ایرکاندیشن

ایرکاندیشن

تهویه مطبوع یا ایرکاندیشن(air-condition) چیست؟

منظور از تهویه مطبوع ، سرمایش، گرمایش، تصفیۀ هوا، رطوبت زنی یا حتی رطوبت زدائی از یک مکان است. هدف اصلی در این روش در محیط های متفاوت، فراهم کردن شرایط مناسب برای رفاه افراد حاضر در محیط یا نگه داری اشیاء و لوازمی خاص است. امروزه این روش به یکی از شاخه های علم مکانیک تبدیل شده و مهندسان بسیاری در این رشته هستند که در زمینۀ طراحی دستگاه های ایرکاندیشن فعالیت می کنند. در صنایع متفاوت امروزه دستگاه های air-condition متفاوتی طراحی و ساخته شده اند. که هر یک از این دستگاه ها فرایند خاصی را در محیط انجام می دهند. برای مثال وظیفۀ کولرهای گازی، خنک سازی محیط است. یا دستگاه های رطوبت زن برای افزایش رطوبت محیط مورد استفاده قرار می گیرند. در طراحی سیستم های تهویه مطبوع از قوانین ترمودینامیک و واکنش های شیمیایی کمک گرفته می شود.

اگر به اطراف خود نگاه کنید، در یک ساختمان مسکونی، اداری یا حتی محیط های صنعتی، دستگاه هایی را می بینید که به منظور سرمایش یا گرمایش محیط از آن ها استفاده می شود. این دستگاه ها به صورت مستقیم روی دمای هوای اطراف تأثیر می گذارد و به همین خاطر آن ها را دستگاه های تهویه مطبوع می نامند. البته در کنار سرمایش و گرمایش ممکن است مسائل دیگری نیز در محیط برای ما اهمیت داشته باشد. برای مثال ممکن است میزان رطوبت محیط از اهمیت بالایی برخوردار باشد. یا تعویض هوا در محیط برایمان اهمیت داشته باشد. در این صورت به سراغ دیگر دستگاه های ایرکاندیشن مانند هواکش ها، دستگاه های رطوبت زن و یا رطوبت زدا خواهیم رفت.
هدف اصلی از به کارگیری تمامی این دستگاه ها، بهبود دادن وضع هوای داخل محیط است. که این بهبود وضعیت هوا می تواند دلایل متفاوتی داشته باشد. برای مثال در محیط های مسکونی، هدف ایجاد فضایی مناسب برای زیست انسانی است. اما در محیط های صنعتی مثل سردخانه ها هدف از به کارگیری این دستگاه ها ایجاد محیطی مناسب برای نگهداری محصولات خاص خواهد بود.

به طور کلی می توان در تعریفی ساده گفت که هدف از به کارگیری سیستم های تهویه مطبوع کنترل میزان رطوبت، دما و شدت جریان هوا در محیط های بسته است. طراحی این دستگاه ها بر اساس اصول ترمودینامیکی و انتقال حرارت صورت می گیرد. امروزه ایرکاندیشن را عمل سرمایش و گرمایش محیط می نامند و به صورت اختصاری با عبارت HVAC آن را نمایش می دهند. این عبارت خود مخفف عبارت Heating, Ventilation And Air Conditioning است؛ که به معنای گرمایش، پاک‌ سازی هوا و تهویه هوا است.

هدف از به کارگیری دستگاه های ایرکاندیشن

با موارد گفته شده می توان نتیجه گرفت که وظیفۀ اصلی در به کارگیری دستگاه های تهویه مطبوع موارد زیر است:

پاک سازی هوای محیط و ایجاد محیطی پاک
تصفیۀ هوای محیط و کنترل جریان هوا
کنترل میزان رطوبت محیط به کمک دستگاه های رطوبت زن یا رطوبت گیر (خشک کن)
کنترل دمای محیط به کمک دستگاه های گرمایشی و یا سرمایشی
ضد عفونی نمودن کامل هوا در محیط های ایزوله آزمایشگاهی خاص

البته مهندسان این حوزه اغلب سعی دارند دستگاه هایی طراحی کنند که در آن واحد بتواند چند وظیفه را به صورت همزمان انجام دهد. برای مثال امروزه برای سرمایش و گرمایش ساختمان های مسکونی از چیلر ها کمک گرفته می شود. از چیلرها در فصول مختلف سال می توان به صورت های متفاوت استفاده کرد. به علاوه با مجهز کردن چیلر به فن و فیلترهای هوا می توان کار تصفیۀ هوای ساختمان را هم انجام داد.

