تهویه مطبوع یعنی: انجام عملیاتی روی هوا تا بتوان شرایط هوای محل مورد نظر را برای زیستن، کار کردن یا عملیات صنعتی معین، راحت و بهداشتی کرد و به حد مطلوب برسانیم. تهویه مطبوع باعث می‌شود شرایط هوا طبق روش خاصی به صورت اتوماتیک ثابت بماند یا تغییر کند.
تهویه مطبوع یا هوارسانی دلپذیر یا هوایش دلپذیر شاخه‌ای از مهندسی مکانیک است. وظیفه آن تأمین شرایطی است که موجب رفاه انسان شود و برای نگهداری محصول یا فرایند خاصی مورد نیاز باشد. برای انجام چنین عملی دستگاهی با ظرفیت مناسب بایستی نصب و در طی سال کنترل گردد. ظرفیت دستگاه با حداکثر بار لحظه‌ای واقعی تعیین می‌گردد و نوع کنترل نیز با توجه به شرایطی که باید در طی مدت اعمال پیک بار و بار جزئی تأمین شود، مشخص می‌شود.
این سیستم‌ها را می‌توان به صورت اختصاری با نام HVAC نمایش داد. نکته مهمی که باید به آن اشاره کرد این است که تهویه مطبوع بخشی از علم HVAC است ولی در بسیاری از حالات و صنایع این دو واژه را یکسان در نظر می‌گیرند و با نام تهویه مطبوع و HVAC مورد مطالعه قرار می‌دهند.
اهمیت تهویه مطبوع
شرایط محیط زیست انسان، تاثیر مستقیمی بر چگونگی حالات روانی، فیزیکی، نحوه انجام کار و بطور کلی تمام رفتارهای زندگی او دارد. از آنجائیکه بخش عمده ی زندگی بشر امروزی در داخل ساختمان می گذرد، ایجاد شرایط مطلوب زیست محیطی در ساختمان، خواه محل کار باشد، یا منزل و غیره، دارای اهمیت بسیاری است که مهمترین بخش آن تهویه مطبوع برای ساکنین ساختمان، با توجه به نوع فعالیت آنهاست.
سیستم‌های تهویه مطبوع
تهویه مطبوع به سیستمی گفته می‌شود که بتواند سه فاکتور، رطوبت ،دما و سرعت جریان هوا را کنترل کند. به صورت کلی تمام سیستم‌های تهویه مطبوع بر یک اصل استوارند که گرما و سرما را به محل مورد نظر منتقل می‌کنند. بر اساس نوع سیال می‌توان سیستم‌های تهویه مطبوع را به سه دسته ۱- سیستم تهویه مطبوع تمام هوا ۲- سیستم‌های آب و هوا – آب ۳- سیستم تهویه مطبوع تمام آب تقسیم کرد.
سیستم‌های هوا–آب
این سیستم‌ها مزیت‌ها و معایب هر دو سیستم قبل را خواهند داشت و معمولاً در این سیستم‌ها گرمایش به وسیله آب و سرمایش به وسیله هوا صورت می‌گیرد. لازم است ذکر شود که گرمایش با آب معمولاً به دو صورت امکانپذیر است. گرمایش با آب گرم که با دمای ۷۰ تا ۹۰ درجه سانتی‌گراد کار می‌کند و گرمایش با آب داغ که در این سیستم با تحت فشار قرار دادن کل سیستم، دمای آب را تا حدود ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد یا بالاتر افزایش می‌دهند. گرمایش با آب داغ معمولاً در ساختمان‌های عظیم یا جاهایی که در اثر افزایش مسیر لوله‌کشی در آب افت حرارت ایجاد می‌شود، مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سیستم تهویه مطبوع تمام آب
این سیستم‌ها نمی‌توانند میزان رطوبت هوا را تغییر دهند اما به لحاظ حجم کم تأسیسات و همچنین هزینه کم راه‌اندازی و نگهداری بر سایر سیستم‌ها مزیت دارد.
در این سیستم سیال ناقل حرارت و برودت آب می‌باشد. آب در موتور خانه در دستگاه‌های حرارتی مانند دیگ بخار یا دیگ آبگرم، گرم می‌شوند و برای گرمایش ساختمان در فصول سرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. برای فصول گرم مثل تابستان در موتورخانه از چیلر یا آبسرد کن برای تهیه آب سرد استفاده می‌شود و برای سرمایش ساختمان از این آب سرد استفاده می‌گردد. آبگرم و آبسرد تهیه شده به داخل کویل‌های مبدل حرارتی اتاق‌ها (مثل فن کویل) ارسال می‌شود. بادبزن یا فن متعلق به این دستگاه هوا را از روی کویل عبور داده و باعث گرمایش یا سرمایش اتاق‌های داخلی ساختمان می‌گردد.
