تهویه مطبوع یا همان سیستم تهویه، یکی از اساسی‌ترین ابزارهای مدیریت شرایط محیطی در ساختمان‌ها است که به طور گسترده در ساختمان‌های مسکونی، تجاری، صنعتی، و اداری به‌کار می‌رود. هدف اصلی طراحی سیستم تهویه مطبوع ، ایجاد یک محیط داخلی بهینه و مطلوب با حفظ شرایط ایده‌آل حرارتی، رطوبتی و تهویه‌ای است تا افراد در آن به طور مطلوب و سالمی فعالیت نمایند.
طراحی سیستم تهویه مطبوع از ترکیب دو عامل اصلی، یعنی تهویه و تبرید یا گرمایش، تشکیل می‌شود. در فصل‌های گرم سال، تهویه با تامین هوای تازه و خروج هوای گرم و آلوده از داخل ساختمان، در انتقال حرارت و مهار رطوبت نقش اساسی ایفا می‌کند.
همچنین، در فصل‌های سرد سال، سیستم تهویه مطبوع با فرآیندهای گرمایشی، به افزایش دما در داخل ساختمان کمک کرده و در کنار تهویه، از حداقل مصرف انرژی برای حفظ شرایط مطلوب بهره می‌برد. با بهره‌گیری از انواع سیستم‌های تهویه مطبوع، امکان کنترل دقیق و مؤثر شرایط محیطی در ساختمان‌ها فراهم می‌شود که این امر نه تنها به کاهش هزینه‌های انرژی منجر می‌شود، بلکه به بهبود کیفیت زندگی و کاربری افراد نیز کمک می‌کند.
آشنایی با سیستم تهویه مطبوع
طراحی سیستم تهویه مطبوع به عنوان یک فرآیند مهم و اساسی در ساختمان‌ها، شامل یک سری عملیات و تجهیزات است که هدف آن بهبود شرایط محیطی داخلی فضاها با استفاده از هوای تازه است.
در این فرآیند، هوای تازه از بیرون جذب و پس از انجام عملیات فیلتراسیون و تنظیم دما و رطوبت، با سرعت و جهت مطلوبی در فضاهای داخلی توزیع می‌شود. تهویه مطبوع از یک سیکل مداوم تشکیل شده و متشکل از اجزای داخلی و خارجی است که هماهنگی منظمی بین آن‌ها وجود دارد تا به بهترین نحو عمل کنند.
این سیستم‌ها به عنوان HVAC شناخته می‌شوند که مخفف Heating Ventilation and Air Conditioning است.امروزه، از تهویه مطبوع انتظارات بیشتری نسبت به گذشته داریم؛به علاوه تنظیم دما، رطوبت نیز برای فضاها بسیار حائز اهمیت شده است.
از این رو، طراحان و متخصصان در طراحی سیستم تهویه مطبوع و تبرید، پارامترهای متعددی را در نظر می‌گیرند تا شرایط مطلوب و سلامتی کاربران با حفظ کیفیت هوای داخلی، به بهترین شکل ممکن تأمین گردد.
این تلاش‌ها شامل بهینه‌سازی فرآیند فیلتراسیون، تنظیم دما و رطوبت، و انتخاب مواد مناسب جهت حفظ استانداردهای کیفیت هوا و آسایش فراهم شده در محیط‌های داخلی می‌شود.
در ساختمان اداری- تجاری از مولد‌های گرمایشی و سرمایشی که در بالای ساختمان نصب شده‌اند و با فن کویل‌های داخل واحدها به‌طور هوشمندانه ارتباط برقرار می‌کنند، استفاده می‌شود. این بهره‌گیری از تکنولوژی و تجهیزات مناسب، باعث بهبود شرایط محیطی و افزایش سطح آسایش و کیفیت هوای داخلی در فضاهای کاری می‌شود.
کاربردهای طراحی سیستم تهویه مطبوع
- ساختمان‌های سازمانی مانند بیمارستان‌ها از سیستم‌های تهویه مطبوع برای ایجاد شرایط محیطی بهینه و سالم در اتاق‌ها و واحدهای مراقبتی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها کمک می‌کنند تا هوای تازه و پاک، تأمین شده و همچنین از تبادل هوا و کاهش آلودگی‌های محیطی مرتبط با فعالیت‌های پزشکی بهره‌مند شوند.
- ساختمان‌های تجاری از جمله ادارات، فروشگاه‌ها و مراکز خرید از سیستم‌های تهویه مطبوع استفاده می‌کنند تا شرایط مطلوب و راحتی برای کارمندان و مشتریان ایجاد کنند. این سیستم‌ها با تأمین هوای تازه و کنترل دما، رطوبت و آلاینده‌ها، از محیطی مناسب برای انجام کارها و خرید آسایش‌بخش اطمینان حاصل می‌کنند.
- ساختمان‌های مسکونی در انواع و اندازه‌های مختلف از سیستم‌های تهویه مطبوع بهره می‌برند. این سیستم‌ها می‌توانند در ساختمان‌های مسکونی تک واحدی، چند واحدی و حتی ساختمان‌های بلند و برجی نصب شوند. طراحی سیستم تهویه مطبوع در این ساختمان‌ها از مدیریت مناسب هوا و ایجاد شرایط مطلوب و بهینه در داخل واحدها و اتاق‌ها بهره‌مندی می‌کند.
- سالن‌ها و سوله‌های تولیدی و انبار محصولات از تهویه مطبوع برای کنترل دما و رطوبت و همچنین تبادل هوا استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها به حفظ شرایط بهینه برای فرآیندهای تولید و نگهداری محصولات کمک می‌کنند.
- در کاربردهای تهویه مطبوع، می‌توان به هر نوع ساختمان، سالن و سوله‌ای اشاره کرد. مواردی مانند سینماها، سالن‌های ورزشی، هتل‌ها، ساختمان‌های آموزشی و بسیاری دیگر از تهویه مطبوع برای ایجاد محیطی مطلوب، خاص و با کیفیت استفاده می‌کنند.
- طراحی سیستم تهویه مطبوع با توجه به ویژگی‌های مختلف هر نوع ساختمان و نیازهای کاربران، بستری مناسب جهت ایجاد محیطی بهینه و سالم فراهم می‌کند. با تکنولوژی‌های پیشرفته و بهره‌گیری از مصرف بهینه انرژی، این سیستم‌ها کیفیت زندگی و کاربری در محیط‌های داخلی را بهبود می‌بخشند.
بررسی کامل تجهیزات تهویه مطبوع
- دستگاه‌های چیلر: چیلرها به عنوان مولد سرما عمل می‌کنند و دارای کمپرسور می باشند. از جمله آن‌ها می‌توان به چیلرهای جذبی و چیلرهای تراکمی اشاره کرد. چیلر جذبی با استفاده از جاذب لیتیوم بروماید و مبرد آب، آب را سرد می‌کند و با کمک برج‌های خنک‌کننده، این فرآیند انجام می‌شود.
- بویلر یا دیگ فولادی: بویلرها مولد گرما هستند و از گاز طبیعی و مشعل برای تولید گرما استفاده می‌کنند. این دستگاه‌ها به صورت پکیج‌های گرمایشی یا دیگ‌های چدنی در ساختمان‌های اداری و مسکونی با متراژ متوسط استفاده می‌شوند.
- فن کویل: فن کویل نیز یک دستگاه توزیع برودت و حرارت است که با استفاده از لوله‌های آب به کویل و فن‌های چند سرعته متصل شده و کار می‌کند.
- هوارسان: هوارسان دستگاهی است که وظیفه انجام عملیات متعددی از جمله حفظ کیفیت هوا با فیلتراسیون، سرمایش، گرمایش، رطوبت‌زنی و رطوبت‌گیری، بازیافت انرژی و تغییرات فشار را بر عهده دارد. این دستگاه می‌تواند به چیلر، بویلر یا کندانسینگ یونیت متصل شود.
- اسپلیت دیواری و اسپلیت کانالی: اسپلیت دیواری از دو بخش یونیت خارجی (شامل کمپرسور، کندانسور و فن) و یونیت داخلی (شامل اواپراتور و فن اواپراتور) تشکیل شده است که از طریق لوله‌های مسی رفت و برگشت به هم متصل می‌شوند. اسپلیت کانالی هم مانند اسپلیت دیواری عمل می‌کند، با این تفاوت که یونیت داخلی به شکل فن‌کویل سقفی توکار به کانال‌ها متصل شده و هوا پس از سرد شدن به کمک این کانال‌ها به فضاهای مختلف ارسال می‌شود.
