سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه مطبوع

سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه

سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه به منظور تامین آسایش انسان ها مورد استفاده قرار می گیرد و شرایط محیطی مناسبی جهت آسایش و افزایش کارایی انسان بوجود می آورد سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه با توجه به عملکرد و کارایی دارای تنوع بالایی است.

گزارشی از انواع وسایل گرمایشی با آغاز فصل سرما سیستم گرمایش منزل شما چیست؟

روزهای سرد سال در حالی از راه میرسد که تنها در شش ماهه اول سال جاری به نوعی با اوج اظهارات متعدد مسئولان در زمینه اصول بهینه سازی مصرف انرژی و نقش پررنگ تأسیسات ساختمانی سپری شد. کارشناسان میگویند، تکنولوژی قدیمی تأسیسات حرارتی ساختمان از جمله عواملی است که موجب شده شدت مصرف انرژی در بخش ساختمان کشور در برخی از موارد تا 5 برابر متوسط جهانی آن باشد. با در نظر گرفتن سهم 40 درصدی بخش ساختمان از کل مصرف سوخت و انرژی کشور، اهمیت بهینه سازی مصرف سوخت و انرژی در این بخش بیش ازپیش آشکار میشود. در همین حال با آغاز فصل های سرد سال، بازار فعالیت شرکت های انرژی و تأسیسات گرمایشی مصرف سوخت و انرژی در ساختمان و تولید تجهیزات و تأسیسات حرارتی ساختمان داغ میشود. انتخاب وسایل گرمایشی همواره بر اساس معیارهای مختلفی صورت میگیرد. قطعاً شما برای آپارتمان 40 متری تان تجهیزات شوفاژ یا پکیج خریداری و استفاده نمیکنید، یا اگر شما مستأجر باشید و دائماً در حال جابه جایی، مطمئناً باید وسیله گرمایشی داشته باشید تا بتوانید آن را حمل کنید و اگر به آپارتمانی رفتید که شوفاژ و پکیج نداشت بتوانید خانه را گرم نگه دارید. ممکن است شما آپارتمان کوچکی هم نداشته باشید و در یک آپارتمان 120 متری با تجهیزات شوفاژ زندگی کنید، اما اتاق های خانه کاملاً گرم نشوند و شما تصمیم بگیرید تجهیزات دیگری همچون بخاری را برای گرمایش به خانه اضافه کنید. در این ماه های ابتدایی پاییز سعی کردیم اطلاعاتی راجع به خرید سیستم های گرمایشی داشته باشید تا درصورتیکه به فکر خرید، تعویض یا اضافه کردن تجهیزات گرمایشی تان هستید دچار سردرگمی نشوید.

گرمایش مرکزی با آب(موتورخانه)

یکی از مناسب ترین روش ها برای گرمایش ساختمان های مسکونی و غیرمسکونی روش حرارت مرکزی با آب است. در این سیستم یک موتورخانه مرکزی وجود دارد که آب گرم سیرکولاسیون دیگ، جهت تأمین گرمایش ساختمان توسط پمپ به قسمت های مختلف پمپاژ میشود. یکی از محاسن این روش امکان تأمین هم زمان گرمایش و آب گرم مصرفی ساختمان است که توسط مبدل (کویلدار، صفحه ای، دوجداره و یا لوله و پوسته) در موتورخانه انجام میشود. از دیگر محاسن موتورخانه مرکزی این است که در مناطق فاقد گاز و یا در مواقعی که امکان کاهش فشار و یا قطع گاز وجود دارد موتورخانه میتواند (درصورتیکه مشعل آن دوگانه سوز باشد) روشن باشد. معمولاً در ساختمان های بیش از 10 واحد آپارتمانی و نیز ساختمان های ویلایی بیش از 250 مترمربع از سیستم حرارت مرکزی استفاده میشود. این سیستم برای سالن ها، و فضاهایی که ارتفاع فضا یا اتاق کمتر از 4 متر است، مناسب میباشد.

سیستم گرمایش از کف

سیستم گرمایش از کف تکنولوژی جدیدی است که در چند دهه اخیر رشد بسیار چشمگیری داشته و امروزه در تمام جهان به سایر سیستم های گرمایشی مانند رادیاتور یا فن کویل، در خانه های مسکونی، کارخانه ها و سوله های صنعتی ترجیح داده میشود. در بحث هزینه و اجرا، سیستم گرمایش از کف بسیار اقتصادیتر از سایر سیستم های گرمایشی موجود است و دلایل بسیار زیاد دیگری نیز وجود دارند تا از این روش گرمایی استفاده کنیم. این دلایل عبارتند از: عدم حرکت و جابه جایی گردوغبار، عدم احساس حرکت جریان هوای گرم، دمای ثابت تا ارتفاع 2 متری از سطح زمین، توزیع یکنواخت گرما در تمام فضای ساختمان، 25 الی 30 درصد صرفه جویی در هزینه مصرف انرژی، عملکرد در دمای پایین موتورخانه ای (در حدود 35 تا 50 درجه سانتی گراد) . همه این مزایا باعث شده تا امروزه سیستم گرمایش از کف،به عنوان یکی از کامل ترین سیستم های گرمایشی مطرح باشد. در ساختمان های بسیار بزرگ مانند سوله ها یا مراکز تجاری که ارتفاع سقف آنها قابل توجه و بیش از 3 متر است، استفاده از سیستم های سنتی مانند رادیاتور یا فن کویل بسیار پرهزینه است، زیرا هوای گرم به سمت بالا حرکت میکند و سطح زمین سرد میشود. با سیستم گرمایش از کف انرژی به هدر نمیرود، زیرا گرما درجایی متمرکزشده که بیشترین نیاز انسان در آنجاست (یعنی تا ارتفاع 2/5 متر از سطح زمین) و انرژی بازده بیشتری در پی خواهد داشت.