سیستم تهویه مطبوع تمام هوا
تنها سیستمی که می‌تواند یک سیستم تهویه مطبوع کامل را فراهم کند. مهمترین ایراد این سیستم‌ها حجم زیاد تجهیزات و کانال‌های انتقال هوا می‌باشد.
در این سیستم نیز در موتور خانه دستگاه‌های تهیه آبسرد (چیلر) و آبگرم (دیگ آبگرم) با تجهیزات مربوط فعالیت می‌کنند و برای تهیه و ارسال هوای گرم یا سرد از دستگاه‌هایی به نام هواساز مرکزی (a.h.u) استفاده می‌شود. دستگاه هواساز دور از موتورخانه و در محلی نزدیکتر به فضای تهویه شونده در اتاقکی نصب می‌شود. سیال ناقل حرارت و برودت به داخل کویل دستگاه هواساز پمپ می‌شود و هوایی که توسط فن با سرعت از روی این کویل عبور می‌کند سرد یا گرم شده و بوسیله کانال‌های هوای سقفی بداخل فضاهای تهویه شونده توزیع می‌شود. توضیح اینکه هوای عبوری از روی کویل تصفیه فیزیکی شده و رطوبت زنی یا رطوبت‌گیری می‌شود و بعد به داخل فضاها ارسال می‌شود.
سیستم هوا شوی
نحوه عملکرد دستگاه ایرواشر بدین صورت است که آب شهری توسط یک پمپ به سیستم لوله‌کشی و توزیع آب دستگاه ایرواشر منتقل می‌کنند و سپس توسط نازلهای تعبیه شده در ایرواشر سیستم آب با فشار بالا و به صورت پودر بر روی تشتک انتهایی دستگاه پاشیده می‌شود. این عمل به افزایش انتقال حرارت بین آب و هوا کمک کرده و باعث می‌شود به کمک فن سانتریفوژی که در جلوی ایرواشر قرار دارد هوای خنک و مرطوب به وسیله ایرواشر ایجاد شود. یکی از مزایای این دستگاه تصفیه و شسته شدن هوا توسط آب می‌باشد.
عوامل هوا در تهویه مطبوع
تهویه مطبوع باید بتواند عوامل مختلف هوا را تنظیم و تثبیت نماید که اهم آنها عبارتند از:
درجه ی حرارت (Temperature)، رطوبت هوا (Air Moisture)، سرعت وزش هوا (Air Velocity)، صاف کردن و پالایش هوا از گرد و خاک (Air Filtering)، پاکی هوا با از بین بردن باکتریها (Air Sterilization) و همچنین از بین بردن بو و گازهای سمی. در این مورد درجه ی حرارت موثر عامل اصلی و بقیه جز شرایط فرعی محسوب می شوند.
انواع تهویه مطبوع از نظر درجه ی حرارت
تهویه مطبوع زمستانی یا سیستم تک فصلی گرم کننده (Heating System)
سیستم های گرمایشی مانند شوفاژ با دیگ آب گرم یا پکیج دیواری فقط قابلیت گرمایش هوا در فصول سرد سال را دارد. سیستم های حرارت مرکزی نوعی از این هستند. به غیر از انوع سیستم های حرارت مرکزی، وسایلی مانند بخاری ها و شومینه ها نیز، برای این منظور بکار می روند که البته دارای نواقص بسیار نسبت به سیستم های حرارت مرکزی هستند.
تهویه مطبوع تابستانی یا سیستم تک فصلی سرکننده (Cooling System)
سیستم های سرمایشی مانند کولر گازی، اسپلیت (نوع فقط سرد) و کولر آبی که فقط توانایی سرد کردن هوا در فصول گرم سال را دارد، بر اساس عملکرد انوع سیستم های تبرید کار می کند و انواع مختلفی دارد.
تهویه مطبوع سالانه یا سیستم دو فصلی گرم و سرد کننده (Heating & Cooling System)
سیستم های سرمایشی و گرمایشی مانند چیلر، فن کویل و هواساز قابلیت ایجاد سرمایش در فصول گرم و گرمایش در فصول سرد سال را داراست. در این سیستم یا از مجموع دو سیستم تابستانی و زمستانی در کنار هم و یا از یک سیستم یکپارچه ی دو فصلی برای تهویه مطبوع ساختمان استفاده می شود. این نوع تهویه هوا معمولاً به دلایل قابلیت بالا و صرفه جویی در برخی هزینه ها به دو سیستم قبل، ارجحیت دارد، به جز در مناطق سردسیری و یا گرمسیری که فقط به یک سیستم تک فصلی نیاز دارند.
نحوه عملکرد سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC
شکل زیر به صورت پایه‌ای و دقیق، نحوه عملکرد یک سیستم خاص تهویه مطبوع و HVAC را نشان می‌دهد. توجه کنید که در سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC معمولا یک دستگاه تنظیم خودکار وجود دارد که تعیین می‌کند فضای اتاق باید گرم یا سرد شود. همچنین این دستگاه وظیفه تعیین درجه حرارتی که دمای اتاق باید به آن برسد را نیز به عهده دارد.
نکته مهمی که در شکل بالا مشاهده می‌شود این است که سیستم فوق طوری طراحی شده است که سیم پیچ‌ها یا کویل‌های موجود در مجموعه، قابلیت گرم یا سرد شدن را داشته باشند. توجه کنید که مطابق شکل، سیم پیچ‌ها توسط بویلر، گرم و توسط چیلر، سرد می‌شوند.
با دقت به شکل بالا متوجه می‌شوید که هوا ابتدا از بیرون به داخل سیستم می‌آید و سپس از روی سیم‌پیچ یا کویل‌ها عبور می‌کند و در نهایت پس از گرم یا سرد شدن، به درون اتاق منتقل می‌شود.
توجه کنید که همزمان با ورود هوا از سیستم تهویه مطبوع و HVAC به درون اتاق، قسمتی از هوای اتاق از طریق یکی از خروجی‌ها به سیستم تهویه مطبوع باز می‌گردد. در واقع با استفاده از این فرایند، هوای اتاق با هوای تازه جایگزین می‌شود.
نوع دیگری از سیستم‌های تهویه مطبوع حضور دارند که این سیستم‌ها، سیستم‌های تهویه مطبوع کوچک هستند. نحوه عملکرد این سیستم به صورت کلی اینگونه است که، ابتدا گرما از درون یک اتاق جمع آوری می‌شود و سپس این گرما به بیرون از اتاق منتقل می‌شود و در نتیجه این فرایند، دمای هوای اتاق کاهش می‌یابد. این سیستم را می‌توان در مکان‌هایی مانند خودروها مشاهده کرد. برای مطالعه بیشتر در رابطه با این دسته از سیستم های تهویه مطبوع میتوانید اینجا را کلیک کنید.
انواع سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC
شش نوع اصلی از سیستم‌های HVAC در این بخش مورد بررسی قرار خواهند گرفت. شیوه عملکرد کلی این شش سیستم تغییرات بسیار کمی نسبت به مباحث اشاره شده در بخش‌های قبل دارد.
پمپ حرارتی
همانطور که می‌دانیم، گرما به صورت معمول تمایل دارد که از جسم گرم به جسم سرد یا از محیط با دمای بالا به محیط با دمای پایین منتقل شود. اما پمپ حرارتی مجموعه‌ای است که مسیر حرکت حرارت را در خلاف حرکت معمول آن ایجاد می‌کند. در واقع پمپ حرارتی گرما را از جسم یا یک محیط با دمای پایین به جسم یا محیط با دمای بالاتر منتقل می‌کند.
شکل زیر نمایی از یک پمپ حرارتی را به تصویر کشیده است.
پمپ حرارتی یک سیستم با کارایی و بازده بالا است و با استفاده از روندی که در ابتدای بخش توضیح داده شد، دمای اتاق را کنترل می‌کند. حالتی را در نظر بگیرید که هدف از به کارگیری پمپ حرارتی، گرم کردن یک محیط است. در این حالت، پمپ حرارتی از چرخه و سیکل تبرید مورد استفاده در تهویه مطبوع و یخچال‌ها استفاده می‌کند ولی هوای گرم تولید شده را به سمت مخالف یعنی به درون اتاق منتقل می‌کند.
توجه کنید که با برعکس کردن جریان هوا در پمپ حرارتی، می‌توان از این وسیله برای خنک کردن یک اتاق استفاده کرد. نکته مهم دیگری که باید به آن اشاره کرد این است که وقتی پمپ حرارتی برای سرمایش مورد استفاده قرار می‌گیرد، مکان کویل‌ها در سیستم عوض می‌شود ولی چرخه عملکرد آن تغییر نمی‌کند.
در یک پمپ حرارتی، مایع موجود در تبخیر کننده و اواپراتور، به بخار تبدیل می‌شود و طی این فرایند از محیط گرما دریافت می‌کند. در مرحله بعد فشار این بخار توسط کمپرسور افزایش می‌یابد و پس از آن، گاز پر فشار به کندانسور وارد می‌شود و در این قسمت و طی فرایند میعان به مایع تبدیل می‌شود. توجه کنید که میعان یک فرایند گرماده یا گرمازا است و طی این فرایند، گاز موجود در سیستم گرما را به محیط انتقال می‌دهد.
یونیت پشت بامی
«یونیت پشت بامی» (Rooftop Unit) یا پکیج پشت بامی کاربرد بسیار زیادی در علم تهویه مطبوع و صنایع مرتبط به آن دارد. توجه کنید که این مجموعه را تحت عنوان «دستگاه انتقال هوا» (Air Handler) نیز معرفی می‌کنند.
این مجموعه، همانطور که از نام آن پیداست، از یک سیستم بزرگ تهویه مطبوع و HVAC تشکیل شده و در پشت بام قرار داده می‌شود. هدف از طراحی چنین سیستمی، معتدل کردن دمای یک محیط بزرگ است.
همانطور که اشاره شد، سیستم یونیت پشت بامی، از یک جعبه بزرگ در پشت بام ساختمان اداره یا سایر انواع ساختمان‌ها تشکیل شده است. درون این جعبه اجزای مختلفی مانند، یک دمنده، المان‌های گرمایش و سرمایش، فیلتر، محفظه‌ها و دمپرها قرار دارند.
جعبه بزرگی که در بالا معرفی شد، به داکت‌های سیستم تهویه ساختمان متصل است و از این طریق، هوای تولید شده در کل ساختمان توزیع می‌شود و در نهایت بر حسب مدلی که سیستم یونیت پشت بامی از آن استفاده می‌کند، هوا به داخل سیستم باز می‌گردد و چرخه کامل می‌شود. شکل زیر نمایی از یک سیستم یونیت پشت بامی یا دستگاه انتقال هوا را به تصویر کشیده است.
پمپ حرارتی با استفاده از مایعات گرم
پمپ حرارتی با استفاده از مایعات گرم و یا به صورت عمومی، هر کدام از پمپ‌های حرارتی زمین‌گرمایی، ابزارهایی برای تامین گرمایش و سرمایش پایدار و قابل تحمل هستند. در واقع این سیستم با استفاده از دمای متعادل زمین در زمستان و تابستان، گرمایش و سرمایش را انجام می‌دهد.
توجه کنید که استفاده از پمپ حرارتی با استفاده از مایعات گرم، در زمان حاضر، روش رایجی نیست و دلیل این موضوع این است که این مجموعه باید در نزدیکی یک حجم انبوه آب قرار بگیرد. اما محبوبیت سیستم‌های مختلف پمپ حرارتی زمین گرمایی به سرعت رو به افزایش است. در واقع این سیستم یکی از سیستم‌های تولید انرژی پاک محسوب می‌شود و استفاده از آن کمک بسیار زیادی به محیط زیست می‌کند.
نکته مهمی که باید به آن توجه کرد این است که سیستم‌های پمپ حرارتی با استفاده از مایعات گرم با بهره گرفتن از دمای متعادل زمین، بازده سیستم تهویه مطبوع و HVAC را بهبود می‌بخشند. توجه کنید که نکته فوق برای انواع مختلف پمپ حرارتی مانند فعالیت در آب یا زمین، کاربرد دارد. همچنین این نکته برای هر دو حالت گرمایش و سرمایش بیان شده است. شکل زیر نمایی از یک سیستم پمپ حرارتی با استفاده از مایعات گرم را بیان می‌کند.
