مراحل طراحی سیستم تهویه مطبوع

صفر تا صد طراحی سیستم تهویه مطبوع

توسط با بدون دیدگاه دسته بندی نشدهمقالات علمی

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.

اصول طراحی سیستم تهویه مطبوع

کاربردهای طراحی سیستم تهویه مطبوع

طراحی سیستم تهویه مطبوع به عنوان یک فناوری حیاتی و چند منظوره، در انواع محیط‌های ساختمانی به کار گرفته می‌شود. در زیر، موارد کاربردی دستگاه تهویه مطبوع در انواع ساختمان‌ها و فضاها آورده شده است:
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
مراحل طراحی سیستم تهویه مطبوع

بررسی کامل تجهیزات تهویه مطبوع

استفاده از تجهیزات متنوعی در طراحی سیستم‌ تهویه مطبوع می‌تواند نقش مهمی در بهبود کیفیت هوا و تأمین شرایط آسایشی مناسب داخل ساختمان‌ها ایفا کند. در ادامه به معرفی برخی از این تجهیزات می‌پردازیم:
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6.  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.
  7. 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.
نکات مهم در طراحی سیستم تهویه مطبوع

طراحی سیستم تهویه مطبوع مدرن برای ساختمان‌ها

طراحی سیستم تهویه مطبوع مدرن در انواع مدل برای ساختمان‌ها شامل موارد زیر است:
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
  6. 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.
  7. 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.
معیارهای طراحی سیستم تهویه مطبوع

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.

از نظر مصرف انرژی، می‌توان طراحی سیستم‌ تهویه مطبوع را برای سرمایش به دو دسته زیر تقسیم کرد:
  • 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.
از دیدگاه طرز خنک‌سازی کندانسور، می‌توان سیستم‌های تهویه مطبوع را به دو دسته زیر تقسیم کرد:
  • 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.
در مورد نوع انتقال سیال حرارت نیز می‌توان دو دسته زیر را مد نظر قرار داد:
  • 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.
طراحی سیستم تهویه مطبوع با قیمت مناسب

عوامل کلیدی در طراحی سیستم‌ تهویه مطبوع

در طراحی سیستم‌ تهویه مطبوع توجه به موارد زیر اهمیت دارد:
  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. 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.
  5. 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.
نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

توسط با بدون دیدگاه مقالات علمی

ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز‌ها به عنوان عناصر بسیار حیاتی در تهویه مطبوع و گرمایش ساختمان‌ها شناخته می‌شوند. این دستگاه‌ها با کنترل دمای هوا، توزیع و فیلتراسیون آن به صورت مناسب، برای ایجاد شرایط آسایش و بهبود کیفیت هوای داخلی به‌کار می‌روند.

ظرفیت حرارتی هواسازها به معنای توانایی تأمین گرما و حرارت برای گرمایش فضاها است، در حالی که ظرفیت برودتی آن‌ها برای سرمایش هوا و کاهش دما در فصل‌های گرم استفاده می‌شود. این ظرفیت‌ها باید با دقت محاسبه و طراحی شوند تا نیازهای حرارتی و برودتی هر فضا به‌صورت بهینه مرتفع گیرد.

برنامه‌ریزی صحیح در انتخاب ظرفیت حرارتی و برودتی هواسازها بسیار اهمیت دارد؛ زیرا هرگونه نقص در این مرحله می‌تواند عواقب جدی برای ساختمان به همراه داشته باشد. ظرفیت ناکافی هواساز در فصل‌های سرد می‌تواند باعث عدم توانایی در ارائه گرمایش کافی به فضاها شود و موجب نارضایتی ساکنان و کاهش کارایی ساختمان گردد. از سوی دیگر، ظرفیت زیاد هواساز در فصل‌های گرم نیز می‌تواند باعث ایجاد اغتشاش‌های هوایی و کارکرد غیرعادی سیستم شود و به عملکرد کلی سیستم تهویه مطبوع آسیب رساند.

همچنین، اهمیت ظرفیت حرارتی و برودتی هواسازها در مصرف انرژی نیز قابل ملاحظه است. هواسازها با ظرفیت ناکافی مجبور به کارکرد مداوم و بی‌توقف هستند تا بتوانند نیازهای حرارتی و برودتی فضاها را برآورده کنند.

این مسئله منجر به افزایش مصرف انرژی و بالا رفتن هزینه‌های انرژی می‌شود. از طرف دیگر، هواسازها با ظرفیت اضافی، منجر به هدر رفت انرژی می‌شوند که به‌طور معکوس با مفهوم بهره‌وری انرژی در تناقض است. از این‌رو، نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز به‌صورت دقیق و منطبق با نیازهای ساختمان از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است تا بهینه‌سازی مصرف انرژی و بهره‌وری سیستم‌های تهویه مطبوع حاصل شود.

هدف اصلی از به‌کارگیری هواساز چیست؟

پیش از آشنایی با نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز بهتر است با هدف استفاده از هواسازها آشنا شوید. در کلیدی‌ترین بخش‌ها و سیستم‌های تهویه مطبوع، کویل‌های سرمایشی حائز اهمیت هستند. هدف اساسی این سیستم‌ها، کنترل و مدیریت دما و رطوبت محیط است. علاوه بر این، کاهش دما و تنظیم رطوبت اقدامی بسیار مهم در تامین احساس خنکی محسوب می‌شود.

به‌عبارت دیگر، هواسازها به‌عنوان ابزارهای تجاری جذابیت خاصی دارند. با مراجعه به نمودار سایکرومتریک، تأثیر مهم رطوبت بر دمای مرطوب هوای محیط را به‌طور کامل متوجه خواهید شد.

به‌عنوان مثال، افزایش رطوبت موجب ایجاد تابستان‌های ناخوشایند در شمال می‌شود. درست است که هواسازها به‌عنوان دستگاه‌های رطوبت‌گیر صنعتی هم شناخته می‌شوند اما اهمیت آن‌ها از جنبه‌های مختلف قابل توجه است.

به‌ویژه با درک اصول سایکرومتریک، تأثیر مستقیم رطوبت بر دمای مرطوب هوا را بدست خواهید آورد. علاوه بر این، هدف اصلی از استفاده از هواساز، کنترل همزمان رطوبت و دما یا به‌عبارت دیگر ایجاد شرایط آسایش از طریق تنظیم میزان دما و رطوبت محیط است.

نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز چگونه است؟

وظایف دستگاه هواساز

آشنایی با وظایف مختلف دستگاه در نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز حائز اهمیت است. از جمله مهم‌ترین وظایف هواسازها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
  • کنترل رطوبت: از جمله اصلی‌ترین وظایف دستگاه هواساز، کنترل رطوبت موجود در فضای مورد نظر است. این دستگاه با کنترل دقیق رطوبت، هوای محیط را به میزان مطلوب و مناسب خشک یا مرطوب می‌کند.
  • برداشتن بار حرارتی: دستگاه هواساز توانمندی برداشتن بار حرارتی ناشی از حضور افراد در فضا را دارد. این امر به معنای تأمین احساس راحتی و محیطی مطلوب برای ساکنین و کاربران فضا است.
  • غلبه بر تلفات حرارتی: هواساز با اجرای عملیات خاص خود، تلفات حرارتی موجود در محیط را کاهش می‌دهد و با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های مناسب، انرژی را به صورت کارآمد مصرف می‌کند.
  • تزریق هوای تازه به محیط: دستگاه هواساز می‌تواند هوای تازه را به محیط تزریق کند و از ایجاد احساس تازگی و تهویه‌ی مناسب در فضا اطمینان حاصل نماید.
  • کنترل همزمان دما و رطوبت: یکی از اصول اساسی تهویه مطبوع، کنترل همزمان دما و رطوبت است. دستگاه هواساز به‌عنوان اجزای کلیدی تهویه مطبوع، این دو عامل را به طور همزمان کنترل و مدیریت می‌کند تا محیط بهینه و راحتی را برای کاربران فراهم کند.
آشنایی با نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