رادیاتورها و ویژگیهای آن

یکی از قدیمیترین روش های گرمایش منزل استفاده از شوفاژ است. به طورکلی، رادیاتور از طریق جابه جایی در هوای اتاق گرما ایجاد میکند. به این صورت که هوای گرم بالای رادیاتور که سبک تر است به طرف بالا حرکت نموده و هوای سرد جایگزین آن میشود و این چرخش دائمی در جریان هوا، باعث گرم شدن اتاق میشود. آب موجود در رادیاتور در سیستم حرارت مرکزی توسط تجهیزاتی مثل مشعل و پمپ گرم میشود و آب گرم شده در موتورخانه به قسمت های مختلف ساختمان هدایت میشود و وارد رادیاتورهای هر قسمت میشود. این آب زمانی که دمای آن کاهش مییابد دوباره به موتورخانه هدایت میشود تا گرم شود و این چرخه بارها تکرار میشود. بهترین مکان برای استفاده از رادیاتور شوفاژ مکان هایی است که خیلی نیاز به کنترل دما و رطوبت ندارد، چراکه رادیاتور قابلیت تنظیم درجه حرارت و رطوبت محیط را ندارد و میزان رطوبت نسبی اتاق را کاهش میدهد. اما یک رادیاتور ایده آل رادیاتوری است که انرژی کمتری مصرف کند و راندمان بالاتری داشته باشد، بتواند بیشترین ظرفیت حرارتی را در کمترین فضای ممکن ایجاد کند و ثبات حرارتی بهینه داشته باشد؛ یعنی دمای اتاق را در حدی از گرما حفظ کند. همچنین رادیاتور باید با فضای موردنیاز و سیستم تولید گرمایش یعنی موتورخانه تناسب داشته باشد.

سیستم بخاری

بخاری از گذشته های بسیار دور در انواع مختلفی مورداستفاده بوده و حتی با روی کار آمدن تجهیزات مدرن بسیار متنوع در بازار همچنان طرفداران زیادی داشته و همیشه تقاضا برای خرید این محصول وجود دارد. انواع قدیمی بخاریها نفتی بودند که امروزه به غیراز مناطقی که ممکن است گازرسانی نشده باشند از این بخاریها استفاده نمیشود. در حال حاضر بخاری برقی و گازی در بازار موجود است، بخاریهای برقی معمولاً در ابعاد بسیار کوچکی طراحی میشوند و بیشتر برای مغازه ها مورداستفاده قرار میگیرند و در منزل کاربرد چندانی ندارند، اما اگر تصمیم گرفتید برای گرم کردن اتاق کودکتان یک بخاری برقی کوچک بخرید بد نیست بدانید بخاری برقی یکی از پرمصرف ترین وسایل الکتریکی است و به شدت سبب اتلاف انرژی میشود.حتی با وجود افزایش قیمت گاز میتوان گفت همچنان ارزان ترین و در دسترس ترین انرژی موجود در کشورمان گاز است. علاوه بر این دسته بندی بخاریها از نظر داشتن یا نداشتن دودکش به دو دسته تقسیم میشوند: بخاریهای گازی با دودکش و بخاریهای گازی بدون دودکش. در سال های اخیر بخاریهای بدون دودکش به خاطر عدم نیاز به دودکش و اینکه در هرکجای خانه میتوان قرارشان داد و البته به خاطر طراحیهای جالب و اندازه کوچکشان بسیار موردتوجه قرار گرفتند و با وجود هشدارهای فروشندگان و کارشناسان هنوز هم عده ای بیتوجه به خطرات آن برای قسمت هایی از خانه که لوله بخاری ندارد اقدام به خرید این بخاریها میکنند.

