بخش دوم :
جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، بخش‌های قبلی و بعدی را مطالعه کنید.
مقدمه
هواسازها دستگاه‌های کلیدی در سیستم‌های تهویه مطبوع هستند که با توجه به نیازهای متفاوت پروژه‌ها و محیط‌های مختلف، به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند. این تقسیم‌بندی بر اساس معیارهایی چون کاربرد، نوع طراحی، و کنترل جریان هوا انجام می‌شود. در این متن، انواع هواسازها به تفکیک و با توضیحات دقیق بررسی می‌شوند تا با شناخت ویژگی‌ها و مزایای هر نوع، بهترین گزینه برای هر پروژه انتخاب شود.
طبقه‌بندی انواع هواساز بر اساس کاربرد
هواسازها با توجه به نیازهای پروژه و محیط مورد نظر، به سه گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
1. هواسازهای معمولی یا نرمال : مناسب برای کاربردهای عمومی و فضاهایی که الزامات خاص بهداشتی ندارند.
2. هواسازهای هایژنیک یا بیمارستانی : طراحی شده برای محیط‌هایی با حساسیت بالا به بهداشت و تصفیه هوا، مانند بیمارستان‌ها و آزمایشگاه‌ها.
3. هواسازهای سقفی یا توکار : بهینه برای فضاهایی که نیاز به صرفه‌جویی در فضا دارند، مانند واحدهای تجاری یا مسکونی کوچک.
هر یک از این انواع با توجه به ویژگی‌ها و مزایای خود، در پروژه‌های خاصی کاربرد دارند که توضیحات دقیق‌تر درباره آن‌ها را می‌توانید در ادامه مطالعه کنید.
هواساز معمولی (Normal)
هواسازهای معمولی، دستگاه‌هایی با طراحی ساده و استاندارد هستند که بدنه آن‌ها غالباً از ورق گالوانیزه ساخته می‌شود. این دستگاه‌ها به دلیل ساختار پایه و عملکرد عمومی، برای فضاهایی مناسب‌اند که نیاز به شرایط هوایی خاص یا فوق‌العاده تمیز ندارند.
ویژگی‌های هواساز معمولی :
• اجزای اصلی :
این سیستم شامل یک یا حداکثر دو لایه فیلتراسیون، کویل‌های سرمایش و گرمایش، و فن دمنده است.
• صرفه‌جویی در انرژی :
علاوه بر استفاده از هوای تازه (هوای محیط بیرونی)، از هوای برگشتی داخل ساختمان نیز بهره می‌برد تا انرژی کمتری برای تهویه و تنظیم دما مصرف شود.
• قابلیت‌های توسعه :
امکان اضافه کردن سیستم‌های بازیافت حرارت، رطوبت‌زنی و یا رطوبت‌گیری به این هواسازها وجود دارد، که انعطاف‌پذیری بیشتری برای برآورده‌کردن نیازهای خاص پروژه فراهم می‌کند.
• کاربردها :
این نوع هواساز در فضاهایی که به کیفیت هوای معمولی و اقتصادی نیاز دارند، بسیار کاربردی است. از جمله :
o تالارهای پذیرایی
o دانشگاه‌ها و مراکز آموزشی
o سالن‌های ورزشی
o فروشگاه‌ها و مراکز خرید زنجیره‌ای
هواسازهای معمولی با قابلیت‌هایی نظیر افزودن فناوری‌های بازیافت انرژی و کنترل رطوبت، گزینه‌ای مناسب و مقرون‌به‌صرفه برای طیف وسیعی از کاربردها هستند.
هواساز هایژنیک یا بیمارستانی (Hygienic Air Handling Unit)
هواسازهای هایژنیک، دستگاه‌هایی پیشرفته و با طراحی تخصصی هستند که برای تأمین هوای کاملاً استریل و پاکیزه به کار می‌روند. این دستگاه‌ها برای فضاهایی با الزامات بهداشتی بالا مانند بیمارستان‌ها، آزمایشگاه‌های دقیق، و اتاق‌های تمیز (Clean Rooms) طراحی شده‌اند، جایی که کیفیت بالای هوا و حذف آلاینده‌ها از اهمیت حیاتی برخوردار است.