اجزای اصلی سیستم هواساز خانگی (ساختمانی) و صنعتی

اجزای اصلی سیستم هواساز نیز در درک بهتر نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز موثر است. این دستگاه از اجزای زیر تشکیل شده است:
  1. دستگاه دمنده هوا : این قسمت از سیستم هواساز، فن سانتریفیوژ یا همان محوری است که هوا را جذب و منتقل می‌کند.
  2. دستگاه کنترل دما و رطوبت: این بخش مسئول کنترل دما و رطوبت هوا در سیستم هواساز است و با استفاده از ترموستات یا سنسورهای خاص این کار را انجام می‌دهد.
  3. کویل های حرارتی: این بخش شامل کویل های آب سرد و گرم است که با استفاده از لوله های مسی و فین های آلومینیومی ساخته می‌شوند تا نرخ انتقال حرارت بهینه را فراهم کنند.
  4. فیلترها: در این بخش از سیستم هواساز، فیلترهای مختلفی از جمله قابل شستشو، هپا و کیسه ای با قدرت جذب ذرات معلق با اندازه‌های مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.
  5. محفظه مخلوط‌کننده هوا: این بخش اجازه می‌دهد تا مقدار مشخصی هوای تازه از بیرون با هوای برگشتی از داخل ساختمان مخلوط شود و هوای تازه و خنک به داخل فضا ارسال شود.
  6. لرزه‌گیرها: این اجزای سیستم هواساز، برای جلوگیری از ایجاد لرزش و نویز در سیستم استفاده می‌شوند.
  7. دستگاه کنترل کننده: این قسمت از سیستم هواساز، تجهیزات و قطعات کنترل کننده الکتریکی و مکانیکی را شامل می‌شود که وظیفه تنظیم دما، رطوبت، سرعت حرکت هوا و… را بر عهده دارد.
  8. کانال‌های هوا: این بخش شامل کانال‌های تغذیه هوا به داخل ساختمان است که هوا را به سمت فضای مورد نظر انتقال می‌دهند.
معیارهای موثر بر نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

شاخص‌های مهم در نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز، توسط پارامترهای متعددی که به صورت مستقیم و غیرمستقیم در محاسبه آن تأثیرگذار هستند، محاسبه می‌شود. این پارامترها به شرح زیر هستند:
  • متراژ و ابعاد فضای مورد نظر: اندازه فیزیکی فضای هدف که نقش مهمی در تعیین ظرفیت هواساز دارد.
  • شرایط جغرافیایی منطقه: ارتفاع از سطح دریا و زاویه تابش آفتاب به دیوارهای در معرض آفتاب که تأثیر گرمایش و سرمایش فضاها را به شدت تحت تأثیر قرار می‌دهند.
  • تعداد و مساحت پنجره‌های رو به آفتاب: تعیین کننده میزان ورود نور و حرارت به فضا.
  • وجود سطوح شیشه‌ای در نمای ساختمان: تأثیر گرمایش و سرمایش فضاها را تغییر می‌دهد.
  • وجود وسایل گرمازا و سیستم‌های روشنایی: نقش مهمی در محاسبه بار حرارتی فضاها ایفا می‌کنند.
  • تعداد افراد ساکن و تردد آن‌ها: تولید حرارت از جانب افراد باعث افزایش بار حرارتی می‌شود.
  • جنس مصالح و عایق‌های استفاده شده در ساختمان: تأثیر زیادی بر انتقال حرارت دارند.
  • رطوبت نسبی محیط: تنظیم مناسب تهویه را تأثیر می‌دهد.
  • ارتفاع از سطح دریا: ارتفاع موقعیت ساختمان که در تغییر چگالی هوای ورودی تأثیر دارد.
  • دمای هوای ورودی و برگشتی: دمای هوایی که وارد سیستم هواساز می‌شود و همچنین دمایی که بعد از تغییرات در فضاها به سیستم بازمی‌گردد.
  • نوع کاربری: صنعتی، مسکونی، اداری، تجاری و غیره، که بار برودتی و حرارتی را متفاوت می‌کند.
  • سرعت انتقال هوا از سطح کویل‌های سرمایشی و گرمایشی، نقشی مهمی در بهره‌وری سیستم دارد.
  • افت فشار فن‌ها و دستگاه هواساز، تأثیر روی میزان انتقال هوا را دارند.
  • افت فشار کویل‌های هواساز، در عملکرد حرارتی و برودتی دستگاه تأثیرگذار است.

ترکیب و بررسی دقیق این پارامترها باعث محاسبه دقیق‌ترظرفیت هواساز می‌شود و با توجه به شرایط مختلف، مدل‌های متنوعی از هواسازها برای استفاده بهینه انتخاب می‌شود. این پارامترها در طراحی سیستم تهویه مطبوع با اهمیت بسیاری همراه هستند و انتخاب صحیح آن‌ها به کارایی و بهره‌وری مناسب دستگاه هواساز کمک می‌کند.

نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز نیازمند محاسبه بار برودتی و حرارتی دقیق فضای هدف است. این عملیات اغلب توسط مهندسین تاسیسات و از طریق نرم‌افزارهای مخصوص صورت می‌گیرد.

برای محاسبه دقیق بار برودتی و حرارتی فضا، بهترین راه ارتباط با کارشناسان تاسیسات پروژه یا گروه کارخانجات جهان تهویه اعتماد است تا مشاوره لازم را دریافت کنید.

در کل، محاسبه بار برودتی فضا از رابطه Q=m.c.ΔT استفاده می‌شود. در این رابطه، Q بار برودتی ساختمان بر حسب کیلووات، m دبی جرمی جریان هوای فن کویل بر حسب کیلوگرم بر ثانیه، Cp گرمای ویژه هوا در فشار ثابت و ΔT اختلاف دمای هوای ورودی و خروجی سیال بر حسب درجه سانتی گراد است.

عوامل مهم در نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

اثر دو عامل کلیدی در نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز

فین‌ها در میزان ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز به‌عنوان یکی از مؤلفه‌های حائز اهمیت نقش دارند، جنس و تعداد فین‌ها در هر اینچ (به عبارت دیگر فین در اینچ یا FPI ) کویل دستگاه نقش قابل توجهی دارد.

فین‌ها به‌عنوان پره‌های نازکی عمل می‌کنند و جهت افزایش نرخ انتقال حرارت در کویل‌های سرمایشی و گرمایشی به کار می‌روند. این فین‌ها معمولاً از جنس‌های آلومینیوم یا مس تهیه شده و در محیط‌های مرطوب و خورنده معمولاً با روکش‌های بلوفین (Bluefin) و گلدفین (Goldfin) تولید و استفاده می‌شوند.

عبارت FPI به تعداد فین‌های موجود در هر اینچ از کویل اشاره دارد. 

اثر فن‌هواساز و تأثیر آن در نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز نقش اساسی در انتقال حجم هوای خنک یا گرم به فضای هدف دارند و در صورت انتخاب نادرست، کارایی هواساز به‌طور قابل توجهی کاهش خواهد یافت. عملکرد فن‌ها و سرعت جریان هوای عبوری از سطح کویل‌های سرمایش و گرمایشی به نوع فن مورد استفاده در هواساز وابسته است.

همچنین، محاسبه افت فشار در فن‌هواساز نیز بسیار حائز اهمیت است و معمولاً این محاسبات براساس اصول کانال کشی هواساز انجام می‌شود. به همین دلیل، محاسبه میزان افت فشار فن‌ هواساز پس از کانال‌کشی و با در اختیار داشتن نقشه کانال‌کشی انجام می‌گیرد.

آشنایی با انواع هواساز به لحاظ نوع هوای ورودی

طراحی و انتخاب هواساز برای اقلیم گرم و مرطوب

با توجه به نحوه محاسبه ظرفیت حرارتی و برودتی هواساز و اهداف استفاده از هواسازها دریافتیم که با توجه به اطلاعات نمودار سایکرومتریک، با افزایش رطوبت، دمای مرطوب نیز افزایش می‌یابد. به طور دقیق‌تر، این افزایش رطوبت متناسب با افزایش دمای مرطوب است و به عبارت دیگر هوا “دم‌دار” می‌شود.

این موضوع به خصوص در تابستان مشاهده می‌شود. از سوی دیگر، بر اساس آمارها در مناطق آب‌وهوایی مرطوب و گرم، درصد رطوبت به حداکثر مقدار خود، حتی تا 95 درصد، می‌رسد. به همین دلیل، برای انتخاب هواسازها در مناطق جنوبی کشور، باید حجم زیادی از رطوبت موجود در هوای عبوری از روی کویل گرفته شود تا رطوبت هوا به‌طور موثر کاهش یابد و به عبارت دیگر هوا خشک شود.

مزایا و معایب طراحی هواساز هایژنیک

مهمترین استانداردهایی که در طراحی هواساز هایژنیک باید رعایت شود را بشناسید

توسط با بدون دیدگاه دسته بندی نشدهمقالات علمی

موضوع طراحی هواساز هایژنیک یکی از مهمترین و موثرترین جنبه‌ها در زمینه تهویه مطبوع و بهداشت محیطی می‌باشد. این طراحی‌ها به منظور ایجاد هوای تمیز، آزاد از ذرات معلق، باکتری‌ها و آلودگی‌های هوایی، به خصوص در محیط‌های حساس مانند بخش‌های درمانی، آزمایشگاه‌ها، صنایع غذایی و محل‌هایی با الزامات بهداشتی بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. اصول و مبانی طراحی هواسازهای هایژنیک با هدف حفظ سلامتی افراد، کاهش انتقال بیماری‌ها و بهبود کیفیت هوای محیطی تدوین می‌شوند.

