محاسبه راندمان (COP) در سیستم های تهویه مطبوع

محاسبه راندمان (COP) در سیستم های تهویه مطبوع

توسط مقالات علمی

بررسی روشها و پارامترهای موثر در تعیین راندمان سیستمهای تهویه مطبوع یا تبرید

مقدمه

در این مقاله قرار است در مورد عملکرد سیستم های تهویه مطبوع از جمله چیلرها و پمپ های حرارتی مطالبی را ارائه دهیم.

با استفاده از فرامین این مقاله راندمان و کارایی سیستم را میتوانیم توصیف کنیم و به سبب آن میتوان تخمین زد که سیستم چه مقدار انرژی مصرف خواهد کرد.این موارد سیستم های مسکونی , تجاری و صنعتی را نیز شامل خواهد شد.

وقتی در مورد اندازه و بزرگی سیستم صحبت می شود (تن تبرید TR, BTU/hr و یا KW) منظور ظرفیت خنک کنندگی سیستم می باشد و برای این کار نیاز به توان الکتریکی خواهیم داشت.به خاطر داشته باشید توان الکتریکی مصرفی بر مبنای KW کمتر از سرمایش تولید شونده توسط سیستم بر حسب KW خواهد بود.

در ایالت متحده وزارت نیروو انرژی معیارهایی را برای حداقل عملکرد و راندمان سیستم های تهویه مطبوع مرکزی و پمپهای حرارتی تعیین کرده است و در این مقاله به بررسی آنها می پردازیم.

ضریب عملکرد (Coefficient of Performance)

COP مقدار انرژی ورودی به سیستم در مقایسه با میزان توان و تولید انرژی آن سیستم است.

فرمول

پس COP نماد کارایی سیستم است و هرچه عددی بزرگتر باشد سیستم عملکرد بالاتری خواهد داشت.

 

همچنین COP همانطور که مشخص است عددی بدون بعد است و خیلی سریع قابل اندازه گیری است.یک بخاری برقی ساده را در نظر بگیرید , تقریبا تمامی انرژی الکتریکی به گرما تبدیل می شود و در خروجی انرژی خروجی غیر خالص نخواهیم داشت بنابراین COP آن برابر یک می باشد.مسئله مهم این است که COP را میتوان برای هر سیستمی استفاده کرد و فقط مختص سیستمهای گرمایی و سرمایی نیست.

 

سیستم های تهویه مطبوع از انرژی برای انتقال حرارت از جایی به جای دیگر استفاده میکند.سیستمهای سرمایشی حرارت را از فضای خنک شونده به فضای دیگر (معمولا فضای بیرون) منتقل می کنند.ناگفته نماند که پمپ حرارتی علاوه بر این مورد از همان اصول استفاده کرده و همچنین قادر است گرما را به محیط سرد اتاق منتقل کند.

 

با این تفاسیر حداکثر COP  تئوری برای یک سیستم تهویه مطبوع را می توان با استفاده از معادله کارنوت (Carnot) بدست آورد که ساده شده معادله را در زیر میبینیم:

که در آن TC دمای سرد و TH درجه حرارت گرم می باشد برای سیستم سرمایشی دمای سرد همان دمای داخل اتاق و برای سیستم گرمایشی دمای سرد دمای خارج از اتاق یا گرم شونده می باشد و تمامی مقادیر در فرمول ذکر شده بر حسب کلوین خواهد بود.

 

همانطور که مشاهده می فرمایید با افزایش اختلاف دمای سرد و گرم ,ضریب عملکرد کاهش پیدا خواهد کرد و بالعکس و این بدین معناست که وقتی دمای داخل به دمای بیرون نزدیک تر باشد راندمان سیستم بالاتر است و انرژی کمتری مصرف خواهد کرد.

 

به عنوان مثال حداکثر راندمان تئوری یک سیستم تهویه مطبوع که در حال خنک کردن یک اتاق تا ۲۳ درجه سانتیگراد است را در نظر بگیریداگر دمای هوای بیرون ۳۲ درجه سانتیگراد باشد حداکثر راندمان تئوری آن برابر می شود با:

مقادیر COP برای سیستم های تهویه مطبوع معمولا در محدوده ۲-۴ قرار میگیرد که تقریبا یک دهم ظریب عملکرد تئوری ماکزیمم می باشد.با این حال در انتخاب سیستم مناسب کمک شایانی به ما خواهد کرد.

 

پمپ حرارتی که در شکل زیر نشان داده ایم در نظر بگیرید.

Heat pump

مپ حرارتی انرژی را از محیط می گیرد و از انرژی الکتریکی برای انتقال این انرژی به فضای داخل استفاده می کند.واضح است که انرژی بیشتری نسبت به برق مصرفی وارد اتاق می شود.

COP این سیستم ۴ است (انرژی وارد شده به اتاق نسبت به انرژی الکتریکی مصرفی)مقداری از انرژی به عنوان اتلاف انرژی در خارج ساختمان دفع می شود و به این دلیل COP واقعی کمی کمتر از ۴ می باشد.یک سیستم تهویه و تبرید نیز به همین روش کار می کند با این تفاوت که این بار سیستم در حال خارج کردن انرژی گرمایی ار اتاق است.

شکل بالا را بر عکس در نظر بگیرید که در آن سیستم یک کیلو وات انرژی می گیرد تا ۳ کیلو وات گرما را از داخل اتاق به فضای بیرون هدایت کند. سیستم تهویه ۴ کیلو وات انرژی بایستی وارد محیط کند و این مقدار انرژی توسط کندانسور دفع می شود.سیستم های تهویه و تبرید مصرف بیشتری نسبت به سیستم های گرمایشی دارند و از همین رو است که COP در این حالت برابر ۳ شده است.

نسبت بهره وری انرژی (Energy Efficiency Ratio) :

EER یعنی نسبت انرژی خروجی خنک کننده (BTU) به انرژی الکتریکی ورودی (Watt-hour).

فرمول

بنابر این واحد آن در حالت استاندارد BTU/W/h است گرچه میتوان آن را با واحد های دیگر نیز بیان کرد.بنابر این EER بدون بعد نیست و میتوان آنرا پس از گذشت زمان محاسبه کرد.به طور معمول با پایدار شدن سیستم آن را در یک دوره یک ساعته می توان اندازه گیری کرد.

 

بسیاری از نویسندگان به غلط EER را نسبت توان و قدرت (و نه انرژی) می دانند یعنی به شکل معادله زیر:

فرمول 5

واحد ها یکسان است اما اینجا توان تبرید را نسبت به مصرف انرژی الکتریکی سنجیده ایم.اگرچه این دیدگاه نادرست است اما به ما این امکان را می دهد که به راحتی توان مورد نیاز برای فضایی که میخواهیم تهویه کنیم را تخمین بزنیم.

 

برای مثال یک سیستم تهویه مطبوع را در نظر بگیرید که توان تبرید آن ۵ تن می باشد و دارای EER = 11.6 است اگر بخواهیم ببینیم چقدر انرژی مصرف کرده است از معادله استفاده می کنیم:

فرمول 7

EER را می توان تنها در یک اختلاف دمای خاص (اختلاف بین دمای داخل و دمای خارج از اتاق) مشخص کرد زیرا همانطور که از معادله آن برمی آید با تغییر اختلاف دما بازده و راندمان تغییر خواهد کرد.

 

EER معمولاً تحت شرایطی که در جدول زیر نشان داده شده است مشخص می شود.

جدول

برای تبدیل EER به COP باید واحد ها را با هم تطابق دهیم تا به نتیجه دلخواه برسیم.برای این منظور اعداد را تبدیل به اعدادی با واحد های یکسان می کنیم مثل ژول.هر BTU معادل J ۱۰۵۵ است و هر Wh معادل J.S ۳۶۰۰ بنابراین:

یا به عبارتی:

نسبت بهره وری انرژی فصلی (Seasonal Energy Efficiency Ratio) :

همانند EER آیتم SEER نیز یعنی نسبت انرژی خروجی خنک کننده (BTU) به انرژی الکتریکی ورودی (Watt-hour) با این تفاوت که SEER نمایانگر این نسبت در طول یک فصل است که با توجه به متغیر بودن دمای هوای محیط تعیین می گردد.

وزارت انرژی امریکا فرمولی برای محاسبه SEER برای سیستمهای تهویه مطبوع مسکونی کمتر از ۶۵۰۰۰ BTU/hr (19KW) تعریف کرده است. سازندگان سیستم های تهویه مطبوع COP , EER را معمولا در دماهای داخل و خارج مختلف اندازه گیری می کنند و سپس SEER را محاسبه می کنند و نهایتا نتیجه یک عدد است که میتواند به خریدار در امر خرید و مقایسه آن دستگاه با دستگاه های دیگر یاری رساند.

 

برای مثال یک دستگاه پنج تنی (۶۰۰۰۰ BTU/hr) را در نظر بگیرید که به طور متوسط هشت ساعت در روز در یک فصل کار می کند (در اواخر فصل گرما ممکن است سیستم تنها ۴ ساعت کار کنر اما از طرفی در اوج گرما نیز روزانه حدود ۱۴ ساعت کار می کند).فرض کنید فصل گرما ۱۸۰ روز است (حدود ۶ ماه) و همچنین فرض کنید این دستگاه با ۲/۳ ظرفیت خود کار می کند پس انرژی سرمایی تولیدی آن به شرح زیر است:

فرمول 12

حال فرض کنید SEER سیستم عددی معادل ۱۳ باشد.بنابراین انرژی الکتریکی کل برابر میشود با:

اگر هزینه برق برای هر کیلو وات ساعت ۲۵۰ تومان باشد هزینه برق سیستم مذکور در آن بازه زمانی برابر است با:

فرمول

EER معمولا تحت شرایطی که در جدول بالا نشان داده شد مشخص می گردد اما SEER طیف وسیعی از دما را در بر می گیرد. 

می دانیم که با کاهش اختلاف دما راندمان بالا می رود پس SEER از EER بیشتر است (به طور معمول بین ۱۵% تا ۳۰%). 

یک فرمول توسط یک دانشجو برا تبدیل این دو به هم ارائه گردیده است:

بنابراین:

برای مثال اگر EER برابر باشد با ۱۲ میتوان بر طبق محاسبات زیر تخمین زد SEER حدود ۱۴.۴ بدست آید:

این بدان معناست که SEER در حدود ۲۰% بیشتر از EER است اما در عمل و واقعیت با توجه به این که شرایط برای محاسبه SEER را ثابت در نظر می گیریم و بدلیل اینکه ممکن است شرایط محل نصب دستگاه تفاوت زیادی با فرض ما داشته باشد امکان دارد این عدد حتی بیش از این باشد. بنابراین ، نسبت واقعی مشاهده شده در عمل ممکن است تفاوت زیادی با SEER محاسبه شده داشته باشد ، و تخمین دقیق انرژی برای سیستم در طی یک فصل را دشوار می کند.

 

در ایالات متحده ، DoE حداقل ها را برای SEER مشخص می کند ، که در جدول زیر نشان داده شده است. در ژانویه ۲۰۰۶ قانون تغییر یافت به همین خاطر جدول استانداردهای قدیمی و جدید که ملزم به اعمال آن در ساخت و نصب سیستمهای خانگی هستند را برای مقایسه خدمتتان ارائه می دهیم :

این بدان معناست که SEER در حدود ۲۰% بیشتر از EER است اما در عمل و واقعیت با توجه به این که شرایط برای محاسبه SEER را ثابت در نظر می گیریم و بدلیل اینکه ممکن است شرایط محل نصب دستگاه تفاوت زیادی با فرض ما داشته باشد امکان دارد این عدد حتی بیش از این باشد. بنابراین ، نسبت واقعی مشاهده شده در عمل ممکن است تفاوت زیادی با SEER محاسبه شده داشته باشد ، و تخمین دقیق انرژی برای سیستم در طی یک فصل را دشوار می کند.

در ایالات متحده ، DoE حداقل ها را برای SEER مشخص می کند ، که در جدول زیر نشان داده شده است. در ژانویه ۲۰۰۶ قانون تغییر یافت به همین خاطر جدول استانداردهای قدیمی و جدید که ملزم به اعمال آن در ساخت و نصب سیستم های خانگی هستند را برای مقایسه خدمتتان ارائه می دهیم:

سیستم Split به سیستمی اطلاق می گردد که اواپراتور و کندانسور آن در فضایی متفاوت از هم قرار دارند.لازم به ذکر است کمپرسور معمولا در کنار کندانسور قرار دارد و در فضای بیرون یا روی سقف نصب می گردند. شیر انبساط یا لوله مویین و یا هر تجهیزی که وظیفه منبسط کردن مبرد قبل از اواپراتور را بر عهده دارد در مجاورت اواپراتور قرار می گیرد. اما سیستم Package مثل بقیه سیستم های تبرید شامل چهار جزء اصلی (کمپرسور , کندانسور , شیر انبساط و اواپراتور) است با این تفاوت که در این تیپ سیستم تمامی اجزاء در یک واحد قرار می گیرد و معمولا نیز در فضای بیرونی نصب می گردد و هوای مطلوب از طریق کانال به فضای داخل انتقال پیدا می کند. به این ترتیب و با استفاده از معادله میبینیم سیستمی که با SEER = 13 محاسبه شده است در حدود ۳۰% بازدهی بیشتری نسبت به سیستمی با SEER = 10 دارد.

ضریب راندمان گرمایش فصلی (Heating Seasonal Performance Factor)

مانند SEER این راندمان قابل اندازه گیری سیستم و دستگاه ها دارای دو واحد مستقل BTU/hr و Watt است حال آنکه این آیتم نشان دهنده راندمان سیستم در حالت گرمایشی است و نه سرمایشی بنابراین ایتم ذکر شده فقط برای سیستمهایی که مجهز به تجهیزات گرمایشی هستند (مثل پمپ های حرارتی و یا سیستم های تهویه مطبوع برگشت پذیر) قابل استفاده است. به منظور بدست آوردن ضریب راندمان گرمایش فصلی (HSPF) باید از فرمول زیر استفاده کرد :

به عنوان مثال فرض کنید یک سیستم دارای HSPF = 8 باشد بنابراین از معادله بالا COP = 2.3 بدست می آید و بدین معناست که ۲.۳ برابر برقی که سیستم مصرف میکند , تولید گرما می کند به عبارت دیگر به ازای هر ۱ KWh انرژی الکتریکی که توسط سیستم استفاده می شود ۲.۳ KWh انرژی حرارتی وارد فضا می شود.

کیلو وات به ازای هر تن (KW/ton)

راندمان سیستم های بزرگ تهویه مطبوع صنعتی به ویژه چیلرها بر اساس کیلو وات به ازای هر تن تعیین می گردد تا مشخص گردد به ازای مقدار مشخصی سرمای تولید شده چه مقدار انرژی الکتریکی نیاز داریم.در اینجا بر خلاف EER,SEER,COP,HSPF هرچه عدد کوچکتر باشد نمایانگر راندمان بالاتر سیستم است.

