هدف از بکارگیری سیستم تهویه مطبوع یا HVAC (Heating, Ventilation and Air Conditioning)، بهبود کیفیت هوا و شرایط دمایی محیط کار و زندگی افراد محسوب می‌شود. در واقع این سیستم ها دمای محیط را افزایش یا کاهش داده و با رساندن کیفیت هوا به حد مطلوب، سبب آسایش و آرامش افراد حاضر در مکان مورد نظر خواهند شد.
این سیستم ها دارای انواع مختلفی بوده که می‌توان آنها را به سیستم های تهویه مطبوع صنعتی، خانگی و یا متمرکز تقسیم بندی نمود. برای مثال؛ کولر گازی، کولر آبی، و داکت اسپلیت را می‌توان جزء سیستم های غیر متمرکز و چیلرها را نیز از سیستم های تهویه مطبوع متمرکز یا مرکزی به شمار آورد.
به فرآیند کنترل دما، رطوبت و سرعت هوای داخل یک محیط، تهویه مطبوع اطلاق می‌گردد. در کل، ایجاد شرایط آسایش حرارتی را می‌توان نتیجه و هدف اصلی سیستم تهویه مطبوع به شمار آورد. غالباٌ از این سیستم ها به منظور داشتن یک شرایط هوای داخلی راحت و مطلوب با دمای مناسب برای افراد استفاده می‌گردد. در ادامه به معرفی اصلی‌ترین وظایف سیستم تهویه مطبوع خواهیم پرداخت.
هر کدام از سیستم های تههویه مطبوع باید بتوانند کلیه موارد فوق را به خوبی انجام دهند. ولی بعضی از سیستم ها تنها برای گرمایش و برخی دیگر فقط برای سرمایش مورد استفاده قرار می‌گیرند. بنابراین، در صورت بکارگیری این نوع تجهیزات، باید جهت برخورداری از هوای مطلوب هم در مواقع سرد و هم گرم، از هر دوی آنها در ساختمان استفاده نمایید.
از مزایای سیستم تهویه مطبوع می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
از اجزای اصلی سیستم های تهویه مطبوع می‌توان به؛ فن، فیلتر هوا، تجهیزات رطوبت زا، کانال، اگزاست فن، سیم پیچ، تجهیزات رطوبت زن، کنترل کننده ها، ورودی هوا به فضای باز، خروجی هوا، خنک کننده آبی، محفظه هوا، دیگ بخار، برج خنک کننده و واحد سرمایشی یا گرمایشی مستقل اشاره نمود.
نوع ساختار و محل قرارگیری سیستم های تهویه مطبوع را می‌توان یکی از روش های دسته بندی آنها دانست. بنابراین تجهیزات مورد استفاده در این شیوه را می‌توانیم در دو گروه سیستم های تهویه مطبوع متمرکز یا مرکزی و غیر متمرکز تقسیم بندی کنیم. در ادامه به شرح هر یک از این سیستم ها خواهیم پرداخت.
همانگونه که از نام این تجهیزات پیداست، در بخشی از ساختمان به شکل مرکزی به کار گرفته شده و پس از فراهم سازی انرژی گرمایش یا سرمایش مورد نظر، آن را به مکان های مختلف انتقال می‌دهند.
موتورخانه های مرکزی شوفاژ و چیلرها تجهیزاتی از این نوع به شمار می‌روند. کاهش هزینه‌های نهایی در مصرف انرژی را می‌توان از اصلی ترین مزایای این سیستم ها دانست. البته یکی از نکات قابل توجه در رابطه با این سیستم ها، مسئله نگهداری و سرویس مداوم آنها به جهت کارکرد دائمی شان می‌باشد که عدم توجه به آن می‌تواند سبب ایجاد خرابی هایی در این سیستم گردد. همچنین چیلرهای تراکمی و جذبی نیز به عنوان سیستم های سرمایش مرکزی دارای شرایط مشابهی هستند.
