شرایط محیط زیست انسان تأثیر مستقیمی برچگونگی حالات روانی ، وضعیت فیزیکی ، نحوه انجام کار و بطور کلی تمام شئون زندگی او دارد . از آنجائیکه بخش عمده زندگی بشر امروزی در داخل ساختمان می گذرد ، ایجاد شرایط مطلوب زیست محیطی در ساختمان خواه محل کار باشد یا منزل و غیره ، واجد اهمیت بسیاری است که مهمترین بخش آن تهیه هوای مطبوع برای ساکنین ساختمان با توجه به نوع فعالیت آنهاست . زیباترین و گرانبهاترین ساختمانها در صورتیکه فاقد سیستم تهویه مطبوع مناسب باشند قابل سکونت نخواهند بود . اهم وظایف یک سیستم تهویه مطبوع عبارتند از : کنترل دما ، رطوبت و سرعت وزش هوا ،زدودن گرد و غبار ، تعفن و سایر آلودگیهای هوا و در صورت لزوم از بین بردن میکربها و باکتریهای معلق در هوا . گرمایش وسرمایش هوا متناسب با فصل ، عمده ترین وظیفه یک سیستم تهویه مطبوع بوده بقیه وظایف در مراتب بعدی اهمیت قرار می گیرند . آنچه مربوط به محاسبات سیستم گرمایش ساختمان می شود رد فصل دوم عرضه شد ، اما محاسبات سیستم شامل دقایق و نکاتی است که باعث پیچیدگی آن نسبت به گرمایش می شوند . پرداختن به تمامی این نکات و تشریح جزئیات انواع سیستم های تهویه مطبوع که در سطح جهان مورد استفاده قرار می گیرند ، امری است که از مجال این کتاب خارج بوده و نیازمند نگارش یک کتاب قطور جداگانه است . آنچه با توجه به حجم کتاب حاضر می توان ارائه نمود تنها آن قسمت از محاسبات تهویه مطبوع را در برمی گیرد که در تمام سیستمها مشترک بوده و عمدتاً در ارتباط با روش های غالب تهویه مطبوع در ایران است .
سیستم ها و کاربرد ها :
گزییش صحیح نوع سیستم تهویه مطبوع برای یک فضا یا ساختمان بخصوص ، تصمیم بسیار حساسی است که توسط مهندس طراح سیستم اخذ می شود . در این انتخاب علاوه بر دانش مهندس طراح ، نظر کارفرما و یا ساکنین و امکانات و شرایط ساختمان نیز دخالت دارند . عوامل زیادی باید موردتجزیه و تحلیل و قضاوت قرارگیرند که از اهم
آنها ، ایده های شخص یا سازمان سرمایه گذار و جنبه های اقتصادی طرح می باشند . عمده ترین مسائلی را که باید ملحوظ نظر طراح سیستم تهویه مطبوع قرارگیرند می توان بترتیب زیر برشمرد :
امکانات مالی شخص یا سازمان سرمایه گذار
فضا یا ساختمان – هدف ، موقعیت مکانی
مشخصات خارج ساختمان – دما ،رطوبت ، باد ، تابش آفتاب ،سایه
تغییرات بار حرارتی داخل ساختمان – ساکنین ، چراغها ، سایر مولّدهای حرارت
قابلیت ساختمان در ذخیریه کردن حرارت اکتسابی
لزوم و ظرفیت پیش سرمایش جهت کاستن از اندازه دستگاههای تهویه مطبوع و یا سرمایش جزئی ساختمان .
جنبه های فیزیکی فضا یا ساختمان از نظر تطبیق با سیستم تهویه مطبوع ، تجهیزات و تنظیم عملکزد سیستم تحت بار حرارتی جزئی
انتظارات و ایده های شخص کارفرما در مورد کیفیت هوای محیط
فضای مورد نیاز جهت نصب تجهیزات سیستم تهویه مطبوع :
وسایل و تجهیزات یک سیستم تهویه مطبوع احتیاج به فضای کافی برای نصب دارند . این مهم باید اکیداً مورد توجه مهندس طراح سیستم قرار گرفته قبل از طرح سیستم امکانات ساختمان را در تخصیص فضای مناسب برای تجهیزات سیستم تهویه مطبوع مورد بررسی قرار دهد . وسعت فضای مورد نیاز وسیله تهویه مطبوع ممکن است آنقدر کم باشد که بتوان آنرا حتی در داخل فضای مورد مورد تهویه نصب نمود ، مانند فن کویل [1] یا واحد تهویه کننده
خودکفا [2] که در سیستم تهویه مطبوع انفرادی بکار می روند . ولی تجهیزات یک سیستم تهویه مطبوع مرکزی که هوای مطبوع مورد نیاز چندین اتاق یا فضای ساختمان را تأمین می کند ، احتیاج به فضای موسعتری برای نصب دارند . بعلاوه امکانات ساختمان از نظر نصب وسایلی از قبیل برج خنک کن نیز باید ملحوظ نظر قرار گیرند .
انواع سیستم های تهویه مطبوع :
سیستم های تهیویه مطبوع اساساً به اناع زیر تقسیم می شوند :
سیستم انبساط مستقیم [3] (DX ) :
این سیستم شامل یک واحد تهویه کننده خودکفاست که می تواند در داخل فضای مورد تهویه یا در مجاورت آن نصب شود . مایع مبرد مستقیماً در داخل کویلهای این واحد تبخیر گردیده هوای عبوری از روی کویلها و نتیجتاً فضای اتاق را خنک می کند . گرمایش فضای موردتهویه میتواند توسط همین واحد و یا بطور جداگانه صورت پذیرد . شکل 1-3 سیستم DX را بطور شماتیک نشان می دهد .