انتخاب صحیح سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه

انتخاب صحیح سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه ، مهم ترین قسمت بخش طراحی تأسیسات مکانیکی ساختمان است، به طوری که اگر تمامی محاسبات دیگر از قبیل محاسبات بار ساختمان ، لوله کشی ها و غیره به درستی انجام شده باشند ولی درنهایت دستگاه های سرمایشی و گرمایشی به طرز درستی انتخاب نشوند کل تأسیسات مکانیکی ساختمان تحت الشعاع قرارگرفته و نتیجه موردنظر به دست نخواهد آمد. به طورکلی منظور از انتخاب صحیح یک سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه در نظر گرفتن دو جنبه فنی و اقتصادی آن است.
بدین مفهوم که یک انتخاب صحیح انتخابی خواهد بود که علاوه بر لحاظ کردن جنبه های اقتصادی در آن بتواند به جهت فنی نیز پاسخگوی نیازهای ساختمان باشد. به عنوان مثال سیستم های سرمایش تبخیری جهت ایجاد درجه حرارت های پایین مناسب نیستند و یا ممکن است دستگاهی از قبیل پکیج هوایی انبساط مستقیم به جهت بار سرمایشی به درستی انتخاب شده باشد ولی به جهت مقدار هوادهی دارای مشکل باشد ، در این صورت نخواهد توانست نیازهای ساختمان را برآورد نماید.
بنابراین برای یک انتخاب صحیح باید پارامترهای مختلفی موردتوجه قرار گیرد. در این قسمت انتخاب صحیح سیستم های کمپرسوری تولید برودت نظیر چیلرها و پکیج ها بیشتر موردنظر هستند. برای انتخاب درست سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه باید به 2مفهوم زیر توجه شود :
منظور از بار سرمایشی واقعی، باری است که از اجزای مختلف ساختمان نظیر جدارهای خارجی، نفوذ هوا، منابع داخلی و غیره ایجاد می شود .
منظور از بار سرمایشی اسمی (Nominal) : ظرفیت اسمی دستگاه است بطوریکه بتواند پاسخگوی مقدار بار واقعی ساختمان باشد .
بنابراین همواره بار اسمی (ظرفیت دستگاه) از بار واقعی (بار ساختمان) بیشتر خواهد بود ولی نکته این است که چه مقدار بیشتر؟
درواقع طراح باید بتواند با محاسبه مقدار بار ساختمان ، ظرفیت اسمی دستگاه را به گونه ای انتخاب نماید که توانایی پاسخگویی نیاز سرمایشی ساختمان را داشته باشد و ازآنجاکه بار سرمایشی یک کمیت متغیر با زمان است دستگاه انتخاب شده باید در هر زمان نیاز واقعی ساختمان را برطرف سازد .
انتخاب دستگاه بزرگ تر موجب کاهش عمر دستگاه شده و هزینه های اولیه و جاری آن را نیز خواهد افزود. از طرف دیگر انتخاب دستگاه کوچک تر باعث می شود دستگاه هنگامی که ساختمان بیشترین بار سرمایشی را دارد ; توانایی تأمین این بار را نداشته باشد. عواملی که باید در نظر گرفته شوند تا با داشتن بار واقعی ساختمان ; ظرفیت اسمی دستگاه را به دست آورد ، عبارت اند از :
افت ها و اصطکاک هایی که به واسطه لوله کشی انجام شده در دستگاه و یا عایق نامناسب آن ایجاد می شود.
کیفیت ساخت دستگاه و مواد مصرفی در ساخت آن .
مقدار درجه حرارت سوپرهایت مبرد بعد از اپراتور و در ورود به کمپرسور.
مقدار درجه حرارت سابکول مبرد بعد از کندانسور و در ورود به شیر انبساط.
دو عامل آخر در تعیین ظرفیت دستگاه بسیار مهم اند. معمولا روند انتخاب یک دستگاه به این گونه است که طراح پس از محاسبه بار سرمایشی (بار واقعی) به کاتالوگ سازنده موردنظر مراجعه نموده و ظرفیت دستگاه را انتخاب می نماید . در کاتالوگ های سازندگان برای انتخاب دستگاه ها معمولا سه پارامتر زیر وجود دارد :
درجه حرارت طرح خارج که کندانسور هوایی دستگاه باید در آن کار کند.
درجه حرارت موردنظر برای طرح داخل که باید توسط دستگاه تأمین شود .

ظرفیت دستگاه در شرایط فوق.

بنابراین معمولا طراح با در دست داشتن ظرفیتی که از دستگاه انتظار دارد و با مشخص بودن درجه حرارت های طرح داخل و خارج مدل دستگاه و به عبارتی ظرفیت اسمی آن را مشخص می نماید درحالی که با تغییر درجه حرارت های سوپرهایت و سابکول در دستگاه قطعا ظرفیتی که می توان از دستگاه به دست آورد متفاوت خواهد بود.
هدف از سوپرهایت نمودن (فوق گرم کردن) گاز مبرد در خروجی اپراتور آسیبی است که بخار اشباع مبرد به کمپرسور وارد می نماید. به عبارت دیگر ظرفیت های برودتی که برای یک دستگاه در درجه حرارت های طراحی مختلف داخل و خارج در کاتالوگ های سازندگان ارائه می شود ; با این فرض است که اولآ حالت ترمودینامیکی گاز مبرد خروجی از اپراتور دستگاه بخار اشباع بوده و ثانیا حالت ترمودینامیکی مایع مبرد خروجی از کندانسور دستگاه مایع اشباع است . درحالی که در عمل اگر گاز خروجی از اپراتور در حالت بخار اشباع باشد،پس از برخورد این بخار با تیغه ها یا جدارهای کمپرسور که با سرعت بالایی در حال حرکت هستند ، رطوبت موجود در بخار اشباع موجب خوردگی کمپرسور شده و در ضمن راندمان کمپرسور را نیز کم خواهد کرد .
بنابراین باید مبرد خروجی از اپراتور به حالت سوپرهایت شده و سپس وارد کمپرسور گردد.
سوپرهایت کردن گاز مبرد خروجی از اپراتور را می توان با افزایش طول لوله های اپراتور و یا توسط یک مبدل حرارتی که در خط ساکشن قرار دارد انجام داد. به طورکلی هر 10 درجه سوپرهایت نمودن گاز مبرد خروجی از اپراتور موجب افزایش یک تا سه درصدی ظرفیت کمپرسور می شود . همچنین ظرفیت های مندرج در کاتالوگ های سازندگان بر این اساس است که حالت ترمودینامیکی مبرد خروجی از کندانسور مایع اشباع است ; درحالی که در عمل اگر مایع اشباع از کندانسور خارج و وارد شیر انبساط شود ممکن است درنتیجه کاهش فشاری که در شیر انبساط ایجاد می شود به طور ناگهانی به بخار تبدیل شود که باعث کاهش راندمان سیکل تبرید و خرابی شیر انبساط می شود. بنابراین همواره دستگاه به گونه ای طراحی می شود که حالت ترمودینامیکی واقعی خروجی مبرد از کندانسور ، مایع مادون سرد (سابکول ) باشد . مادون سرد کردن مبرد می تواند از یکی از دو طریق افزایش طول لوله های کندانسور و یا مبدل حرارتی در خط ساکشن دستگاه انجام شود . به طورکلی به ازای هر یک درجه مادون سرد کردن مبرد خروجی از کندانسور ; ظرفیت کمپرسور پنج درصد افزایش می یابد.
علاوه بر عوامل فوق افت فشار و دما در خطوط مکش و دهش نیز موجب تغییر ظرفیت دستگاه می شود . معمولا افت تقریبی مجاز سیستم لوله کشی سیکل تبرید معادل دو درجه فارنهایت می باشد.

روشهای نوین سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه /h3>

سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه ، بزرگ ترین مصرف کنندگان انرژی در ساختمان به شمار می روند. میزان انرژی مصرفی در خصوص تأمین آب گرم بهداشتی نیز در حدود 16 درصد است که می توان به تقریب دریافت که حدود 57 درصد انرژی صرف تأمین شرایط آسایش حرارتی و برودتی یک ساختمان می شود. این در حالی است که در کشورهای توسعه یافته، تخمین دقیق بارهای حرارتی و برودتی، استفاده از سیستم های با راندمان بالا، به کارگیری انواع ابزارهای کنترل کننده میزان مصرف انرژی و در نهایت استفاده از انواع تجهیزات و مصالح کاهنده مصرف انرژی، امری متداول و اجباری است.