- وی آر اف (VRF): وی آر اف به عنوان یک سیستم تهویه مطبوع پیشرفته شامل یونیت‌های داخلی دیواری، کاستی یا کانالی به همراه یونیت‌های خارجی مرکزی طراحی شده است. این سیستم مناسب برای پروژه‌های با متراژ متوسط است و هر یونیت داخلی به یک یونیت خارجی متصل نمی‌شود؛ بلکه چند یونیت داخلی به یک یونیت خارجی متصل می‌شوند. این ویژگی باعث افزایش انعطاف‌پذیری و کارایی این سیستم در تأمین شرایط تهویه داخلی می‌شود.
- به این ترتیب، انواع سیستم‌های تهویه مطبوع از جنبه‌های مختلفی مانند نوع مولد سرما و گرما، نوع خنک‌سازی کندانسور، نوع سیال انتقال حرارت و انرژی مصرفی متفاوت هستند. با توجه به نیازهای هر پروژه و شرایط محیطی، انتخاب و طراحی سیستم تهویه مطبوع مناسب بسیار مهم است تا بهترین کارایی و کیفیت هوا در ساختمان‌ها حاصل شود.
طراحی سیستم تهویه مطبوع مدرن برای ساختمان‌ها
- تکنولوژی چیلرها و بویلرها: در این تکنولوژی، بویلرها مسئول افزایش دمای آب و ارسال آن به فن‌کویل‌ها، هواسازها و رادیاتورهای داخل ساختمان هستند، که می‌توان از پکیج‌های گازسوز زمینی یا دیواری بهره برد.
- تکنولوژی پکیج یونیت پشت بامی (روفتاپ پکیج): این تکنولوژی بخشی از یک چیلر هواخنک را به همراه هواساز متصل به آن دارد و هوا را پس از سرد یا گرم کردن، با کانال‌هایی به داخل ساختمان ارسال می‌کند و جزو دستگاه‌های تهویه کانالی محسوب می‌شود.
- تکنولوژی سیستم سرمایشی و گرمایشی (GHP): این دستگاه مدرن برای تهویه مطبوع از سوخت گاز (گاز شهری) برای گرمایش و سرمایش بهره می‌برد و همراه با مصرف اندکی برق عمل می‌کند.
- تکنولوژی سیستم سرمایشی و گرمایشی (VRF): این دستگاه نیز از نظر عملکرد به سیستم GHP شبیه است، با این تفاوت که از انرژی الکتریسیته به جای گاز شهری برای گرمایش و سرمایش استفاده می‌کند.
- تکنولوژی اسپلیت و داکت اسپلیت: این دستگاه‌ها برای کنترل دما و توزیع هوا به چندین کانال در اتاق‌ها و سالن‌ها استفاده می‌شوند و شباهت‌هایی با دستگاه‌های اسپلیت دارند، با این تفاوت که در داکت اسپلیت‌ها، پنل داخلی سقفی است.
- تکنولوژی دستگاه زنت: این دستگاه با استفاده از فرآیند پاشش آب در مسیر هوا و بدون استفاده از کمپرسور و سیکل تبرید، برای سرمایش به کار می‌رود. این سیستم دارای کویل آبگرم جهت گرمایش نیز است.
- تکنولوژی ایرواشر: این دستگاه نیز مانند زنت، با پاشش آب در مسیر هوا عمل می‌کند و در سرمایش نسبت به دیگر دستگاه‌های تهویه مطبوع (موارد 1 تا 5)تفاوت‌های مهمی دارد.
دسته‌بندی انواع سیستم‌های تهویه مطبوع با عملکردهای مختلف
با نگاهی متفاوت، می‌توان طراحی سیستم تهویه مطبوع را به شیوه‌های گوناگون دسته‌بندی کرد. از نظر نحوه استفاده، این سیستم‌ها می‌توانند مرکزی، مجزا یا ترکیبی باشند.