در طراحی هواسازهای هایژنیک، عواملی همچون جریان هوا، انتقال حرارت، رطوبت، فیلتراسیون و کنترل میکروب‌ها بسیار حیاتی و اساسی هستند. استفاده از سیستم‌های پیشرفته فیلتراسیون و مراقبت از پارامترهای مهم هوا می‌تواند به طراحان و مهندسان کمک کند تا با دقت بیشتر، هواسازهایی را طراحی کنند که به نحو موثری از آلودگی‌های هوا جلوگیری کنند و برای ایجاد محیطی بهداشتی و سالم، مورد استفاده قرار گیرند.

کاربردهای هواساز هایژنیک

طراحی هواساز هایژنیک به عنوان یکی از دستگاه‌های پرکاربرد در صنعت تهویه مطبوع، انواع مختلفی از پروژه‌ها را پوشش می‌دهد و از آن در مصارف گوناگون استفاده می‌شود. به همین دلیل، این دستگاه‌ها از تنوع و انعطاف بالایی در طراحی و ساخت برخوردار هستند. کاربردهای هواساز هایژنیک به شامل موارد زیر می‌شود:
  • بیمارستان‌ها، کلینیک‌ها و مراکز درمانی: هواساز هایژنیک به علت تأمین هوای تمیز و بهداشتی، در محیط‌های پزشکی و مراکز بهداشتی و درمانی بسیار کاربرد دارند.
  • دانشگاه‌ها، آموزشگاه‌ها و مراکز آموزشی: در محیط‌های آموزشی و آموزشگاهی، هواساز هایژنیک به کنترل شرایط محیطی و ایجاد محیطی مناسب برای تعلیم و تربیت کمک می‌کنند.
  • مجتمع‌های مسکونی و تجاری و سالن‌های ورزشی: هواساز هایژنیک در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و فضاهای ورزشی به تهویه و تنظیم شرایط مطبوع کمک می‌کنند.
  • شرکت‌ها، کارگاه‌های صنعتی و کارخانه‌جات: در محیط‌های صنعتی و کارخانه‌ای، هواساز هایژنیک به ایجاد محیطی سالم و پاک کمک می‌کنند و از نظرات آلاینده‌ها در فضا مراقبت می‌کنند.
  • پاساژها، هتل‌ها و مراکز تفریحی: در فضاهای تجاری، مراکز تفریحی و هتل‌ها، هواساز هایژنیک به ایجاد محیطی دلپذیر و مطبوع برای مشتریان و بازدیدکنندگان کمک می‌کنند.
  • مغازه‌ها، فروشگاه‌های زنجیره‌ای و نمایشگاه‌ها: هواساز هایژنیک در فروشگاه‌ها و نمایشگاه‌ها به ایجاد فضایی مطبوع و جذاب برای مشتریان کمک می‌کنند.
  • سالن‌های پرورش قارچ، صنایع مختلف و سالن‌های سمینار: هواساز هایژنیک در صنایع مختلف و فضاهای سمینار به مدیریت دما و رطوبت و نظم هوا کمک می‌کنند.
به‌طور خلاصه، هواساز هایژنیک به دلیل کاربردهای متنوع و قابلیت تنظیم محیط، در انواع محیط‌های کاری و تجاری از جمله صنایع، مراکز بهداشتی و درمانی، مدارس و دانشگاه‌ها، هتل‌ها و بیشتر مکان‌های عمومی به کار گرفته می‌شوند.
استانداردهای طراحی هواساز هایژنیک

استانداردهای مهم در طراحی هواساز هایژنیک

از آنجا که دستگاه‌های تهویه هوای بهداشتی در محیط‌های ویژه‌ای استفاده می‌شوند، ارزیابی و طراحی هواساز هایژنیک به واسطه مجموعه‌ای از استانداردهای مختلف انجام می‌شود.

طراحان و متخصصان برای طراحی این محصول از سه استاندارد اساسی بهره می‌برند. اولین استانداردی که بهره‌برداری
از آن در طراحی دستگاه‌های تهویه هوا بهداشتی انجام می‌شود، استاندارد فدرال آمریکا می‌باشد. این استاندارد، کلاس‌های اتاق‌های تمیز را از ۱ تا 100000 دسته‌بندی می‌کند.

استاندارد دیگری که برای طراحی دستگاه‌های تهویه هوا بهداشتی استفاده می‌شود، استاندارد اروپا می‌باشد. همچنین، استاندارد ISO 14644 نیز به‌عنوان سومین استاندارد مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این استاندارد، کلاس‌های اتاق‌های تمیز معمولاً از 1 تا 9 دسته‌بندی می‌شوند.

همانند دستگاه‌های صنعتی دیگر، دستگاه‌های تهویه هوا بهداشتی نیز بر اساس یک سری استانداردهای مرجع تولید می‌شوند و از این‌رو با برخی کدهای استاندارد برای طراحی آن‌ها آشنا می‌شویم.

کد EN 13053 یکی از این کدهای استاندارد برای طراحی دستگاه‌های تهویه هوا بهداشتی می‌باشد. این کد شامل موارد مختلفی همچون واحدهای تهویه هوا و بخش‌های تشکیل‌دهنده آن‌ها است.

همچنین، کد EN 13053 به بررسی عملکرد، سرعت بازدهی و کارکرد دستگاه‌های تهویه هوا پرداخته و سیستم‌های تهویه هوا برای ساختمان‌ها را مورد بررسی قرار می‌دهد.

کد EN 1886 نیز یکی دیگر از کدهای استانداردی است که برای طراحی دستگاه‌های تهویه هوای بهداشتی به‌کار می‌رود. این کد شامل دستورالعمل‌های اجرایی مکانیکی، بررسی سیستم‌های تهویه هوا برای ساختمان‌ها، واحدهای تهویه هوا و دستگاه‌های تهویه هوا بهداشتی است.

همچنین، کد VDI 6022 نیز از جمله کدهای استاندارد دیگری است که برای طراحی هواساز هایژنیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. این کد استاندارد شامل قسمت اول مربوط به نیازمندی‌ها برای طراحی سیستم‌های تنظیم شرایط دمایی، رطوبتی و تهویه هوا می‌شود. اطلاعاتی نیز درباره تهویه محیط داخلی در این کد ارائه می‌شود.

همچنین به عنوان یکی دیگر از کدهای استاندارد در این حوزه می توان به کد DIN 1946-4 نیز اشاره کرد. این کد به بررسی تهویه هوا در ساختمان‌ها و اتاق‌های مخصوص مراقبت‌های بهداشتی و درمانی می‌پردازد.

 در این استانداردها، فاکتورهای مختلفی ارزیابی می‌شوند، از جمله ارزیابی کنترل سطح آلاینده‌ها و میزان انتشار آن‌ها در هر مترمربع. همچنین، اندازه و مقدار میکرو ارگانیسم‌های موجود در محیط نیز ارزیابی می‌شود.

در دستگاه‌های تهویه هوای بهداشتی، سیستم ابزار دقیقی برای تنظیم دما و رطوبت، تنظیم سرعت جریان هوای ورودی و خروجی، و کنترل آلاینده‌ها وجود دارد. این فاکتورها و معیارهای ذکر شده در طراحی دستگاه‌های تهویه هوای بهداشتی اهمیت بسیاری دارند؛ زیرا تأثیر قابل توجهی در عملکرد نهایی دستگاه‌ها دارند. هنگامی که دستگاه‌های تهویه هوا از این استانداردها پیروی کنند، قادر به تضمین سلامتی افراد به بهترین شکل خواهند بود.

با استفاده از این استانداردها، طراحان و تولیدکنندگان دستگاه‌های تهویه هوای بهداشتی می‌توانند محصولاتی با کیفیت و کارایی بالا ارائه دهند که نیازهای محیط‌های خاص را برآورده می‌کنند. این استانداردها به عنوان راهنمایی کامل در طراحی، ساخت و نصب دستگاه‌های تهویه هوا بهداشتی عمل می‌کنند و به محیط‌های پاک و بهداشتی کمک می‌کنند