قدم بعدی در این سیستم این است که یک حفره در نزدیکی سیستم تهویه مطبوع یا HVAC ایجاد شود. بنابراین آب سرد در زیر زمین می‌تواند توسط سیستم به بالا منتقل شود و آب شرب و همچنین آب مورد نیاز برای چرخه پمپ حرارتی را تامین کند. بنابراین ابتدا آب بالا آمده از زمین، فیلتر می‌شود و سپس در یک مبدل حرارتی قرار می‌گیرد. بنابراین گرما از آب گرفته می‌شود و از این گرما برای افزایش دمای سیستم آب خانه استفاده می‌شود.
همانطور که بیان شد به وسیله سیستم پمپ حرارتی با استفاده از مایعات گرم، می‌توان گرمایش و سرمایش و همچنین آب گرم مصرفی را در ساختمان‌های مسکونی، اداری و تجاری تامین کرد. در شکل زیر نمایی دیگر از یک سیستم زمین گرمایی را نشان می‌دهد که منبع تامین انرژی آن می‌تواند به صورت افقی یا عمودی در زمین باشد و یا این منبع می‌تواند یک رودخانه و مخزن آب در نزدیکی منطقه در نظر گرفته شود.
سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع و HVAC
سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع اندکی شبیه به سیستم یونیت پشت بامی هستند با این تفاوت که سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع برای مصارف خانگی طراحی شده‌اند.
سیستم‌های تهویه مطبوع مانند کولرهای پنجره‌ای و اسپلیت‌های کوچک برای سرمایش اتاق‌های کوچک مورد استفاده قرار می‌گیرند و جرمی در حدود پنج تن دارند. در مقابل سیستم‌های تهویه مطبوع کوچک، سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی نیز حضور دارند، این سیستم‌ها برای مکان‌های بزرگ و با وزنی حدود 20 تن طراحی شده‌اند.
سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع، نیز بین دو سیستم فوق قرار دارند. در واقع این سیستم‌ها برای افرادی مناسب است که مقدار مصرف و حجم خانه آنها بین دو سیستم فوق قرار داشته باشد. توجه کنید که دو مدل مختلف از سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع طراحی شده است که در ادامه مطلب به معرفی آنها پرداخته می‌شود.
نوع اول این سیستم‌ها (سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع)، سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع با «کندانسور خنک شونده توسط آب» (Water Cooled Condenser) هستند. همانطور که از نام این نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع پیداست، این مدل از سیستم‌های تهویه مطبوع، سیستم‌هایی هستند که خنک کننده و کندانسور آنها به وسیله آب کار می‌کند.
توجه کنید که برای فعالیت این نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع، آب به صورت ثابت و به مقدار کافی باید تامین شود. این مدل از سیستم‌ها معمولا در داخل ساختمان نصب می‌شوند. شکل زیر نمایی از عملکرد این نوع از سیستم‌ها را به تصویر کشیده است.
نحوه عملکرد کلی این مجموعه نیز در شکل زیر به خوبی نشان داده شده است.
نوع دیگری از سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع نیز حضور دارند که به نام سیستم‌های پکیج تهویه مطبوع با «کندانسور خنک شونده توسط هوا» (Air Cooled Condenser) معروف هستند. این نوع از سیستم‌ها، توسط هوای موجود در اتمسفر خنک می‌شوند و بنابراین یونیت‌های خارجی هستند و در محیط بیرون از خانه قرار می‌گیرند.
این نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع از یک فن تشکیل شده‌اند که هوا را قبل از عبور از روی کویل‌های کندانسور به داخل محفظه می‌مکد. این موضوع مشابه حالتی است که در یونیت‌های پشت بامی مشاهده می‌شود.
این نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع، نسبت به نوع قبلی (خنک شونده توسط آب) بسیار محبوب‌تر هستند. در واقع در این نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع نیاز به طراحی دقیق و نگهداری منظم برای حضور جریان آب یکنواخت نیست. شکل زیر نمایی از این نوع از سیستم‌ها را به تصویر کشیده است.
شیوه قرار گرفتن اجزای مختلف این مجموعه در یک ساختمان نیز در شکل زیر نشان داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود این مجموعه در خارج از ساختمان قرار داده می‌شود و از جمله یونیت‌های خارجی محسوب می‌شود. همچنین برای استفاده از این سیستم از کانال‌های خاصی در خانه استفاده شده است. بنابراین این سیستم از جمله سیستم‌های همراه با کانال به حساب می‌آید.