راهکارهای صرفه جویی انرژی در ساختمان

1.استانداردسازی شرایط محیط بیرون با توجه به آنکه نوع شرایط هوای بیرون (میزان دما، رطوبت، جهت و میزان وزش باد) تأثیر زیادی بر تعیین بارهای سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه و میزان انتقال حرارت ساختمان، یا انتقال حرارت بیرون دارد، لذا لزوم استانداردسازی این شرایط و تعیین شرایط استانداردشده هوا برای تک تک شهرها و مناطق مختلف ایران دارای اهمیت ویژه ای است. برای شرایط آسایش در داخل ساختمان، میزان انرژی گرمایشی در حالت استانداردشده حداقل 15 درصد و مقدار انرژی سرمایشی در حدود 21 درصد کمتر از حالت متداول است.
2.شرایط مربوط به معماری و فیزیک و مصالح ساختمان نوع جهت گیری جغرافیایی ساختمان، قابلیت ساختمان به منظور بهره گیری از انرژی خورشید، طراحی ساختمان با کمترین سطح خارجی، استفاده از عایق ها در دیوارها، کف و سقف، به کارگیری انواع شیشه های دو یا چند جداره، درزبند کردن انواع بازشوها و کل ساختمان و پایین آوردن میزان نفوذ هوا، درزبندی کانال های هوایی و ... ازجمله مواردی هستند که به کاهش بارهای سرمایشی و گرمایشی ساختمان کمک شایانی می کنند. هر چه راندمان ساختمان در این مورد بیشتر باشد، سیستم های تأسیساتی کوچک تر و بالطبع هزینه های انرژی مصرفی نیز کاهش می یابد.
3.تخمین صحیح سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه تعیین سایز صحیح تجهیزات سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه ساختمان های مسکونی، کلید مهمی برای رسیدن به شرایط مناسب آسایش داخل ساختمان و کاهش مصرف هزینه های اولیه و جاری اینگونه سیستم هاست. هنگامی که میزان انرژی بالاتر از حد موردنیاز تخمین زده می شود، میزان هزینه های اولیه افزایش یافته و به این طریق، راندمان کلی کاهش می یابد.
در شرایط آب و هوایی مرطوب، تخمین دقیق دستگاه ها اهمیت بیشتری می یابد. چراکه انتخاب دستگاه های بزرگ باعث کوتاهی فاصله زمانی روشن و خاموش شدن دستگاه ها شده و این امر کنترل اندک رطوبت را در پی خواهد داشت. از طرف دیگر روشن و خاموش شدن مکرر و بسیار زیاد، باعث کاهش راندمان کل سیستم نظیر دستگاه های تهویه مطبوع، بویلر و پمپ و ... شده و خرابی این گونه دستگاه ها را موجب خواهد شد. در دستگاه های هوایی استفاده از تجهیزات با ظرفیت های بالا موجب به کارگیری فن های بزرگ تر و افزایش نشتی از کانال های هوا به واسطه افزایش فشار داخل کانال شده که این امر تأثیر بسزایی در افزایش مصرف انرژی و کاهش راندمان کلی دارد. همچنین انتخاب تجهیزات بزرگ تر موجب افزایش مصرف انرژی در روزهای بسیار گرم تابستان و بسیار سرد زمستان می شود. که در این خصوص، آمارها نشان می دهد سیستم هایی 50 درصد بزرگ تر از حد موردنیاز در حدود 13 درصد مصرف انرژی بیشتری دارند.
4.بهسازی سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه به منظور انتخاب سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه مناسب باید در گام اول به دنبال بهترین اجزاء ازنظر راندمان عملکردی بود. در گام بعدی باید به این نکته توجه کرد که باوجود انتخاب اجزای مناسب، ممکن است اندرکنش این اجزا با یکدیگر موجب دور شدن از راندمان مناسب شود. به عنوان مثال، چیلرها (حتی درصورتی که از نوع با راندمان بالا نیز انتخاب شوند) برای کارکرد با راندمان بالاتر باید آب خنک تری را از برج خنک کن دریافت کنند. که این امر با مصرف انرژی بیشتر توسط فن موجود در برج خنک کن محقق می شود. مثال فوق نشان می دهد که علاوه بر اهمیت و لزوم استفاده از اجزای سیستم های سرمایش و گرمایش و تهویه با راندمان بالا، لازم است بهینه سازی انرژی مورداستفاده توسط جمیع این اجزا و اندرکنش آنها نیز موردتوجه قرار گیرد.
5.سیستم های سرمایشی مرکزی هر سیستم سرمایشی شامل اجزای مختلفی است که باید به نحوی با یکدیگر کار کنند که راندمان کل به بالاترین حد خود برسد. پیشرفته کردن هر سیستمی در حالت کلی به افزایش راندمان اجزا و با شرط جامع نگری در کاهش مصرف انرژی بستگی دارد. چیلر تراکمی به چهار دسته سانتریفیوژ، مارپیچی، حلزونی و رفت و برگشتی تقسیم بندی می شوند که برای هرکدام از ایشان کاربردهای خاصی نیز متصور است. در حالت کلی در چیلرهای قدیمی به ازای هر تن تبرید تا حدود یک کیلووات برق مصرف می شد که امروزه با پیشرفت های حاصله در زمینه ساخت انواع چیلر به ازای هر تن تبرید فقط 45/. کیلووات برق مصرف می شود.
6.پیشرفته کردن برج های خنک کن در سیستم های سرمایشی مرکزی، گرما باید به محیط بیرون انتقال داده شود که برج های خنک کن این وظیفه را بر عهده دارند. برج های خنک کن در حقیقت یک مبدل حرارتی بزرگ بوده که وظیفه انتقال حرارت را از کندانسور سیستم سرمایشی به بیرون در تماس آب (به صورت پاششی یا ثقلی) با هوای بیرون را برعهده دارند. جریان هوای موردنیاز معمولاً از طریق فن های سانتریفیوژ یا محوری تأمین می شود. اگر فن در انتهای پایین برج نصب شود برج خنک کن از نوع فشاری و اگر فن در بالای برج نصب شود، به آن برج خنک کن مکشی می گویند.
متداول ترین نوع برج خنک کن، نوع مکشی است که ازنظر عملکردی دارای راندمان بهتری نسبت به نوع دیگر است. لکن نوع فشاری دارای صدای کمتری بوده و جای کمتری را نسبت به نوع مکشی اشغال می کند. در هر دو نوع برج های خنک کن، هدف افزایش نرخ انتقال حرارت از آب به هواست. که این امر با اضافه تر شدن سطح تماس بین آنها امکان پذیر است. به همین دلیل، این سطوح همواره در معرض تشکیل رسوب، خوردگی و رشد میکروارگانیزم ها بوده که درنهایت تأثیر مخرب و کاهنده ای بر روی عملکرد برج خنک کن و در نهایت سیستم سرمایشی دارد. امروزه از مواد شیمیایی، سیستم های تولیدکننده ازن، سیستم های مغناطیسی برای جلوگیری از خرابی برج های خنک کن استفاده می شود یکی دیگر از بهسازی ها در زمینه بهبود راندمان برج های خنک کن، استفاده از فن های دور متغیر به جای فن های دور ثابت است. به این معنا که به جای نصب فن های بزرگ در مواقع پیک بار، از فن های دور متغیر استفاده می شود تا بتواند در دورهای پایین تر نیز به آسانی کار کند. چراکه قدرت فن با توان سوم دبی تغییر می کند. یعنی در صورت کاهش 20 درصد دبی فن، میزان توان فن و انرژی الکتریکی ورودی به آن 49 درصد مقدار توان اولیه کاهش پیدا می کند.
7.سیستم گرمایش مرکزی دیگ های به کاررفته در سیستم های گرمایشی قدیمی در بهترین حالت دارای راندمانی در حدود 65 درصد تا 75 درصد هستند که تنظیم نشدن دقیق، خرابی ها و مشکلات متعدد راندمان اینگونه سیستم ها را به کمتر از 50 درصد می رساند. درصورتی که امروزه پیشرفت های حاصله در زمینه تولید دیگ ها، رسیدن به راندمانی در حدود 85 درصد تا 95 درصد را ممکن ساخته است. در حالت عملی می توان در سیستم های متداول گرمایشی در حدود 10 درصد تا 30 درصد در مصرف انرژی گرمایشی با رعایت دو شرط استفاده از بویلرهای با سایز مناسب و استفاده از سیستم های نوین گرمایشی و سرمایشی قابل حصول است.

