طراحی سیستم تهویه مطبوع: توزیع اصولی جریان هوا چگونه است؟

توزیع صحیح هوا در ساختمان ها یکی از مهم ترین مراحل محاسبه و نصب تجهیزات تهویه مطبوع جهت آسایش حرارتی هر چه بیشتر کاربران می باشد که در این یادداشت تلاش شده است که با بیان اصول توزیع هوا و معرفی انواع دریچه های توزیع هوا به رعایت هر چه بیشتر این مهم پرداخت.

در این مطلب می خوانید:

اصول توزیع هوا

انواع دریچه های توزیع هوا

هدف از طرح، محاسبه و نصب سیستم تهویه مطبوع، ایجاد هوای دلپذیر برای ساکنین با توجه به نوع فعالیت آن ها در ساختمان است و توزیع صحیح هوا در اتاق ها آخرین مرحله در رسیدن به این هدف بوده که در ایجاد شرایط آسایش برای ساکنین نقش تعیین کننده ای خواهد داشت. توزیع هوا در اتاق ممکن است از طریق دریچه های سقفی یا دیواری صورت گیرد.

اصول توزیع هوا 

قبل از معرفی انواع دریچه های توزیع هوا، بهتر است با اصول توزیع هوا آشنا شویم:

دمای اتاق

توزیع هوا در اتاق باید به نحو متجانسی صورت گیرد تا تغییرات دما در قسمت  های مختلف اتاق از 2 درجه تجاوز نکند. اختلاف دمای قسمت های مختلف اتاق در گرمایش زمستان بیشتر از سرمایش (تابستان) آزار دهنده است.

هوای اولیه و ثانویه

هوای اولیه عبارت است از مقدار هوایی که مستقیما از دریچه وارد اتاق می شود و هوای ثانویه، حجمی از هوای اتاق است که توسط هوای اولیه جابجا شده همراه آن در گردش هوا شرکت می کند.

سرعت جریان هوا در اتاق

 بهترین سرعت حرکت هوا از نظر ساکنین اتاق 25 فوت بر دقیقه است، مخصوصا موقعی که نشسته باشند. برای ساختمان هایی از قبیل فروشگاه ها و کارخانجات که در آن ها افراد به آرامی در حال حرکت هستند، می توان این سرعت را تا 75 فوت بر دقیقه افزایش داد (با سرعت خروج هوا از دریچه اشتباه نشود). سرعت های بیشتر از حد مجاز در موقع برخورد هوا به صورت با بدن ساکنین ایجاد ناراحتی می کنند .
 

جهت جریان هوا

 این مسئله نیز در ایجاد شرایط آسایش ساکنین دخالت دارد. شکل زیر می تواند راهنمای خوبی برای تعیین جهت جریان هوا برای افراد نشسته باشد.

طول پرتاب هوا

عبارت است از فاصله ای که جریان هوا نسبت به دریچه ورود هوا به اتاق می پیماید. این فاصله، از محل دریچه ورود تا نقطه ای که سرعت جریان هوا به حداقل معینی می رسد. اندازه گیری می شود. این سرعت حداقل، برابر است با 50 فوت بردقیقه که در فاصله 6.5 فوت بالای کف اتاق اندازه گرفته شده است. طول پرتاب هوا که با سرعت خروج هوا از دریچه تناسب دارد، باید برای دریچه های دیواری حداقل برابر 0.75 عرض اتاق درنظر گرفته شود.
 

سرعت هوا در خروج از دریچه

 این سرعت باید با توجه به حد مجاز صدا در اتاق تعیین شود. جدول زیر سرعت های پیشنهادی برای خروج هوا از دریچه را ارائه می دهد. لازم به توضیح است که این سرعت ها بر مبنای سطح مفید دریچه تعیین گردیده اند و سطح مفید دربچه عبارتست از حاصل ضرب ابعاد دریچه منهای سطوح تیغه های دریچه.