مزایای طراحی هواساز هایژنیک

طراحی هواساز هایژنیک از ویژگی‌ها و مزایای برجسته‌ای برخوردار هستند که در ادامه به برخی از آن‌ها اشاره خواهیم کرد:
  • سیستم بازدید و نگهدارنده فن: هواساز هایژنیک، با داشتن درب بازدید و نگهدارنده فن، امکان مراقبت و تعمیرات بهتر را فراهم می‌آورند.
  • فشارسنج فیلتر: حضور فشارسنج فیلتر در هواساز هایژنیک، کارایی و عمر مفید فیلترها را بهبود می‌بخشد.
  • تنظیمات هوای خروجی: این دستگاه‌ها از امکان انجام عملیات‌های مختلف بر روی هوای خروجی برخوردارند که اجازه کنترل بهتر شرایط محیطی را می‌دهد.
  • دسترسی آسان به شرایط بهتر: هواساز هایژنیک امکان دستیابی به شرایط بهتر در آب و هوا را فراهم می‌آورند و برای ایجاد محیط مطلوب و بهداشتی اهمیت دارند.
  • کاهش مصرف انرژی: استفاده از هواساز هایژنیک به دلیل کارایی بالا، منجر به کاهش قابل‌توجه مصرف انرژی نسبت به سیستم‌های پمپ حرارتی با باتری‌های گرمایشی می‌شود.
  • سازگاری با محیط: هواساز هایژنیک با جنس اتصالات و گوشه‌ها، به خوبی با محیط اطراف سازگار هستند و دارای خصوصیات مقاومت در برابر رطوبت هستند.
  • کنترل هوشمند: این دستگاه‌ها از کنترل هوشمند و امکاناتی مانند کنترل دما و رطوبت، کاهش یا افزایش حجم هوا بهره می‌برند که عملکرد بهینه و اقتصادی را تضمین می‌کند.
  • کاهش سطح صدا: هواساز هایژنیک با استفاده از تکنولوژی‌های پیشرفته، نسبت به دستگاه‌های سنتی، سطح صدا را به‌طور قابل توجهی کاهش می‌دهند و محیط کاری را بهتر می‌سازند.
در نتیجه، طراحی هواساز هایژنیک به عنوان دستگاه‌های پیشرفته و موثر، در صنایع و به خصوص در زمینه‌های ورزشی، پزشکی، بازرگانی و اداری با توجه به مزایای بالا و ویژگی‌های خاص، ترجیح داده می‌شوند و نقش مهمی در بهبود کیفیت هوا و ارتقاء سطح بهداشتی محیط‌ها ایفا می‌کنند.

معایب طراحی هواساز هایژنیک

طراحی هواساز هایژنیک در کنار مزایای آن، دارای نقاط ضعفی نیز است. در زیر به برخی از این معایب اشاره خواهیم کرد:
  • اشغال فضای زیاد: طراحی هواساز هایژنیک به دلیل نیاز به تجهیزات و قطعات خاص، ممکن است فضای بیشتری را در مقایسه با دیگر سیستم‌های تهویه هوا اشغال کنند.
  • هزینه‌های بالای تعمیرات و نگهداری: تعمیرات و نگهداری هواساز هایژنیک به دلیل پیچیدگی برخی اجزا و نیاز به تخصص فنی، هزینه‌های بالایی را ممکن است به دنبال داشته باشد.
  • نیاز به کانال کشی دقیق: برای عملکرد بهینه هواساز هایژنیک، نیاز به کانال‌های کشی دقیق و محلی مناسب برای انتقال هوا و فیلتراسیون وجود دارد.
  • هزینه اولیه سیستم موتور خانه: برخی هواساز هایژنیک ممکن است دارای هزینه اولیه بالایی برای تجهیزات موتور خانه و دیگر قطعات خاص باشند.
  • نیاز به تعمیرات تخصصی: برخی قطعات هواساز هایژنیک به تعمیرات تخصصی و نیروی متخصص نیاز دارند که ممکن است موجب افزایش هزینه‌ها و مسائل مرتبط شود.
مزایا و معایب طراحی هواساز هایژنیک

هر چند که طراحی هواساز هایژنیک به دلیل ویژگی‌ها و عملکرد مطلوب، مورد توجه و استفاده قرار می‌گیرد، اما برای انتخاب صحیح و موثر آن‌ها، نقاط ضعف و معایب مذکور نیز باید مدنظر قرار گیرند و به طور کامل ارزیابی شوند. در نهایت، تعادل میان مزایا و معایب به کمک تصمیم‌گیری هوشمندانه می‌تواند به دستیابی به سیستم تهویه هوای بهداشتی مناسب و اقتصادی کمک کند.

آشنایی با مراحل طراحی هواساز هایژنیک

تفاوت هواساز هایژنیک و معمولی

طراحی هواساز هایژنیک با استفاده از سیستم‌ها و فن‌آوری‌های پیشرفته‌تر، جلوگیری از ورود یا انتقال آلودگی به محیط تهویه‌دهی را ممکن می‌سازند و با توانایی فیلتر نمودن هوای محیط به نسبتی بالا (تا 99.9 درصد)، اطمینان از کیفیت هوای مناسب را به افراد مهیا می‌کنند.

این نوع سامانه‌ها با ظرفیت‌های متنوع از 2000 تا 20000 فوت مکعب بر دقیقه و با ساختارهای مختلفی از جمله عمودی و افقی تولید می‌شوند. از جمله کاربردهای این نوع سامانه‌ها می‌توان به بیمارستان‌ها، مراکز درمانی، دانشگاه‌ها، آموزشگاه‌ها، مجتمع‌های مسکونی و تجاری، کارخانه‌ها و شرکت‌ها، هتل‌ها و سالن‌های ورزشی اشاره کرد.

استفاده از سامانه‌های تهویه مطبوع هایژنیک، نقطه تمایز اصلی آن با سامانه‌های معمولی را شکل می‌دهد. این نوع سامانه‌ها از تجهیزات کنترلی پیشرفته‌تری استفاده می‌کنند که در صورت اختلال در عملکرد، نمی‌تواند بر عملکرد سامانه‌ها تأثیر منفی بگذارد. در این سامانه‌ها، توجه به جزئیات طراحی نیز اهمیت دارد. به‌عنوان مثال، هوابندی بیشتر در درزها و بازدیدها، جنس بدنه از ورق‌های فولادی ضد زنگ یا استنلس استیل، پوشش داخلی با کاور سیلیکونی ضدآب و امکان شست‌وشوی داخلی سامانه‌ها از ویژگی‌های منحصر به‌فرد سامانه‌های تهویه مطبوع هایژنیک محسوب می‌شوند.

این ویژگی‌ها به تمیز نگه‌داشتن و بهبود کیفیت هوا در محیط کمک می‌کنند. همچنین، این سامانه‌ها با استفاده از فن‌های سانتریفیوژ بک‌وارد یا پلاگ، هوای مطبوع را به فضا دمیده و با استفاده از تجهیزات دقیق اندازه‌گیری دما، فشار و رطوبت، کنترل مطلوبی بر هوا دارند.

معیارهای طراحی هواساز هایژنیک

طراحی هواساز هایژنیک در صنایع غذایی

طراحی هواساز هایژنیک در بخش‌های مختلف صنایع غذایی نقش بسیار مهمی ایفا می‌کنند. این دستگاه‌ها به‌منظور کاهش احتمال آلودگی غذاها به فساد و میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا و بهبود کیفیت محصولات غذایی، به طور چشم‌گیری مورد استفاده قرار می‌گیرند.

در بخش‌هایی از صنایع غذایی که نیاز به تولید و ذخیره‌سازی مواد با کیفیت بالاتر، ایمن‌تر و با ماندگاری طولانی‌تر دارند، هواسازهای هایژنیک اهمیت بیشتری پیدا می‌کنند. بخش هایی از قبیل:

  • تولید محصولات لبنی
  • فرآوری مواد گوشتی
  • ارخانه‌های تولید نوشیدنی‌ها
  • صنایع بسته‌بندی مواد غذایی
  • تولید شیرینی و شکلات

ایجاد شرایط مناسب برای تولید و ذخیره‌سازی محصولات وابسته به هوای مطلوب، تأثیر چشم‌گیری بر کیفیت مواد غذایی خواهد داشت. این دستگاه‌ها از طریق تصفیه هوا، محیط را پاک و سالم نگه‌داشته و آلودگی‌ها و ویروس‌ها را از محیط کارخانه دور نگه می‌دارند. در واقع، بهبود محیط تمیز به تولید محصولات با کیفیت و ایمن بیشتر کمک می‌کند.

همچنین، تصفیه هوا باعث دفع بو، کاهش فشار منفی هوا و حذف آلاینده‌ها می‌شود. در این صنایع، هوای بیرون شامل ذرات گرد و غبار، مواد شیمیایی، باکتری‌ها، کپک و حشرات می‌شود که ممکن است محصولات غذایی و سطوح تماس با مواد غذایی را آلوده کنند.

بنابراین، استفاده از هواساز هایژنیک باعث ایجاد شرایط بهداشتی و سالم در تولید محصولات غذایی می‌شود. این دستگاه‌ها نه‌تنها از نظر بهداشتی بلکه از لحاظ اقتصادی نیز از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. بهبود مصرف انرژی و همچنین کاهش هزینه‌های تعمیرات و نگهداری، هواسازهای هایژنیک را به یک گزینه مناسب برای صنایع غذایی تبدیل می‌کند.

سمینار تخصصی تهویه مطبوع تبریز

همایش تخصصی سیستم های تهویه مطبوع تبریز

توسط با بدون دیدگاه اخبار

نخستین همایش تخصصی سیستم های تهویه مطبوع در استان آذربایجان شرقی، شهر تبریز برگزار شد.

در تاریخ 27 بهمن ماه 1400 در استان آذربایجان شرقی، شهر تبریز ، با تلاش و همکاری چند هفته ایی مدیران دفتر فروش و نمایندگی شمال غرب کشور، همایشی با شکوه و پر استقبال در سالن آمفی تاتر هتل پتروشیمی تبریز برگزار گردید.

در این همایش تخصصی و پر شور که با برنامه ریزی های صورت گرفته، پس از شنیدن سخنان مدیران گروه کارخانجات جهان تهویه اعتماد، مجموعا دو ساعتو نیم مطالبی توسط مدیر واحد فنی مهندسی شرکت جهان تهویه اعتماد در اختیار شرکت کنندگان در این همایش قرار گرفت که میتوان گفت در کمتر کتاب های آموزشی و یا مجالس علمی مطرح شده بود.

مفتخریم که توانستیم در این زمان کوتاه، برخی مطالب علمی مهم در زمینه ی سیستم های تهویه مطبوع در اختیار شما عزیزان قرار دهیم.

لازم به ذکر است که شما عزیزان میتوانید فایل پاور پوینت ارائه شده در این همایش را از طریق لینکی که در پایین همین مطلب قرار گرفته است، دانلود نمایید.

به امید دیدار شما در همایش های آتی…

دانلود پاورپوینت مطالب
وظیفه رسیور در سیکل تبرید

وظیفه رسیور در سیکل تبرید

توسط مقالات علمی

یکی از موارد بسیار مهم در کلاس های آموزش تعمیر کولرگازی و یا آموزش تعمیر چیلرتراکمی موضوع نصب و استفاده از رسیور ها می باشد. آشنایی با کاربرد این تجهیزات و نحوه محاسبه حجم مخزن رسیور از موارد بسیار مهم می باشد.

کمپرسور

وظیفه اصلی رسیور جمع‌کردن یا حذف نوسانات موجود در سطح مبرد مایع شده می‌باشد. همچنین موجود بودن یک مخزن مناسب در هنگام پمپ‌دان (Pump down) سیستم بسیار ضروری می‌باشد.

به‌عبارتی دیگر، در سیستمی که رسیور وجود ندارد، همواره باید شارژ گازمبرد سیستم به‌اندازه کافی (نه زیاد و نه کم) باشد اما در صورت وجود رسیور ، سیستم دیگر چندان به میزان شارژ گاز حساس نخواهد بود زیرا شارژ اضافه‌تر مشکلی ایجاد نکرده و بصورت مایع در رسیور ذخیره خواهد شد.

علاوه‌براین، این قطعه تضمین می‌کند که مایع به‌صورت خالص و عاری از هرگونه گاز به‌طرف اواپراتور برود. رسیور ها به دو شکل افقی و عمودی ساخته می‌شوند که نوعی افقی آن متداول‌تر است.

رسیور ها اغلب در سیستم‌هایی که دارای اواپراتور تبخیری و یا کندانسور هوایی هستند، کاربرد دارند. در سیستم‌های دارای کندانسور آبی، خود کندانسور آبی (پوسته و تیوب) به‌ عنوان رسیور محسوب می‌شود (گاهی اوقات در کندانسورهای هوایی نیز به‌علت وجود مدار سابکولینگ در کندانسور، براساس نظر طراح سیکل، از گذاشتن این قطعه صرف‌نظر می‌گردد).

این قطعه تا حد امکان در نزدیک‌ترین نقطه ممکن زیر کندانسور قرار داده می‌شود و لوله‌کشی نیز باید طوری انجام شود که امکان تخلیه آزاد مایع به‌سهولت از کندانسور به آن وجود داشته باشد.

این مطلب بدین معنی است که فشار داخل رسیور نباید به حدی بالا رود که باعث جلوگیری از ورود مایع به آن گردد. این امر بر اثر مواردی مانند گرفتار شدن گاز در قسمت بالای آن ، افت ‌فشار زیاد در خط مایع از کندانسور به رسیور و یا طراحی نادرست مسیر خط مایع (قبل از رسیور ) اتفاق می‌افتد.

برای جلوگیری از به‌دام افتادن گاز در رسیور ، معمولاً از یک انشعاب جداگانه به‌صورت ونت (Vent) استفاده می‌شود. این انشعاب از بالا رسیور به بالای کندانسور وصل شده و آن ها را با یکدیگر ارتباط می‌دهد. سایز این خط ارتباط ‌دهنده مطابق جدول زیر می باشد :

۵۰۰۳۶۰۲۶۰۱۵۰۵۰۵۰Maximum Tons
۲۲/۱ ۱۴/۱ ۱۱۴/۳۲/۱Vent line size (Inch)

 ذخیره مایع مبرد در داخل رسیور زمانی لازم می شود که :

  1. سیستم تبرید نیاز به تعمیر و سرویس داشته باشد : در چنین موقعیتی تمام ماده مبرد داخل سیکل را به صورت مایع در داخل مخزن جمع می کنند. نحوه کار به این صورت است که در حالی که کمپرسور کار می کند شیر خروجی رسیور را می بندیم لذا مبرد داخل خط مایع و اواپراتور از طریق کمپرسور مکیده شده و در زمان کوتاه ( بستگی به ظرفیت ) چند ده ثانیه کاهش آنی در داخل اواپراتور ایجاد شده و باعث تبخیر سریع تر بقیه مایع و خروج آن از اواپراتور و نهایتا خروج تمام گاز مبرد از کمپرسور را موجب می شود. البته در طی این پروسه باید کلید کنترل فشار کم اتصال کوتاه شده باشد. با خارج شدن آخرین ذرات گاز از کمپرسور فشار روی گیج به سمت صفر میل کرده و صدای کمپرسور نیز تغییر می کند. به آهستگی شیر سرویس رانش کمپرسور را بسته و فورا دستور قطع کلید اصلی دستگاه را می دهیم. در شرایط مذکور تمام ماده مبرد در داخل کندانسور و مخزن رسیور جمع شده است و براحتی می توانیم تمام تجهیزات روی خط مایع ، شیر انبساط ، اواپراتور وکمپرسور را برای سرویس باز کنیم.
  2. خاموش کردن کمپرسور به طریق پمپ دان اتوماتیک : ( با استفاده از کلید کنترل فشار کم ).
  3. تغییر بار برودتی: اهمیت وجود مخزن در سیستم های ظرفیت بالا به هنگام تغییر در بار برودتی بیشتر جلوه می کند. با کاهش بار برودتی ، تزریق مایع به اواپراتور از طریق شیر انبساط محدود شده در نتیجه مایع مبرد اضافی در مخزن جمع می شود ( سطح مایع در مخزن بالا می رود ). لازم به ذکر است که در موقع کاهش بار ، کندانسور به وظیفه خود عمل کرده و متاثر از کاهش بار نمی شود. در افزایش ناگهانی بار نیز مایع داخل مخزن به کمک تجهیزات آمده و دمای سالن یا محصول را در زمان کمتری به دمای نهایی می رساند. با توجه به کاربری مخزن نصب آن در سیستم های تبرید با ظرفیت پایین نظیر یخچال و فریزر ضرورتی ندارد ولی در تمام سیستم های تبرید با کندانسر هوایی مخزن مایع  استفاده می کنیم. در سیستم های تبرید با کندانسر آبی از نوع پوسته و لوله نیازی به نصب رسیور نداریم زیرا در این سیستم ها قسمت انتهایی پوسته کندانسر به عنوان رسیور عمل می کند.

به این نکته نیز توجه شود که مایع‌ مبرد بعد از خروج از کندانسور هم باز تبخیر می‌شود، اما میزان آن کم است و در واقع این تصور اشتباه نباید ایجاد شود که چون مایع سابکول شده است، دیگر تبخیری روی نمی‌دهد.

به‌همین دلیل است که همواره قسمتی از مبرد، حتی درخود ریسور به‌صورت بخار در می‌آید.

انتخاب حجم مناسب مخزن رسیور:

از روی نمودار زیر با توجه به ظرفیت و مبرد داخل سیستم حجم رسیور را تعیین می کنیم.

نمودار
دانلود مقاله
سمینار تخصصی سیستم های تهویه مطبوع استان قم

سمینار تخصصی سیستم های تهویه مطبوع استان قم

توسط اخبار

طبق گزارش روابط عمومی شرکت جهان تهویه اعتماد، اولین سمینار در زمینه ی مباحث تخصصی سیستم های تهویه مطبوع توسط شرکت جهان تهویه اعتماد و نماینده ی این شرکت در استان قم، مورخ ۱۷ اسفند ماه ۱۳۹۹ در هتل ونوس قم برگزار گردید. 

لازم به ذکر است در مراسم ذکر شده جمعی از بزرگترین مشاوران، سازندگان و فروشندگان سیستم های تهویه مطبوع حضور داشتند.