تهویه مطبوع

تهویه مطبوع در ساختمان

سیستم های تهویه مطبوع یا Air Conditioning Systems که با حروف مختصر AC نیز خوانده میشوند معمولاً به سیستم هایی گفته میشود که به جز سرمایش و گرمایش مناسب، تهویه و رطوبت لازم را نیز فراهم آورد. هدف در این سیستم ها تأمین شرایط آسایش برای ساکنان ساختمان است تا در هوای گرمی که همه نقاط دنیا را به تسخیر خود درآورده، آسوده تر به فعالیت های روزانه و کاری خود بپردازند و در هوای سرد از سوز و سرمای بیرون مصون بمانند.ساختار سیستم تهویه مطبوع هر سیستم تهویه مطبوع با هر میزان بزرگی و در هر مکانی دارای چهار بخش مجزاست.
نخست منبعی که سرمایش و یا گرمایش را تأمین میکند؛ چیلرها، بویلرها و برج های خنک کننده چنین وظیفه ای را بر عهده دارند.
بخش دوم توزیع است که گرما و سرما را از منبع به فضاهای موردنیاز از طریق کانال ها و داکت ها، لوله ها و پمپ ها منتقل میکند.
وظیفه تحویل را فضاهای تعبیه شده و ترمینالی بر عهده دارند، تجهیزاتی مانند رادیاتورها، فن کویل ها و دیفیوزها. مضاف بر این سه بخش اصلی المان های کنترلی نیز در تنظیم کارکرد تجهیزات و سیستم های آسایشی نقش مهمی دارند و وظیفه ایمنی و مصرف بهینه انرژی را هم دارند.در سیستم های مرکزی این چهار بخش در نقاط مختلف ساختمان پراکنده هستند درحالیکه در سیستم های مجزا همه این بخش ها در یک خانه قرارگرفته و در موارد کوچک تر این بخش ها در یک دستگاه قرار دارد.
انتخاب سیستم تهویه از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و سازندگان و مالکان ساختمان در انتخاب آن میبایست نکاتی را رعایت کنند. کارکرد سیستم، درجه آسایش موردنظر، ظرفیت سیستم، جانمایی و اشغال فضا، هزینه های اولیه، هزینه های بهره برداری مانند هزینه آب، برق، گازوئیل و تعمیر و نگهداری، انعطاف پذیری سیستم و فضای مورد پوشش ازجمله مواردی است که میبایست در نظر گرفته شود.