اجزاء به کار رفته در طراحی دستگاه های تهویه مطبوع هوا

در طراحی دستگاه های تهویۀ هوا به طور کلی از اجزاء خاصی استفاده می شود. اجزائی که هر یک نقش مشخصی را در سیستم انجام می دهد.

پمپ ها و کمپرسورها : نخستین جزء در دستگاه های ایرکاندیشن که به مانند قلب این دستگاه ها نیز عمل می کند، پمپ ها یا کمپرسور ها هستند. این جزء به حرکت سیال در دستگاه air-condition کمک می کند. ظرفیت پمپ یا کمپرسور به صورت مستقیم روی عملکرد فرایند تهویۀ هوا تأثیرگذار خواهد بود.

مخازن انبساطی : از مخازن انبساطی بیشتر در سیستم های تمام آب استفاده می شود. البته در سیستم های آب- هوا هم ممکن است از مخازن با ظرفیت های متفاوت استفاده شود.

مبدل های حرارتی : مبدل های حرارتی یا کویل ها بخشی از سیستم های تهویۀ هوا هستند که امکان انتقال گرما یا سرما را از محیطی به محیط دیگر میسر می کنند.

فن ها و هواکش ها : زمانی که از تعویض هوای محیط و تصفیه آن صحبت می کنیم، باید به سراغ انواع فن ها یا هواکش ها رفت.

دستگاه های رطوبت گیر : اگر قرار به کاهش رطوبت محیط باشد، باید از سیستم های رطوبت گیر استفاده کرد. اساس کار این سیستم ها کاهش دمای هوا و پایین آوردن نقطۀ شبنم آب است.

دسته بندی سیستم های ایرکاندیشن

در طراحی انواع سیستم های تهویه مطبوع لازم است از یک سیال واسط استفاده کرد. وظیفۀ این سیال می تواند کنترل دما و انتقال گرما از محیطی به محیط دیگر باشد. بر این اساس می توان طراحی سیستم های ایرکاندیشن را در سه دسته کلی طبقه بندی نمود که به شرح زیر است:

دستگاه های تمام هوا
دستگاه های تمام آب
دستگاه های آب – هوا
دستگاه های تهویه مطبوع تمام هوا

یکی از کامل ترین سیستم های طراحی شدۀ تهویه، سیستم های تمام هوا هستند. در این سیستم ها می توان به صورت متمرکز تصفیۀ هوا، افزایش یا کاهش دمای هوا، رطوبت زنی و … انجام داد. در سیستم های تمام هوا اغلب از یک دستگاه هواساز مرکزی (A.H.U) استفاده می شود. این دستگاه هواساز باید دور از موتورخانه و نزدیک فضاهای مورد نیاز تهویه نصب شوند. طراحی صورت گرفته در سیستم های تمام هوا به این صورت است که گرما یا سرمای مورد نیاز محیط به کمک دستگاه هایی مانند چیلر یا دیگ های آب گرم انجام می شود. سپس این دستگاه ها به کمک کویل های حرارتی به سیستم هواساز مرکزی مرتبط می شوند. به این صورت که مثلاً آب گرم در کویل جاری می شود و سپس جریان هوا از طریق هواساز روی کویل برقرار می گردد. در نتیجه، هوای خروجی از هواساز گرم شده، آمادۀ ورود به فضای مورد نظر می شود. حال می توان از دستگاه های تصفیۀ هوا یا رطوبت گیر نیز در مسیر جریان هوا استفاده کرد و به این شکل تمامی موارد لازم را روی جریان هوا انجام داد. در زمان سرمایش نیز دوباره همین عمل ها می تواند تکرار شود.