با تمام این تفاسیر برای صحه گذاشتن بر تخمین های زده شده بایستی محاسبات و آزمایشات در شرایط مختلف دمای خارج و داخل و اختلاف دما های مختلف بین آب ورودی و خروجی سیستم صورت پذیرد.میتوانیم با یک معادله ساده KW/ton را به COP تبدیل کنیم و برعکس:

فرمول

زیرا هر تن تبرید برابر است با ۳.۵۱۷ KW

برای مثال اگر KW/ton برای یک چیلر برابر باشد با ۱.۸ با استفاده از معادله بالا COP برای این سیستم ۱.۹۵ بدست می آید.

بنابراین به ازای هر ۱ KW انرژی الکتریکی دریافتی ۱.۹۵ KW انرژی سرمایی وارد محیط می کند.

اسب بخار (Horse Power)

واحد دیگر مورد استفاده اسب بخار یا HP است  که نمایانگر توان و قدرت یک موتور می باشد. همچنین ممکن است از این واحد جهت مشخص کردن توان ورودی به سیستم های تهویه مطبوع نیز به کار برود.قابل ذکر است که ۱ HP معادل است با ۷۴۶ W.

برچسب انرژی (Energy Star)

بر چسب انرژی که در پایین علامت و لوگوی آنرا مشاهده می فرمایید توسط آژانس حفاظت از محیط زیست امریکا (EPA) به دلیل مشخص کردن محصولاتی که راندمان انرژی بالایی دارند بوجود آمد و به این ترتیب خریدار به راحتی میتواند محصول با راندمان بالاتر را شناسایی و خریداری کند.

energy star

در ایران برچسب انرژی  روی کالاهای مورد استفاده در ساختمان‌ها نصب می‌شود و نشان‌دهنده ی کیفیت محصولات از نظر مصرف انرژی است.در این برچسب که برای وسیله‌های انرژی‌بر به کار می‌رود، شاخص مصرف انرژی وسیله با استفاده از حروف لاتین A تا G مشخص می‌شوند که هر حرف دارای رنگی مخصوص به خود از سبز تا قرمز است. با استفاده از این برچسب می‌توان بازدهی وسایل گوناگون را مقایسه کرد. در این برچسب افزون بر رتبه مصرف انرژی، نام محصول، نام کارخانه تولیدی، مدل محصول و آرم مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران دیده می‌شود. همچنین در برخی از برچسب‌ها ممکن است برخی از شاخص‌های مورد نظر مصرف‌کنندگان نیز نوشته شود.

 

حرف A در برچسب انرژی که با زمینه سبز پررنگ نمایش می‌یابد، نشان‌دهنده کمترین مصرف انرژی و بیشترین کارایی وسیله و حرف G که با رنگ قرمز مشخص می‌شود نشانه ی این است که وسیله دارای بیشترین مصرف و کمترین کارایی است.

 

برچسب انرژی از چند بخش تشکیل می‌شود، بخش‌های اول تا سوم به ترتیب عبارتند از علامت تجاری شرکت سازنده، نام شرکت سازنده و مدل دستگاه. حروف لاتین مشخص‌کننده برچسب انرژی در بخش چهارم برچسب مشخص می‌شوند.مصرف انرژی دستگاه بر اساس استاندارد ملی تدوین شده در بخش آزمون استاندارد، در بخش پنجم می‌آید و سایر بخش‌ها بیانگر اطلاعات ویژه همان نوع وسیله است

خلاصه مباحث:

در جدول زیر حداقل استانداردهایی که بایستی برای سیستمهای تاسیساتی و تهویه مطبوع لحاظ گردد آورده شده است که تا امروز مورد استناد هستند اما قطعا با پیشرفت علم تغییر خواهند یافت.

جدول
  1. توان ورودی که با استفاده از معادله ۱ حاصل می شود.
  2. ۱۰۰۰ BTU/hr = 293.1 W
  3. ۱ ton توان برودتی سیستم که برابر است با ۱۲۰۰۰ BTU/hr
  4. مقادیر COP که با استفاده از معادله ۷ و معادله ۱۳ بدست می آید.این موارد تبدیل های تقریبی هستند که فقط در شرایطی که SEER و EER مشخص شده باشند اعمال می شوند.

برخی از موارد از جدول و بدون استفاده از معادله و فرمول قابل استخراج هستند.مثلا با تقسیم توان ورودی (Power Input) بر حسب KW بر توان تبرید سیستم (Size of system) بر حسب ton میتوانیم فاکتور KW/ton را بدست آوریم.به عنوان مثال فرض کنید یک سیستم آب خنک با ظرفیت ۱۳۵۶۰۰ BTU/hr داریم در این صورت و طبق ردیف پایین جدول ظرفیت سرمایی برابر است با ۱۱.۳ ton پس ۱۲.۲ ÷ ۱۱.۳ = ۱.۱ که اگر با معادله هم جلو برویم به همین نتیجه میرسیم:

 

نتیجه گیری:

راندمان سیستم های تهویه مطبوع با تغییر شرایط تغییر خواهد کرد.اندازه گیری و محاسبه راندمان در شرایط مختلف میتواند دید بهتری نسبت به سیستم به ما بدهد.در مورد سیستم های مسکونی, SEER های ثبت شده به علت متغییر بودن دما لزوما با سیستم ما همخوانی ندارد. همچنین برای سیستم های تجاری ، EER به شما امکان می دهد سیستم های مختلفی را با هم مقایسه کرده و مصرف برق آنها را تقریباً تخمین بزنید.

از آنجا که تولید کنندگان دستگاه ها , سیستم های خود را به روز و بهینه می کنند تا در شرایط تست بهترین عملکرد را کسب کنند ، شما باید در ارزیابی و انتخاب سیستم ها همه جوانب را در نظر بگیرید.

برای یک سیستمی که SEER آن برابر ۱۳ است از معادلات گفته شده در متن میتوان EER = 11.2 و COP = 3.6 را بدست آورد.

حداکثر COP تئوری برای اختلاف دمای ۲ درجه فارنهایت را با استفاده از معادله برابر ۱۰۰ بدست می آوریم که تقریبا ۲۵ برابر این عدد است.

در حالی که در بازار سیستم های مسکونی هستند که SEER بیشتر از ۲۰ دارند اما اکثر سیستم های تجاری و صنعتی راندمانی پایین تر از آنها دارند.

نکته ای که در این مقاله به آن اشاره نشد این است که مهم نیست سیستم در بدو نصب کردن چقدر بهینه باشد بلکه بایستی کارایی آن را پس از گذشت زمان و مواجهه با رسوبات و … سنجید. برای مثال سیستمی که بالافاصله پس از راه اندازی SEER معادل ۱۳ دارد بعد چند سال کار SEER آن به حدود ۱۱ تقلیل پیدا می کند.

  1. اجرای سیستم های تهویه مطبوع با استفاده از گاز یا منابع دیگر انرژی امکان پذیر است. تمرکز این سند بر سیستم هایی است که توسط نیروی الکتریکی هدایت می شوند.
  2. تفکیک بین “انرژی” و “توان” مهم است. انرژی توانایی انجام کار است و واحد آن ژول (J) یا واحدهای انگلیسی (BTU). توان انرژی ای است که در واحد زمان صرف می شود (یا میزان انجام کار در یک زمان مشخص) و واحد آن W = J / s یا BTU/hr است.
  3. گرما انرژی است ، نه توان
  4. سیستمی با SEER بالاتر انرژی کمتری را نسبت به سیستم دارای SEER پایین تر مصرف می کند.
  5. اگر دو سیستم تهویه مطبوع مختلف را ارزیابی می کنید ، EER یکی را با EER دیگری مقایسه کنید ، یا SEER یکی را با SEER دیگر مقایسه کنید. مقایسه EER یک سیستم با SEER سیستم دیگر منطقی نیست.

منابع:

  1. http://www.energystar.gov
  2. http://www1.eere.energy.gov/buildings/appliance_standards/residential/central_ac_hp.html
  3. Standard 90.1-2010 by the American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) “Energy Standard for Buildings
دانلود مقاله
چگونه از نمودار سایکرومتریک استفاده کنیم

چگونه از نمودار سایکرومتریک استفاده کنیم؟

توسط با بدون دیدگاه مقالات علمی

در دو آموزش قبلی مربوط به نمودار سایکرومتریک با کلیات این نمودار و بخش های مختلف آن آشنا شدیم. در این بخش به بررسی چند مسئله و روش حل کردن آن ها با نمودار سایکرومتریک میپردازیم. جهت یادآوری بخش های اصلی نمودار را به صورت خلاصه با هم مرور میکنیم.

 

۱ – خطوط هوای خشک (dry bulb):

نمودار هوای خشک

 ۲ – خطوط حباب خیس (wet bulb):

خطوط حباب خیس

 ۳ – رطوبت نسبی (RH) :

۴ – نسبت رطوبت:

نسبت رطوبت

۵ – دمای نقطه شبنم :

دمای نقطه شبنم

۶ – آنتالپی (h):

آنتالپی

۷ – حجم مخصوص:

حجم مخصوص

مثال ۱ :

دمای هوای خشک و دمای حباب خیس داده شده است.دمای شبنم،آنتالپی،حجم مخصوص و نسبت رطوبت را به کمک نمودار پیدا کنید 

مثال-1
جواب مثال 1

۸ – گرما و سرمای محسوس:

به پروسه ای که طی آن با تغییر دما، مقدار نسبت رطوبت ثابت میماند، بار محسوس گفته میشود.

گرما و سرمای محسوس

مثال ۲ :

در یک پروسه گرماگیری هوا از شرایط a به شرایط b میرسد. موارد خواسته شده را محاسبه کنید.

مثال-2

۹ – گرمادهی و رطوبت زنی :

پروسه ای است که طی آن با تغییر دما، مقدار نسبت رطوبت نیز تغییر میکند.

گرمادهی و رطوبت زنی

مثال ۳ : 

۲/۵ متر مکعب چوب خیس در دمای ۶۰ درجه سانتی گراد و دمای خیس ۵۲ درجه سانتی گراد توسط هوای آزاد در حال خشک شدن است. نرخ خشک شدن آن ۱۲.۵ کیلوگرم آب در هر ساعت میباشد. اگر دمای هوای بیرون ۲۷ درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی ۸۰% باشد. چه مقدار هوا بر دقیقه نیاز است تا رطوبت جذب شده توسط هوا دفع شود؟

۱۰ – گرماگیری و رطوبت گیری :

پروسه ای که طی آن مقدار رطوبت هوا و همچنین دما کاهش پیدا میکند.

گرماگیری و رطوبت گیری

مثال ۴ :

 

هوا در دمای ۵۰ درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی ۳۲% وارد کویل سرمایی یک سیستم رطوبت گیر میشود و تا دمای ۱۸ درجه کاهش پیدا میکند. اگر نرخ خشک شدن نوعی چوب ۴ کیلوگرم بر ساعت باشد، ظرفیت سرمایشی سیستم رطوبت گیر را محاسبه کنید. 

۱۱ – سرمایش آدیاباتیک :

فرایندی که طی آن عمل سرمایش بدون از دست دادن گرما رخ میدهد. در واقع در این فرایند گرمای محسوس از دست رفته به گرمای نهان تبدیل میشود.

مثال ۵:

مطابق شکل زیر هوا در شرایط نقطه ۱ از داخل چوب عبور کرده و ۳ درجه سانتی گراد دمای آن کاهش پیدا میکند.ضخامت دیوار ۱/۲ متر میباشد. ویژگی های هوا در نقطه ۲ را پیدا کنید.

۱۲ – ترکیب آدیاباتیک دو جریان هوایی:

در اکثر کاربرد های تهویه مطبوع دو جریان هوایی با هم ترکیب میشوند. به عنوان مثال در هواساز هوای تازه و برگشت با هم ترکیب میشوند و هوایی با خواص جدید تشکیل میشود.

برای تعیین شرایط هوایی جدید به کمک نمودار سایکرومتریک مطابقه مثال زیر عمل میکنیم.

مثال ۶ :

هوای تازه با شرایط a با هوای برگشت با شرایط b ترکیب میشود.خواص هوای ترکیب را بدست آورید.

مثال-6

طول خط ۱-۳ ، ۰.۲۱ برابر طول خط ۱-۲ میباشد. بعد از مشخص شدن نقطه ۳ ، به کمک نمودار سایکرومتریک خواص نقطه ۳ پیدا میشود.

دانلود مقاله
تهویه و سیستم های کنترلی

تهویه و سیستم های کنترلی

توسط مقالات علمی

مقدمه

اوایل پیدایش تبرید مکانیکی، دستگاه های موجود حجیم و گران بودند و راندمان زیادی برای تهویه نداشتند و می بایست فردی متخصص از آنها نگهداری می نمود. به همین دلیل تبرید مکانیکی صرفا چند کاربرد بزرگ نظیر واحد های تولید یخ، بسته بندی گوشت و یخچالهای بزرگ محدود می شد ولی این سیستم در عرض چند دهه به سرعت رشد نموده و به صورت امروزی درآمده است.

این رشد سریع حاصل چند عامل مختلف بود. با پیشرفت روش های تولید دقیق، امکان تولید تجهیزات کوچک تر با راندمان بالاتر فراهم شد. این امر به همراه تهیه مبرد های بی خطر و اختراع موتورهای الکتریکی با قدرت کمتر امکان ساخت واحدهای تبرید کوچک را که امروزه در کاربرد هایی نظیر یخچال ها و فریزر های خانگی، دستگاه های هواساز کوچک و دستگاه های تجاری مورد استفاده قرار میگیرند، فراهم نمود. به طوری که هم اکنون کمتر خانه یا واحد تجاری را میتوان یافت که یکی از انواع مختلف دستگاه های تبرید مکانیکی استفاده نکنند.

تاریخچه و کاربرد سیستم تبرید

برای مثال امروزه بدون بهره گیری از سیستم های تبرید، تهیه و نگهداری مواد پروتئینی با رشد فزاینده جمعیت ممکن نخواهد بود. همچنین در ساختمان های بزرگ نظیر مجتمع های مسکونی، تجاری و صنعتی، در صورتی که از تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید مکانیکی بهره گیری نشود به دلیل گرمای محیط در تابستان این ساختمان ها غیر قابل تحمل خواهند بود.

علاوه بر کاربرد تبرید در تهویه مطبوع و استفاده از آن در فرایندهای انجماد و سردخانه ها، در حمل و نگهداری غذاهای فاسد شدنی، از تبرید مکانیکی در تهیه و عرضه اغلب مواد یا اجناس فروشگاه های امروزی استفاده می شود. تعداد فرایندها یا محصولاتی که با استفاده از تبرید مکانیکی تحقق یا بهبود یافته اند بی شمار است.