انواع سیستم های تهویه مطبوع

سیستم های تهویه مطبوع به چهار نوع تمام هوایی، هوا-آب، تمام آبی، تمام مبرد یا انبساط مستقیم DX تقسیم میشوند. در سیستم تمام هوایی هوای گرم یا سرد از دستگاه مرکزی توسط داکت ها منتقل و هوا را از طریق پخش کننده ها در اتاق ها توزیع میکند. سیستم هایی مانند کولرآبی، ایرواشر، هواساز ازجمله سیستم های تمام هوایی هستند. بااینکه در این سیستم ها هزینه تجهیزات کم است اما به دلیل هزینه کشیدن کانال ها، اجرای آن سخت و پرهزینه است مضاف بر آن کنترل دما و هوای گرم و یا سرد خروجی در این سیستم ها دشوار است و سیستم کارایی انرژی مناسبی ندارد.مهم ترین مزیت این سیستم ها امکان نگهداری آن در فضای غیرمسکونی است و تجهیزات تولید صدا در بیرون قرار میگیرند و صداهای احتمالی نیز از طریق عایق صوتی در داکت ها و کانال ها گرفته میشوند. کیفیت هوای داخل در این سیستم ها بهتر است و در مناطق خشک هوای مرطوب را به ساکنان میرساند. مزیت دیگر این سیستم ها امکان تغییر فصلی ساده تر در آن است.
سیستم های تهویه مطبوع هوایی به دو نمونه تقسیم میشوند: سیستم های با حجم هوای ثابت (حجم هوای ورودی به فضا ثابت) و سیستم های با حجم هوای متغیر (کنترل گرمایش و سرمایش با ثابت نگه داشتن دمای هوای ورودی و تغییر حجم هوا).سیستم های هوا آبیدر سیستم های هوا آبی تهویه به وسیله توزیع همزمان آب وهوا به ترمینال های نصب شده در فضاها صورت میگیرد. هوا و آب در اتاق مکانیک مرکزی گرم یا سرد میشوند و بعد از چرخش به سمت اتاق مقصد روانه میشود. چگالی آب نسبت به هوا بیشتر است و ظرفیت حرارتی بالاتری دارد، به این دلیل به لوله هایی با سطح مقطع کوچک تر از داکت (در سیستم های تمام هوایی) نیاز است. بخش زیادی از بار گرمایشی و سرمایشی به وسیله بخش آبی تأمین میشود درنتیجه نیاز به کانال های توزیع در این سیستم کمتر است که موجب صرفه جویی در فضای ساختمان میشود.
سیستم هواساز در یک سیستم هوا-آبی نسبت به سیستم هوا کوچک تر است و میتوان از بخش های مختلف و جداگانه برای تأمین سرمایش و گرمایش استفاده کرد درنتیجه در ساعات مختلف یا ساعات غیرمسکونی میتوان نیازهای گرمایشی را تنها به وسیله آب و بدون استفاده از هوای مرکزی تأمین کرد.مشکل این سیستم این است که در فصل گذار اجرای کارهای تغییر فصلی بسیار مشکل است و به مجریان ماهر نیاز دارد. کنترل سیستم های هوا-آب پیچیده تر از سیستم های تمام هواست و امکان کنترل کامل رطوبت وجود ندارد.سیستم تمام آبدر سیستم تمام آبی سرمایش و گرمایش به وسیله آب سرد و یا گرم از سیستم های مرکزی به ترمینال ها منتقل میشود. انتقال حرارت به وسیله جابه جایی اجباری و یا طبیعی انجام میگیرد و آب گرمایش را میتوان از شبکه لوله کشی مورداستفاده برای آب سرد و در تابستان و یا سیستم مجزای لوله کشی تأمین کرد.این سیستم ها نسبت به دو نمونه پیشین نیاز به فضای بسیار کمتری برای اجرا دارند. دلیل آن نیز در چگالی کمتر آب و بار دمایی بیشتر آن است. این خصیصه موجب شده که سیستم های آبی بازدهی و کارایی بیشتری داشته باشند و همچنین سیستم فضای کمتری را اشغال میکند. از دیگر مشخصات سیستم تمام آبی اینکه به دلیل استفاده از آب کم دما برای گرمایش، سیستم های تمام آب برای گرمایش خورشیدی و یا کاربردهای بازیافت مناسب است.این سیستم ها به تعمیر و نگهداری زیادی نیاز دارد و بخشی از آن نیز به دلیل قرارگیری ترمینال ها درون فضای مسکونی قرار دارد. به همین دلیل باید در تمیزکرد دوره ای این سیستم ها دقت نظر زیادی داشت. در تابستان ها رطوبت نسبی فضا در سیستم های آبی بالا میرود مخصوصاً وقتیکه از شیرهای تنظیم آب سرد برای تنظیم دمای داخل اتاق استفاده شده باشد.سیستم انبساط مستقیم DXدر سیستم انبساط مستقیم یا سیستم های تمام مبرد هوای موردنیاز برای سرمایش فضا به صورت مستقیم به وسیله مبرد موجود در کویل های سرمایشی سیستم هواساز سرد میشود. ازآنجاکه هوا به صورت مستقیم به وسیله مبرد سرد میشود کارآیی سرمایش در سیستم های DX بالاتر است. البته همیشه اجرای لوله کشی مبرد به فواصل دور امکان پذیر نیست و سیستم های سرمایش مرکزی انبساط مستقیم و یا DX تنها در ساختمان های کوچک و یک طبقه انجام میگیرد، کولرهای گازی و اسپلیت ها ازجمله موارد سیستم های انبساط مستقیم هستند. این سیستم ها نیاز به تعمیر و نگهداری داشته و از مصرف برق بالایی نیز برخوردارند. گرچه در آنها امکان کنترل دمای خروجی امکان پذیر است اما کیفیت هوای خروجی اغلب مناسب نیست.

