آشنایی با دستگاه هواساز و تجهیزات آن
هواساز یا Air Handling Unit دستگاهی است که گردش هوا را در تهویه مطبوع، سرمایش و گرمایش کنترل می‌کند. هواسازها معمولاً جعبه‌های فلزی بزرگی هستند که شامل دمنده، کویل‌های گرم وسرد، محفظة فیلتر، صداگیر، و دَمپِر می باشند. در شکل 1، نمونه ای از این دستگاه نشان داده شده است.
شکل 1. هواساز
گاهی نیز هواسازها هوای تازه و هوای برگشتی را از فضای داخل (بدون کانال) دریافت می کنند. هواسازهای کوچک دارای فیلتر هوا، کویل و دمنده هستند و تحت عنوان «ترمینال‌یونیت» معرّفی می‌شوند. این ترمینال‌یونیت‌های ساده را کویلِ دمنده یا فن‌کویل می‌نامند.
هواسازهای طرّاحی‌شده برای بیرون ساختمان را بر روی بام ساختمان‌ها نصب می‌کنند، و به یونیت‌های پشت‌بامی معروف‌اند.
دستگاه‌های هواساز را از ورق‌های گالوانیزه می‌سازند. این دستگاه‌ها را می‌توان با توجّه به شرایط مکانی و موقعیّت نصب آن‌ها، به‌صورت قائم یا افقی ساخت. دستگاه‌های هواساز را به‌صورت یک‌منطقه ای و یا چندمنطقه ای طرّاحی کرده و می‌سازند. دستگاه‌های هواسازِ نوعِ یک‌منطقه‌ای، تمامی بخش‌های ساختمانی که تحت پوشش آن است، با شرایط یکنواختِ دما و رطوبت، هوادهی می‌شود. در دستگاه‌های هواسازِ نوعِ چندمنطقه‌ای، به‌کمکِ دمپرهای مخصوص، امکان هوادهی با دماها و رطوبت‌های مختلف به مناطق متفاوت ساختمان وجود دارد.
ساختار هواسازها
معمولاً دورتادور هواسازها را با قاب‌های (فرِیم‌های) فلزی و پانل های توپر، با توجّه به چینش اجزای سیستم، (یعنی چه؟) می‌سازند. بخش‌های داخلی هواسازها را از کانال‌های فلزی تک‌لایه، که با پانلِ توپرِ فلزیِ روکش‌شده می‌سازند. فلزهای به‌کاربرده‌شده در بدنة سیستم، به‌منظور کارکرد طولانی‌مدّت سیستم، گالوانیزه می‌شوند. در واحدهای فضای باز، برای جلوگیری از نفوذ آب، در محل‌های اتّصال از صفحات ضدّآب استفاده می‌کنند.
هواسازهای بزرگتر را از قاب‌های فولادیِ مربّعی با دو لایه روکش و صفحه های عایق می‌سازند. این‌گونه طرّاحی، افت حرارتی دستگاه و نیز سروصدای آن را کم می‌کند. این هواسازها گاهی تا چندین متر طول دارند و در کانال‌های پیوسته ساخته می‌شوند. ازاین‌رو، برای تأمین استحکام و مقاومت آن‌ها، از فولادهای ریلی در زیر دستگاه استفاده می‌کنند. در شکل 2، تصویر شِماتیک سیستمِ یک دستگاه هواساز نشان داده شده است.
شکل 2 تصویر شِماتیک سیستمِ یک دستگاه هواساز
اجزای هواسازها
اجزای دستگاه‌های هواساز عبارتند از:
1. فیلتر: وظیفة فیلترها، گرفتن ذرّات معلّقِ هوا و ارائة یک هوای تمیز توسّط دستگاه است. فیلترهای هوا همیشه در هنگام کار دستگاه، در حال گرفتنِ گَردوغبار برای ارائة هوایی تمیز در ساختمان‌ها هستند. فیلترها را همیشه در ابتدای دستگاه نصب می‌کنند تا هر گونه آلودگی را در پایین‌دست جریان به خود جذب کنند. فیلترها را، بسته به میزان موردِانتظارِ تصفیة هوا، در امتداد هم و به‌صورت پشت سرهم، قرار می‌دهند تا ذرات معلّقِ هوا را به‌ترتیب از درشت به ریز تصفیه کنند.
انواع فیلترها عبارتند از: فیلترهای پانلی و فیلترهای کیسه‌ای. فیلترهای پانلی از نظر جایگزینی و نگه‌داری، ارزانتر از فیلترهای کیسه‌ای هستند.
شکل 3: فیلتر کیسه ای
شکل 4: فیلتر پانلی
برای ارزیابی عمر کارکرد یک فیلتر، افت فشار جریان عبوری از آن را اندازه‌گیری می‌کنند. این امر توسّط یک فشارسنج یا یک سویچِ فشارِ متّصل به سیستم کنترلیِ ساختمان صورت می‌گیرد. این سیستمِ کنترلی، در هنگام لزومِ تمیزکردن و یا تعویض فیلتر، به ما اخطار (آلارم) می‌دهد. این بدان معنی است که فیلتر، کثیف شده است و هوا را از خود عبور نمی‌دهد. درصورتی‌که فیلتر گرفتگی داشته باشد، ازآن‌جاکه فَن به‌صورت مداوم در حال کار است و هوا را می‌راند، این هوای رانده‌شده به فیلتر فشار وارد می‌کند، و حتّی ممکن است موجب افتادن فیلتر بشود، و درنتیجه، هوای آلوده به داخل کانال‌ها راه پیدا کند.