به طور مثال وجود تبرید امکان ساخت سد های بزرک را که برای پروژه های تولید برق و آب یاری ضروری است، فراهم میسازد. تبرید ساخت جاده ها، تونل ها، چاهک فونداسیون و حفاری در زمین های سست را میسر میسازد. به وسیله تبرید امکان تولید پلاستیک ها، لاستیک های مصنوعی و بسیاری محصولات و مواد مفید دیگر، امکان پذیر می گردد.

تولیدکنندگان منسوجات و کاغذ میتوانند با استفاده از تبرید، سرعت دستگاه های خود را افزایش دهند و صول بیشتری تولید نمایند. استفاده از تبرید روش های بهتری برای آب کاری فولاد های مورد استفاده در دستگاه ها بوجود می آورد.این موارد تنها گوشه ایی از صدها کاربرد تبرید مکانیکی است که امروزه مورد استفاده قرار میگیرد و همه ساله چندین کاربرد جدید به آن ها افزوده می شود. تنها عاملی که سرعت رشد سیستم تبرید را کاهش می دهد، عدم وجود افراد متخصص در این صنعت است.

برای سهولت مطالعه سیستم تبرید میتوان کاربرد های تبرید را به شش گروه اصلی تقسیم نمود:

  • تبرید خانگی

  • تبرید تجاری

  • تبرید صنعتی

  • تبرید حمل و نقل

  • تهویه مطبوع ساختمان

  • تهویه صنعتی

بدیهی است حد و مرز دقیق این گروه ها معلوم نیست و بین آن ها تداخل وجود دارد.

سیستم-تهویه-مطبوع-چیست؟

 ۱) تبرید خانگی

وسعت تبرید خانگی محدود است و به طور عمده به یخچال و فریزرهای خانگی مربوط می شود ولی به دلیل کثرت استفاده، بخش قابل ملاحظه ایی از بحث تبرید را در بر میگیرد.تبرید خانگی معمولا کوچک و با ظرفیت های ورودی ۳۵ تا ۳۷۵ وات تولید می شوند.

۲) تبرید تجاری

تبرید تجاری در طراحی، ساخت ، نصب و تعمیر سردکننده مورد استفاده در مغازه ها، رستوران ها، هتل ها و موسسات تهیه و تولید مواد غذایی فاسد شدنی محدود میشود.

۳) تبرید صنعتی

به دلیل مشخص نبودن حدود دقیق تبرید صنعتی و تجاری، اغلب آنها را باهم اشتباه میکنند. به طور کلی تبرید صنعتی از نظر اندازه بزرگتر از اندازه تجاری می باشد و یک نفر تکنسین با تجربه از آن نگهداری می نماید. از نمونه های معمول تبرید صنعتی، واحد های یخ سازی، بسته بندی مواد پروتئینی بزرگ (گوشت، ماهی، غذاهای منجمد و …)، نوشابه سازی بستنی سازی و واحد های صنعتی نظیر پالایشگاه های روغن، واحدهای شیمیایی، واحدهای لاستیک سازی و … می باشد.

۴) تبرید حمل و نقل

قسمتی از کاربرد های این گروه را می توان به عنوان شاخه ای از تبرید تجاری و قسمتی دیگر را شاخه ایی از تبرید صنعتی در نظر گرفت. به هر صورت هر دو مورد به اندازه کافی وسیع و قابل توجه هستند. تبرید کشتی ها در کشتی های صیادی و مخازن حمل و نقل محصولات فاسد شدنی مشاهده می شود. تبرید حمل و نقل به تجهیزات تبرید مورد استفاده در کامیون ها برای حمل و نقل طولانی یا محلی و واگن های راه آن مربوط می شود.

تهویه مطبوع

به طوری که از اسم تهویه مطبوع بر می آید این مقوله با شرایط هوا در نواحی یا فضاهای مورد نظر در ارتباط می باشد و نه تنها کنترل دما بلکه کنترل رطوبت و سرعت وزش هوا را نیز به همراه تصفیه و تمیز کردن آن شامل می شود. سیستم هایی که وظیفه عمده آن ها مطبوع کردن هوا برای راحتی انسان است، تهویه مطبوع خانگی نامیده میشود.

نمونه ایی از این سیستم هارا میتوان در منازل، مدارس، دفاتر، مساجد، هتل ها، سوپر مارکت ها، ساختمان های عمومی، کارخانجات، اتومبیل ها، اتوبوس ها، هواپیما ها، کشتی ها و غیره مشاهده نمود. از طرف دیگر هرگونه مطبوع سازی هوا که هدف اصلی آن رفاه انسان ها نباشد، تهویه صنعتی نامیده میشود. این الزاما به این معناست که سیسنم های تهویه صنعتی با توجه به وظیفه اصلی خود، نمیتواند برای آسایش انسان به کار برده شود.

کاربردهای تهویه مطبوع

کاربردهای تهویه صنعتی از نظر تعداد و تنوع نامحدود هستند. به بیان کلی وظیفه سیستم های تهویه مطبوع صنعتی عبارتند از :

  • کنترل میزان رطوبت مواد مرطوب
  • کنترل شدت واکنش های شیمیایی و بیوشیمیایی
  • محدود نمودن میزان تغییرات مواد ظریف از لحاظ انبساط و انقباض حرارتی
  • فراهم نمودن هوای تمیز و تصفیه شده که اغلب برای کار راحت و تولید محصولاتی با کیفیت بهتر، لازم است.

مشکلی که در رابطه با سیستم های کنترل اتوماتیک وجود دارد، این است که در این رابطه مفاهیم اساسی، اصطلاحات و نام های بسیاری وجود دارد که در هیچ جا غیر از زمینه تهویه مطبوع مورد استفاده قرار نمیگیرند.

شما باید مفاهیمی مانند <حلقه بسته> ،<عادی – باز> و <کنترل تناسبی> را یاد بگیرید. همچنین باید اجزای مختلف مانند کنترلرها،عملگرها”Actuator” و کلید های “EP” را تشخیص داده و هدف از به کارگیری آن ها را یدانید.

به هر حال کلید واقعی کنترل های اتوماتیک گسترش دادن آکاهی و دانش در مورد سیستم است. این یعنی باید به اندازه ایی دانش خود درباره مفاهیم اساسی را افزایش داد که بتوان با نگاه کردن به نقشه های یک سیستم کنترل تشخیص داد که کلیات سیستم چگونه باهم ارتباط دارند و چگونگی عملکرد و ارتباط آن ها باهم چگونه است.

tasisate-sarmayeshi

یک سیستم کنترل چه کاری انجام می دهد؟

برای پایش “Monitoring” دمای فضای مورد تهویه و تنظیم سیستم تبرید تهویه مطبوع،( به منظور حفظ شرایط از پیش تعیین شده برای رسیدن به شرایط آسایش ) به یک سیستم کنترل نیاز است. در حالت ایده آل سیستم کنترل با مصرف کمترین مقدار انرژی، این شرایط آسایش را در شرایط مطلوب و در یک سطح ثابت حفظ می کند.

برخی از سیستم ها رطوبت فضا را نیز اندازه گیری و تنظیم می کنند. برای انجام تمام این کارها سیستم کنترل، دما و رطوبت نسبی هوای فضا را اندازه گیری و حس میکند و به منظور برقرار کردن شرایط مطلوب در فضا، شیرها و دمپر های موجود در سیستم مرکزی را تنظیم می نماید.

زیر سیستم های کنترل “Control Subsystems”

  • پیچیده ترین سیستم ها نیز از یک سری زیر سیستم های متناسب و هماهنگ تشکیل شده اند. این زیر سیستم ها اساسا در تمام سیستم های کنترل مشابه هستند. توانایی شما در درک سیستم های کنترل به میزان توانایی شما در تشخیص این زیر سیستم ها و تحلیل چگونگی عملکرد آن ها و چگونگی ارتباط آن ها با دیگر زیر سیستم ها برای تشکیل سیستم کلی کنترل، بستگی دارد.

در یک سیستم هواساز مرکزی مربوط به یک مکان تجاری بزرگ چندین زیر سیستم کنترلی وجود دارد که عبارتند از :

  • روشن و خاموش کردن فن
  • روشن و خاموش کردن پمپ
  • موقعیت دهی به دمپر های برگشت، تخلیه و هوای تازه بیرون.
  • حصول اطمینان از اینکه حداقل هوای تازه مورد نیاز به سیستم وارد می شود.
  • تنظیم کننده دبی آب گرم و دمای هوای خروجی از کویل گرمایشی
  • تنظیم کننده دبی آب خنک شده و دمای هوای خروجی از کویل سرمایشی

حلقه های کنترل

حلقه کنترل یک زیر سیستم است که اجزای آن به گونه ای چیده شده اند که باهم عمل کرده و یک متغیر مانند دمای هوا یا آب را کنترل می کنند. دو نوع حلقه کنترل وجود دارد:

۱_سیستم کنترل حلقه باز

یک سیستم کنترل حلقه باز دارای باز خورد یا Feed back نیست، بنابر این سیگنالی مبنی بر رسیدن به شرایط مطلوب وجود نخواهد داشت.  یک نمونه از سیستم های کنترل حلقه باز، سیستم تبرید تهویه مطبوع است که در آن دمای آب گرم تغذیه شده فقط بر اساس دمای هوای بیرون تغییر می کند و هیچ بازخوردی از دمای هوای فضای مورد تهویه گرفته نمیشود تا بررسی شود که آیا دمای فضای موردنظر به حد مطلوب رسیده است یا خیر.

۲_سیستم کنترل حلقه بسته

سیستم کنترل حلقه بسته دارای بازخوردی است که نشان می دهد سیستم کنترل به نقطه تنظیمی “Set Point” رسیده یا نرسیده است. وقتی که شما شیر آب گرم را باز می کنید طبیعتا دست خود را به آب میزنید تا ببینیدکه آیا دما مناسب است یا خیر؟ اگر دمای آب مورد نظر تامین نشده باشد شیر را تنظیم کرده و مجددا با دست امتحان میکنید. دست شما یک باز خورد برای اپراتور سیستم کنترل تولید می کند.

اجزای یک زیر سیستم حلقه بسته

بیشتر زیر سیستم های تهویه مطبوع از نوع حلقه بسته هستند. زیر سیستم کنترل دمپر برای یک سیستم تهویه مطبوع قرار می گیرد. نحوه عملکرد این زیر سیستم به صورت زیر است :

  • حسگر نصب شده درون محفظه مخلوط هوا به طور پیوسته دمای هوای مخلوط را اندازه گیری کرده و اطلاعات مربوط را کنترل می کند.
  • کنترل کننده سیگنالی به عملگر دمپر ” Damper Actuator” ارسال میکند.
  • عملگر دمپر هوای برگشت و هوای تازه را به گونه ایی موقعیت دهی می کند که مقادیر مناسبی از هوای بیرون و هوای برگشتی با هم مخلوط شوند تا دمای هوای مخلوط در شرایط مطلوب حفظ شود.

اصطلاحات و اجزایی که برای توزیع زیر سیستم  به کار گرفته شده به طور پیوسته به عنوان بخشی از زبان کنترل در سیستم های کنترل به کار می روند عبارتند از :

۱.متغیر کنترلی یا ” Controlled Variable”

شرایط یا متغیری که کنترل میشود، دمای هوای مخلوط موجود در محفظه مخلوط هوا متغیر کنترلی می باشد.

در زیر سیستم های دیگر ممکن است متغیر های کنترلی سرعت هوا، دبی آب، فشار استاتیک هوا یا رطوبت نسبی باشد.

۲.حسگر

وسیله ایی است که شرایط متغییر را اندازه گیری می کند. حسگر، دمای مخلوط هوا را اندازه گیری می کند. حس گر های دیگری نیز وجود دارند که برای اندازه گیری سرعت هوا، دبی آب، فشار استاتیک هوا یا رطوبت نسبی به کار می روند.

۳.کنترل کننده

وسیله ایی است که اطلاعات را از حسگر دریافت کرده و برای انجام واکنش و تغییر مناسب سیگنالی به طرف عملگر ارسال میکند.

هر کنترل کننده برای یک شرایط مطلوب برنامه ریزی می شود که این وضعیت مطلوب نقطه تنظیمی یا ” Set Point ” نامیده می شود. کنترل کننده برای حفظ شرایط مطلوب و رسیدن به نقطه ی تنظیمی سیگنال هایی را به عملگر ارسال می کند.

۴.عملگر یا محرک (Actuator or Operator)

وسیله ایی است که ابزار کنترلی را موقعیت دهی می کند. عملگر، دمپرها را موقعیت دهی و تنظیم می کند.

۵.ابزار کنترلی

ابزاری است که تغییرات یا واکنش هایی مانند تغییر دادن دبی هوا یا آب را انجام می دهد. دمپرها ابزار های کنترلی هستند. این دمپر ها دبی هوای برگشتی و هوای تازه ورودی به محفظه اختلاط هوا را تنظیم می کنند و از این طریق دمای مخلوط هوا(متغیر کنترلی) را تعیین می کنند. ابزارهای کنترلی دیگری مانند شیر ها و کلید ها نیز وجود دارند که در محل های مناسب می توان از آن ها استفاده کرد.

در کل زیر سیستم های موجود در سیستم کنترل متغیر کنترلی را از طریق روال زیر تنظیم می کنند:

حسگر – کنترل کننده – عملگر – ابزار کنترلی

دمپر-کانال-موتوری
دیگ های آب گرم و انواع مشعل در سیستم های تهویه مطبوع

دیگ های آب گرم و انواع مشعل در سیستم های تهویه مطبوع

توسط مقالات علمی

انواع دیگ های آب گرم

دیگ های آب گرم چدنی

این دیگ ها برای ظرفیت های کم (عمدتا کاربردهای مسکونی) مناسب هستند و در ظرفیت های بین ۲۰۰۰۰ – ۱۳۰۰۰۰۰ kCal/hr (یعنی بین ۲۵  و  ۱۵۱۱kw) ساخته میشوند.

این دیگ ها از یک سری صفحات چدنی و موازی با هم در کنار یکدیگر قرار میگیرند تشکیل شده اند که هر یک از صفحات اصطلاحا (پره) نامیده میشوند. این پره ها به صورت تو خالی و با استفاده از فرایند ریخته گری ساخته میشوند که با کم و زیاد کردن تعداد پره ها می توان ظرفیت دیگ های چدنی را کاهش یا افزایش داد.

دیگ های آب گرم چدنی

آب ورودی از قسمت پایین دیگ وارد آن شده و در هریک از پره ها توزیع می شود. سپس این آب از پایین پره به سمت بالای آن حرکت میکند و با گاز های داغ حاصل از احتراق که از داخل  بخش تو خالی (بخش تیره تر) حرکت می کنند تبادل حرارتی انجام میدهد و گرم میشود. 