در این سمینار پس از قرائت آیات کلام الله مجید و خواندن سرود ملی کشورمان و همچنین سخنرانی کوتاهی از مدیر عامل شرکت، به مدت ۲ ساعت مفید توسط مدیر واحد فنی شرکت جهان تهویه اعتماد، جناب آقای مهندس محمد پرویز به مباحث مختلف سیستم های تهویه مطبوع پرداخته شد که میتوانید فایل پاورپوینت اراِئه شده را از بخش دانلود سنتر سایت ما دانلود نمایید.

سمینار تخصصی تهویه مطبوع استان قم
آموزش نرم افزار SOLKANE

آموزش نرم افزار SOLKANE + دانلود نسخه اورجینال

توسط مقالات علمی

جهت آموزش نرم افزار solkane نیاز به دانستن برخی پیش نیاز ها می باشد که سعی بر آن می شود تا به صورت ساده به آنها پرداخته شود و سپس به آموزش نرم افزار میپردازیم.

در این بخش به بیان نحوه طراحی سیکل های تبرید تراکمی به کمک نرم افزار solkane خواهیم پرداخت، به این منظور قبل از معرفی این نرم افزار ، اصول طراحی سیکل تبرید تراکمی بیان شده است.

نرم افزار solkane در بیشتر کارخانجات سازنده دستگاه تبرید تراکمی نظیر انواع چیلر و پکیج های انبساط مستقیم استفاده می شود و از طریق آن می توان تحلیلی بر محاسبه آیتم های سیکل نظیر راندمان دستگاه و آنتالپی آنتروپی دبی سیال و سایر مشخصات آن داشت.

سیکل تبرید

مطابق شکل فوق ، وظیفه هر یک از اجزای سیکل تبرید به شرح زیر است:

  1. کمپرسور که بخار را از اواپراتور مکیده , فشار و به تبع آن درجه حرارت آن را افزایش می دهد.
  2. خط تخلیه ( discharge ) که بخار داغ با فشار بالا را از کمپرسور به کندانسور منتقل می کند.
  3. کندانسور که از طریق آن انتقال حرارت از مبرد گرم و پر فشار به عامل سرد کننده و تقطیر که می تواند آب یا هوا یا هر دو باشد صورت می گیرد. دفع حرارت جذب شده در سیکل به عهده کندانسور می باشد.
  4. مخزن ذخیره مایع ( receiver) که مایع تقطیر شده در کندانسور را ذخیره و با دبی ثابتی مبرد را به اواپراتور انتقال می دهد.
  5. خط مایع که مبرد مایع را از مخزن ذخیره به شیر انبساط یا لوله مویین می رساند.
  6. اواپراتور که از طریق آن انتقال حرارت از فضای سرد شونده ( در حال تهویه) به مبرد تبخیر شونده صورت می گیرد .
  7. خط ساکشن یا مکش که بخار کم فشار را از اواپراتور به قسمت مکش کمپرسور انتقال می دهد .

بنابراین به طور کلی مبرد در اثر جذب حرارت از فضایی که باید سرد شود در اواپراتور تبدیل به بخار شده و به صورت گاز ما فوق گرم (سوپر هیت) از اواپراتور خارج می شود .

در خط مکش فقط گاز سوپر هیت وجود دارد. سپس گاز سوپر هیت شده از اواپراتور خارج شده و به کمپرسور می رسد. فشار گاز مبرد در خط مکش همان فشار اواپراتور است که فشار سنج مکش نشان می دهد.

در کمپرسور ، گاز متراکم شده و فشارش افزایش می یابد و در اثر تراکم درجه حرارت گاز خروجی از کمپرسور نیز افزایش می یابد. بنا بر این در خط تخلیه فقط گاز سوپر هیت شده با درجه حرارت و فشار بالا وجود دارد.

گاز تخلیه شده از کمپرسور وارد کندانسور شده و در اثر انتقال حرارت با عامل تقطیر ( آب یا هوا یا هر دو) تقطیر شده و به صورت مایع از کندانسور خارج می شود. اگر کندانسور صحیح طراحی شده باشد ، مایع خروجی از آن به صورت مادون سرد ( سابکولد) خواهد بود.

بنابر این در خط مایع فقط مایع سابکول شده با فشار و دمای بالا وجود دارد. این مایع بعد از کندانسور به مخزن ذخیره ( رسیور ) رسیده و از آنجا به پشت شیر انبساط منتقل می شود.

وظیفه شیر انبساط کاهش فشار و در نتیجه درجه حرارت مبرد است، بنابر این بعد از شیر انبساط مخلوط مایع و گاز (حدود ۲۰ تا ۲۵ % گاز . ۸۰ تا ۷۵% مایع) وجود خواهد داشت که دما و فشار آن پایین است.

سپس مخلوط مایع و گاز توسط پخش کن در مدار های اواپراتور تقسیم می شود. همچنین شیر انبساط مقدار عبوری مبرد را طوری تنظیم می کند که تمام مایع مبرد در اواپراتور تبخیر شده و هیچ مایعی از اواپراتور خارج نشود.

اثر تبرید:

مقدار حرارتی که در واحد جرم مبرد از فضای سرد شونده جذب می شود اثر تبرید نامیده می شود. اگر درجه حرارت ورودی مبرد به شیر انبساط با درجه حرارت تبخیر آن در اواپراتور برابر باشد کل جرم مایع مبرد در اواپاتور تبخیر شده و تولید برودت می نماید.

در این صورت اثر تبرید واحد جرم مبرد برابر حرارت نهان تبخیر خواهد بود ولی در یک سیکل واقعی درجه حرارت مایع ورودی به شیر انبساط از درجه حرارت تبخیر آن در اواپراتور بیشتر است و قبل از اینکه مبرد بتواند در اواپراتور تبخیر شود باید درجه حرارت اواپراتور سرد شود،

بنابر این فقط قسمتی از مبرد مایع در اواپراتور تبخیر می شود و لذا سرمای تولید شده همواره از حرارت نهان کل تبخیر کمتر است. با توجه به آنچه بیان شد می توان نتیجه گرفت که اثر تبرید واحد جرم مبرد به اختلاف درجه حرارت اثر تبرید کاهش خواهد یافت بنابر این برای افزایش اثر تبخیر باید مبرد به صورت مادون سرد به شیر انبصاط وارد شود.

در هر صورت اثر تبرید مستقیما تعیین کننده ظرفیت سیستم تبرید است به طوری که اگر جرم مبرد در حال گردش در سیکل تبرید با m و ظرفیت سیستم تبرید با Q نشان داده شود ، می توان نوشت :

فرمول

در رابطه فوق  اختلاف آنتالپی دو طرف اواپراتور و همان اثر تبرید است. 

ضریب عملکرد : 

ضریب عملکرد یک سیکل تبرید تراکمی بیانگر راندمان آن سیکل بوده و با COP نشان داده می شود. در واقع COP مخفف  coefficient of performance  است وبرابر است با نسبت مقدار گرمای گرفته شده از اتاق به کار مصرفی(کمپرسور) که  با رابطه زیر بیان می شود :

فرمول 2

به عبارت دیگر COP  یک سیستم تبرید تراکمی برابر است با نسبت میزان برودت تولید شده توسط سیستم به میزان انرژی مصرف شده ( برق)  توسط سیستم جهت تولید آن برودت.

تاثیر دمای مکش و تقطیر بر روی راندمان سیکل:

راندمان یک سیکل تبرید تراکمی به درجه حرارت های تبخیر و تقطیر بستگی دارد به طوری که با ثابت بودن دمای تبخیر و کاهش دمای تقطیر , راندمان سیکل افزایش می یابد. به طور کلی ، تاثیر افزایش دمای تقطیر روی راندمان سیکل ، دقیقا عکس افزایش دمای تبخیر است.

افزایش دمای تبخیر باعث افزایش اثر تبرید واحد جرم مبرد ، افزایش توان تبرید و کاهش کار تراکم می شود، در حالیکه افزایش دمای تقطیر باعث کاهش توان تبرید و افزایش کار تراکم می شود.

تاثیر سوپرهیت شدن بخار مکش بر روی راندمان سیکل:

معمولا در سیکل تبرید بخار با جذب حرارت به دمایی بیشتر از دمای اشباع می رسد و قبل از ورود به کمپرسور به بخار سوپرهیت تبدیل می شود. اینکه سوپرهیت شدن بخار مکش بر ظرفیت و ضریب عملکرد سیکل تراکمی چه تاثیری دارد به نحوه سوپر هیت شدن آن و اینکه حرارت جذب شده برای سوپر هیت شدن سرمای مفید ایجاد می کند یا بستگی دارد.

اگر سوپر هیت شدن بخار موجب ایجاد سرما نشود ، مقدار حرارت دفع شده از کندانسور به ازای واحد ظرفیت تبرید در مقایسه با سیکل اشباع بیشتر بوده و از آنجا که کمپرسور و کندانسور سیکل سوپر هیت از اشباع بزرگتر است، این مسئله باعث کاهش راندمان سیکل خواهد شد.

