هر آنچه که باید در مورد دستگاه هواساز (Air handling unit) بدانید!
پیشنهاد می شود قبل از مطالعه این مطلب پیشنیاز آن را مطالعه فرمایید:
آشنایی با دستگاه هواساز و تجهیزات آن
در این مطلب می خوانیم:
دستگاه های هواساز در چه مکان هایی از ساختمان یافت می شوند؟
دلایل استفاده از دستگاه هواساز چیست؟
دستگاه های هواسازجزو قسمت توزیع (Distribution Part) سیستم های گرمایش و سرمایش به حساب می آیند. این دستگاه می تواند با سیستم های مختلف تولید گرما و سرما مانند بویلر(Boiler)، موتورخانه و چیلر(Chiller)، سیستم های VRFو… به کار گرفته شود.
هواساز وظیفه تنظیم دما، فیلتر کردن هوا، تنظیم رطوبت و کنترل سرعت هوای ورودی به ساختمان را برعهده دارد.
دستگاه های هواساز در چه مکان هایی از ساختمان یافت می شوند؟
دستگاه های هواساز که معمولا با نام کوتاه دستگاه AHU برگرفته از نام انگلیسی دستگاه به آن ها اشاره می شود، معمولا در ساختمان های تجاری (Commercial buildings) و صنعتی (Industrial Buildings) سایز متوسط تا بزرگ یافت می شوند همچنین برای مکان های کوچک تر از هواساز کوچک مستقل (مانند هواساز آپارتمانی) استفاده می شود.
شکل 1
دستگاه هواساز معمولا درون زیرزمین، روی پشت بام و یا در کف طبقات یک ساختمان قرار می گیرد. در ساختمان های خیلی بزرگ که از چند دستگاه هواساز در آن ها استفاده شده است، از ترکیب این مکان ها استفاده می شود (شکل2).
هر دستگاه هواساز در یک ساختمان محیط ها و مناطق مربوط به خود را تحت پوشش قرار می دهد. به عنوان مثال یک دستگاه مربوط به ناحیه شرقی ساختمان است یا مربوط به اتاق های اداری از طبقه اول تا طبقه دهم یا حتی مربوط به تنها سرویس های بهداشتی ساختمان یا یک دستگاه هواساز منزل تنها مختص به یک خانه است. بنابراین استفاده از چند دستگاه هواساز در یک ساختمان اتفاق معمولی است.
شکل 2
در برخی از ساختمان ها بویژه ساختمان های قدیمی با بار گرمایشی (Heating Load) و سرمایشی (Cooling Load) زیاد تنها از یک دستگاه هواساز بزرگ که عموما بر روی پشت بام قرار می گیرد، استفاده می شود. این دستگاه تمام بار ساختمان را تامین می کند (شکل3).
در نمونه های قدیمی این دستگاه ها معمولا کانال بازگشت هوا (Return Duct) وجود ندارد و سیستم بر اساس نشت هوا به بیرون از ساختمان عمل می کند. اما این روش در نمونه های جدیدتر دیگر جایگاهی ندارد زیرا راندمان بسیار کمی دارد.
شکل 3
شیوه رایج امروزی به این صورت است که از چند دستگاه هواساز کوچک تر به جای یک دستگاه بزرگ یا یک هواساز صنعتی استفاده شود. در این روش که هر دستگاه مناطقی خاص از ساختمان را تحت پوشش دارد امکان کنترل بهتر سیستم و فراهم کردن کیفیت هوای بالاتر درون ساختمان وجود دارد.
امروزه ساختمان ها به گونه ای طراحی و ساخته می شوند که تا حد امکان برای جلوگیری از هدررفت انرژی نشت هوای کمتری به بیرون داشته باشند. بنابراین لازم است که جهت ثابت نگه داشتن فشار هوای داخل از کانال برگشت هوا در سیستم هواساز استفاده شود.
دلایل استفاده از دستگاه هواساز چیست؟
هواسازها جریان هوا با کیفیت مناسب تولید کرده و آن را درون ساختمان توزیع می کنند.
هواساز هوای تازه بیرون (Fresh Ambient Air) را به عنوان ورودی دریافت می کند و پس از تمیز کردن آن با توجه به نیاز گرمایشی یا سرمایشی ساختمان، دمای هوا را زیاد یا کم می کند. در بعضی مواقع نیز ممکن است هوا را رطوبت زنی (Humidify) یا رطوبت زدایی (Dehumidify) کند.
سپس هوایی را که به کیفیت مطلوب رسیده است از طریق ایجاد فشار و بوسیله شبکه کانال کشی (Ductwork) به مناطق مختلف ساختمان می فرستد.
شکل 4
اغلب دستگاه های هواساز دارای یک کانال برگشت هوا هستند که هوای کثیف و تغییر دما پیدا کرده از درون فضاهای ساختمان از طریق آن به دستگاه باز می گردد تا به بیرون از ساختمان تخلیه می شود. مقداری از این هوای بازگشتی ممکن است دوباره به چرخه هوا وارد شده و با هوای تازه ورودی مخلوط شود تا در مصرف انرژی صرفه جویی شود. در ادامه مطلب این موضوع به صورت دقیق تر بررسی خواهد شد.
شکل 5
در ادامه به بررسی یک مدل ساده از یک دستگاه هواساز می پردازیم و بعدا هر قسمت به طور دقیق تر تشریح خواهد شد.
اجزا اصلی یک دستگاه هواساز
در ساده ترین مدل مطابق شکل 4 دستگاه دارای یک محفظه ورودی یا تغذیه (Supply Housing) و یک محفظه بازگشت (Return Housing) است.