در نهایت آّب گرم شده از بخش بالایی پره خارج می شود. 

دور این پره ها عایق بندی شده و نهایتا در داخل پوششی قرار می گیرند. چیزی که معمولا در بازدید از موتورخانه ای که دارای دیگ چدنی باشد مشاهده میشود همین پوشش و محفظه خارجی است که از لایه نازکی از فلز می باشد.

 

شکل های زیر  ساختمان و اجزای دیگ های چدنی را نشان می دهند :

دیگ های آب گرم چدنی
دیگ های آب گرم چدنی

نکته : مزیت دیگ های چدنی نسبت به دیگ های فولادی، پایین بودن قیمت آن هاست.بنابراین توصیه میشود اگر فشار کاری پاسخگو باشد، در ظرفیت هایی که می توان هم از دیگ های چدنی و هم از دیگ های فولادی استفاده کرد، دیگ های چدنی را به کار ببریم.

نکته : در ساختمان های مرتفع که فشار کاری سیستم بالاست، دیگ های چدنی مورد استفاده قرار نمی گیرند.

علت آن است که چدن ماده ایی شکننده است و با افزایش فشار کاری سیستم احتمال شکست آن و اختلال در عملکرد سیستم وجود خواهد داشت.

دیگ های فولادی

در شرایطی که دیگ های چدنی پاسخگوی نیاز ما نباشند، دیگ های فولادی مورد استفاده قرار میگیرند.

دیگ های فولادی در ظرفیت های بین ۸۷۵۰۰۰۰kcal/hr  – ۱۵۰۰۰۰kcal/hr ساخته شده و همانگونه که مشاهده می شود نسبت به دیگ های چدنی دارای ظرفیت بیشتری هستند.

از طرفی هم با توجه به خواص فولاد این نوع دیگ ها می توانند در محدوده فشاری بالاتری (۴bar – 16bar) نسبت به دیگ های چدنی مورد بهره برداری قرار گیرند.

اساس کار دیگ ها، مشابه با بویلر های لوله آتشین (Fire Tube Boiler) می باشد.

دیگ های فولادی

مطابق شکل در این نوع دیگ ها، در یک کوره عملیات احتراق صورت گرفته و گاز های داغ حاصل از احتراق در لوله ها حرکت میکنند. 

آب نیز در محفظه ایی که برایش در نظر گرفته شده وارد گردیده و با گاز های داغ تبادل حرارتی انجام میدهد تا به دمای مطلوب برسد و سپس خارج می شود. 

با توجه به نکاتی که در مبدل های حرارتی وجود دارد، دیگ های فولادی می توانند به صورت پاس های مختلف طراحی و ساخته شوند که در شکل های زیر نمونه هایی از این چینش های مختلف نمایش داده شده اند.

انواع طراحی دیگ های فولادی

مشعل ها

مشعل ها وظیفه ایجاد احتراق موردنیاز برای آب گرم کن ها را بر عهده دارند. ساختارهای مختلفی از مشعل ها وجود دارد که متدوال ترین نوع مورد استفاده، مشعل های فن دمشی یا Forced-Draft هستند.

در این نوع مشعل ها هوا به وسیله ی فنی که قبل از محفظه احتراق وجود دارد به داخل دمیده می شود.این فن ها به دلیل آن که در ورودی نصب شده و هوا را به داخل می کشد فن دمشی نامیده می شود.

نوع دیگری از مشعل ها، مشعل های اتمسفریک هستند. در این نوع مشعل ها فن وجود نداشته و حرکت هوا به صورت طبیعی (اختلاف چگالی) انجام می شود. مزیت آن ها این است که چون فن ندارند عملکردشان بدون سر و صدا است ولی چون میزان هوای ورودی به این مشعل ها در مقایسه  با سایر انواع فن دار میزان کمتری است راندمان احتراق پایین تری  نسبت به بقیه دارند و هوا و سوخت نمی توانند با نسبت بهینه با هم ترکیب شوند. 

به همین دلیل باعث آلودگی محیط زیست شده و از این رو تولید این نوع مشعل ها در حال حاضر متوقف شده است.

مشعل

در مشعل های فن مکشی یا Induced-Draft، فن به جای ورودی در خروجی نصب شده است و اصطلاحا فن آن به صورت مکشی عمل می کند. مزیت این مشعل ها توزیع یکنواخت تر جریان هوا در داخل کوره می باشد، افزون بر این که راندمان احتراق بالاتر و مصرف سوخت پایین تری هم دارند. 

مشعل های فن مکشی در کنار مزایا، معایبی نیز دارند: 

۱ – چون فن با گازهای داغ سر و کار دارد، انرژی بیشتری مصرف می کند. 

۲ – در تماس بودن پره های فن با گاز های داغ مستلزم آن است که جنس پره ها و موتور الکتریکی مربوطه از موارد مقاومی باشند. 

۳ –  به علت وجود بخار آب در گاز های داغ حاصل از احتراق احتمال خوردگی هم به وجود می آید. 

گفتنی است این نوع مشعل ها کمتر در ایران کاربرد دارند.

 

تصاویر ذیل شماتیک انواع مختلف مشعل هایی را که به آنها اشاره شد نشان می دهند.

شماتیک مشعل ها
شماتیک مشعل ها

نکته : آغاز به کار مشعل ها با فرایند جرقه زنی است. در صورتی که به هر دلیل جرقه زده نشود شیر کنترلی که به وسیله سولونویید کار می کند، مسیر ورود سوخت را می بندد تا از خطر های احتمالی جلوگیری به عمل آورد.

 

علاوه بر این شیر، شیر ها و تجهیزات دیگری نیز برای کنترل نسبت هوا و سوخت و احتراق بهینه وجود دارند.

چیلر چیست و چگونه کار میکند؟

چیلر چیست و چگونه کار میکند؟

توسط مقالات علمی

بررسی علمی انواع چیلر و نحوه عملکرد آنها

چیلر یک سیستم تبرید است که وظیفه تامین آب سرد مورد نیاز فن کوئل ها و همین طور دستگاه های هواساز را بر عهده دارد. در شکل زیر نحوه عملکرد یک چیلر نمایش داده شده است:

سیکل کارکرد چیلر با برج خنک کننده

در شکل فوق آب خیلی سرد با دمای استاندارد ۷ درجه سانتی گراددر مدار پایین حرکت کرده و پس از تبادل حرارتی و خنک کردن هوا ( در این جا هوای تازه موجود در اتاقک هواساز ) با دمایی که مقدار استانداردش ۱۲ درجه سانتی گراد است کویل های دستگاه را ترک میکند. در نهایت این آب گرم شده در داخل چیلر به وسیله آبی که درسیکل بالایی در گردش است خنک شده و دوباره به آب خیلی سرد تبدیل میگردد.

آب موجود در سیکل بالا نیز حرارتی را که در چیلر جذب کرده در داخل کندانسور ( در اینجا یک برج خنک کن ) از دست می دهد و دوباره به سمت چیلر پمپ میشود.

البته مایع موجود در سیکل بالا بر حسب نوع چیلر می تواند مبرد نیز باشد و معمولا نیز مبرد است، ولی در این حالت نیز همین اصول برقرار است.

انواع چیلرها عبارتند از:

 

الف) چیلرهای تراکمی

ساده ترین نوع چیلر ها هستند. در این چیلر ها، سیکل خنک کاری آب ترمینال یونیت ها، یک سیکل تبرید تراکمی است که مبرد در داخل آن گردش می نماید. چیلر نیز در واقع اواپراتور این سیکل تبرید است که به صورت یک مبدل حرارتی پوسته و لوله می باشد و در آن حرارت مورد نیاز برای تبخیر مبرد، از آب گرم شده در ترمینال یونیت ها گرفته می شود.

چیلر تراکمی هوا خنک

شکل های بالا، انواع مختلف چیلر های تراکمی را که در کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار میگیرند نشان می دهند. 

کندانسور سیکل خنک کننده چیلرهای تراکمی به دو صورت آبی و هوایی می باشد که در کندانسور های آبی ، آب مورد نیاز مبدل جهت خنک کاری از برج خنک کننده تامین میشود.

ب) چیلرهای جذبی

چیلر های تراکمی برای بالا بردن فشار مبرد گازی، از کمپرسور استفاده می کنند که خصوصا در ظرفیت های بالا داری مصرف برق زیادی است.نوعی دیگر از چیلر ها، که چیلر های جذبی نامیده میشوندو در ظرفیت های بالا میتوان از آنها استفاده کرد، با گرفتن گرما و به صورتی که در شکل زیر مشاهده میکنید فشار گاز را زیاد می کنند.

چرخه چیلر جذبی

در این سیکل، گاز خروجی از اواپراتور سیکل تبرید، وارد جاذب شده و با توجه به ساختاری که این وسیله دارد در داخل آن حل می شود، سپس فشار این محلول توسط پمپ افزایش یافته و از جاذب به سمت ژنراتور جریان می یابد.

 

در ژنراتور به محلول گاز و مایع حرارت داده میشود و چون بر اساس قانون هنری انحلال پذیری گازها در داخل مایعات با افزایش دما کاهش می یابد، با این عمل مقداری از گاز داخل مایع که فشارش بالا رفته است از مایع خارج می شود و به سمت کندانسور حرکت می کند.

 

محلول رقیق هم از طریق مسیر تعیین شده و ضمن پیش گرم کردن محلول غلیظی که به سمت ژنراتور پمپ شده است و کاهش دما، به سمت جاذب باز می گردد تا دوباره سیکل خود را طی کند.

چیلر جذبی
چیلر جذبی
چیلر جذبی

نکته: COP سیستم های جذبی در مقایسه با سیستم های تراکمی بسیار پایین تر بوده و حتی غالبا کمتر از ۱ است، بنابر این در یک ظرفیت تبرید یکسان، سیستم های جذبی مقدار انرژی بسیار بیشتری نسبت به سیستم های تراکمی مصرف می کنند. ولی با توجه به این که این سیستم ها از انرژی بسیار ارزان قیمت تری نسبت به برق استفاده می نمایند، هزینه های انرژی این سیکل ها نسبت به سیکل های تراکمی بسیار پایین تر خواهد بود.

درباره ی COP بیشتر بدانید.

نکته: گرما دادن به ژنراتور می تواند به صورت مستقیم ( استفاده از احتراق ) یا به صورت غیر مستقیم ( استفاده از بخار یا آب داغ تولید شده در بویلر ) انجام شود.

از نمونه های کاربردی این سیکل، سیکل تبرید جذبی آب-آمونیاک یا آب-لیتیوم بروماید را میتوان نام برد. در سیستم اول، آمونیاک مبرد و آب جاذب و در سیستم دوم آب مبرد و لیتیم بروماید جاذب می باشد. در سیستم های تبرید خانگی به علت سمی بودن آمونیاک و همینطور محدوده دمایی مورد استفاده، از سیستم های آب-لیتیم بروماید استفاده می گردد.

ج)چیلرهای سانتریفیوژ

این چیلر ها دقیقا مانند چیلر های تراکمی و با همان سیکل آن ها کار میکنند. تنها تفاوت آنها با نوع تراکمی در این است که در این نوع به جای کمپرسور رفت و برگشتی، اسکرال و اسکرو از کمپرسور سانتریفیوژ که دارای عملکرد مشابه با پمپ سانتریفیوژ است، استفاده میشود.

این نوع چیلر ها با توجه به ساختاری که دارند قادر به عبور دبی مبرد بیشتر و تامین ظرفیت های تبرید بالاتری نسبت به چیلر های تراکمی هستند.

چیلر سانتریفیوژ
چیلر سانتریفیوژ

از جمله مزایای چیلر  های سانتریفیوژ می توان به موارد زیر اشاره کرد:

  1. قابلیت اطمینان بالایی دارند.
  2. نسبت به چیلر های جذبی بسیار کوچک تر هستند.
  3. هزینه تعمیرات آنها به نسبت پایین تر است.
  4. از طول عمر بالایی برخوردار هستند.
  5. استفاده و به کارگیری آن ها در قیاس با سیستم های جذبی بسیار آسان تر می باشد.
  6. در هنگام کار آلودگی صوتی کمی ایجاد میکند.
نمودار سایکرومتریک

نمودار سایکرومتریک چیست؟ :بخش دوم

توسط مقالات علمی

همانطور که در مقاله قبلی بررسی شد به کمک نمودار سایکرومتریک میتوان تمامی خواص هوا را تنها با دانستن دو ویژگی آن به کمک نمودار بدست آورد. به عنوان مثال برای فضایی بسته مانند اتاق میتوان با داشتن دمای هوا و رطوبت نسبی موجود در هوا به سایر خواص پی برد.

 

برای درک بهتر این موضوع به بررسی مثال ذیل میپردازیم. فرض کنید دمای اتاق ۷۵f باشد و رطوبت نسبی نیز برابر با ۵۰% . با امتداد دمای ۷۵ درجه فارنهایت به صورت عمودی و تقاطع آن با منحنی رطوبت نسبی ۵۰ درصد به نقطه ای در نمودار سایکرومتریک میرسیم که سایر خواص هوا اعم از دمای شبنم، دمای حباب خیس، نسبت رطوبت، انتالپی و حجم مخصوص برای ما مشخص میشود.

سایکرومتریک

در کاربرد تهویه مطبوع هوا معمولا ترکیبی از حداقل دو جریان هوایی میباشد. ترکیبی از هوای تازه و هوای برگشتی از فضاها. به عنوان مثال ۱۰ درصد هوای تازه با ۹۰ درصد هوای برگشتی از فضاها با هم ترکیب شده و به نقطه ی مشخصی در نمودار سایکرومتریک میرسیم که با داشتن این نقطه میتوانیم سایر خواص را بدست آوریم. طریقه ترکیب کردن جریان های هوایی برای رسیدن به یک جریان مشخص در ادامه توضیح داده خواهد شد.

فرآیند های تهویه مطبوع:

تهویه مطبوع در واقع فرایند های مختلفی است که در سایکرومتریک رخ می دهند. تعریف فرایند در تهویه مطبوع عبارت است از حرکت از یک نقطه به نقطه دیگر در نمودار سایکرومتریک. برای انجام فرآیند گرما و رطوبت یا افزایش می یابند و یا از محیط گرفته میشود. در این بخش به بررسی هشت فرایند پایه در تهویه مطبوع می پردازیم و این فرایند ها را در نمودار سایکرومتریک نیز بررسی میکنیم.