انواع دریچه هوا

جهت توزیع بهتر هوا در اتاق یا فضای مورد تهویه، از دریچه توزیع استفاده می شود. همانطور که قبلا ذکر گردید، سرعت های مجاز در دریچه ورودی هوا به اتاق در جدول بالا ارائه شده اند. چون سرعت در دریچه ورود هوا به اتاق کمتر از سرعت هوا در کانال است، سطح دریچه از سطح مقطع کانال بزرگتر می باشد. اتصال دریچه به کانال باید به تدریج و با زاویه 15 درجه گسترش پیدا کند، چرا که در غیر این صورت سرعت در وسط دریچه از حد مجاز فراتر رفته برای ساکنین ایجاد ناراحتی می کند. انواع دریچه های توزیع هوا عبارتند از:
 

دریچه های دیواری 

این دریچه ها بر سه نوع اند:

دریچه با تیغه های ثابت

 این دریچه عمدتا برای تخلیه با برگشت هوای اتاق بکار می رود و محل نصب آن روی در یا دیوار مشرف به راهرو و نزدیک کف اتاق (حدود 4 تا 12 اینچ بالای کف) است.

دریچه با تیغه های متحرک

این دریچه ممکن است دارای یک سری تیغه های افقی یا عمودی و یا دوسری تیغه های افقی و عمودی باشد که در جهات مختلف قابل تنظیم اند. این تیغه ها مانند دمپر عمل می نمایند و می توان توسط آن ها دبی، جهت جریان و فشار استاتیکی هوای خروجی از دریچه را تنظیم نمود. تنظیم تیغه ها بوسیله دست با آچار مخصوص انجام میگیرد. شکل های زیر چگونگی توزیع هوا برحسب زوایای مختلف تیغه ها را نشان می دهند.

توزیع هوا وقتی تیغه مستقیم و بدون زاویه تنظیم می شود.

توزیع هوا وقتی تیغه ها به صورت همگرا تنظیم می شوند.

توزیع هوا وقتی تیغه ها به صورت واگرا تنظیم می شوند.

توزیع هوا وقتی تیغه ها به صورت اریب تنظیم می شوند.

ایجکتور

نوعی دریچه است که هوا را با فشار زیاد بیرون می دهد و عمدتا برای امور صنعتی و مواردی که عمل سرمایش متوجه نقطه بخصوصی باشد، بکار می رود.

دریچه های سقفی 

این دریچه ها که گاهی چراغ اتاق را هم در آن ها جاسازی می کنند بر چند نوع اند:

نوع بشقابی

که ساختمان بسیار ساده ای دارد و تشکیل شده است از یک صفحه شبیه بشقاب که در زیر دهانه ورودی هوا نصب می شود. قطر این صفحه باید به اندازه ای باشد که دهانه ورودی هوا را از نظر پنهان کند و همچنین فاصله آن از سقف باید قابل تنظیم باشد. شکل زیر چگونگی توزیع هوا توسط این نوع دریچه را نشان می دهد. گاهی ممکن است سوراخ هایی در این صفحه تعبیه شوند تا هوا قادر باشد بطور عمودی نیز به سمت پایین جریان یابد. مزیت این نوع دریچه ها، ارزانی قیمت آن ها و پنهان کردن دهانه ورودی هواست، ولی نحوه توزیع هوا توسط آن ها چندان مطلوب نیست.

نحوه توزیع هوا از دریچه سقفی نوع بشقابی

نوع دیفیوزری

این نوع دریچه سقفی که بر نوع بشقابی برتری دارد، دارای ساختمان پیچیده تری است و به هوا اجازه می دهد تحت زاویه مناسبی در تمام فضای اتاق پخش شود. شکل زیر یک نمونه از این نوع دریچه را نشان می دهد. پره های این دریچه را می توان مانند دمپر توسط یک کلید یا آچار مخصوص باز و بسته نموده و از این طریق دبی و فشار استاتیکی هوا را تنظیم کرد، ضمنا چراغ روشنایی را نیز می توان داخل آن جاسازی نمود. این دریچه ها بصورت گرد یا چهارگوش ساخته می شوند.