ویژگی‌های کلیدی هواساز هایژنیک :
• طراحی بدنه و ساختار :
o استفاده از پروفیل‌های ترمال بریک در ساختار فریم دستگاه برای جلوگیری از انتقال حرارت.
o جداره داخلی بدنه از ورق استیل ساخته می‌شود که گوشه‌های منحنی آن مانع تجمع آلودگی و تسهیل فرآیندهای نظافتی می‌شود.
• فناوری پیشرفته در فن‌ها :
به جای استفاده از سیستم‌های پولی و تسمه که ممکن است ذرات آلاینده ایجاد کنند، از فن‌های مستقیم یا Plug Fans استفاده می‌شود.
• فیلتراسیون پیشرفته :
تعداد و نوع فیلترها در این دستگاه‌ها بیشتر و حساس‌تر از هواسازهای معمولی است، مانند فیلترهای HEPA و ULPA برای حذف ذرات بسیار ریز.
عملکرد و محدودیت‌ها :
• تنها از هوای تازه برای تأمین جریان هوادهی استفاده می‌شود، زیرا بازگرداندن هوای برگشتی ممکن است خطر انتقال آلودگی را افزایش دهد.
• برای بهره‌گیری از انرژی هوای خروجی، این سیستم‌ها به فناوری بازیافت حرارت (Heat Recovery) مجهز هستند که به‌طور غیرمستقیم از انرژی هوای دفع‌شده استفاده می‌کنند.
کاربردها :
• بیمارستان‌ها و اتاق‌های عمل
• آزمایشگاه‌های دارویی و ابزار دقیق
• صنایع تولید تجهیزات حساس
• اتاق‌های تمیز (Clean Rooms) برای صنایع الکترونیک یا داروسازی
هواسازهای هایژنیک به دلیل ساختار تخصصی، توانایی تأمین بالاترین سطح کیفیت هوای موردنیاز را دارند و به‌عنوان یکی از تجهیزات ضروری در پروژه‌های با حساسیت بهداشتی بالا شناخته می‌شوند.
هواساز سقفی توکار (Concealed Ceiling Air Handling Unit)
هواساز سقفی توکار نوعی از هواسازهای معمولی است که با ظرفیت هوادهی محدود و طراحی جمع‌وجور، در سقف کاذب داخل ساختمان نصب می‌شود. این سیستم به دلیل فضای محدود سقف کاذب، طراحی شده است تا حد امکان ابعاد کوچکی داشته باشد. این دستگاه عموماً از پیش‌فیلتر فلزی، کویل مشترک سرمایش و گرمایش و فن دمنده تشکیل شده است.
ویژگی‌های اصلی هواساز سقفی توکار :
• طراحی جمع‌وجور :
با توجه به محدودیت فضای سقف کاذب، ابعاد دستگاه کوچک در نظر گرفته می‌شود.
• ساختار ساده :
امکان استفاده از آیتم‌های متنوع در این نوع دستگاه وجود ندارد و طراحی آن بر اساس حداقل نیازها صورت می‌گیرد.
• هوادهی مناسب :
این دستگاه در مقایسه با فن‌کوئل‌های کانالی قادر به تأمین حجم هوای بیشتر و با فشار بالاتر است.
• کاهش هزینه‌ها :
به دلیل طراحی ساده و استفاده از مواد کمتر، قیمت آن نسبت به هواسازهای معمولی اقتصادی‌تر است.
کاربردها :
• رستوران‌ها و کافه‌ها
• فروشگاه‌ها و فضاهای تجاری کوچک
• فضاهایی با سقف کاذب مناسب و حجم هوادهی متوسط (کمتر از 10,000 cfm)
مزایای استفاده :
1. نصب در فضای داخلی :
این سیستم انتخاب مناسبی برای فضاهایی است که امکان نصب دستگاه روی پشت‌بام وجود ندارد.
2. سهولت کانال‌کشی :
در ساختمان‌هایی که کانال‌کشی خارجی ممکن نیست، این سیستم گزینه ایده‌آلی محسوب می‌شود.
3. هزینه مناسب‌تر :
در مقایسه با هواسازهای معمولی، قیمت این سیستم‌ها به‌صرفه‌تر است.
محدودیت‌ها :
• صدای عملکرد :
ازآنجاکه این دستگاه در داخل ساختمان نصب می‌شود، صدای تولیدشده هنگام عملکرد ممکن است بیشتر از سایر سیستم‌های مشابه احساس شود.
• ظرفیت محدود :
برای پروژه‌هایی که به حجم هوای بالا نیاز دارند، این سیستم مناسب نیست.
نام‌گذاری :
به دلیل استفاده رایج این دستگاه در واحدهای مسکونی و آپارتمانی، هواساز سقفی توکار گاهی با نام هواساز آپارتمانی نیز شناخته می‌شود.
این دستگاه با ساختار کارآمد و اقتصادی، گزینه‌ای ایده‌آل برای فضاهای کوچک و متوسط است که نیاز به تهویه‌ای مؤثر و کم‌هزینه دارند.
انواع هواساز بر اساس نوع کنترل جریان هوا
هواسازها با توجه به شیوه کنترل جریان هوا به دو نوع حجم ثابت (Constant Air Volume - CAV) و حجم متغیر (Variable Air Volume - VAV) تقسیم‌بندی می‌شوند. در ادامه، ویژگی‌ها و کاربردهای هر یک را بررسی می‌کنیم :
هواساز با حجم هوادهی ثابت (Constant Air Volume - CAV)
در هواسازهای حجم هوادهی ثابت، جریان هوای خروجی از دستگاه همواره با نرخ ثابتی حفظ می‌شود، و تنظیم دمای فضای داخلی از طریق تغییر دمای هوای خروجی صورت می‌گیرد. این تغییرات دمایی با کنترل میزان جریان آب عبوری از کویل سرمایشی یا گرمایشی (معمولاً با استفاده از شیرهای سه‌راهه برقی) انجام می‌شود.
شیر سه‌راهه برقی
شیر سه‌راهه برقی از دو بخش اصلی تشکیل شده است: بدنه شیر و موتور برقی. این شیر نقش کلیدی در کنترل جریان آب ورودی به کویل‌های سرمایشی یا گرمایشی در دستگاه‌های تهویه مطبوع ایفا می‌کند.
عملکرد :
کنترلر سیستم، با اندازه‌گیری و مقایسه دمای فعلی هوا با دمای تنظیم‌شده (Set Point)، دستوری را به موتور برقی شیر سه‌راهه ارسال می‌کند. این فرمان باعث تغییر موقعیت شیر می‌شود، به‌طوری‌که :
• جریان آب عبوری از کویل سرمایشی یا گرمایشی به میزان مورد نیاز کاهش یا افزایش می‌یابد.
• این تغییر معمولاً به‌صورت تدریجی (Modulating) انجام می‌شود تا دمای هوای خروجی از دستگاه با دقت بیشتری تنظیم شود.
ویژگی‌ها و نحوه عملکرد هواساز با حجم هوادهی ثابت :
• ثبات جریان هوا : در تمام شرایط، حجم جریان هوا ثابت می‌ماند و تنها دمای هوای عبوری از کویل تغییر می‌کند.
• کنترل دمای زون‌ها : در صورت نیاز به دماهای مختلف در بخش‌های گوناگون ساختمان (زون‌ها)، می‌توان از کویل‌های بازگرمایش در مسیر کانال هر زون استفاده کرد. این کویل‌ها با عبور آب گرم از لوله‌های خود، دمای هوای هر زون را به مقدار دلخواه تنظیم می‌کنند.
گزینه‌های گرمایش :
1. کویل آب گرم : آب گرم از طریق بویلر تأمین شده و درون لوله‌های کویل جریان می‌یابد تا هوای عبوری را گرم کند.
2. هیتر الکتریکی : در صورت نبود تجهیزات تأمین آب گرم یا برای ساده‌سازی، می‌توان از هیترهای الکتریکی به عنوان جایگزین کویل آب گرم استفاده کرد.
مزایای سیستم CAV :
• سادگی طراحی و عملکرد : به دلیل ثبات حجم هوا، سیستم ساده‌تر است و نیاز به تجهیزات پیچیده کمتری دارد.
• هزینه اولیه کمتر : در مقایسه با سیستم‌های حجم متغیر (VAV)، هزینه طراحی و نصب کمتری دارد.
معایب سیستم CAV :
• مصرف انرژی بیشتر: به دلیل ثابت ماندن جریان هوا، دستگاه ممکن است انرژی بیشتری مصرف کند.
• محدودیت در تطبیق: این سیستم برای فضاهایی که نیاز به تغییرات سریع یا گسترده در جریان هوا دارند، مناسب نیست.
کاربردها :
• ساختمان‌های آموزشی.
• مراکز همایش و سالن‌های اجتماعات.
• فضاهایی با نیازهای دمایی کمتر متغیر.
هواسازهای CAV انتخابی مناسب برای پروژه‌هایی هستند که به یک جریان هوای ثابت و ساده نیاز دارند و شرایط تهویه پیچیده‌ای ندارند.
هواساز با حجم هوادهی متغیر (Variable Air Volume)
در سیستم‌های هواساز با حجم هوادهی متغیر یا VAV، دمای هوای خروجی از دستگاه ثابت نگه داشته می‌شود، اما حجم هوای ارسالی به فضا بر اساس نیاز دمایی ساختمان تغییر می‌کند. این نوع سیستم‌ها با تنظیم سرعت چرخش فن (از طریق اینورتر)، دِبی هوای خروجی را به‌صورت پویا کم یا زیاد می‌کنند.
عملکرد هواساز با حجم هوادهی متغیر :
• کنترل حجم هوادهی :
سرعت فن توسط اینورتر کنترل می‌شود. اینورتر با تغییر فرکانس کاری الکتروموتور، دور فن و در نتیجه حجم هوای خروجی را تنظیم می‌کند.
• تنظیم دما در فضاها :
کنترلر هواساز با مقایسه دمای محیط با دمای مطلوب (Set Point)، فرمان لازم را به اینورتر ارسال می‌کند. با کاهش یا افزایش سرعت چرخش فن، میزان هوای ارسالی به فضا تنظیم می‌شود.
ایجاد دماهای متفاوت در زون‌های مختلف :
برای ساختمان‌هایی که دارای زون‌های متعدد هستند، باکس‌های VAV در مسیر کانال هر زون نصب می‌شوند. این باکس‌ها دارای دمپرهایی هستند که :
1. به‌صورت خودکار عمل می‌کنند و بر اساس دمای مطلوب در هر زون، حجم هوای عبوری را تغییر می‌دهند.
2. باعث ایجاد شرایط دمایی مناسب در هر بخش ساختمان می‌شوند، بدون نیاز به تغییر دمای هوای اصلی تولیدشده توسط هواساز.
مزایای سیستم VAV :
1. صرفه‌جویی در مصرف انرژی :
کاهش سرعت فن در مواقع کم‌باری به کاهش مصرف انرژی منجر می‌شود.
2. کنترل دقیق دما :
امکان تنظیم مستقل دما در زون‌های مختلف.
3. عملکرد بهینه :
توانایی پاسخگویی به نیازهای مختلف با کمترین مصرف منابع.
سیستم‌های هواساز VAV با بهره‌گیری از اینورتر و باکس‌های VAV، توانایی تأمین شرایط مطلوب در ساختمان‌های بزرگ و دارای زون‌های مختلف را دارند. این فناوری پیشرفته، علاوه بر کاهش هزینه‌های انرژی، راحتی بیشتری برای ساکنین فراهم می‌کند.
نتیجه‌گیری
با توجه به نیازهای متنوع پروژه‌ها و فضاهای مختلف، انتخاب هواساز مناسب می‌تواند نقش بسزایی در بهبود کارایی انرژی، افزایش راحتی محیط و تضمین کیفیت هوای داخلی داشته باشد. هواسازهای معمولی برای کاربردهای عمومی، هواسازهای هایژنیک برای محیط‌های با الزامات بهداشتی بالا و هواسازهای سقفی توکار برای فضاهای با محدودیت‌های فضایی گزینه‌های مناسب هستند. همچنین، هواسازهای با حجم هوادهی ثابت و متغیر هر کدام با ویژگی‌های خاص خود، انتخاب‌های مناسب برای پروژه‌های متفاوت هستند.