در دستگاه‌های تهویه مطبوع مرکزی، می‌توان به چیلر و فن‌کویل اشاره کرد که به ایجاد شرایط مناسب در داخل ساختمان کمک می‌کنند. در دستگاه‌های مجزا، می‌توان از کولر آبی یا اسپلیت دیواری به همراه پکیج دیواری مستقل و رادیاتور استفاده کرد.
همچنین، سیستم‌های ترکیبی شامل موتورخانه گرمایشی مرکزی همراه با رادیاتورها/کویل‌های آب گرم برای گرمایش و دستگاه‌های اسپلیت دیواری، داکت اسپلیت یا کولر آبی برای سرمایش می‌شوند.
- سیستم‌های تمام برقی از جمله چیلرهای تراکمی، اسپلیت کانالی و VRF که به صورت کامل با استفاده از برق عمل می‌کنند.
- سیستم‌های ترکیبی گاز و برق، از جمله چیلرهای جذبی و GHP یا پمپ‌حرارتی گازی که از ترکیبی از گاز و برق برای سرمایش استفاده می‌کنند.
- سیستم‌های آب خنک همچون چیلرهای جذبی یا تراکمی آب خنک که نیاز به برج‌های خنک‌کننده دارند.
- سیستم‌های هوا خنک مانند چیلرهای تراکمی هوا خنک، اسپلیت، اسپلیت کانالی، VRF و GHP یا پمپ حرارتی گازی که با استفاده از سیال هوا کار می‌کنند.
- سیستم‌های آبی که از لوله‌های گالوانیزه یا چندلایه برای انتقال حرارت آب استفاده می‌کنند و با استفاده از پمپ‌ها به واحدهای توزیع هدایت می‌شود.
- سیستم‌های با مایع مبرد که با استفاده از کانال‌های هوا و از طریق کویل اواپراتوری هوا را خنک می کنند.
عوامل کلیدی در طراحی سیستم تهویه مطبوع
- تفاوت در نوع طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع: هنگام بهبود طراحی سیستم تهویه مطبوع، نیاز است که به دو نوع طراحی آن‌ها توجه کنیم. این دسته‌بندی‌ها شامل سیستم‌های چرخه‌ی برودت تک فصله و چرخه‌ی برودت دو فصله می‌شوند.
- چالش‌های سیستم‌های تهویه مطبوع کامل هوا: یکی از انواع سیستم‌های تهویه مطبوع، سیستم‌های تهویه مطبوع کامل هوا هستند که تمامی اجزای آن‌ها در انتقال هوا نقش دارند. این سیستم‌ها نیاز به تجهیزات و ابزارهای متعددی دارند تا به‌طور کامل هوا را پرتاب و تهویه کنند. طراحی مناسب و بهینه‌سازی کانال‌های هوا برای این نوع سیستم‌ها حائز اهمیت است.
- انتقال حرارت در سیستم‌های تهویه مطبوع آب و هوا: در سیستم‌های تهویه مطبوع آب و هوا، حرارت به دو شکل انتقال می‌یابد. از یک سو با استفاده از آب گرم یا سرد، حرارت به داخل کویل‌ها منتقل می‌شود و از طرفی بادبزنی بر روی کویل‌ها، هوا را سرد یا گرم می‌کند. انتقال حرارت به همین دو روش، سیستم‌های تهویه مطبوع آب و هوا را به‌طور کارآمد و بهینه عمل می‌آورد.
- طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع تک فصلی گرم‌کننده: سیستم‌های تهویه مطبوع تک فصلی گرم‌کننده از دسته‌بندی‌های متفاوتی از سیستم‌های تهویه مطبوع هستند. این نوع سیستم‌ها شامل شوفاژ با دیگ آبگرم و پکیج‌های دیواری می‌شوند که برای فصل زمستان به‌کار می‌روند.
- طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع تک فصلی سردکننده: سیستم‌های تهویه مطبوع تک فصلی سردکننده نیز از دیگر دسته‌بندی‌های سیستم‌های تهویه مطبوع محسوب می‌شوند. این سیستم‌ها از انواع اسپلیت یا کولر گازی و کولر آبی تشکیل شده و به‌طور اختصاصی در فصل تابستان برای خنک کردن محیط استفاده می‌شوند.
دیدگاه خود را به اشتراک بگذارید