 فرایندمثال
گرمادهیکوره ی گازی
گرماگیریکویل سرمایی در دمای بالاتر از دمای شبنم
رطوبت زنیرطوبت زن در هواساز
رطوبت گیریدستگاه رطوبت گیر
گرماگیری و رطوبت زنیکولر آبی
گرماگیری و رطوبت گیریکویل سرمایی در دمای پایین تر از دمای شبنم
گرمادهی و رطوبت زنیگرمایش در زمستان با رطوبت زن
گرمادهی و رطوبت گیریفرایند های رطوبت گیری شیمیایی

تغییرات گرمای محسوس و نهان

تغییر در دمای حباب خشک و نسبت رطوبت در فرایند تهویه مطبوع منجر به تغییرات گرمای محسوس و نهان میشود.

تغییرات گرمای محسوس در نتیجه تغییر دمای حباب خشک رخ می دهد و به صورت یک خط افقی در نمودار نشان داده می شود. هنگامی که دمای حباب خشک، در عین ثابت بودن نسبت رطوبت، تغییر میکند، دمای حباب خیس نیز عوض می شود اما دمای نقطه شبنم ثابت می ماند.

حال اگر ما تغییرات دما را بدانیم میتوانیم گرمای محسوس را بدست آوریم. با داشتن دبی هوا گرمای محسوس از رابطه زیر بدست می آید.

نمودار سایکرومتریک

تغییرات گرمای نهان زمانی رخ می دهد که تبخیر و یا تقطیر صورت بگیرد و دمای حباب خشک ثابت بماند و به صورت یک خط عمودی در نمودار نشان داده می شود. در این فرایند نسبت رطوبت کم یا زیاد می شود اما دمای حباب خشک ثابت می ماند. در این فرایند دمای نقطه شبنم و دمای حباب خیس نیز تغییر میکند.

 

برای محاسبه گرمای نهان از رابطه زیر استفاده میکنیم

نمودار سایکرومتریک

اکثر فرایند ها ترکیبی از تغییرات گرمای نهان و محسوس می باشند که در مجموع گرمای کل از رابطه زیر محاسبه می شود.

Qj + Qs = Qt

از آنتالپی نیز می توان برای محاسبه گرمای کل استفاده کرد. به کمک تغییرات آنتالپی بین نقطه ابتدایی و انتهایی فرایند مقدار گرمای کل از رابطه زیر بدست می آید.

Qt = 4.5 * CFM * ∆h

گرمای کل GTH (Grand Total Heat) برحسب btu/hr بدست می آید.

در شکل زیر به عنوان مثال نشان داده شده است که چه مقدار از گرمای کل سهم گرمای محسوس و چه مقدار آن گرمای نهان است.

نمودار سایکرومتریک

ترکیب جریانات هوایی

همانطور که گفته شد در فرایند های تهویه مطبوع معمولا درصدی از هوای تازه با هوای برگشتی ترکیب شده و به عنوان هوای ورودی به تجهیزات استفاده می شود. برا اینکه شرایط دمایی این ترکیب را بدست بیاوریم نیاز به شرایط هر کدام داریم.با ذکر یک مثال مورد فوق را بررسی میکنیم.

فرض کنید ۳۰۰۰cfm هوای برگشتی با ۱۰۰۰cfm هوای تازه ترکیب شود. برای بدست آوردن مکان این ترکیب در نمودار سایکرو متریک از فرمول زیر استفاده میکنیم.

fresh air/fresh air + return air = %

که این درصد نسبت فاصله نقطه ترکیب هوا از هوای تازه و برگشتی را مشخص میکند که در تصویر زیر مشخص شده است.

به عنوان مثال اگر نصف حجم هوا، هوای برگشتی و نصف دیگر هوای تازه باشد. نقطه مورد نظر دقیقا بین دو هوای تازه و برگشت قرار می گیرد (مطابق فرمول عدد بدست امده ۵۰% یعنی وسط میباشد)

نمودار سایکرومتریک

خلاصه 

در این دو بخش ما به بررسی اینکه جریانات هوایی ترکیبی از هوای خشک و رطوبت است و اینکه یک گراف، نمودار سایکرومتریک، چگونه میتواند ویژگی های هر نوع شرایط هوایی را به ما بدهد پرداختیم و همچنین با ۸ فرایند اصلی که در تهویه هوا کاربرد دارند اشنا شدیم. نمودار سایکرومتریک مرجع اصلی بررسی خواص هوا و فرآیند های آن میباشد.

دانلود مقاله
مبارزه با ویروس کرونا

مبارزه با ویروس کرونا

توسط مقالات علمی

اطلاعیه مهم : آشنایی با ویروس کرونا و روش های کنترل آن در مراکز بهداشتی درمانی و بیمارستانی توسط تجهیزات تهویه مطبوع

نسل تازه ایی از ویروس کرونا یا covid-19 درجهان گسترش پیدا کرده که جان افراد زیادی را گرفته است. پژوهشی که در چین درباره این بیماری انجام شده و طی آن پرونده ۴۴ هزار بیمار بررس شده، نشنان میدهد که بیش از ۸۰ درصد بیماران نشانه های خفیفی از بیماری داشتند، درحالی که سالمندان، مبتلایان به بمیاری های زمینه ایی و کادر پزشکی بیشتر در معرض خظر بوده اند.

علام این ویروس جدید چیست؟

ویروس کرونا باعث سرماخوردگی میشود اما در مواردی باغث سندروم حاد تنفسی یا همان سارس میشود. نشانه های ابتلا به این ویروس در انسان تب، سرفه، نفس نفس زدن و تنگی نفس است.

علائم ابتلا به ویروس کرونا

با انجام کارهای زیر احتمال آلودگی به ویروس کرونا را کاهش دهید :

پیشگیری از ویروس کرونا

نحوه انتقال بیماری کرونا

بسته به نوع کرونا ویروس روش های انتقال آن متفاوت است. دربرخی از موارد روش های انتقال بیماری از انسان به انسان شبیه بیماری آنفولانزا و از طریق سرفه و عطسه است.

با این حال احتمال انتقال بیماری درفضای باز بسیار محدود بوده و موارد انتقال انسان به انسان در مواردی رخ داده است که افراد به مدت طولانی در فضای بسته کنار فرد بیمار بوده اند مانند افرادی که در بیمارستان ها با بیماران در ارتباط هستند.

همانطور که گفته شد مراکز زیادی هستند که در معرض این ویروس قرار دارند و در نتیجه توجه به کنترل و پاکسازی این ویروس در این مرکز اهمیت دو چندانی پیدا میکند.

تمامی مراکز درمانی، مطب های پزشکی، کلینیک ها، بیمارستان ها محل هایی هستند که به شدت در معرض این نوع ویروس قرار دارند و در نتیجه پاکیزه نگهداشتن  سطوح و استریلیزه کردن مرتب آنها از اهمیت بالایی برخوردار میباشد.

یکی دیگر از مواردی که اهمیت زیادی دارد کنترل کیفیت هوا و توجه به تهویه هوای محیط میباشد، زیرا همانطور که گفته شد یکی از روش های انتقال این بیماری، انتقال از طریق عطسه و سرفه و در نتیجه انتقال از راه هوا میباشد.

هرچند عمر این ویروس در هوای آزاد کم است، اما به دلیل وجود شلوغی این مراکز و بسته بودن فضا توجه به این موضوع امری مهم و ضروری میباشد. از این رو روش های کنترل کیفیت هوا باید در نظر گرفته شود.

شرکت جهان تهویه اعتماد در این راستا به بررسی بخشی از تجهیزات کنترل آلودگی و حفظ کیفیت هوا میپردازد.

۱ – هواساز هایژنیک :

هواساز هایژنیک همانند هواساز صنعتی میباشد، با این تفاوت که به منظور پاکسازی هوا تا خلوص ۹۹.۹۹ درصد به کار میرود. ازین هواساز ها در فضاهایی که نیاز به ایجاد فشار مثبت دارند و در مکان هایی مانند بیمارستان ها، اتاق های عمل، سالن های تولید دارو، clean room و … استفاده میشود.

۱ – ۱ انواع فیلتر :

فیلتر آلومینیومی : این فیلتر ها جزو فیلتر های با بازدهی پایین محسوب میشوند و قادرند گرد و غبار و ذرات درشت موجود در جریان هوا را جذب نمایند.اندازه ذرات جذبی توسط چنین فیلتر هایی به صورت تقریبی ۵ الی ۱۰ میکرون میباشد.

فیلتر های آلومینیومی به شکل های مختلف به ضخامت ۵ یا ۷ سانتی متر و با ۷ لایه توری آلومینیومی میباشد که قابلیت شست و شو داشته و با راندمان غبارزدایی ۶۵% تولید میشود.

فیلتر آلومینیومی


۱ – ۲ فیلتر کیسه ایی :

 فیلتر های کیسه ایی (bag filters) نوعی از سیستم های غبار زدایی دارای راندمان بالا میباشند. به طور معمول تعدادی از کیسه ها را در یک محفظه فلزی به طور موازی در کنار هم قرار میدهند و جریان غبار از درون آن عبور میکند.

این نوع فیلتر ها برای ذراتی با قطر حدود یک میکرون به کار میروند و اگر به طور مناسب طراحی شوند دارای راندمان پالایش نسبتا بالایی خواهند بود. فیلتر کیسه ایی با راندمان ۵۵% ، ۸۵% و ۹۵% و در عمق های متفاوت از جنس پلی استر ساخته میشود.

فیلتر کیسه ایی

1 – 3 فیلتر هپا و آلپا :

این نوع از فیلتر ها قادرند ذرات بسیار ریزتری از آلودگی در حد میکرون را نیز جذب نمایند. برای مثال فیلتر های هپا قادرند ذرات ۰.۳ میکرون را با بازدهی جذب ۹۹.۹۷ درصد نیز جذب نمایند. فیلتر های آلپا نیز این قابلیت را دارند که با ارائه بازدهی ۹۹.۹۹۹۹ درصد ذرات ریز تا ۰.۱۳ میکرون را نیز جذب و فیلتراسیون نمایند.

این نوع فیلتر ها اهمیت بسیار زیادی جهت جلوگیری از انتشار ذرات بسیار ریز مانند باکتری ها تا محدوده ۱۲۰ نانومتر را دارا هستند.

توجه به عمر این فیلتر ها از اهمیت بالایی برخوردار است. در صوتی که به موقع اقدام به تعویض این فیلتر ها نشود علاوه بر عدم جلوگیری از عبور آلودگی، عامل ایجاد فضای رشد جهت باکتری و سایر عوامل بیماری زا نیز میباشد.

از موارد مهمی که حتما باید در مراکز درمانی و بیمارستانی در نظر داشت بحث تعویض هوا میباشد. زیرا در هر لحظه صحبت کردن، در هر مرتبه عطسه یا سرفه کردن ذرات معلق بسیار زیادی در هوا پخش میشود که بهترین و موثر ترین راه جلوگیری از پخش شدن آن توجه به تعویض هوا میباشد. از این رو با استفاده از هواساز هایژنیک و اگزاست فن به همراه فیلتر و نرخ مناسبی از تعویض هوا میتوان به میزان قابل توجهی از شیوع این ویروس و سایر عوامل میکروبی جلوگیری نمود.

از این رو اهمیت نگهداری دستگاه ها و تعویض به موقع فیلتر ها در این برهه زمانی نیز چندین برابر بیشتر از قبل احساس میشود و یکی از روش های موثر جهت جلوگیری از انتشار ویروس در محیط های درمانی و بیمارستانی است. لذا شرکت جهان تهویه اعتماد جهت رفاه حال هموطنان خود با مشاوره رایگان آماده ارائه خدمات در این زمینه میباشد.

یکی دیگر از تجهیزاتی که به منظور از بین بردن کامل آلودگی های موجود در هوا میباشد استفاده از لامپ های UVC است.

 

لامپ های UVC با استفاده از اشعه فرابنفش اقدام به از بین بردن تمامی میکرو ارگانیسم های موجود در هوا کرده و موجب میشود هوا پس از آن که در معرض این اشعه قرار گرفت از هر نوع باکتری و آلودگی پاک شود.

 

همچنین لامپ های UVC کمک میکنند که عمر فیلتر های هپا و آلپا تا ۴ برابر بیشتر بشود. لامپ های UVC هوای عبوری به میزان ۹۹.۹۹۹۷ درصد با یکبار عبور استریل میکنند.

لامپ-UVC

به کاربردن لامپ های UV از دیگر روش هایی است که به کمک آن میتوان میزان باکتری ها و ویروس ها را به شکل چشم گیری کاهش داد.

ازین رو شرکت جهان تهویه اعتماد به تمامی مراکز درمانی توصیه میکند علاوه بر تعویض به موقع فیلتر ها اقدام به تجهیز سیستم های هواساز به انواع لامپ های UV کنند.

 

 

 

۲ – اگزاست فن ها:

اگزاست فن ها از تجهزاتی هستند که به منظور بالانس فشار هوای محیط و همچنین خروج هوای کهنه از محیط به کار میروند. این فن ها در مکان های مختلفی از ساختمان بیمارستان بکار برده میشود تا جریان هوای کهنه را از فضاها جمع آوری کرده و آن را خارج کند.

 

نکته مهمی که باید به آن توجه کرد امکان آلوده بودن این هوا میباشد. در نتیجه اگزاست کردن این هوا نیز دارای استانداردهای جهانی میباشد که به منظور جلوگیری از انتشار آلودگی از یک فضا به فضاهای دیگر است. در واقع همان میزان که تصفیه و فیلتراسیون هوای ورودی به فضاها اهمیت دارد، فیلتراسیون هوای خروجی نیز از اهمیت بالایی برخوردار است. در شرایط کنونی نیز کنترل دقیق تر این وضوع بسیار حائز اهمیت است.

اگزاست فن ها

از ویژگی های این نوع اگزاست فن ها میتوان به استریل کردن هوای عبوری به میزان ۹۹.۹۸ درصد از کلیه عوامل بیولوژیکی (ویروس کرونا – باکتری) نام برد.

شرکت جهان تهویه اعتماد با ارائه اگزاست فن ها با فیلتر باکس و استفاده از لایه های مختلف فیلتر جهت پاکسازی هوای خروجی به محیط اطراف، آماده خدمت رسانی به مراکز بهداشتی، درمانی و بیمارستان ها می باشد.

در انتها لازم است با توجه به خطراتی که ویروس کرونا برای تمامی مناطق کشور ایجاد کرده است، توجه بیشتری به بهداشت فردی و همچنین توجه به پاکیزه نگهداشتن هوای محیط مراکز بیمارستانی و بهداشتی داشت تا از شیوع بیشتر ویروس کرونا جلوگیری کرد و سلامت را هرچه سریع تر به جامعه برگرداند.

دانلود مقاله
نمودار سایکرومتریک چیست

نمودار سایکرومتریک چیست؟ :بخش اول

توسط مقالات علمی

سایکرومتریک دانشی در مورد مخلوط هوا و بخار آب میباشد.این نمودار ابزار بسیار مهمی برای طراحان سیستم های تهویه مطبوع میباشد.از این نمودار برای محاسبه بار سرمایی ،گرمایی،انتخاب تجهیزات و طراحی سیستم ها استفاده میشود.