ولی اگر سوپرهیت شدن بخار موجب ایجاد سرمای مفید شود، ضریب عملکرد سیکل با بخار سوپرهیت از ضریب عملکرد سیکل با بخار اشباع نظیرش بزرگتر خواهد شد.

تاثیر مادون سرد شدن مایع مبرد بر روی راندمان سیکل:

چنانچه مایع مبرد قبل از رسیدن به شیر انبساط مادون سرد شود، اثر تبرید واحد جرم آن و در نتیجه راندمان سیکل اشباع نظیرش افزایش خواهد یافت.

طراحی سیکل تبرید تراکمی :

هدف از طراحی سیکل تبرید تراکمی بدست آوردن کمیت های نظیر کار تراکم، مقدار حرارتی که بایستی دفع گردد.

اثر تبرید ، ضریب عملکرد و دبی حجمی و جرمی جریان است. در واقع همانطور که قبلا توضیح داده شد، اولین قدم در طراحی سیستم های تهویه مطبوع و تبرید بدست آوردن بار سرمایشی است.

با داشتن این بار باید اجزای سیکل تبرید به درستی انتخاب شوند تا دستگاه بتواند به راحتی و با کمترین استهلاک کار کند.

هدف  از این قسمت بدست آوردن مشخصات اجزای سیکل تبرید تراکمی که در بیشتر دستگاه ها نظیر ، پکیج های انبساط مستقیم ، چیلر ها ، کولر های گازی و غیره استفاده می شود ، بوده به نحوی که دستگاه بتواند بار حرارتی و برودتی ساختمان را تامین نماید.

طرح و محاسبه سیکل تبرید با قوانین ترمودینامیکی صورت می گیرد. در شکل زیر سیکل استاندارد تراکمی نشان داده شده است:

همانطور که در شکل مشاهده می شود، می توان کلیات مجهول مورد نظر را به صورت زیر بدست آورد:

  1. کار تراکم کمپرسور برابر است با تغییر آنتالپی ورودی و خروجی از آن و می توان آن را به صورت h1-h2 نوشت .
  2. دفع حرارت در کندانسور برابر است با تغییر آنتالپی در فرایند ۳-۲ که در تعیین اندازه کندانسور تاثیر دارد.
  3. اثر تبرید یا حرارت جذب شده توسط مبرد همان تغییر آنتالپی در فرایند ۴-۱ بوده و مشخصات اواپراتور را تعیین می کند.
  4. ضریب عملکرد سیکل تبرید تراکمی بخار برابر است با اثر تبرید تقسیم بر کار تراکمی کمپرسور.
  5. دبی حجمی در ورودی کمپرسور برابر است با دبی جرمی در حجم مخصوص مبرد در شرایط طراحی و در ورودی به کمپرسور و تعیین کننده ی اندازه ی فیزیکی کمپرسور می باشد. هرچه دبی حجمی در ورودی به کمپرسور بیشتر باشد، حجم جابجایی کمپرسور نیز بیشتر خواهد بود.

 

 

 

 

کار با نرم افزار

 

سیکل تبرید تراکمی مرسوم ترین سیکل مورد استفاده در صنعت تبرید است. در این سیکل ابتدا بخار مبرد متراکم شده و سپس به مایع تبدیل می شود.

جذب حرارت توسط مایعات به هنگام تبخیر اساس کار سیکل های تبرید است. استفاده از مایعات در این سیکل مزایای بسیاری را به همراه دارد زیرا می توان با کنترل فشار تبخیر مایع دمای تبخیر را تغییر داد.

سیکل تبرید تراکمی را می توان از دو جهت بررسی کرد،  سیکل کلاسیک کارنو و دیگری سیکل تبرید واقعی.

سیکل کارنو که فقط در حالت تئوری قابل اجراست سیکلی است که راندمان آن را هنگام کار بین دو درجه حرارت نمی توان تغییر داد.

سیکل تبرید واقعی ، سیکلی است که در عمل به کار می رود و با تغییرات و اصلاحات عملی بر روی سیکل تئوری کارنو حاصل می شود. در این جا ابتدا اصول سیکل تبرید تراکمی مورد بررسی قرار می گیرد و سپس مشخصات سیال عامل در نقاط مختلف سیکل توسط نرم افزار Solkane  محاسبه می گردد.

این مشخصات نقش بسیار عمده ای در طراحی بهینه و صحیح سیکل تبرید تراکمی داشته و مستقیما راندمان سیکل را تحت تاثیر قرار می دهد. به عنوان مثال در محاسبات طراحی سیستم تهویه مطبوع یک ساختمان ، اولین قدم محاسبه بار های حرارتی و برودتی ساختمان است.

بار یک فضا که از جمع بارهای تابشی، هدایتی افراد، و … بدست می آید بار واقعی آن فضاست که همواره باید دستگاهی متناسب با آن ظرفیت  برای آن فضا انتخاب شود. فرایند طراحی سیکل تبرید تراکمی با داشتن شرایط کاری دستگاه که اکثر آنها با مشخص بودن محل پروژه و شرایط هوای ورودی و خروجی معلوم می شود توسط نرم افزار Solkane  به راحتی قابل اجراست.

هم چنین ضریب عملکرد دستگاه ، میزان مبرد در گردش در سیکل و سایر مشخصات سیکل را می توان از طریق نرم افزار بدست آورد.

با انتخاب این نرم افزار و باز نمودن آن منوی اصلی پنجره به صورت زیر مشاهده می شود:

در قسمت فوقانی برنامه لیست انواع مبرد های رایج در صنعت تبرید مشاهده می شود که می توان با کلیک بر هر کدام از آنها مبرد مورد نظر را انتخاب نمود. پایین این قسمت سه گزینه وجود دارد که شرح آن ها به صورت زیر است:

 

Single point : با انتخاب این گزینه و وارد نمودن یکی از مشخصه های درجه حرارت یا فشار ماده ی مورد نظر می توان بقیه ی مشخصات ترمو دینامیکی آن را در حالت اشباع مشخص نمود.

 

Table : با این گزینه می توان خصوصیات ترمودینامیکی مبرد های مختلف را در شرایط مختلف اشباع (wet vapor ) و فوق گرم ( super heat ) مشاهده نمود.

 

Cycle : با انتخاب این گزینه می توان انواع مختلف سیکل های تهویه مطبوع و تبرید را آنالیز نمود. توضیحات مربوط به انواع سیکل ها و اصطلاحات آنها در فصل پنجم به طور کامل توضیح داده خواهد شد. نرم افزار solkane  شش نوع سیکل مختلف را آنالیز می کند که مهمترین آنها عبارتند از:

  • سیکل استاندارد تراکمی بخار ( یک مرحله ای ) ، که دارای یک کمپرسور و یک اواپراتور بوده و در اغلب سیستم های تهویه مطبوع به کار می رود.
  • سیکل تراکمی دو مرحله ای با خشک کن میانی (two –stage with intercooler ) که دارای دو کمپرسور و یک اواپراتور است
  • ORC (Organic Rankine Cycle) که سیکل رانکین را آنالیز می کند.

در  واقع نرم افزار solkane  برنامه کوچکی بوده و سیکل های تبرید کمی را نیز تحلیل می کند ولی به کمک آن به سرعت می توان به مشخصات مختلف سیکل دست یافت.

آموزش نرم افزار SOLKANE

با انتخاب سیکل استاندارد تبرید تراکمی بخار ( cycle 1 ) مشخصات سیکل به صورت زیر باید وارد برنامه شوند:

 

Evaporator temperature  : این گزینه درجه حرارت کاری اواپراتور را تعریف می کند و در واقع درجه حرارت تبخیر اواپراتور یا دمای اشباع مبرد در خط مکش است. مقدار آن با توجه به کاربری ساختمان و نوع سیستم تبرید متفاوت است.

 

Superheating : از آنجا که حالت ترمودینامیکی مبرد در خروجی از اواپراتور بر روی عملکرد کمپرسور تاثیر مستقیم دارد بنابراین درجه حرارت ورودی به کمپرسور بسیار مهم است. چنانچه مبرد با جذب گرما از محیط در اواپراتور خیلی نزدیک به حالت بخار اشباع رسیده و سپس وارد کمپرسور شود ممکن است مایع موجود آن در هنگام ورود به کمپرسور که با سرعت بسیار بالا در حال کار می باشد موجب خوردگی و سایش اجزای داخلی آن شده و کمپرسور را از بین ببرد. برای جلو گیری از این مساله معمولا طول لوله های اواپراتور را کمی بیشتر از حد نیاز مورد نظر می گیرند تا مبرد با جذب گرمای بیشتر به حالت بخار سوپرهیت برسد. مقدار این سوپرهیت توسط این گزینه برای برنامه تعریف شده است.