شکل 5 مجموعه ای از کویل های سرد یا گرم
2. کویل‌های سرد و گرم: هواسازها برای تهیّة هوا و رطوبتِ مناسب، نیاز به تولید گرما و سرما دارند. این شرایط، با استفاده ازمبدّل‌های حرارتیِ داخل هواسازها تامین می‌شوند. هوا را با عبورِ آن از روی کویل‌ها گرم یا سرد می‌کنند. مبدّل‌ها از آب داغ یا بخار برای گرمایش، و از آب سرد برای سرمایش استفاده می‌کنند. جنس کویل‌ها معمولا از مس می باشد. در کویل‌های سرد، صفحاتی برای تخلیة میعانات وجود دارند. آب داغِ کویل‌ها توسّط بویلر، و آب سردِ کویل‌ها توسّط چیلر فراهم می‌شود. سنسورهای دما، درجه‌حرارت کویل‌ها را نظارت و کنترل می‌کنند.
3.رطوبت‌زَن: در آب‌وهوای سرد، که در آن حرارتِ مداوم موجبِ خشکی هوا شده و ناراحت‌کننده است، در اغلب اوقات، کنترل رطوبت امری ضروری است.
رطوبت‌زن‌ها انواع مختلفی به‌شرح زیر دارند:
- تبخیری: در این نوع رطوبت‌زن، هوای خشک به مخزنِ آب دمیده شده و آب را تبخیر می‌کند. ازطریقِ اسپری‌کردنِ آب بر روی بافل‌های هوا می‌توان میزان تبخیر آب را بیشتر کرد.
- بخارساز: در این نوع رطوبت‌زن، بخار یا آب داغِ بویلر مستقیماً به هوا دمیده می‌شود و موجب افزایش رطوبت می‌شود.
- اسپری آب: در این نوع رطوبت‌زن، آب توسّط نازِل به قطرات ریز تبدیل می‌شود و در هوا انتشار می‌‌یابد.
- اولتراسونیک: در این نوع رطوبت‌زن، آب، در جریان عبور از دستگاه اولتراسونیک ( که کار آن ایجاد امواج با فرکانس مافوق صوت است)،پودر و پراکنده شده و تشکیل غباری از آب می دهد.
- رطوبتِ زن رسانشی: در این نوع رطوبت‌زن، الیاف خاصی را با آب تازه مرطوب می‌کنند و سپس جریان هوا را از روی آن عبور می‌دهند. این امر موجب افزایش سریع رطوبت می‌شود.
شکل 6: یک نمونه دمنده گریز از مرکز
4. دمنده: در هواسازها فن‌ها (دمنده‌ها)یی وجود دارند که با الکتروموتورِ اِلقایی به‌حرکت درآمده و هوا را جابه‌جا می‌کنند. این فن‌ها ممکن است با دور ثابت یا متغیر گردش کنند تا حجم هوای متغیّری را وارد سیستم کنند. سرعت جریان توسّط پره‌های ورودی یا دَمپر خروجی کنترل می‌شود. در واحدهای بزرگ، فن‌های چندتایی را معمولاً در انتهای هواساز و در ابتدای کانال هوا نصب می‌کنند تا هوا را به‌درون کانال بدَمَند.
5. تجهیزات کنترلی: کنترل بخش‌های مختلف از جمله: سرعت جریان هوا، دمای هوا، رطوبت، و کیفیّت هوا امری ضروری است. سیستم کنترل‌کننده (کُنترُلِر) ممکن است یک «ترموستات سادة خاموش/روشن» یا یک سیستم پیچیدة کنترل هوشمند ساختمانی باشد.
6. محفظة اختلاط: به‌منظور حفظ کیفیّت هوای داخل ساختمان، هواسازها تا حدّی اجازة ورود هوا از خارج ساختمان به داخل آن را می‌دهند. در آب‌وهوای معتدل، مخلوط‌کردنِ مقدار مناسبی از هوای خنکِ بیرون با هوای گرمِ برگشتی می‌تواند دمای مطلوب را فراهم کند. درمحفظة اختلاط، دمپرهایی برای کنترل ورود هوای تازه و هوای برگشتی تعبیه شده است.
شکل 7: لرزه گیر
7. لرزه‌گیر: وجود فن‌ها در هواسازها موجب ایجاد لرزه‌های شدیدی در آن می‌شود، و سروصدای ناشی از این لرزش، به داخل ساختمان منتقل می‌شود. برای جلوگیری از این امر، از لرزه گیر ها استفاده می شود.
پارامترهای مؤثّر بر انتخاب دستگاه‌های هواساز
برای انتخاب دستگاه‌های هواساز، به اطّلاعات زیر نیاز است:
- بارهای سرمایی و گرمایی کلّی ساختمان (درصورتی‌که در یک ساختمان، بیش از یک هواساز موردِاستفاده قرار می‌گیرد، می‌باید سهم هر هواساز از بارهای سرمایی و گرمایی کلّی را مشخّص کرد).
- حجم هوایی که در واحد زمان از هواساز عبور می‌کند.
- افت فشار استاتیکیِ طولانی‌ترین مسیرِ کانال که از طریق روابط موجود در مکانیک سیالات محاسبه می گردد.
با داشتن اطّلاعات فوق، و نیز مراجعه به کاتالوگ کارخانة سازندة دستگاه می‌توان سایر مشخّصات دستگاه، از جمله به‌شرح زیر را تعیین کرد:
- مدل دستگاه
- نوع فیلترها
- ظرفیّت حرارتیِ کویلِ پیش‌گرم‌کُن، و آگاهی از اینکه با بخار آب یا با آب داغ گرم می شود.
- ظرفیّت حرارتیِ کویلِ گرم‌کننده، و آگاهی از اینکه با بخار آب یا با آب داغ گرم می شود.
- ظرفیّت رطوبت‌زن
- قدرت موتور بادزَن (فَن).
منبع:
