سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی مقایسه و بررسی آن ها

سیستم های   تهویه مطبوع بسیار زیادی در جهان با تنوع کاربری، عملکرد و قیمت های متفاوت تولید و به بازار عرضه می گردند و با افزایش سطح استاندارد و کیفیت زندگی افراد، توجه به نوع سیستم و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی و میزان آرامشی که در هنگام استفاده از این تجهیزات حاصل می شود، دپارتمان مهندسی زایافن سعی دارد در این مقاله  اطلاعاتی را در انتخاب نوع سیستم تهویه مطبوع  که مورد توجه بسیاری قرار میگیرد در اختیار شما قرار دهد. همچنین با بالارفتن هزینه های انرژی در جوامع امروزی میزان استفاده این تجهیزات از انرژی الکتریکی نیز یکی از موارد مهم و تاثیرگذار در انتخاب مناسب نوع سیستم های تهویه مطبوع مورد نیاز در هرپروژه می باشد.

سیستم های تهویه مطبوع مستقل

کولر اسپلیت یونیت

داکت اسپلیت یا اسپلیت کانالی

سیستم مینی چیلر (mini Cooled Chiller)

 

کولر گازی و اسپلیت:

یکی از محصولات تهویه مطبوع است که دارای قابلیت سرمایش و گرمایش است و در انواع و اشکال مختلفی تولید و مورد استفاده قرار می گیرد. کولرگازی ها از سیکل تبرید پیروی می کنند که اصلی ترین اجزای آن، کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور است. مبرد فریونی با ویژگی های خاص از داخل این سیکل بسته عبور می کند تا با تبادل حرارتی با محیط، سرمایش و گرمایش فضای کاربری را تامین کند. تبرید به منظور شرایط مناسب برای کاهش دمای یک مکان (یا یک ماده) نسبت به محیط آن صورت می گیرد و یا انتقال گرما از یک محیط با دمای پایین به یک محیط با دمای بالاتر. گرما از یک محیط با دمای بالاتر به یک محیط با دمای پائین تر به خودی خود انتقال می یابد و نیاز به عملیات خاصی نداریم ولی چنانچه بخواهیم عکس این را عمل را انجام دهیم حتما نیاز به کار خاصی داریم. در سیستم تبرید تراکمی مقداری گرما در اواپراتور جذب و مقداری گرما در کندانسور دفع می گردد.

داکت اسپلیت:

داکت اسپلیت (اسپلیت کانالی) معمولی گرید B

داکت اسپلیت کم مصرف اینورتر گرید A. این نوع داکت اسپلیت برای جلوگیری از هزینه مصرف برق با رده انرژی A، طراحی و تولید شده اند. در داکت اسپلیت های اینورتر، کمپرسور با قابلیت دور متغیر استفاده می گردد که با کاهش دمای محیط داخلی، دور کمپرسور کاهش و با افزایش دما، دور کمپرسور افزایش می یابد.

مینی چیلر:

مینی چیلر یکی دیگر از دستگاه های تهویه مطبوع هوا می باشد که دارای دو دسته هوا خنک و آب خنک می باشد. مینی چیلر تراکمی دقیقا مشابه چیلر تراکمی بر پایه سیکل تبرید تراکمی (کمپرسور، اواپراتور، کندانسور، شیر انبساط و مبرد) کار می کند و در مداری بسته عمل سرد سازی آب انجام می شود.

سیستم های تهویه مطبوع مرکزی

سیستم های تهویه مطبوع مرکزی شامل انواع چیلر تراکمی آبی، چیلر تراکمی هوایی، چیلر جذبی و… میباشند که همراه با انتخاب چنین سیستم هایی،انتخاب، خرید و نصب تجهیزات دیگری مانند برج خنک کننده، فن کویل،هواساز الزام پیدا میکنند.

سیستم VRF

مخفف این سه کلمه می باشد:       Flow) F  –   (Refrigent) R  –   (variable) V)

به معنای جریان متغیر سیال در پنل ها (یونیت داخلی) می باشد. به تعریف ساده تر این دستگاه شبیه کولر گازی با چندین یونیت داخلی می باشد.

سیستم های تهویه مطبوع VRF در ۵۰ درصد از ساختمان های اداری و در ۳۳ درصدر ساختمان های بزرگ تجاری این کشور به کار ميرود .

سیستم چیلر

چیلر نوعی از تاسیسات  تهویه مطبوع ساختمان است که در طی فرایند تراکم بخار، حرارت را از مایع ( معمولا آب) می گیرد. چیلرها به دو دسته چیلرهای متراکم و جذبی دسته بندی می شوند. چیلرهای متراکم با انرژی برق کار می کنند و مصرف برق آنها بسیار بالاست. به همین دلیل اکثر مالکین و مهندسین ساختمانی ترجیح می دهند از چیلرهای جذبی استفاده کنند. چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث خنک شدن هوا می شوند.

مقایسه داکت اسپلیت با مینی چیلر:

• با توجه به سوالات مکرر سازندگان واحدهای مسکونی در خصوص مقایسه هزینه تهیه و اجرا و بهره برداری داکت اسپلیت با مینی چیلر (+فن کویل ها) برای هر واحد مسکونی، طبق محاسبه و برآورد و تجربه کارشناسان فروش شرکت دماتجهیز، انجام صحیح برآورد و مقایسه این هزینه ها به عوامل متعددی مانند برند انتخابی، متراژ زیر بنای واحد، محل و چگونگی اجرا و … بستگی دارد.
  اما در شرایط نرمال طبق برآوردها، هزینه تمام شده خرید، نصب و اجرای سسیستم داکت اسپلیت حدود 40% کمتراز هزینه خرید، نصب و اجرای مینی چیلر (+فن کویل سقفی) برای واحد مسکونی مشابه و با برند مشابه می باشد.
• در زمینه هزینه های بهره برداری که عمدتا شامل هزینه برق مصرفی + هزینه تعمیرات دوره ای و شارژ گاز مبرد می باشد نیز تفاوت چندانی بین هزینه مصرف برق و دیگر هزینه های بهره برداری داکت اسپلیت و مینی چیلر نمی باشد اما در صورت استفاده از داکت اسپلیت با ظرفیت بیشتر از 3 تن تبرید، در زیر دستگاه در صورت عدم نصب دریچه مکش و طراحی غیر صحیح کانال صدای عبور هوا کاملا جلب توجه می نماید.

کاربرد چیلر

کاربرد درمنازل و ادارات

زمانی که از چیلر در ساختمان ها استفاده می شود آب خنک از طریق لوله ها به قسمت های مختلف ساختمان منتقل شده و گرما را جذب می کند سپس آب گرم شده مجدداً به چیلر باز می گردد و در آنجا خنک شده و سپس آب خنک دوباره وارد لوله ها می شود و بدین ترتیب فضا خنک می شود.

کاربرد در صنعت

زمانی که از چیلر در صنعت استفاده می شود وظیفه ی چیلر خنک کردن سیال مورد نظر است. برای مثال از یک مبدل حرارتی استفاده می کنند بدین صورت که یک سیال را از یک سمت و آب سرد شده توسط چیلر را از سمت دیگر وارد یک مبدل حرارتی می کنند و پس از آن به دلیل تبادل حرارتی بین سیال و آب، ماده سیال مورد نظر خنک می شود.

اجزا سیستم های تهویه مطبوع

در این مرحله خلاصه‌ای از اجزای بکار رفته در سیستم‌های تهویه معرفی می‌شوند. این اجزا در انواع سیستم‌های تهویه به گونه‌ای به کار رفته‌اند.

منابع حرارت

منابع حرارت معمولاً با مصرف سوخت یا الکتریسیته حرارت تولید می‌کنند که بر اساس نوع سیالی که گرم می‌شود با نام‌های دیگ (منابع حرارتی که سیال مایع را گرم می‌کنند) و کوره (منابع حرارتی که سیال گاز را گرم می‌کنند) شناخته می‌شوند.

منابع برودت

در همه سیستم‌های مکانیکی ایجاد سرمایش تنها از طریق برودت تبخیری امکانپذیر است و هرچه سرعت تبخیر یک ماده بیشتر باشد میزان سرمایش ایجاد شده توسط آن نیز بیشتر خواهد بود. منابع برودت در سیستم‌های معمول گرمایش و سرمایش به نام چیلر شناخته می‌شوند و به دو نوع ضربه‌ای یا معمولی و چیلر جذبی تقسیم می‌شوند. در هر دو نوع سرمایش در اثر بخار شدن ماده‌ای به نام ماده مبرد که معمولاً گازی شکل است ایجاد می‌گردد.

مخزن انبساط

این قسمت فقط در سیستم‌های تمام آب وجود دارند. در سیستم‌های تمام آب چون مدار حرکت سیال بسته می‌باشد با تغییر دمای سیال موجود در سیستم و تغییر حجم آن به اتصالات سیستم و کل مدار فشار وارد شده و ممکن است باعث ایجاد اشکال در سیستم شود. منبع انبساط قطعه‌ای است که وظیفه کنترل تغییر حجم سیال را به عهده دارد. فقط یک نمونه از منبع انبساط مدل دیاگرامی در دنیا موجود است.

پمپ‌ها

این دستگاه‌ها وظیفه به حرکت درآوردن سیال را به عهده دارند. پمپ‌هایی که سیال مایع را به حرکت درمی‌آورند معمولاً از نوع پمپ‌های حلزونی هستند و پمپ‌هایی که سیال گاز را به حرکت درمی‌آورند، فن یا بادزن نامیده می‌شوند و در دو نوع جریان محوری و جریان عمودی بکار می‌روند. دستگاه‌های رطوبت زن دستگاه‌هایی هستند که برای افزایش رطوبت محیط از آن‌ها استفاده می‌شود. این دستگاه با سیستمای مختلف و متفاوتی کار می‌کنند؛ که برخی از آن‌ها عبارتند از:

1. تشتکی
2. فراصوت
3. دیسکی
4. بستر متخلخل
5. بستر صلب
6. پاششی

دستگاه‌های رطوبت گیر

این دستگاه‌ها به صورت معمول با استفاده از پدیده فیزیکی تعرق رطوبت هوا را از بین می‌برد. بدین معنی که با سرد کردن هوا دمای آن به پایین‌تر از نقطه شبنم می‌رسد و رطوبت هوا به صورت قطرات ریز آب از هوا خارج می‌شوند. این دستگاه‌ها در حالت عادی بوسیله یک منبع برودت یک کویل را سرد کرده (کویل سرمایش ایجاد می‌کند) و با عبور هوا از روی کویل رطوبت آن گرفته می‌شود.

کویل‌ها

کویل‌ها در واقع محلهای تبادل حرارت در سیستم‌های سرمایش گرمایش هستند. کویل‌ها را بر اساس عملکرد می‌توان به دو نوع سرمایشی گرمایشی تقسیم کرد. همین‌طور کویل‌ها را بر اساس سیال به سه دسته زیر تقسیم می‌کنند:

1. هوا به هوا
2. آب به هوا یا بالعکس
3. آب به آب

بیشترین کاربرد کویل در سیستم برقی ماشین‌های اشتعال جرقه‌ای است.

فن و هواکش‌ها

هواکش‌ها نیز به عنوان یکی از اجزا دستگاه‌های تهویه مطبوع نقش مهمی در آن‌ها داشته و به نوعی قلب تپنده این دستگاه‌ها به‌شمار می‌روند. اصولاً وظیفه جابجایی هوای گرم یا سرد عبوری از کویل‌های یا هوای تمیز شده توسط فیلترها در دستگاه‌های تهویه مطبوع بعهده هواکش‌ها است. هواکش‌های بکار رفته در دستگاه‌های تهویه مطبوع از دو نوع هواکش‌های گریز از مرکز یا هواکش‌های جریان محوری است.

هدف از تهویه مطبوع چیست؟

تهویه مطبوع از طرق مختلف این شرایط را در محیط‌های مسکونی، صنعتی، تجاری، پزشکی، اداری و بدون در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی برای انسان فراهم می‌کند که عبارتند از:

1. کنترل دمای محیط بوسیلهٔ سرمایش و گرمایش دهی
2. کنترل رطوبت بوسیلهٔ خشک کردن و رطوبت دهی
3. کنترل سرعت وزش هوا و تصفیهٔ هوا
4. به‌وجود آوردن هوای پاک و سالم
5. ضد عفونی و ایزوله کردن هوا در محیط‌های پزشکی و بیمارستان‌ها.

همچنین تهویهٔ مطبوع نقش مهمی در آسمان خراش‌های بزرگ و محیط‌های دریایی مانند آکواریوم‌ها که ایمنی و سلامت محیطیشان وابسته به تغییرات دما و رطوبت است ایفا می‌کند.

در اصل طراحی سیستم‌های HVAC از یکی از زیر گروهای اصلی مهندسی مکانیک و بر اساس اصول ترمودینامیک، مکانیک شاره هاو انتقال گرما به‌وجود آمده‌است.