سیستم تمام آب [4] :
در این سیستم سیال ناقل حرارت ( آب سرد یا گرم ) در محل جداگانه ای تهیه شده به داخل کویل های مبدل حرارتی اتاق ( مثلاً فن کویل ) ارسال می گردد و در آنجا هوایی را که توسط بادزن با سرعت از روی کویل عبور می کند ، سرد یا گرم می نماید . شکل 2-3 سیستم تمام آب را بطور شماتیک نشان می دهد .
سیستم تمام هوا [5] :
در این سیستم دستگاه تهیه کننده هوای مطبوع در محلی دروراز فضای مورد تهویه قرار می گیرد . سیال ناقل حرارت ( آب سرد ، آب گرم یا بخار ) به داخل کویلهای دستگاه تهویه مطبوع مرکزی ( هواساز[6]) ارسال سده هوایی را که توسط بادزن بسرعت از روی این کویلها عبور داده می شود سرد یا گرم می کند . این هواپس از انجام یک سلسله تحولات دیگر ( از قبیل رطوبت زنی و غیره ) از طریق سیستم کانال به فضای مورد تهویه فرستاده می شود . شکل 3-3 یک سیستم تمام هوارا بطور شماتیک نشان می دهد .
سیستم هوا- آب [7] :
در این سیستم که بطور شماتیک در شکل 4-3 نشانداده شده است ، آب گرم و یا سرد تهیه شده در دستگاههایی که دور از فضای مورد تهویه قرار دارند . به داخل مبدل حرارتی اتاق ارسال گردیده بخش اعظم بار حرارتی اتاق را جبران می کنند . از طرف دیگر مقداری هوای گرم یا سرد که آن نیز در یک دستگاه هواساز مرکزی تهیه شده ، به اتاق را بردوش دراد ولی در عوض نیاز اتاق را به هوای تازه برآورده می کند . مبدل حرارتی اتاق میتواند یک واحد القایی [8]یا یک پانیل تشعشعی باشد .(رجوع شود ره فصل ؟؟؟؟ ).
سیستم پمپ حرارتی[9]:
سیستمی است که قابلیت سرمایش یا گرمایش ساختمان را باقتضای فصل دارد . این سیستم اساساً یک واحد تبرید است که می توان از طریق یک شیر مخصوص ، مسیر سیال مبرد را درآن تغییرداده اواپراتور آنرا به کندانسور یا بالعکس تبدیل نمود . بدین ترتیب هوادر عبور از روی کویلی که در تابستان نقش اواپراتور را بازی می کند ، ختنک
شده و در زمستان با گذر از روی همین کویل که توسط شیر مخصوص تبدیل به کندانسور شده است ، گرم می گردد . شکل 5-3 سیستم پمپ حرارتی را نشان می دهد .
اجزاء‌سیستم تهویه مطبوع :
تجهیزات لازم برای تهیه هوای مطبوع در شکل 6-3 نشان داده شده عناصر اساسی و اجزاء اختیاری سیستم همراه با شرح وظایف هر یک از آنها ، در جدول A – 3 درج گردیده اند .
طرح و انتخاب وسایل واجزاء سیستم تهویه مطبوع
یک سیستم تهویه مطبوع دوفصلی شال وسایل گرمایش و سرمایش می باشد . این مبحث را عمدتاً به وسایل واجزاء سیستم سرمایش ساختمان اختصاص می دهیم :
1- چیلر [1] :
چیلر یک مبدل حرارتی است که آب سرد جریانی در کویل هواساز یا فن کویل را تهیه می کند . چیلرها از نظر سیستم تبرید به دو دسته تراکمی تبخیری و جذبی تقسیم می شوند :
الف) چیلرهای تراکمی تبخیری[2] – این چیلرها اساساً تشکیل شده اند از اواپراتور[3] ، کمپرسور [4]،کندانسور[5] ، شیر انبساط[6] و تعدای وسایل کنترل ( شکل ) . مایع مبرد[7] ( معمولاً 11- R یا 22- R ) در داخل پوسته اواپراتور که فشار آن کمتر از فشار جواست تبخیر شده حرارت نهان تبخیر خود را از آب جاری در لوله ها گرفته آنرا خنک می کند . بخار خشک مبرد از طریق لوله مکش به کمپرسور می رود و فشار و دمایش افزایش یافته به کندانسور ارسال می گردد . در داخل کندانسور ، بخار داغ مبرد توسط آب جاری در لوله ها بتدریج تقطی گردیده پس از عبور از شیر انبساط و تقلیل فشار بار دیگر به لوله های اواپراتور فرستاده می شود تا پروسه فوق تکرار گردد . آب سرد تهیه شده در چیلر توسط پمپ به کویل دستگاه هواساز یا فن کویل ارسال می گردد .
انتخاب چیلر از روی کاتالوگ :
برای انتخاب چیلر از روی کاتالوگ ، لازم است پارامترهای زیر را در دست داشته باشیم :
ظرفیت سرمایی[8] چیلر برحسب تن تبرید[9] (RT) :
1.1× Qt
ظرفیت سرمایی چیلر با احتساب 10% ضریب اطمینان بابت افت قدرت و ظرفیت سرمایی چیلر ناشی از فرسودگی دستگاه در آینده ،از فرمول زیر محاسبه می شود :
(فرمول و جداول در فایل اصلی قابل مشاهده است)