این سیستم ها در هر واحد از ساختمان به شکل مستقل تعبیه شده و بنابراین، دارای عملکردی مستقل از تجهیزات سرمایشی و گرمایشی سایر واحدهای مسکونی هستند. به طور کلی این سیستم ها در دو نوع سرمایشی و گرمایشی در دسترس می‌باشند.
از سیستم های گرمایشی غیر متمرکز می‌توان به انواع بخاری ها و پکیج ها که وظیفه تأمین آب گرم و گرمایش را بر عهده دارند، اشاره نمود. همچنین پنکه، کولر گازی، کولر آبی، اسپیلت و داکت اسپلیت از سیستم های سرمایشی غیر متمرکز به شمار می‌روند.
به طور کلی می‌توانیم بگوییم که عملکرد سیستم های تهویه مطبوع بر مبنای یک نوع سیال مشخص بوده و گرما و سرما را به محیط های مورد نظر از طریق آن انتقال می‌دهند. از این رو، تقسیم بندی سیستم های تهویه مطبوع مطابق با نوع سیال به صورت زیر انجام می‌شود.
انواع سیستم تهویه مطبوع با توجه به محل نصب و اندازه دستگاه به سه نوع ناحیه ای، محلی و مرکزی تقسیم می‌شوند.
1- سیستم تهویه مطبوع محلی؛ این نوع سیستم در فضای مورد نظر نصب شده و کل آن را پوشش می‌دهد و به صورت مستقل است. در واقع یک نوع از این سیستم برای یک منطقه مورد نظر به کار می‌رود.
2- سیستم تهویه مطبوع مرکزی؛ به منظور کنترل تهویه چندین فضا توسط یک کنترل کننده اصلی در یک اتاق، از این نوع سیستم استفاده می‌شود. در این اتاق اصلی سیستم مادر وجود دارد و با اینکه ممکن است از فضای مورد نظر دور باشد ولی می‌تواند کلیه آنها را تحت پوشش قرار دهد.
3- سیستم تهویه مطبوع ناحیه ای؛ این سیستم قادر به پوشش دهی چندین منطقه بوده و از آن برای چندین ناحیه استفاده می‌گردد.
دستگاه چیلر با استفاده از فرآیندهایی نظیر تبرید جذبی یا تراکمی، به جذب حرارت و گرما از مایع پرداخته و آن را در دستگاه انتقال خواهد داد. مایع جذب شده توسط چیلر به منظور خنک سازی دستگاه های صنعتی و سیستم سرمایشی ساختمان های مسکونی، اداری و غیره مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در واقع این دستگاه در سیستم تهویه مطبوع، نقش خنک کردن آب مورد نیاز برای تأمین هوای خنک ساختمان را بر عهده دارد. چیلرها دارای دو نوع تراکمی و جذبی هستند. در نوع تراکمی سرما و خنک سازی از طریق انرژی الکتریکی و در نوع جذبی چیلر نیز این کار به کمک انرژی حرارتی صورت می‌گیرد.
یکی دیگر از دستگاه های سیستم تهویه مطبوع، کولر گازی است که با گرفتن هوای داخل ساختمان و هدایت آن به فضای خارج سبب خنک سازی محیط مورد نظر خواهد شد. در واقع این دستگاه سرما و برودت را از طریق سیکل تبرید تراکمی ایجاد میکند. کولرهای گازی را می‌توان به 2 دسته کولرهای یک تکه و کولرهای دو تکه (اسپیلت) تقسیم بندی نمود.
سرمایش تبخیری را می‌توان اساس کار کولرهای آبی دانست. یعنی هوا میان پوشال های مرطوب محاصره شده و با جذب رطوبت سردتر می‌شود و سپس این هوای سرد از کانال ها و فن کولر به فضاهای بسته منتقل خواهد شد. از کولر آبی به دلیل عدم جذب رطوبت کافی، برای سرمایش در مناطق مرطوب استفاده نمی‌شود. این نوع کولرها تنها در منازل مسکونی به علت نداشتن سیستم کنترل دما و سادگی به کار می‌روند.