عیب بزرگ دستگاه های تمام هوا، تجهیزات پر تعداد این سیستم هاست؛ که کار نگه داری از سیستم را سخت تر می کند و البته هزینه های نصب و راه اندازی را افزایش می دهد.

دستگاه های ایرکاندیشن تمام آب

سیستم های تهویه مطبوع تمام آب ساختمان داخلی ساده تری دارند و به همین خاطر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. در سیستم های تمام آب، وظیفۀ انتقال گرما یا سرما بر عهدۀ سیال آب است. در دستگاه های ایرکاندیشن تمام آب در زمان سرما از یک چیلر آب خنک استفاده می شود. دمای آب پس از خروج از چیلر کاهش یافته، به فضای مورد نظر انتقال داده می شود. این کار می تواند به کمک سرمایش از کف یا دستگاه های واسطه مثل فن کویل ها استفاده کرد. برای گرمایش نیز باید از یک دستگاه حرارتی مثل دیگ آب گرم استفاده کرد. در اینجا نیز گرما به آب منتقل شده، سپس از طریق گرمایش از کف یا دستگاه های حرارتی واسطه، این گرما به محیط مورد نظر انتقال داده می شود.

نقطه ضعف مهم دستگاه های تمام آب این است که در آن ها نمی توان میزان رطوبت محیط یا جریان هوای محیط را تغییر داد. البته در کنار این نقطۀ ضعف یک نقطۀ قوت مهم هم برای این دستگاه ها وجود دارد که سادگی این سیستم هاست که در نتیجه هزینه های جاری، راه اندازی، تعمیر و نگهداری دستگاه را کاهش می دهد.

دستگاه های تهویه مطبوع آب – هوا

اگر بخواهید از مزایای هر دو شکل طراحی دستگاه های ایرکاندیشن بهره ببرید، باید به سراغ دستگاه های آب-هوا بروید. در این دستگاه ها طراحی به شکلی است که سرمایش محیط به کمک جریان هوا صورت می گیرد و گرمایش به کمک سیال آب. در سرمایش طراحی سیستم درست شبیه به دستگاه های تمام هوا است. اما در زمان گرمایش از دو نوع طراحی استفاده می شود. اگر هدف از به کارگیری سیستم فقط گرمایش محیط های خانگی باشد، معمولاً از آب گرم با دمای حدود هفتاد تا نود درجه سانتیگراد استفاده می شود. اما اگر هدف گرمایش محیط های ساختمانی بزرگتر یا محیط های اداری باشد، به خاطر وسعت لوله کشی و افت دمای آب در طول خط لوله، لازم است از آب با دمای بالا در حدود صد و هشتاد درجه سانتیگراد بهره برد. اصطلاحاً به این شکل از طراحی، طراحی آب داغ گفته می شود.

دستگاه های ایرکاندیشن ، دستگاه هایی هستند که به بهبود شرایط محیط کمک می کنند. این بهبود شرایط می تواند شامل سرمایش و گرمایش محیط، تصفیۀ هوای محیط و مدیریت میزان رطوبت محیط باشد. پلاسماداتیس با طراحی های متفاوتی  که برای فرایندهای تهویه مطبوع در نظر گرفته در این امر از دستگاه های صنعتی متفاوتی مثل چیلرها، کولرهای خنک کننده، اسپلیت ها، فن کویل ها، مبدل های حرارتی، ریبویلرها و … استفاده می کند. به طور کلی فرایندهای تهویۀ مطبوع را می توان در سه دسته تقسیم بندی کرد. در این فرایندها اغلب از یک سیال واسطه برای انتقال حرارت کمک گرفته می شود که این سیال می تواند آب و یا هوا باشد. بر این اساس در دسته بندی این فرایندها، سه دستۀ کلی دستگاه های تهویۀ مطبوع تمام هوا، دستگاه های تهویۀ مطبوع تمام آب و دستگاه های تهویۀ مطبوع آب-هوا تعریف می شوند. که هر کدام از این طراحی ها مزایا و معایب خاص خود را دارند.

اشتراک گذاری

ارسال نظر

نظر کاربران