سیستم HVAC یا تهویه مطبوع چیست ؟

سیستم HVAC یا تهویه مطبوع چیست ؟Reviewed by MobeyonJul 24Rating: 5.0سیستم HVAC یا تهویه مطبوع چیست ؟

سیستم HVAC

عبارت Heating, Ventilating and Air Conditioning که به اختصار  HVAC  گفته می شود به معنای گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع می باشد . سیستم های HVAC به این علت ایجاد شدند که شرایطی را فراهم کنند که در هر آب و هوایی مانند گرمسیری یا معتدل بتوان یک تهویه مطبوع مناسب فراهم آورد تا محیط هایی که از این سیستم استفاده می کنند محیطی کاملا مطبوع و خوشایندی را تجربه کنند.

تاریخچه HVAC

اگر در کل بخواهیم به تاریخچه سیستم های گرمایشی و تهویه نگاه کنیم به افرادی هم چون  مایکل فارادی، ویلیس کریر، روبن‌ترین، جیمز ژول، ویلیام رانکین و نیکولا سعدی کارنو برخورد خواهیم کرد که نقش مهمی در کشف و ابداع این سیستم ها داشته  اند.

در مورد سیستم های HVAC ،همزمان با اختراع این سیستم ها با انقلاب صنعتی فرانسه مصادف شد که همین باعث شد که با آمدن فناوری های نوین ، مخترعان در سرتاسر جهان با بکار گیری از تکنولوژی های نوظهور در ساخت سیستم های تهویه پیشرفت چشمگیری در این زمینه شاهد باشد.

هدف از اختراع این سیستم ها کنترل حرارتی محیط های داخلی مکان هایی مانند ساختمان های صنعتی بزرگ، آسمان خراش ها، بلوک های آپارتمان و محیط های بزرگ داخلی می باشد و  با استفاده از اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و انتقال حرارت عمل تهویه را با کاهش نفوذ هوا و حفظ فشار میان محیط‌های مرتبط با هم انجام می‌دهند.

انواع سیستم های HVAC

سیستم های گرمایشی : این دسته از سیستم ها می توانند انواع مختلفی داشته باشند .  در مناطق با آب‌وهوای سرد برای خانه‌های شخصی و ساختمان‌های عمومی از گرمایش مرکزی (شوفاژ) برای گرم کردن استفاده می‌کنند. چنین سیستم‌هایی شامل یک پمپ گرمایی برای گرم کردن آب، بخار یا هوا هستند که همه این‌ها در یک مکان مرکزی مانند موتورخانه در یک خانه یا اتاق تأسیسات در ساختمان‌های بزرگ قرار می‌گیرند.

سیستم های سرمایشی : این سیستم ها در شکل های مختلفی طراحی شده اند به صورتی جعبه هایی هسنتد که بعضا قابل حمل نیز می باشند که عملکرد آن ها به صورت سرمایشی بوده و دمای محیط را حد دلخواه می رساند.
بسیاری از این سیستم ها توسط خود ما نیز قابل نصب و راه اندازی می باشد. این نوع از سیستم ها برای هر آب و هوایی سیستم مناسب همان آب وهوا می بایست نصب شود.

سیستم تهویه : تهویه فرایندی برای کنترل دما یا زدودن رطوبت، بو، دود، گرما، گردوغبار و باکتری‌ها توسط تعویض و جابه‌جایی هوای یک محیط است. تهویه شامل تبادل هوا بین خارج و داخل ساختمان و ایجاد گردش هوا در آن و همچنین یکی از عوامل مهم در حفظ کیفیت هوای داخل ساختمان است. تهویه در ساختمان‌ها به دو صورت مکانیکی و طبیعی صورت می‌گیرد. از تهویه برای دفع بوهای نامطبوع و رطوبت بیش از حد استفاده می‌شود به این صورت که با ارسال هوا به خارج از ساختمان و گردش هوا در داخل آن از سکون هوا در محیط داخل ساختمان جلوگیری می‌شود.

سیستم تهویه مطبوع : سیستم‌های تهویه مطبوع و سردسازی برای رفع گرما ایجاد شده‌اند. سرما به معنای نبود گرماست و تمام سیستم‌های تهویه مطبوع برطبق این اصل مهم عمل می‌کنند. حذف گرما می‌تواند از طریق فرایندهای تابش، همرفت یا چرخه تبرید صورت گیرد. یک سیستم تهویه مطبوع یا یک سیستم تهویه مطبوع مستقل برای یک خانه یا ساختمان، ایجاد سرما، تهویه و کنترل رطوبت را فراهم می‌آورد.

چگونگی کارکرد سیستم های HVAC

شکل زیر عملکرد اصلی این سیستم ها را نشان می دهد :

عملکرد اصلی HVAC

دستگاه اتوماسیون ساختمان ها (معمولا رایانه یا دستگاههای دیواری) تعیین می کند آیا فضا گرم و یا خنک شود و در  چه دمایی عملکرد های گرمایشی و سرمایشی اجرا شود. سیستم با استفاده از کویل  به گرم کردن یا خنک محیط می پردازد.

یک تهویه مطبوع هوا را خنک می کند و یا خشک می کند. کویل داخلی یک مبدل حرارتی هوا می باشد  که مایع را از طریق سیم پیچ عبور می دهد. سطوح Finned که متصل به این لوله ها می باشد ویژگی انتقال حرارت بین عبور هوا از طریق سیم پیچ و مایع عبور از سیم پیچ را افزایش می دهد.

نوع مایع استفاده شده بستگی به سیستم انتخاب شده دارد. تجهیزات کویل ارتباط مستقیم (DX) یا همان لوله های مسی از مبرد به عنوان مایع مایع استفاده می کنند. آب سرد (CW) نیز می تواند به عنوان یک محیط مایع استفاده شود.  صرف نظر از محیط مایع مورد استفاده، مایع به دمای کویل خنک کننده تحویل داده می شود.

در مورد تجهیزات گسترش ارتباط مستقیم، هوای عبور داده شده از سیم پیچ خنک کننده داخلی،مبرد سرد را گرم می کند. گرمایش مبرد منجر به جوش و مبرد را از مایع سرد به گاز گرم تبدیل می کند. این گاز گرم (یا بخار) از طریق کویل خنک کننده به کمپرسور از طریق یک لوله مس (خط مکش به کمپرسور) که در آن گاز گرم فشرده می شود، پمپ می شود.

در برخی موارد، یک باطری بین کولر خنک کننده و کمپرسور برای جذب مبرد غیر مایع قرار می گیرد و تضمین می کند که تنها بخار وارد کمپرسور شود.

فرآیند فشرده سازی فشار بخار مبرد را افزایش می دهد و دمای بخار را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. کمپرسور بخار را از طریق یک مبدل حرارتی دیگر (خازن خارجی) که حرارت را رد می کند و گاز داغ را  به یک مایع با فشار بالا گرم می کند، پمپ می کند.

این مایع با فشار بالا از طریق یک لوله مس کمتر (خط مایع) به یک فیلتر (یا فیلتر / خشک کن) و سپس به یک دستگاه گسترش که در آن مایع با فشار بالا به مایع سرد و مایع کم فشار می شود، پمپ می شود. مایع سرد به سیم پیچ خنک کننده داخلی وارد می شود و فرایند تکرار می شود. از آنجا که این مایع از طریق سیم پیچ خنک کننده داخلی در داخل مبدل حرارتی عبور می کند، دو چیز اتفاق می افتد که هوا بر روی سطح سیم پیچ در خارج از مبدل حرارتی اتفاق می افتد.

دمای هوا کاهش می یابد (خنک کننده حساس) و رطوبت در هوا حذف می شود (خنک شدن پنهان) اگر نقطه خنک هوا در هوای بالاتر از دمای سطح سیم پیچ است. کل خنک کننده (ظرفیت) یک سیستم AC، مجموع خنک کننده حساس و پنهان است.

بسیاری از عوامل بر ظرفیت خنک کننده یک تهویه مطبوع تاثیر می گذارد. خنک کننده به طور معکوس متناسب با دما در فضای باز است. با افزایش درجه حرارت در فضای باز ظرفیت کل کاهش می یابد. جریان هوا بیش از سیم پیچ خنک کننده داخلی نیز بر ظرفیت سیم پیچ تاثیر می گذارد و به طور مستقیم با ظرفیت کل سیستم متناسب است. با افزایش جریان هوا، ظرفیت کل نیز افزایش می یابد.