نمودار سایکرومتریک

سایکرومتریک چیست؟

ساکرومتریک دانش خواص ترمودینامیکی هوای مرطوب است.به بیان دیگر اگر هوا را در نظر بگیریم چگونه میتوان میزان گرمای گرفته شده و یا اضافه شده و میزان رطوبت گرفته شده و یا اضافه شده به آن را محاسبه کرد؟ با بررسی منابع و مقالات مرجع در زمینه تهویه مطبوع،کارشناسان فنی شرکت جهان تهویه اعتماد پنج کاربرد اصلی این نمودار را به شکل زیر تعریف کرده اند.

پنج کاربرد سایکرومتریک

  • تعیین کردن دمایی که در آن تقطیر بر روی دیواره ها رخ میدهد
  • تعیین تمام ویژگی های هوای مرطوب تنها با داشتن ۲ مورد از شرایط
  • محاسبه کردن دبی هوای مورد نیاز فضاها و تجهیزات جهت رسیدن به بار حرارتی و برودتی موردنیاز
  • محاسبه بار مورد نیاز برودتی نهان و کل که هر تجهیز باید آن را تامین کند
  • تعیین دمای مورد نیاز جهت رسیدن به بار کل مورد نیاز

خصوصیات هوا و بخار

در ابتدا لازم است با خواص هوا آشنا شویم.هوای اتمسفر ،ترکیبی از گاز های مختلف میباشد.دو جز اصلی این ترکیب گاز نیتروژن و اکسیژن است که در مجموع ۹۹ درصد ترکیب هوا را تشکیل میدهند و

۱ درصد باقی مانده را سایر گاز ها تشکیل میدهند که چون در حجم مشخصی از هوا بسیار ناچیز میباشد به عنوان معیاری اثر گذار در نمودار سایکرومتریک در نظر گرفته نمیشوند. در هوای اتمسفر یک جز مهم دیگر نیز وجود دارد که به آن بخار اّب میگویند.گرچه بخار آب به مقدار زیاد در اتمسفر وجود ندارد اما با این حال یک فاکتور بسیار مهم میباشد که نقش پررنگی در نمودار سایکرومتریک دارد.

خصوصیات هوا و بخار

در هوای اتمسفر یک جز مهم دیگر نیز وجود دارد که به آن بخار اّب میگویند.گرچه بخار آب به مقدار زیاد در اتمسفر وجود ندارد اما با این حال یک فاکتور بسیار مهم میباشد که نقش پررنگی در نمودار سایکرومتریک دارد.

هوا و بخار

هوا و بخار آب چگونه اندازه گیری میشود؟

در نگاه کلی تهویه مطبوع فرایندی است که در جهت کنترل دما،رطوبت،پاکی و توزیع هوا انجام میشود. اولین مرحله جهت کنترل دما و رطوبت اندازه گیری آن ها میباشد.پس با اندازه گیری دما و رطوبت میتوان مقدار لازم جهت اضافه کردن و یا کم کردن انها از محیط را اندازه گیری کرد.

از انجا که هوا ترکیب میباشد و تک ماده نیست میزان رطوبت در این ترکیب میتواند تغییر کند.برای داشتن معیاری از رطوبت ، مقدار آن را در هر ترکیب به نسبت هوای خشک اندازه گیری میکنیم.از این رو واحد اندازه گیری رطوبت به صورت نسبت جرم آن به واحد هوای خشک بیان میشود.

واحد دیگری که بکار برده میشود Grains می باشد که بصورت زیر تعریف شده است:

lb/lb air * 7000 = Grains

رطوبت و منابع آن

به بخار آب موجود در هوا رطوبت گفته میشود.رطوبت منابع زیادی دارد.تبخیر از سطح دریاها،دریاچه ها و رود ها بخار آب را به هوا اضافه میکند.در داخل ساختمان، آشپزی ،حمام ،فعالیت های انسانی و…موجب افزایش رطوبت موجود در هوا میشود.

اما چگونه میتوان میزان دقیق رطوبت را اندازه گیری کرد؟فرمول هایی برا انجام اینکار در دسترس است.اما نمودار سایکرومتریک روش ساده و خوبی برای اندازه گیری رطوبت در اختیار ما میگذارد.

اما چگونه میتوان میزان دقیق رطوبت را اندازه گیری کرد؟فرمول هایی برا انجام اینکار در دسترس است.اما نمودار سایکرومتریک روش ساده و خوبی برای اندازه گیری رطوبت در اختیار ما میگذارد.

دو قانون پایه و اصلی برای هوا و رطوبت در شرایط استاندارد وجود دارد که اندازه گیری انها را ممکن میسازد.

قانون گاز ایده ال: در شرایط هوایی عادی، هوا و رطوبت از این قانون پیروی میکنند.بر مبنای این قانون ، با دانستن دو پارامتر از سه پارامتر فشار دما و حجم میتوان دیگری را محاسبه کرد.

 

قانون فشارهای جزیی دالتون:بر مبنای این قانون فشار کلی ترکیب، برابر با مجموع فشار اجزای ترکیب به تنهایی و در حجم یکسان میباشد

شرایط هوایی استاندارد :

شرایط هوایی استاندارد برای سایکرومتریک در سطح دریا و در دمای ۵۹ درجه فارنهایت تعریف میشود.(در بسیاری از موارد مربوط به تهویه هوا داده های هوایی تا ارتفاع ۱۰۰۰ فوت از سطح دریا معتبر بوده و نیازی به ضریب اصلاح ندارد.)

آشنایی با نمودار سایکرومتریک :

نمودار سایکرومتریک روشی کارآمد برای مشخص کردن ویژگی های هوا میباشد.از آنجا که دما و رطوبت در فشار جو قابل پیشبینی هستند میتوان این ویزگی ها را به صورت گراف رسم کرد.برای شروع نمودار ابتدا باید محور های عمودی و افقی را مشخص کنیم.

دمای هوای خشک(dry bulb temp) :

محور افقی نمودار سایکرومتریک بیان کننده دمای هوای خشک میباشد.این نقاط را میتوان به صورت عمودی امتداد داد.تمامی نقاطی که روی این خط قرار میگیرند همان دمای هوای خشک را نشان میدهند.محدوده این دما در نمودار،معمولا بین ۳۰ تا ۱۲۰ درجه فارنهایت میباشد.

دمای هوای خشک

نسبت رطوبت(humidity ratio) : 

محور عمودی نمودار سایکرومتریک نشان دهنده مقدار بخار آب موجود بر واحد جرم هوای خشک میباشد.

نسبت رطوبت

حال با امتداد دادن نقاط مشخصی از روی محور های عمودی و افقی و تلاقی دادن آن ها به نقطه مشخصی در نمودار سایکرومتریک میرسیم که با کمک نمودار میتوانیم تمامی ویزگی های این نقطه را بدست اوریم.

دمای نقطه شبنم و رطوبت نسبی

وقتی که دمای هوا کم میشود چه اتفاقی می افتد؟چگونه در هنگام صبح قطرات آب بر روی سطح برگ ها تشکیل میشود؟

دمای هوا در طول شب کاهش پیدا کرده و بخار اب موجود در آن بر روی سطوح تقطیر میشود.وقتی دما کاهش پیدا میکند، هوا نمیتواند بخار آب را بیش از این در خود نگه دارد و بر روی سطوح مینشیند.این بدان معناست که میزان رطوبت موجود در هوا به دما وابسته است.

دمای نقطه شبنم و رطوبت نسبی

به عنوان مثال در دمای ۷۵ درجه فارنهایت و نسبت رطوبت ثابت(۶۰gr) با کاهش دما میزان رطوبت هوا کاهش پیدا نمیکند، تا زمانی که به ماکسیمم رطوبت خود برسد.در این مثال وقتی دما ۷۵ درجه است با کاهش دما رطوبت کم نمیشود تا زمانی که به دمای ۵۳ درجه برسد.این دما ،دمایی است که رطوبت به ماکسیمم مقدار خود میرسد و به آن دمای نقطه شبنم میگویند.این حداقل دمایی است که رطوبت در هوا باقی مانده و تقطیر نمیشود.(۶۰gr ثابت میماند.)

 

به خطوط انحنا دار که با رنگ مشکی مشخص شده اند خطوط رطوبت نسبی گفته میشود و آخرین خط منحنی در سمت چپ ، جاییست که رطوبت به ۱۰۰% خود میرسد.وقتی به این خط میرسیم با کاهش دما ،دیگر میزان رطوبت ثابت نمانده و تقطیر رخ میدهد و نسبت رطوبت کاهش می یابد.در این مثال اگر دما از ۵۳ درجه پایین تر برود و به ۴۸ درجه برسد نسبت رطوبت به عدد ۵۰gr میرسد.

 

نکته :برای رسیدن به دمای شبنم در هر شرایطی، نقطه آن روی نمودار را بصورت افقی و به سمت چپ امتداد داده و با خط رطوبت نسبی ۱۰۰% تلاقی میدهیم.با حرکت از نقطه تلاقی به سمت پایین دمای شبنم بدست می آید.

 

رطوبت نسبی نشان دهنده نسبت رطوبت موجود در هوا به ماکسیمم مقدار ممکن آن در هوا گفته میشود.خطوط سیاه رنگ نشان دهنده درصد های مختلف رطوبت نسبی میباشد.

برای نقاطی که روی این خطوط قرار ندارند, رطوبت نسبی به صورت روبرو تعیین میشود.

نمودار سایکرومتریک

ابتدا مقدار نسبت رطوبت را از روی نمودار میخوانیم(۶۰gr)سپس در همان دمای ۷۵ درجه عدد نسبت رطوبت را در خط اشباع خوانده (۱۳۲gr) و با تقسیم این دو عدد بر هم رطوبت نسبی بدست می آید.

در مثالی دیگر برای اینکه بفهمیم ماکسیمم مقدار رطوبت نسبی در محیطی مانند اتاق چقدر باید باشد تا تقطیر بر روی سطح شیشه رخ ندهد ابتدا دمای اتاق و دمای پنجره را بدست می آوریم.با امتداد دادن دمای پنجره تا خط اشباع و تقاطع ان با دمای اتاق به نقطه ای در نمودار میرسیم که بر و روی یک خط رطوب نسبی قرار دارد.این خط نشان دهنده ماکسیمم مقدار مجاز رطوبت در اتاق برای جلوگیری از تشکیل قطرات آب بر روی سطح شیشه میباشد.که در شکل روبرو به صورت کامل مشخص شده است.

نمودار سایکرومتریک

دمای حباب خیس (wet bulb temp)

یکی دیگر از مفاهیمی که در مورد شرایط هوا بکار رفته میشود دمای حباب خیس یا wb میباشد.برای رسیدن به این دما مطابق زیر عمل میکنیم.

فرض کنید حجمی از هوا در دمای ۷۵فارنهایت (db) و رطوبت ۶۰gr داریم.با عبور دادن این هوا از از اسپری آب مقداری از آب تبخیر میشود.به این دستگاه saturator میگویند.

با عبور هوا از اسپری آب دمای آن کاهش می یابد که علت آن جذت گرمای هوا توسط ذرات آّب است.در این مثال دمای آب از ۷۵ درجه به ۶۱.۵ درجه میرسد.در این دما رطوبت به ۸۲gr میرسد.به این دما که هوا پس از گذشتن از اسپری آب به آن میرسد دمای حباب خیس گفته میشود.در این مثال دمای ۶۱.۵ درجه فارنهایت دمای حباب خیس هوا در ۷۵ درجه دمای هوای خشک و رطوبت ۶۰gr میباشد. اندازه گیری دمای حباب خشک برای تمامی شرایط با این روند سخت است.بدین منظور از دستگاهی بنام sling psychrometer استفاده میشود که با سرعت بیشتر نتایج دقیق تری نیز به ما میدهد.

روش دیگر برا محاسبه دمای حباب خیس استفاده از نمودار سایکرومتریک است.در این نمودار خطوطی مورب وجود دارند که به آنها خطوط wb گفته میشود.این خطوط از پایین سمت راست نمودار شروع شده و تا منحنی اشباع ادامه پیدا میکند.با حرکت از شرایط مورد نظر در راستای این خطوط و امتداد تا خط اشباع به دمایی میرسیم که از محور افقی خوانده میشود.این دما همان دمای حباب خیس در شرایط اولیه ما می باشد.

حجم مخصوص

داده دیگری که نمودار سایکرومتریک به ما میدهد حجم مخصوص است.حجم مخصوص بیان کننده فوت مکعب اشغال شده به ازای هر پوند از هوا در دما و فشار معلوم می باشد.به عنوان مثال یک پوند از هوا در دمای ۷۵ درجه فارنهایت و رطوبت ۶۰gr حجمی برابر با   ۱۳.۷ft ( t به توان ۳) دارد.اگر هوا تا دمای ۹۵ درجه افزایش یابد این حجم به عدد  ۱۴ft ( t به توان ۳)  میرسد.هوا به عنوان گاز با افزایش حجم چگالی اش کاهش می یابد.

اگر دما را تا ۵۵ درجه کاهش دهیم حجم آن به  ۱۳ft ( t به توان ۳)  میرسد.حجم و چگالی رابطه معکوس دارند.از همین رو است که در دمای پایین تر چگالی هوا بیشتر میشود زیرا حجم آن کاهش می یابد.

خطوط حجم مخصوص هم راستا با خطوط حباب خیس اما با شیب بیشتر میباشند که در نمودار سایکرومتریک قابل مشاهده است.

حجم مخصوص

آنتالپی

مورد دیگری که میتوان از نمودار سایکرومتریک بدست آورد آنتالپی می باشد.آنتالپی کاربرد بسیار مهمی در طراحی سیستم های تهویه دارد زیرا میتوان به کمک آن میزان گرمای گرفته جذب شده یا دفع شده از فرآیند را مشخص کند.

خطوط آنتالپی موازی خطوط wb میباشند و برای خواندن آن ها با حرکت از نقطه مورد نظر در راستای این خطوط تا خارج از نمودار میتوانیم انتالپی را بدست آوریم.به عنوان مثال در دمای ۷۵ فارنهاییت و رطوبت  ۶۰gr میزان انتالپی برابر با ۲۷.۵Btu/lb میباشد که در شکل روبرو قابل مشاهده است.

اگر در یک نقطه بخواهیم تمامی مواردی که تا کنون بحث شد را نشان دهیم به دیاگرام زیر میرسیم که تمامی داده ها شامل دمای حباب خشک و تر حجم مخصوص انتالپی نسبت رطوبت دمای شبنم رطوبت نسبی را به ما میدهد.