تهویه مطبوع ساختمان های مسکونی چند واحدی

تهویه مطبوع ساختمان های مسکونی چند واحدی : تجهیزات سرمایشی و گرمایشی در منازل مسکونی که به صورت مجتمع های چند واحدی یا آپارتمان های چندطبقه ساخته می شوند معمولا مشابه ساختمان های تک واحدی هستند. استفاده از سیستم مجزا برای هر واحد این امکان را می دهد که کنترل هر واحد به صورت مستقل انجام شود و مقدار انرژی مصرفی هر واحد را بتوان اندازه گیری کرد.

سیستم های مرکزی با جریان اجباری هوا :

در ساختمان های مرتفع چند واحدی نیز می توان از تجهیزات سرمایشی و گرمایشی به کاربرده شده در ساختمان های تک واحدی استفاده کرد. این تجهیزات می توانند در داخل اتاق تجهیزات هر آپارتمان یا در فضای زیر پله ها یا بالای سقف کاذب و یا انباری نصب شوند. از کوره های کوچک هوای گرم مناسب برای ساختمان های مسکونی نیز می توان استفاده کرد ولی باید پیش بینی های لازم برای تأمین هوای احتراق و تخلیه محصولات احتراق به عمل آید. برای تخلیه محصولات احتراق می توان از چندین دودکش یا از یک سیستم دودکش مانیفولدی استفاده کرد. قبل از اتخاذ تصمیم باید مقررات محلی موجود در این مورد را نیز در نظر گرفت.
روش دیگری که برای تهویه مطبوع ساختمان های مسکونی چند واحدی نیز قابل استفاده است، سیستم ترکیبی گرمایش آب مصرفی/گرمایش فضا است که در آن از آب درون مخزن ذخیره آبگرم مصرفی برای گرمایش فضا استفاده می شود. در این سیستم آب از یک مخزن ذخیره به کویل آبی موجود در دستگاه تغذیه هوا گردش می کند. برای سرمایش این فضاها می توان از یک دستگاه تهویه مطبوع دو تکه که اپراتور آن درون دستگاه انتقال دهنده هوا است استفاده کرد.

سیستم های مرکزی با آب :

استفاده از واحدهای سرمایش و گرمایش انحصاری در ساختمان های مرتفع همیشه میسر و عملی نیست. در چنین مواردی از سیستم های مرکزی استفاده می شود. در آپارتمان های مرتفع به طور گسترده از سیستم های مرکزی با آب در نوع دو لوله ای یا چهار لوله ای استفاده می گردد. هر واحد مسکونی دارای دستگاه های تهویه مطبوع اتاقی و یا فن کویل های کانالی مختص به خود است. سیستم های چهار لوله ای انعطاف پذیرترین سیستم آبی با کمترین هزینه بهره برداری است که با آن می توان برای هر واحد مسکونی سرمایش و گرمایش لازم را تأمین کرد.
سیستم های دو لوله ای انعطاف پذیری کمتری دارند و به وسیله آنان نمی توان سرمایش و گرمایش هم زمان را تأمین کرد. چنین محدودیتی باعث بروز مشکل در طی فصول پاییز و بهار که برخی از آپارتمان های یک مجموعه نیاز به گرمایش و سایر آپارتمان ها (به دلیل وجود بارهای داخلی) نیاز به سرمایش دارند، می شود. این مشکل را می توان با استفاده از سیستم دو لوله ای برای تأمین سرمایش و استفاده از گرم کن الکتریکی برای فضاهایی که نیاز به اندکی گرمایش دارند مرتفع ساخت.

واحدهای دیواری :

واحدهای تهویه مطبوع ، پکیج های تهویه مطبوعی که در فضای موردنظر نصب می شوند و پمپ های حرارتی یکپارچه بیشترین انعطاف پذیری را برای اتاق ها فراهم می کنند. در هر اتاقی که دارای دیوار خارجی باشد می توان از این واحدها استفاده کرد. در بازسازی ساختمان های قدیمی معمولا ازاین گونه تجهیزات استفاده می کنند زیرا نیازی به اصلاح سیستم های لوله کشی و کانال کشی ندارند.

سیستم پمپ حرارتی با مدار آبی :

در ساختمان های دارای ارتفاع متوسط یا زیاد که در مناطق میانی آن ها، بارهای داخلی زیاد است و در تمام سال نیاز به سرمایش دارند، می توان از سیستم پمپ حرارتی با مدار آبی استفاده کرد. این سیستم دارای کنترل و انعطاف پذیری بیشتری از سیستم های چهار لوله ای است ولی در آن فقط دو لوله وجود دارد. در این سیستم می توان مقدار انرژی ورودی به هر آپارتمان را اندازه گیری کرد و فقط هزینه های تأسیسات عمومی (از قبیل پمپ های گردش آب ، برج خنک کن و دیگ) مشترک خواهد بود. برای صرفه جویی اقتصادی می توان به جای دیگ از انرژی خورشیدی نیز استفاده کرد.