در کولر اسپیلت نیز همانند کولر گازی مکانیزم سرمایش بر اساس سیکل تبرید تراکمی است. ولی اسپیلت دارای قابلیت تنظیم دما بوده و همچنین از سر و صدای کمتر (به جهت دور بودن از محل کمپرسور) و مصرف انرژی پایین تری برخوردار است و گزینه مناسبی برای استفاده در مجتمع های تجاری و اداری محسوب می‌شود.
دستگاه پکیج به تنهایی توانایی انجام کلیه وظایف موتورخانه را دارد. امروزه افراد به جهت فضای زیادی که توسط موتورخانه ها اشغال می‌شود و همچنین نیاز به دقت کافی جهت سرویس و نگهداری آنها، به سراغ پکیج می‌روند. این دستگاه آب گرم لازم شوفاژ و همچنین آب گرم مصرفی هر کدام از واحدهای ساختمان را به شکل مجزا و مستقل تأمین میکند. مصرف انرژی پایین و بازدهی بالا را می‌توان از دیگر مزایای پکیج نسبت به موتورخانه دانست.
در این بخش از ساختمان، کلیه سیستم های تهویه مطبوع و همچنین سیستم های سرمایشی و گرمایشی جای می‌گیرد. لازم به ذکر است که ابعاد موتورخانه باید از همخوانی لازم با ابعاد ساختمان برخوردار باشد.
یکی دیگر از سیستم های سرمایشی گرمایشی، داکت اسپیلت است که محیط را در فصل گرم تابستان خنک کرده و در فصل سرد زمستان نیز گرم میکند. کندانسور و هواساز را می‌توان دو بخش اصلی داکت اسپیلت ها دانست. کندانسور از کمپرسور، دینام، چند قطعه پروانه و غیره تشکیل شده و هواساز نیز شامل کویل، فیلتر، اواپراتور، دینام، پروانه، سینی و …. می‌باشد.
نصب هواساز داکت اسپیلت به شکل توکار درون سقف صورت گرفته و سپس این سیستم به انتقال هوا به اتاق ها و سایر مکان ها با کمک کانال کشی خواهد پرداخت. عملکرد داکت اسپیلت جهت خنک سازی محیط، مشابه اسپیلت و کولر گازی بوده، اما از گردش آب گرم داخل داکت اسپیلت برای گرم کردن محیط استفاده میکند.
این دستگاه به عنوان بخشی از سیستم تهویه مطبوع موجود در ساختمان های صنعتی، تجاری، مسکونی و غیره، از فن و مبدل حرارتی تشکیل شده است. فن کویل قادر به تنظیم درجه حرارت محیط اطراف خود با مکش هوای موجود و به کمک یک سوئیچ دستی خاموش و روشن یا یک ترموستات می‌باشد.
به این صورت که ترموستات، دمای مطلوب را با فرمان دادن به شیر کنترل یا فن، جهت تغییر میزان دبی آب ورودی به کویل ها یا تغییر دور فن تنظیم میکند. به طور کلی تغذیه دستگاه های فن کویل با آب سرد و گرم از طریق دیگ های مرکزی و چیلر صورت می‌گیرد. نصب فن کویل به سادگی امکان پذیر بوده ولی به هر حال به تعمیر و نگهداری مداوم جهت اطمینان از عملکرد آن نیاز دارد.
جهت تهویه مطبوع محیط ها و ساختمان های مختلف و به منظور تنظیم و کنترل دما، کیفیت و رطوبت هوا از هواساز استفاده می‌شود. به عبارت دیگر، این دستگاه قادر به تأمین هوای مورد نیاز برای محیط های مختلف از لحاظ درجه حرارت، رطوبت و کیفیت مطلوب خواهد بود.