نمودار سایکرومتریک
نمودار سایکرومتریک
دانلود مقاله
آشنایی با انواع مبرد ها

آشنایی با انواع مبرد ها

توسط مقالات علمی

مبرد ها را بیشتر بشناسیم!

مبرد ها ﻋﻨاصری هستند ﮐﻪ ﺑﻪﺻﻮرت ﮔﺎز و ﻣﺎﯾﻊ ﻣﻮرد اﺳﺘﻔﺎده ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮند ﮐﻪ در ﻓﺮآﯾﻨﺪ ﺧﻨﮏ ﮐﺮدن ﻓﻀـﺎﻫﺎ از آن ها اﺳﺘﻔﺎده ﻣﯽﺷﻮد.در واﻗﻊ مبرد ها واﺳﻄﻪای ﺟﻬﺖ اﻧﺘﻘﺎل ﮔﺮﻣﺎ از ﯾﮏ ﻣﺤﯿﻂ ﺑﻪ ﻣﺤﯿﻄﯽ دﯾﮕﺮ ﻣﯽﺑﺎشند.

اﻣﺮوزه ﻣﺒﺮدﻫﺎ ﺑﻪ ۵ ﮔﺮوه ﮐﻠﯽ دﺳﺘﻪﺑﻨﺪی ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ:

۱. ﻫﺎﻟﻮﮐﺮﺑﻦ ﻫﺎ
۲. اﯾﺰوﺗﺮوپ ﻫﺎ
۳. زﯾﻮﺗﺮوپ
۴. ﻣﻮاد  ﻣﻌﺪﻧﯽ
۵. ﻣﻮاد آﻟﯽ ﯾﺎ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦ ﻫﺎ

مبردها-1

۱- ﻫﺎﻟﻮﮐﺮﺑﻦﻫﺎ: (Halocarbons)

ﻫﺎﻟﻮﮐﺮﺑﻦﻫﺎ دارای اﺗﻢﻫﺎی ﮐﻠﺮ، ﻓﻠﻮر، ﯾﺪ و ﺑﺮوم ﻣﯽﺑﺎﺷــﻨﺪ. ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل R22 از اﯾﻦ دﺳــﺘﻪ اﺳــﺖ. در ﻫﺎﻟﻮﮐﺮﺑﻦﻫﺎ ﯾﮏ ﯾﺎ ﭼﻨﺪ اﺗﻢ ﮐﺮﺑﻦ ﺑﺎ اﺗﻢﻫﺎی ذﮐﺮ ﺷﺪه ﭘﯿﻮﻧﺪ ﮐﻮاﻻﻧﺴﯽ ﺑﺮﻗﺮار ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ.

۲- اﯾﺰوﺗﺮوپﻫﺎ: (Azeotropes)

اﯾﺰوﺗﺮوپﻫﺎ ﻣﺨﻠﻮﻃﯽ از دو ﯾﺎ ﭼﻨﺪ ﻣﺒﺮد ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ ﮐﻪ ﺑﻌﺪ از ﺗﺮﮐﯿﺐ ﯾﮏ ﻣﺎده واﺣﺪ را ﺗﺸـﮑﯿﻞ ﻣﯽدﻫﻨﺪ ﮐﻪ ﺧﻮاص اﯾﻦ ﻣﺎده ﺑﺎ اﺟﺰای ﺗﺸـﮑﯿﻞ دﻫﻨﺪه آن ﯾﮑﺴـﺎن ﻧﯿﺴــﺖ. درﺻﺪ ﻣﻮاد ﺗﺸــﮑﯿﻞدﻫﻨﺪه اﯾﻦ ﮔﺮوه از ﻣﺒﺮدﻫﺎ در ﺣﺎﻟﺖﻫﺎی ﮔﺎز و ﻣﺎﯾﻊ ﻣﺴﺎوی ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﻣﺒﺮدﻫﺎی R-502 و R-503 ﺟﺰو اﯾﻦ دﺳﺘﻪ اﺳﺖ.

۳- زﯾﻮﺗﺮوپﻫﺎ: (Zeotropes)

زﯾﻮﺗﺮوپﻫﺎ ﻧﯿﺰ ﻫﻤﺎﻧﻨﺪ اﯾﺰوﺗﺮوپﻫﺎ از ﺗﺮﮐﯿﺐ ﭼﻨﺪ ﻣﺒﺮد ﺗﺸــــﮑﯿﻞ ﺷﺪه اﻧﺪ ﺑﺎ اﯾﻦ ﺗﻔﺎوت ﮐﻪ درﺻﺪ اﺟﺰای ﺗﺸﮑﯿﻞ دﻫﻨﺪه ﻣﻮاد در ﺣﺎﻟﺖ ﮔﺎز و ﻣﺎﯾﻊ ﺑﺮاﺑﺮ ﻧﯿﺴﺘﻨﺪ.ﻣﺎﻧﻨﺪ R407

۴-ﻣﻮاد ﻣﻌﺪﻧﯽ: (Inorganic)

ﻣﺎﻧﻨﺪ آﻣﻮﻧﯿﺎک، دیاﮐﺴﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ و …

۵-ﻣﻮاد آﻟﯽ ﯾﺎ ﻫﯿﺪروﮐﺮﺑﻦﻫﺎ: (organic)

ﻣﺎﻧﻨﺪ اﺗﺎن، ﺑﻮﺗﺎن، ﭘﺮوﭘﺎن و …

ﻧﮑﺘﻪ: در زﯾﻮﺗﺮوپﻫﺎ ﭼﻮن درﺻﺪ ﻣﻮاد ﺗﺸﮑﯿﻞدﻫﻨﺪه در ﺣﺎﻟﺖ ﮔﺎز و ﻣﺎﯾﻊ ﻣﺘﻔﺎوت اﺳﺖ ﻋﻤﻞ ﺗﺒﺨﯿﺮ ﯾﺎ ﺗﻘﻄﯿﺮ در دﻣﺎی ﺛﺎﺑﺘﯽ اﻧﺠﺎم ﻧﻤﯽﺷﻮد.

آراﯾﺶ ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ ﻣﺒﺮدﻫﺎ ﺗﻌیین ﮐﻨﻨﺪه ﮔﺮوﻫﯽ ﮐﻪ در آن ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.ﭼﻬﺎر ﮔﺮوه اﺻـﻠﯽ ﺑﺮاﺳـﺎس

آراﯾﺶ ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ ﺑﺮای ﻣﺒﺮدﻫﺎ وﺟﻮد دارد ﮐﻪ ﺑﻪﺷﺮح زﯾﺮ اﺳﺖ:
CFCs – Chlorofluorocarbons .۱
HCFCs – Hydro chlorofluorocarbons .۲
HFCs – Hydro fluorocarbons .۳
Natural Refrigerants .۴

۱. CFCs

اﯾﻦ ﻣﺒﺮد ﻫﺎ ﺣﺎوی ﮐﻠﺮ ، ﻓﻠﻮﺋﻮر و ﮐﺮﺑﻦ ﻫﺴــــــﺘﻨﺪ. R115 ، R12 ، R11 در اﯾﻦ دﺳﺘﻪ ﻗﺮار ﻣﯽﮔﯿﺮﻧﺪ. اﯾﻦ ﻣﺒﺮد ﻫﺎ در ﮔﺬﺷﺘﻪ ﺗﻮﺳﻌﻪ ﯾﺎﻓﺘﻪ ﺑﻮدﻧﺪ و در آن زﻣﺎن ﻏﯿﺮ ﺳﻤﯽ، ﻏﯿﺮ ﻗﺎﺑﻞ اﺷﺘﻌﺎل و ﻏﯿﺮ واﮐﻨﺸﯽ ﺑﻮد. در دﻫﻪ ﻫﻔﺘﺎد ﻣﯿﻼدی ﺛﺎﺑﺖ ﺷﺪ ﮐﻪ اﯾﻦ ﻣﺒﺮد ﻫﺎ ﺑﺮای ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴﺖ ﻣﻀـﺮ ﺑﻮده و ﻻﯾﻪ ازون را ﺗﺨﺮﯾﺐ ﻣﯽﮐﻨﻨﺪ. اﺗﻢ ﮐﻠﺮ اﮐﺴــﯿﮋن اﺿﺎﻓﯽ در ﺗﺮﮐﯿﺐ ازون را ﺧﺎرج ﮐﺮده و ﻣﻮﺟﺐ ﺷﮑﺴـــﺘﻦ ﺳﺎﺧﺘﺎر ﻣﻮﻟﮑﻮﻟﯽ آن ﻣﯽﺷﻮد. ﺑﻪ دﻻﯾﻞ ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴﺘﯽ اﺳﺘﻔﺎده از اﯾﻦ دﺳﺘﻪ ﻣﻤﻨﻮع ﺷﺪه اﺳﺖ.

HCFCs .۲

اﯾﻦ دﺳﺘﻪ ﻣﺒﺮد ﻫﺎ ﺟﺎﯾﮕﺰﯾﻦ CFCﻫﺎ ﻧﺎﻣﯿﺪه ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ ﮐﻪ ﺣﺎوی ﻫﯿﺪروژن، ﮐﻠﺮ، ﻓﻠﻮﺋﻮر و ﮐﺮﺑﻦ ﺑﻮده و درﺻﺪ ﮐﻤﺘﺮی در ﺗﺨﺮﯾﺐ ﻻﯾﻪ ازون ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ CFCﻫﺎ (ﺣﺪود ۰۱٪) دارﻧﺪ. HFC ﻫﺎ ﻏﯿﺮﺳﻤﯽ و ارزان ﻫﺴﺘﻨﺪ. اﯾﻦ ﮔﺎزﻫﺎ ﺟﺰو ﮔﺎزﻫﺎی ﮔﻠﺨﺎﻧﻪای بوده و ﺑﻪ آراﻣﯽ اﻣﺎ ﻣﺪاوم ﺑﻪ ازون آﺳﯿﺐ ﻣﯽرﺳﺎﻧﻨﺪ.

مبرد-ها-2

۳. HFCs

اﯾﻦ ﻣﺒﺮد ﻫﺎ ﺣﺎوی ﮐﻠﺮ ﻧﻤﯽﺑﺎﺷﻨﺪ. ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ، آﻧﻬﺎ ﺑﻪ ﻫﯿﭻ وﺟﻪ ﺑﺮای ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴﺖ ﻣﻀﺮ ﻧﯿﺴﺘﻨﺪ و ﻻﯾﻪ اوزون را ﺗﺨﺮﯾﺐ ﻧﻤﯽﮐﻨﻨﺪ. اﻣﺎ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻫﺮ ﻣﺒﺮد دﯾﮕﺮی، در ﻣﻘﺎﯾﺴـﻪ ﺑﺎ ﻣﺒﺮدﻫﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ ﺗﺄﺛﯿﺮ زﯾﺎدی در ﮔﺮم ﺷﺪن ﮐﺮه زﻣﯿﻦ دارﻧﺪ.

Natural Refrigerants .۴

اﯾﻦ ﻣﺒﺮد ﻫﺎ ﺑﻪﺻﻮرت ﻃﺒﯿﻌﯽ وﺟﻮد دارﻧﺪ و ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه ﻧﯿﺴﺘﻨﺪ. ﺑﺮای ﻣﺤﯿﻂ زﯾﺴـﺖ ﻣﺸـﮑﻞ زا ﻧﺒﻮده و ﺑﻪ ﻻﯾﻪ ازون آﺳﯿﺐ وارد ﻧﻤﯽﮐﻨﻨﺪ. ﻋﻼوه ﺑﺮ اﯾﻦ، آﻧﻬﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﺒﺮد ﻫﺎی دﯾﮕﺮ ﺑﺴﯿﺎر ارزان ﻫﺴﺘﻨﺪ. ﻫﻮا، HC، آﻣـﻮﻧﯿﺎک، CO2، H2O ﻧﻤﻮﻧﻪﻫﺎﯾـﯽ از ﻣﺒـﺮدﻫﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻫﺴـﺘﻨـﺪ و اﺛﺮات ﻧﺎﭼﯿـﺰی در ﮔﺮم ﺷﺪن ﮐـﺮه زﻣﯿﻦ دارﻧﺪ.

در ﺣﺎﻟﺖ ﮐﻠﯽ ﻣﺒﺮدﻫﺎ ﺑﺎ دو ﺷﺎﺧﺼﻪ اﺻﻠﯽ تعیین ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ:

  • ODP: Ozone Depletion potential                 ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ ﺗﺨﺮﯾﺐ ازون
  • GWP: Global Warming Potential                 ﭘﺘﺎﻧﺴﯿﻞ اﻓﺰاﯾﺶ ﺣﺮارت ﮐﺮه زﻣﯿﻦ

۱. :ODP

ﻣﻘﺎدﯾﺮ ODP از ﺻﻔﺮ ﺗﺎ ﯾﮏ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ. ﻫﺮﭼﻪ ﻋﺪد آن ﺑﻪ ﯾﮏ ﻧﺰدﯾﮏﺗﺮ ﺑﺎﺷﺪ ﺿﺮر ﺑﯿﺸـــﺘﺮی ﺑﺮای ﻻﯾﻪ ازون دارد. CFCﻫﺎ ﺑﺎ دارا ﺑﻮدن ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﺑﺎﻻﯾﯽ از ODP از ﻋﻮاﻣﻞ اﺻﻠﯽ ﺗﺨﺮﯾﺐ ﻻﯾﻪ ازون ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ.

در ﺗﺼﻮﯾﺮ زﯾﺮ اﯾﻦ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ODP ﺑﺮای اﻧﻮاع ﮔﺎزﻫﺎ ﻣﺸﺨﺺ ﺷﺪه اﺳﺖ:

ODP

۲. GWP

ﻣﻘﺎدﯾﺮ GWP از ﺻـﻔﺮ ﺗﺎ ﭼﻨﺪ ﻫﺰار ﻣﺘﻐﯿﺮ اﺳـﺖ: ﻫﺮﭼﻪ ﻣﻘﺪار GWP ﺑﺰرﮔﺘﺮ ﺑﺎﺷـﺪ، ﻣﺒﺮد ﺗﺎﺛﯿﺮ ﺑﯿﺸـﺘﺮی در ﮔﺮم ﺷﺪن ﮐﺮه زﻣﯿﻦ دارد. ﺑﻪﻃﻮر ﮐﻠﯽ، ﻣﺒﺮد ﻫﺎی ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻣﺎﻧﻨﺪ آﻣﻮﻧﯿﺎک و دیاﮐﺴــﯿﺪ ﮐﺮﺑﻦ ﺑﺎ ﻣﻘﺎدﯾﺮ ﮐﻤﯽ GWP ﻣﺸــــﺨﺺ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. HCFﻫﺎ از ﺳﺎل ۵۰۰۲ ﻧﯿﺰ ﮐﻨﺎر ﮔﺬاﺷﺘﻪ ﺷﺪهاﻧﺪ و اﻣﺮوزه ﻓﻘﻂ HFCﻫﺎی ﺑﺪون ﮐﻠﺮ ﺑﺮای اﺳﺘﻔﺎده ﻣﺠﺎز اﺳﺖ.