سیستم تهویه مطبوع و HVAC از نوع اسپلیت
سیستم «اسپلیت» (Split) به صورت ساده به حالتی گفته می‌شود که اجزای کلیدی آن از یکدیگر جدا شده‌اند و در مکان‌های مختلفی قرار گرفته‌اند. در واقع نام اسپلیت نیز در زبان انگلیسی به معنای جدا شده است. در واقع بخشی از این سیستم شامل کندانسور و کمپرسور در بیرون از اتاق و بخشی دیگر مانند دمنده و تبخیر کننده در داخل اتاق قرار گرفته‌اند.
این نوع از سیستم‌ها به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. دسته اول «اسپلیت‌های کوچک« (Mini Split) نام دارد که به «سیستم بدون داکت» (Ductless System) نیز معروف هستند. دسته دوم، «سیستم مرکزی» (central system) نام دارد.
تهویه مطبوع با استفاده از سیستم مرکزی، دو مدل مختلف دارد. در شکل بالا (بخش قبل)، نمونه‌ای از سیستم‌های مرکزی از نوع پکیج را نشان داده است. در سیستم‌های پکیج مرکزی، کمپرسور، کندانسور و اواپراتور در داخل یک پکیج قرار دارند و این پکیج در مکانی نزدیک خانه و یا در سقف خانه نصب می‌شود.
نوع دیگری از سیستم‌های مرکزی وجود دارد که این سیستم‌ها به سیستم‌های مرکزی اسپلیت معروف هستند. در این نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع، کندانسور و کمپرسور در بیرون از مجموعه و اواپراتور در داخل خانه قرار می‌گیرد و با استفاده از کانال، جریان هوا در خانه توزیع می‌شود. شکل زیر نمونه از سیستم‌های مرکزی از نوع اسپلیت را به تصویر کشیده است.
سیستم مرکزی در واقع سیستم‌های به همراه داکت محسوب می‌شوند و این سیستم‌ها قادر به کنترل دما در محیط‌های مختلف هستند. در واقع با قرار دادن بادگیرهای کنترل جریان هوا، می‌توان دمای برخی از اتاق‌ها را بیشتر و برخی دیگر را کمتر تنظیم کرد.
بنابراین زمانی که یک اتاق یا فضا به ندرت استفاده می‌شود، نیازی به سرمایش آن نیست و با استفاده از این سیستم مرکزی می‌توان سرمایش آن اتاق را متوقف کرد و در نتیجه با این کار صرفه جویی بسیار زیادی در انرژی و هزینه می‌شود.
در یک سیستم تهویه مطبوع از نوع اسپلیت، مبدل حرارتی درون یک محفظه مرکزی قرار گرفته است و با استفاده از یک دمنده، هوا از روی تبخیر کننده یا اواپراتور عبور می‌کند و خنک می‌شود و در نهایت هوای خنک شده به درون اتاق منتقل می‌شود.
شکل‌های زیر نمونه‌ای از سیستم اسپلیت بدون داکت یا اسپلیت کوچک را به تصویر کشیده است. با دقت به این شکل‌های اجزای مختلف یک سیستم اسپلیت به خوبی مشاهده می‌شود. در این شکل‌ها قسمتی که در داخل اتاق قرار می‌گیرد و قسمتی از سیستم اسپلیت که در خارج از اتاق قرار می‌گیرد به صورت مجزا به تصویر کشیده شده‌اند.
نحوه قرار گرفتن این نوع از سیستم‌ها نیز در شکل زیر به خوبی نمایش داده شده است. همانطور که مشاهده می‌شود اجزای مختلف این سیستم به صورت مجزا از یکدیگر قرار گرفته‌اند. بخشی از این سیستم در بیرون قرار دارد و بخشی دیگر که شامل تبخیر کننده یا اواپراتور و دمنده هوا است در داخل اتاق قرار گرفته‌اند. در واقع قسمت خنک این سیستم در داخل اتاق و قسمت داغ آن در بیرون از اتاق قرار گرفته است.
سیستم‌های بدون داکت
کوچکترین و پرفروش‌ترین نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC، سیستم‌های بدون داکت هستند. به همین دلیل بخش جداگانه‌ای را به این سیستم‌ها اختصاص دادیم. سیستم‌های بدون داکت یا اسپلیت‌های کوچک، برای مکان‌های با اندازه نسبتا کوچک، مانند یک اتاق بزرگ یا چند اتاق کوچک طراحی شده‌اند.