 

Pressure drop : افت فشار ناشی از اواپراتور و خط مکش را نشان می دهد.

 

Refrigerating cap : بار واقعی برودتی اتاق که سیستم تهویه و یا تبرید قرار است برای آن نصب شود و یا به عبارتی ظرفیت واقعی سیستم بر حسب kw در این قسمت تعریف می شود.

 

Condenser temperature : این گزینه درجه حرارت کاری کندانسور را تعریف می کند و در واقع درجه حرارت تقطیر مبرد گاز در کندانسور یا دمای اشباع مبرد در خط رانش بوده و بر اساس درجه حرارت خشک طرح خارج محاسبه و در نظر گرفته می شود.

 

Subcooling : به علت تاثیر مستقیم درجه حرارت خروجی مبرد از کندانسور روی ظرفیت سیکل تبرید این درجه حرارت تعریف می گردد و در واقع عبارت است از مقدار دمایی که مبرد خروجی از کندانسور را سرد می کنیم تا از حالت اشباع به حالت مایع سابکول ( متراکم یا مادون سرد) برسد. از آنجا که عبور بخار از شیر انبساط باعث کاهش راندمان سیکل تبرید می شود، باید مقدار سابکولینگ به اندازه ای باشد که مبرد در هنگام عبور از شیر انبساط که با کاهش فشار روبرو می شود دچار تبخیر ناگهانی  (flash) نشود.

 

Condensing pressure drop : این گزینه افت فشار ناشی از کندانسور را نشان می دهد.

 

Compressor isentr efficiency  : راندمان آیزنتروپیک کمپرسور در این قسمت تعریف می گردد. در ترمودینامیک به فرایندهای آدیاباتیک برگشت پذیر فرآیند آیزنتروپیک گفته می شودکه در این فرآیندها آنتروپی سیال در ابتدا و انتهای فرآیند تقریبا با هم مساوی است. فرایند تراکم نیز در کمپرسور به صورت آیزنتروپیک در نظر گرفته می شود. به عبارتی راندمان آیزنتروپیک کمپرسور به صورت ریاضی برابر است با:

فرمول

که در آن Wis کاری است که کمپرسور برای متراکم کردن گاز با فرض فرآیند آدیاباتیک برگشت پذیر انجام می دهد و Wc کار واقعی انجام شده توسط کمپرسور است. در حالت واقعی فرآیندها به صورت بازگشت ناپذیر رخ می دهند. مقدار دقیق راندمان آیزنتروپیک یک کمپرسور را می توان با مراجعه به کاتالوگ سازنده آن بدست آوردو یا می توان از نرم افزار گزینه ی Auto  را انتخاب کرد که با توجه به شرایط کاری سیکل خود نرم افزار مقدار این راندمان را محاسبه می نماید.

Suction line : توسط این گزینه افت فشار ناشی از خط ساکشن وارد نرم افزار می شود. مقدار مجاز این افت فشار به اندازه ای است که مقدار درجه حرارت بیش از ۰.۵  تا ۲ درجه فارنهایت تغییر ندهد.

Discharge line : مقدار افت فشار مجاز در خط دهش نیز مشابه مقادیر خط مکش می باشد که در این قسمت برای نرم افزار تعریف می شود.

با انتخاب سیکل دو از نرم افزار می توان مشخصات سیکل تبرید یک مرحله ای با یک مبدل حرارتی داخلی را که بیشتر در سیستم های هوایی استفاده می شود، تحلیل نمود.

آموزش نرم افزار SOLKANE

با انتخاب سیکل استاندارد تبرید تراکمی بخار ( cycle 1 ) مشخصات سیکل به صورت زیر باید وارد برنامه شوند:

 

Evaporator temperature  : این گزینه درجه حرارت کاری اواپراتور را تعریف می کند و در واقع درجه حرارت تبخیر اواپراتور یا دمای اشباع مبرد در خط مکش است. مقدار آن با توجه به کاربری ساختمان و نوع سیستم تبرید متفاوت است.

 

Superheating : از آنجا که حالت ترمودینامیکی مبرد در خروجی از اواپراتور بر روی عملکرد کمپرسور تاثیر مستقیم دارد بنابراین درجه حرارت ورودی به کمپرسور بسیار مهم است. چنانچه مبرد با جذب گرما از محیط در اواپراتور خیلی نزدیک به حالت بخار اشباع رسیده و سپس وارد کمپرسور شود ممکن است مایع موجود آن در هنگام ورود به کمپرسور که با سرعت بسیار بالا در حال کار می باشد موجب خوردگی و سایش اجزای داخلی آن شده و کمپرسور را از بین ببرد. برای جلو گیری از این مساله معمولا طول لوله های اواپراتور را کمی بیشتر از حد نیاز مورد نظر می گیرند تا مبرد با جذب گرمای بیشتر به حالت بخار سوپرهیت برسد. مقدار این سوپرهیت توسط این گزینه برای برنامه تعریف شده است.

 

Pressure drop : افت فشار ناشی از اواپراتور و خط مکش را نشان می دهد.

 

Refrigerating cap : بار واقعی برودتی اتاق که سیستم تهویه و یا تبرید قرار است برای آن نصب شود و یا به عبارتی ظرفیت واقعی سیستم بر حسب kw در این قسمت تعریف می شود.

 

Condenser temperature : این گزینه درجه حرارت کاری کندانسور را تعریف می کند و در واقع درجه حرارت تقطیر مبرد گاز در کندانسور یا دمای اشباع مبرد در خط رانش بوده و بر اساس درجه حرارت خشک طرح خارج محاسبه و در نظر گرفته می شود.

 

Subcooling : به علت تاثیر مستقیم درجه حرارت خروجی مبرد از کندانسور روی ظرفیت سیکل تبرید این درجه حرارت تعریف می گردد و در واقع عبارت است از مقدار دمایی که مبرد خروجی از کندانسور را سرد می کنیم تا از حالت اشباع به حالت مایع سابکول ( متراکم یا مادون سرد) برسد. از آنجا که عبور بخار از شیر انبساط باعث کاهش راندمان سیکل تبرید می شود، باید مقدار سابکولینگ به اندازه ای باشد که مبرد در هنگام عبور از شیر انبساط که با کاهش فشار روبرو می شود دچار تبخیر ناگهانی  (flash) نشود.

 

Condensing pressure drop : این گزینه افت فشار ناشی از کندانسور را نشان می دهد.

 

Compressor isentr efficiency  : راندمان آیزنتروپیک کمپرسور در این قسمت تعریف می گردد. در ترمودینامیک به فرایندهای آدیاباتیک برگشت پذیر فرآیند آیزنتروپیک گفته می شودکه در این فرآیندها آنتروپی سیال در ابتدا و انتهای فرآیند تقریبا با هم مساوی است. فرایند تراکم نیز در کمپرسور به صورت آیزنتروپیک در نظر گرفته می شود. به عبارتی راندمان آیزنتروپیک کمپرسور به صورت ریاضی برابر است با:

فرمول

که در آن Wis کاری است که کمپرسور برای متراکم کردن گاز با فرض فرآیند آدیاباتیک برگشت پذیر انجام می دهد و Wc کار واقعی انجام شده توسط کمپرسور است. در حالت واقعی فرآیندها به صورت بازگشت ناپذیر رخ می دهند. مقدار دقیق راندمان آیزنتروپیک یک کمپرسور را می توان با مراجعه به کاتالوگ سازنده آن بدست آوردو یا می توان از نرم افزار گزینه ی Auto  را انتخاب کرد که با توجه به شرایط کاری سیکل خود نرم افزار مقدار این راندمان را محاسبه می نماید.

Suction line : توسط این گزینه افت فشار ناشی از خط ساکشن وارد نرم افزار می شود. مقدار مجاز این افت فشار به اندازه ای است که مقدار درجه حرارت بیش از ۰.۵  تا ۲ درجه فارنهایت تغییر ندهد.

Discharge line : مقدار افت فشار مجاز در خط دهش نیز مشابه مقادیر خط مکش می باشد که در این قسمت برای نرم افزار تعریف می شود.

با انتخاب سیکل دو از نرم افزار می توان مشخصات سیکل تبرید یک مرحله ای با یک مبدل حرارتی داخلی را که بیشتر در سیستم های هوایی استفاده می شود، تحلیل نمود.

آموزش نرم افزار SOLKANE

در این صورت min temperature difference  اختلاف دمای ورودی به کمپرسور با خروجی از کندانسور وgas pressure drop   افت فشار ناشی از این مبدل حرارتی است. سیکل های سه و چهار و پنج به بررسی انواع سیکل های دو مرحله ای پرداخته و سیکل شش نیز سیکل رانکین را آنالیز می نماید که در واقع سیکل پایه ی نیروگاه حرارتی است.

دانلود مقاله
دانلود نرم افزار Solkane