GWPofSelectRefrigerants

برای اطلاعات کامل تر و مشاهده جدول مشخصات چند مدل از گاز ها فایل PDF زیر را دانلود کنید.

دانلود مقاله
آشنایی با دستگاه هواساز

آشنایی با دستگاه هواساز

توسط مقالات علمی

اﻧﻮاع دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎی هواساز

هواساز وﺳـﯿﻠﻪای اﺳـﺖ ﮐﻪ وﻇﯿﻔﻪ ﺗﺎﻣﯿﻦ ﻫﻮای ﺗﻐﺬﯾﻪ ﻣﻮرد ﻧﯿﺎز ﺑﺮای ﺗﻬﻮﯾﻪ ﻣﺤﯿﻂ ﻫﺎ را ﺑﺮﻋﻬﺪه دارد. در اﯾﻦ ﺗﺠﻬﯿﺰات ﻫﻮای ﺑﺮﮔﺸﺘﯽ ﺑﺎ ﻣﻘﺪاری ﻫﻮای ﺗﺎزه (ﮐﻪ اﺳﺘﺎﻧﺪارد آن را ﻣﺸﺨﺺ ﻣﯽﮐﻨﺪ) ﻣﺨﻠﻮط ﻣﯽﺷﻮد. ﺳﭙﺲ اﯾﻦ ﻣﺨﻠﻮط از ﻓﯿﻠﺘﺮﻫﺎی ﺟﺎذب ﮔﺮدو ﻏﺒﺎر ﻋﺒﻮر ﻧﻤﻮده و ﭘﺲ از آن ﺑﻪ ﮐﻮﯾﻞﻫﺎ ﻣﯽرﺳﺪ.

در ﮐﻮﯾﻞﻫﺎ ﺗﺒﺎدل ﺣﺮارﺗﯽ ﻻزم ﺑﺮای رﺳﯿﺪن دﻣﺎی ﻫﻮای ﺗﻐﺬﯾﻪ ﺑﻪ دﻣﺎی ﻫﻮای ﻣﻄﻠﻮب اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷـﻮد و در ﺻﻮرﺗﯽ ﮐﻪ ﻧﯿﺎز ﺑﺎﺷﺪ، در اﻧﺘﻬﺎ ﯾﮏ ﻣﺮﺣﻠﻪ ﻋﻤﻠﯿﺎت رﻃﻮﺑﺖزﻧﯽ ﻧﯿﺰ اﻧﺠﺎم ﻣﯽﮔﺮدد. در اﻧﺘﻬﺎ ﻫﻮای ﺗﻐﺬﯾﻪ آﻣﺎده ﺷﺪه ﺗﻮﺳﻂ ﻓﻦ، در داﺧﻞ ﺷﺒﮑﻪ ﮐﺎﻧﺎل ﮐﺸﯽ ﺗﻮزﯾﻊ ﻣﯽﺷﻮد.

شماتیک هواساز

در ﺷﮑﻞ زﯾﺮ اﺟﺰا ﻣﺨﺘﻠﻒ ﯾﮏ دﺳﺘﮕﺎه ﻫﻮاﺳﺎز ﻧﺸﺎن داده ﺷﺪه اﻧﺪ :

نقشه هواساز

دﺳﺘﮕﺎه ﻫﺎی هواساز ﺑﻪ دو دﺳﺘﻪ ﮐﻠﯽ هواساز ﻫﺎی ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪای و ﭼﻨﺪ ﻣﻨﻄﻘﻪای ﺗﻘﺴﯿﻢ ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ. ﺗﻌﺮﯾﻒ ﻣﻨﻄﻘﻪ: ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﯾﺎ Zone ﻣﺠﻤﻮﻋﻪای از ﻓﻀﺎﻫﺎﺳﺖ ﮐﻪ ﺷﺮاﯾﻂ دﻣﺎﯾﯽ و رﻃﻮﺑﺘﯽ ﮐﻪ ﻣﯽﺧﻮاﻫﯿﻢ ﺑﺎ ﻋﻤﻠﯿﺎت ﺗﻬﻮﯾﻪ ﺑﻪ آن ﺑﺮﺳﯿﻢ در ﺗﻤﺎﻣﯽ آﻧﻬﺎ ﻋﯿﻨﺎ ﯾﮑﺴـــﺎن اﺳﺖ. ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻣﺜﺎل ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﺗﻤﺎم ﮐﻼسﻫﺎی ﯾﮏ داﻧﺸــــﮕﺎه ﮐﻪ ﻣﯽﺧﻮاﻫﯿﻢ ﺑﺎ ﺗﻬﻮﯾﻪ ﺑﻪ دﻣﺎی ۲۲ درﺟﻪ ﺳﺎﻧﺘﯿﮕﺮاد و رﻃﻮﺑﺖ ۶۰٪ ﺑﺮﺳﺎﻧﯿﻢ، ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

هواساز ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪای

در اﯾﻦ هواساز ﻫﺎ، ﻫﻮای ﺗﻐﺬﯾﻪای ﮐﻪ ﺑﻪ ﺗﻤﺎم اﺗﺎقﻫﺎ ارﺳﺎل ﻣﯽﺷﻮﻧﺪ،در ﯾﮏ ﻟﺤﻈﻪ ﻣﺸﺨﺺ دارای ﺷﺮاﯾﻂ ﯾﮑﺴـــــــﺎن از ﻧﻈﺮ دﻣﺎ و رﻃﻮﺑﺖ ﻣﯽﺑﺎﺷﻨﺪ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺳﺎﺧﺘﺎر اﯾﻦ هواساز ﻫﺎ از ﻫﺮ ﮐﺪام از آﻧﻬﺎ

ﻣﯽﺗﻮان در ﯾﮏ زﻣﺎن ﺑﺮای ﺗﻬﻮﯾﻪ ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪ اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد. ﻧﮑﺘﻪ: اﮔﺮ ﺑﺨﻮاﻫﯿﻢ ﺳﺎﺧﺘﻤﺎﻧﯽ ﺷـﺎﻣﻞ ﭼﻨﺪ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﺨﺘﻠﻒ را ﺑﻪ وﺳـﯿﻠﻪ هواساز ﻫﺎی ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪای ﺗﻬﻮﯾﻪ ﮐﻨﯿﻢ، ﺑﺎﯾﺪ ﺑﺮای ﻫﺮ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﯾﮏ هواساز ﺟﺪاﮔﺎﻧﻪ ﺧﺮﯾﺪاری و ﻧﺼـــــﺐ ﻧﻤﺎییم ﮐﻪ اﯾﻦ اﻣﺮ ﻣﻮﺟﺐ ﺑﺎﻻ رﻓﺘﻦ ﻫﺰﯾﻨﻪﻫﺎ و ﻫﻤﯿﻦﻃﻮر اﺷﻐﺎل ﻣﻘﺪار زﯾﺎدی از ﻓﻀـــــﺎی ﻣﻮﺗﻮر ﺧﺎﻧﻪ ﺗﻮﺳﻂ ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎی هواساز ﻣﯽﺷﻮد.

هواساز ﻫﺎی ﭼﻨﺪ ﻣﻨﻄﻘﻪای

اﯾﻦ هواساز ﻫﺎ ﺑﻪ ﮔﻮﻧﻪای ﺳﺎﺧﺘﻪ ﺷﺪه اﻧﺪ ﮐﻪ ﻣﯽﺗﻮاﻧﻨﺪ در ﯾﮏ ﻟﺤﻈﻪ ﻣﺸـــــﺨﺺ، ﻫﻮای ﺗﻐﺬﯾﻪ را ﺑﺎ ﭼﻨﺪ ﺣﺎﻟﺖ ﻣﺨﺘﻠﻒ از ﻧﻈﺮ دﻣﺎ و رﻃﻮﺑﺖ ﺗﻬﯿﻪ ﻧﻤﺎﯾﻨﺪ، ﺑﻨﺎﺑﺮاﯾﻦ ﺑﻪوﺳـﯿﻠﻪ ﯾﮏ هواساز ﭼﻨﺪ ﻣﻨﻄﻘﻪای ﺑﻪﺻـﻮرت ﻫﻤﺰﻣﺎن ﻣﯽﺗﻮان ﺑﯿﺶ از ﯾﮏ ﻣﻨﻄﻘﻪ را ﺗﻬﻮﯾﻪ ﻧﻤﻮد.

در اﯾﻦ دﺳﺘﮕﺎهﻫﺎ، ﻫﻮای ﺳﺮد و ﻫﻮای ﮔﺮم ﺑﻪﺻﻮرت ﻫﻢزﻣﺎن و ﺟﺪا از ﻫﻢ ﺗﻮﺳﻂ ﮐﻮﯾﻞﻫﺎ ﺗﻬﻮﯾﻪ ﻣﯽﺷـﻮﻧﺪ. اﮔﺮ ﻫﻮای ﺳﺮد و ﮔﺮم را ﺑﺎ ﻧﺴـــﺒﺖﻫﺎی ﻣﺨﺘﻠﻒ ﺑﺎ ﻫﻢ ﻣﺨﻠﻮط ﮐﻨﯿﻢ، ﺑﻪ ﺷﺮاﯾﻂ دﻣﺎﯾﯽ و رﻃﻮﺑﺘﯽ ﻣﺘﻔﺎوﺗﯽ ﺧﻮاﻫﯿﻢ رﺳﯿﺪ و اﯾﻦ دﻗﯿﻘﺎ ﮐﺎری اﺳﺖ ﮐﻪ در هواساز ﻫﺎی ﭼﻨﺪ ﻣﻨﻄﻘﻪای اﻧﺠﺎم ﻣﯽﺷﻮد،

ﺑﺪﯾﻦ ﺻﻮرت ﮐﻪ ﺑﺎ ﻣﺨﻠﻮط ﮐﺮدن ﻫﻮای ﺳﺮد و ﮔﺮم ﺑﺎ ﻧﺴﺒﺖ ﻣﺸـﺨﺺ در ورودی ﮐﺎﻧﺎل ﻫﺮ ﻣﻨﻄﻘﻪ، ﻫﻮای ﺗﻐﺬﯾﻪ ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﺮای آن ﺳﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد. ﺗﻐییر ﻣﻘﺪار دﺑﯽ ﻫﻮای ﺳﺮد و ﮔﺮم و در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻧﺴـــﺒﺖ آﻧﻬﺎ، در ورودی ﯾﮏ ﮐﺎﻧﺎل ﻣﺸـــﺨﺺ در ﻟﺤﻈﺎت ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻧﯿﺰ ﺑﻪ وﺳﯿﻠﻪ دو دﻣﭙﺮی ﮐﻪ در اﯾﻦ ﻧﺎﺣﯿﻪ ﻧﺼﺐ ﻣﯽﺷﻮد اﻣﮑﺎن ﭘﺬﯾﺮ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

هواساز چند منطقه ایی

ﻧﮑﺘﻪ: در هواساز ﻫﺎی ﭼﻨﺪ ﻣﻨﻄﻘﻪای ﻣﯽﺗﻮان ﺑﺨﺸـﯽ از ﻫﻮای ﺑﺎزﮔﺸـﺘﯽ را ﮐﻪ ﺑﺎ ﻣﻘﺪاری ﻫﻮای ﺗﺎزه ﺑﯿﺮون ﺗﺮﮐﯿﺐ ﺷﺪه اﺳﺖ و ﺑﻪﻧﺎم air mixed ﺷﻨﺎﺧﺘﻪ ﻣﯽﺷﻮد و در ﻣﺴـــــــﯿﺮی ﺑﻪﻧﺎم bypass ﺟﺮﯾﺎن دارد ﺑﺎ ﻫﻮاﻫﺎی ﺳﺮدو ﮔﺮم در ورودی ﯾﮏ ﮐﺎﻧﺎل ﻣﺸـﺨﺺ ﻣﺨﻠﻮط ﻧﻤﻮد و ﻫﻮای ﺗﻐﺬﯾﻪ را از ﺗﺮﮐﯿﺐ اﯾﻦ ﺳﻪ ﺳﺎﺧﺖ ﮐﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﺻﺮﻓﻪﺟﻮﯾﯽ در ﻣﺼﺮف اﻧﺮژی ﻣﯽﺷﻮد.

ﻫﻤﺎنﻃﻮر ﮐﻪ ﻗﺒﻼ ﻧﯿﺰ اﺷﺎره ﺷﺪ، ﻫﻮاﯾﯽ ﮐﻪ از روی ﮐﻮﯾﻞﻫﺎی ﯾﮏ دﺳﺘﮕﺎه هواسـاز ﻋﺒﻮر ﻣﯽﮐﻨﺪ ﺗﺮﮐﯿﺒﯽ از:

اﻟﻒ) ﻫﻮای ﺗﺎزه ﮐﻪ اﺳﺘﺎﻧﺪارد ﻣﻘﺪار ﺣﺪاﻗﻞ آن را ﻣﺸﺨﺺ ﻣﯽﮐﻨﺪ.

ب) ﺑﺨﺸﯽ از ﻫﻮای ﺑﺎزﮔﺸﺘﯽ از ﻓﻀﺎﻫﺎ ﻣﯽﺑﺎﺷﺪ.

ﻋﻠﺖ اﺳﺘﻔﺎده از ﻫﻮای ﺑﺮﮔﺸﺘﯽ آن اﺳﺖ ﮐﻪ ﺑﺎ اﯾﻦ ﮐﺎر ﻣﯿﺰان ﻣﺼﺮف اﻧﺮژی و در ﻧﺘﯿﺠﻪ ﻫﺰﯾﻨﻪﻫﺎی ﺳﯿﺴـﺘﻢ ﮐﺎﻫﺶ ﻣﯽﯾﺎﺑﺪ. ﺗﻮﺟﻪ: ﻫﻤﺎنﮔﻮﻧﻪ ﮐﻪ ﻗﺒﻼ ﻧﯿﺰ ﺑﯿﺎن ﺷـــﺪ، در ﺑﺮﺧﯽ از ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎ ﻣﺜﻞ اﺗﺎق ﻋﻤﻞ، اﻣﮑﺎن اﺳــــﺘﻔﺎده از ﻫﻮای ﺑﺮﮔﺸﺘﯽ ﺑﻪ ﻫﯿﭻﻋﻨﻮان وﺟﻮد ﻧﺪارد و در اﯾﻦ ﮐﺎرﺑﺮدﻫﺎ ﺑﺎﯾﺪ از ۱۰۰٪ ﻫﻮای ﺗﺎزه اﺳﺘﻔﺎده ﻧﻤﻮد.

دانلود مقاله