هواساز را می‌توان از اجزای اصلی سیستم تهویه مطبوع در نظر گرفت. چرا که استفاده از این دستگاه در ترکیب با دستگاه هایی همچون چیلر، بویلر و غیره امکان پذیر است. فرآیند فیلتراسیون و افزایش کیفیت هوا به کمک فیلترهای متعدد تعبیه شده در این دستگاه، از قابلیت های ویژه آن محسوب می‌شود.
VRF: یکی از پیشرفته ترین سیستم های تهویه مطبوع مولتی اسپیلت بدون کانال، سیستم VRF است که کاربرد آن در ساختمان های تجاری می‌باشد. قیمت این محصول نسبت به سایر سیستم های سرمایشی موجود بالاتر بوده، اما از طول عمر بیشتری نیز برخوردار است. از این رو، VRF گزینه خوبی جهت استفاده در فضاهای عمومی به شمار می‌رود.
در سیستم تهویه مطبوع VRF، اتصال واحدهای داخلی زیادی به هر واحد خارجی صورت می‌گیرد. تولید گرمایش و سرمایش همزمان و بازیابی گرما را می‌توان یکی از اصلی ترین وظایف VRF دانست. این سیستم از کمپرسور DC اینورتر جهت تأمین سرعت متغیر موتور و در نتیجه جریان مبرد متغیر استفاده میکند. سیستم VRF در شرایط بار جزئی تا بیش از 55 درصد قادر به صرفه جویی در مصرف انرژی خواهد بود.
پارامترهای زیادی در انتخاب سیستم تهویه مطبوع نقش دارند. در انتخاب نوع سیستم تهویه مطوبع برای یک پروژه به موارد زیر توجه کنید:
هر چند امکان بکارگیری هر یک از سیستم‌های تهویه مطبوع از لحاظ تئوری برای هر ساختمانی وجود دارد، اما عملاً به جهت وجود فاکتورهایی از قبیل؛ هزینه های بهره برداری و سرمایه گذاری، طرح معماری موقعیت مکانی ساختمان، محدودیت فضا و مکان، تعداد سیستم های تهویه مطبوع مناسب برای هر ساختمان محدود می‌شود.
به طور معمول، در ساختمانی با سیستم گرمایشی و سرمایشی و تهویه ساده و ظرفیت مناسب، هزینه تعمیر، نگهداری و بهره برداری به نسبت کمتر خواهد شد.
از سیستم های تهویه مطبوع به طور معمول در ساختمان‌های آموزشی مانند؛ دانشگاه ها، مهدکودک ها و مدارس، در ساختمان های تجاری و عمومی همچون کتابخانه ها، ادارات و مراکز حمل و نقل، ساختمان های اقامتی از قبیل هتل ها و خوابگاه ها، ساختمان های تجمعی نظیر استادیوم ها و آمفی تئاترها، ساختمان های مسکونی چند واحدی، تک واحدی و آپارتمانی و همچنین مراکز بهداشتی و درمانی مانند بیمارستان ها و غیره استفاده می‌گردد.
همانگونه که در مطالب فوق ذکر شده، سیستم های تهویه مطبوع را می‌توان یکی از بخش های مهم یک ساختمان تجاری، شهری و صنعتی به شمار آورد که هدف از بکارگیری آن کنترل میزان رطوبت، دما و کیفیت هوای داخلی ساختمان می‌باشد.
در حقیقت وجود چنین سیستم هایی در ساختمان که یک فضای راحت جهت انجام فعالیت های شخصی و امور را فراهم میکند، از اهمیت بالایی برخوردار است. علاوه بر آن، توجه ویژه ای در خرید و انتخاب سیستم تهویه مطبوع مناسب به خرج داد.
سلام مقاله خیلی خوبی بود استفاده کردم
سلام و درود آقا علی عزیز
ممنون بابت کامنت خوبتون. هر سوالی بود من در خدمتم.