این نوع از سیستم تهویه مطبوع، کمترین میزان فضا در اتاق را نیازمند است. همچنین کمپرسور و مبدل حرارتی آن می‌تواند در مکان دورتر از ساختمان اصلی قرار بگیرد. بنابراین انعطاف پذیری زیادی در شیوه استفاده از این نوع سیستم‌های تهویه مطبوع وجود دارد.
سیستم‌های بدون داکت، اصلی‌ترین و بیشترین سهم در بازار را به خود اختصاص می‌دهند. در واقع با توجه به طراحی منعطف این سیستم‌ها و قابلیت بهره گرفتن از آنها در خانه‌های مسکونی، استفاده از این نوع سیستم‌های تهویه مطبوع کاربرد بسیار زیادی دارد. این سیستم‌ها به راحتی نصب می‌شوند و زیبایی به خصوصی نیز دارند و در برخی از حالات، بخشی از تزئینات خانه به حساب می‌آیند.
ویژگی منفی سیستم‌های بدون داکت نسبت به سیستم‌های مرکزی این است که این سیستم‌ها هزینه عملکرد بالاتری دارند. اما این سیستم‌ها ویژگی‌های مثبتی نیز دارند. یکی از ویژگی‌های مثبت آنها این است که نیاز به نصب داکت در طول ساختمان ندارند. بنابراین در یک ساختمانی که ساختن آن تکمیل شده، سیستم بدون داکت بهترین گزینه به حساب می‌آید و نیاز به تغییرات اساسی برای نصب داکت و کانال ندارد.
توجه کنید که بعد از تکمیل ساخت یک ساختمان، ایجاد داکت کار بسیار سختی به حساب می‌آید و راحت‌ترین کار استفاده از سیستم‌های بدون داکت است. این نوع از سیستم‌های تهویه مطبوع در شکل زیر هم به تصویر کشیده شده است.
بنابراین می‌توان بیان کرد که یک سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع، یکی از مهمترین بخش‌های یک ساختمان است که سلامت و راحتی برای زندگی در آن ساختمان را تامین می‌کند و تاثیر به سزایی در میزان مصرف انرژی دارد. بنابراین انتخاب یک سیستم تهویه مطبوع درست، کمک بسیار زیادی به صرفه جویی در مصرف انرژی، کاهش هزینه و افزایش راحتی و سلامت دارد. نکته دیگری که به صورت دقیق به بررسی آن پرداخته شد این است که انواع مختلفی از سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC با توجه به مکان و اندازه ساختمان وجود دارد که شش مورد مختلف آن به صورت دقیق و کامل مورد بررسی قرار گرفت.
اجزا سیستم 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 ذر 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 زندستگاه‌هایی 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:
- تشتکی
- فراصوت
- دیسکی
- بستر متخلخل
- بستر صلب
- 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:
- هوا به هوا
- آب به هوا یا بالعکس
- آب به آب
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.
معرفی شرکت های تولیدکننده سیستم های تهویه مطبوع
برند Polo
برند PoLo به گونه ای طراحی شده است تا بتواند به تعادل کامل برتری تکنولوژیکی و زیبائی از نظر آیرودینامیکی برسد. طراحی آغاز انتخاب است. در واقع برای انتخاب یک کولر گازی یکی از مهمترین پارامترهای آن زیبائی و شکیل بودن آن می باشد، برای اینکه در اولین نگاه انسان به ظاهر آن توجه می کند، که باید بیشترین همخوانی را با طراحی داخلی منزل داشته باشد.
در این بخش با توجه به مارکت ایران ، برند PoLo سعی بر آن داشته تا طراحی های خود را برای مارکت ایران به گونه ای در نظر بگیرد که با خانه های مدرن امروزۀ ایرانی و علایق مردم ایران زمین نزدیکترین همخوانی را داشته باشد.
شرکت ریم Rheem
این شرکت در سال 1920 تاسیس شده است و در اواخر دهه 60 میلادی و اوایل دهه 70 میلادی فعالیت خود را در عرصه سیستم های تهویه مطبوع نیز آغاز نموده است و در سال 1979 میلادی فعالیت خود را در زمینه سیستم های مرکزی – حرارتی و ایرکاندیشن های (High-Efficiency) شروع کرد.
همچنین موفق شد تا در سال 1992 میلادی کوچکترین نوع دستگاه Gas Furnace را به بازارهای جهانی عرصه نماید.
