر هوای برگشت و تخلیه فراهم شود. توجه کنید که در این سیستم کویل ها به صورت سری نصب شده اند. چیدمان موازی این سیستم نیز مانند سیستم موجود است با این تفاوت که در چیدمان موازی کویل ها در پایین دست فن تغذیه هوا نصب می شوند.

شکل (4) سیستم هواساز مرکز

سایر دستگاه های گرمایش و سرمایش

ساختمان های مسکونی و ساختمان های تجاری کوچک ممکن است به جای استفاده از هواساز مرکزی و داشتن موتورخانه از دیگر وسایل و دستگاه ها برای تامین گرمایش و سرمایش استفاده کنند.

• واحدهای یکپارچه (package Unit)

واحدهای یکپارچه یا پکیج ها به دستگاه هایی گفته می شود که به صورت کامل و آماده ارایه می شوند. تمام نصاب ها باید دستگاه را در محل مورد نظر نصب و تنظیم کرده و برق و موارد لازم را به آن متصل کنند. نام دیگر این دستگاه ها، دستگاه های خودکار (Contained Selef) می باشد.

• واحدهای پشت بامی (Rooftop Unit)

واحدهای پشت بامی دستگاه یکپارچه ای است که در بام ساختمان نصب می شود. این دستگاه معمولاً دارای هر دو کویل گرمایشی و سرمایشی می باشد.

• کوره های هوای گرم 

ساختمان های مسکونی و تجاری کوچک معمولاً دارای کوره های هوای گرم هستند یک فن، هوا را از روی یک مبدل حرارتی که توسط احتراق گاز طبیعی، گازوییل یا LPG (Liquid petroleum Gas) در مشعل گرم می شود عبور می دهد و هوای گرم به داخل فضاهای مورد نظر ارسال می شود.

• سیستم دو تکه (Split System)

سیستم دو تکه دارای یک کوره هوای گرم است که به آن یک کویل سرمایشی اضافه شده است و بنابراین می تواند در صورت نیاز سرمایش یا گرمایش را تامین کند. چون کمپرسور و کویل کندانسور (که حرارت گرفته شده از فضای مورد نظر را دفع می کند) بخش سرمایشی دستگاه در بیرون ساختمان نصب می شوند به این سیستم دوتکه گفته می شود. این سیستم ها در ساختمان های مسکونی و تجاری کوچک مورد استفاده قرار می گیرند.

• واحدهای اتاقی 

واحدهای اتاقی برای تهویه اتاق هتل و فضاهای دیگری که لازم است به صورت مستقل کنترل شوند به کار می رود. واحدهای اتاقی دارای یک فن و یک کویل گرمایشی (فقط گرمایش)، یک فن و یک کویل سرمایشی (فقط سرمایش) یا دارای هر دو کویل گرمایشی و سرمایشی باشند. کویل گرمایشی ممکن است از آب گرم، یک گرمکن الکتریکی یا کویل کندانسینگ پمپ حرارتی استفاده کند. کویل سرمایشی نیز می تواند توسط آب خنک شده یا مبرد تغذیه شود.

منبع: مبانی کنترل تهویه مطبوع، سلیمان چگینی