در ابتدای هر دو محفظه یک توری (Grill) قرار دارد تا مانع ورود اشیا به داخل محفظه ها و قطعات مکانیکی داخل آن ها شود. درصورتی که توری وجود نداشته باشد تجمع آشغال هایی که به همراه جریان هوا به داخل کشیده می شوند مانع کارکرد درست خواهد شد (شکل6).
شکل 6
در قسمت ورودی محفظه تغذیه و قسمت خروجی (Discharge Section) محفظه بازگشت هوا چند دمپر (Damper) قرار میگیرد. ساختار دمپرها از چند ورق فلزی تشکیل شده است که قابلیت چرخش دارند و به صورت یک دریچه عمل میکنند. با چرخش این ورق ها میزان باز یا بسته بودن دمپر تغییر می کند. با بستن دمپر میتوان از ورود یا خروج هوا به دستگاه جلوگیری کرد یا دریچه ها را طوری تنظیم کرد که میزان معینی از هوا وارد دستگاه شود (شکل7).
شکل 7
بعد از دمپرها، فیلتر(Filter)های هوا قرار دارند. وظیقه این فیلترها جذب و گرفتن تمام گرد و خاک و کثیفی هوای ورودی از بیرون و ساختمان است. اگر از این فیلترها استفاده نشود، گرد و خاک درون کانال ها و تجهیزات مکانیکی تجمع می کند و مقداری نیز وارد ساختمان شده و توسط ساکنین تنفس می شود و یا باعث کثیف شدن ساختمان می شود. بنابراین تا حدامکان باید از ورود گرد و خاک به درون دستگاه جلوگیری شود.
در طول هرکدام از فیلترها، سنسور فشار قرار دارد. با جذب گرد و خاک توسط فیلتر و پرشدن منافذ آن، میزان جریان هوای عبوری کم شده و افت فشاری در طول فیلتر رخ می دهد. سنسور فشار این افت فشار را اندازه گیری کرده و هنگامی که از میزان مشخصی بیشتر شود که به معنای کثیفی زیاد فیلتر است، هشدار می دهد (شکل8).
شکل 8
قسمت بعدی درون محفظه تغذیه کویل های گرمایشی و سرمایشی (Heating and Cooling Coils) برای گرم و سرد کردن هوا است. دمای هوای تغذیه در هنگام خروج از محفظه تغذیه توسط سنسورهای دما اندازه گیری می شود تا در دمای مطلوب برای راحتی ساکنین ساختمان باشد. این دمای مطلوب دمای طرح (Design Temperature) نامیده می شود.
اگر دمای هوای ورودی کمتر از دمای طرح باشد، توسط کویل های گرمایشی به آن گرما داده می شود تا دمایش به دمای طرح برسد (شکل9).
اگر دمای هوای ورودی بیش از حد گرم باشد، گرمای آن توسط کویل های سرمایشی گرفته می شود تا دمای آن به دمای طرح افت پیدا کند (شکل10).
کویل های گرمایشی و سرمایشی مبدل های گرمایی (Heat Exchangers) هستند که درون آن ها سیال گرم یا سرد جریان دارد. این سیال می تواند آب، بخار یا مبرد(Refrigerant) باشد.
شکل 9
شکل 10
بعد از کویل های گرمایشی و سرمایشی فن (Fan) قرار دارد. هوای بیرون توسط فن به درون محفظه کشیده می شود و پس از اینکه از بین تمام قسمت های محفظه عبور کرد و به شرایط دلخواه رسید به درون شبکه کانال کشی و درون ساختمان هل داده می شود.
فن های گریز از مرکز (Centrifugal Fans) در نمونه های قدیمی تر و برخی نمونه های جدید به فراوانی یافت می شوند. امروزه برای صرفه جویی در مصرف انرژی بیشتر از فن های الکترونیکی (EC Fans) استفاده می شود.
در طول فن یک سنسور فشار وجود دارد. هنگامی که فن در حال کار است در طول آن اختلاف فشار رخ خواهد داد. در صورت رخ دادن اتفاق درون سیستم که منجر به عدم جریان هوا شود، از طریق سنسور فشار متوجه آن خواهیم شد.
همچنین یک سنسور فشار بر روی ابتدای کانال هوا کمی بعد از فن قرار دارد که فشار استاتیک هوا را اندازه گیری می کند. در برخی از هواسازها سرعت فن بر اساس فشار درون کانال کنترل می شود. بنابراین استفاده از یک درایو سرعت متغیر (Variable Speed Drive) متصل شده به فن در سیستم های VAV(Variable Volume Systems) رایج است.
شکل11
در انتها شبکه کانال کشی سیستم است که هوا را به اطراف ساختمان و مناطق مدنظر ارسال می کند. در کنار کانال کشی تغذیه (Supply Ductwork)، کانال هایی نیز برای بازگرداندن هوای استفاده شده در ساختمان به محفظه بازگشت هواساز قرار دارد. محفظه بازگشت هواساز معمولا در کنار محفظه تغذیه قرار دارد اما این امر ضروری نیست و در صورت نیاز می تواند در جای دیگری از ساختمان قرار گیرد.
در محفظه بازگشت تنها فن و دمپر قرار دارد. هوای درون ساختمان به وسیله این فن به سمت هواساز کشیده شده و بعد از عبور از دمپر به محیط بیرون تخلیه می شود.
شکل 12
منابع:
[1] http://www.youtube.com/channels/engineeringmindset
[2] http://www.danfoss.sabacloud.com/learningcatalog
مطالب مرتبط:
