هواساز
هواساز
پرکاربردترین دستگاه در سیستمهای تهویه مطبوع هواساز میباشد. این دستگاه هوای نامطلوب را دریافت کرده، بر اساس نیاز مورد نظر فرایند تهویه را بر روی آن انجام داده، و به وسیلهی شبکهی کانال هوای تهویه شده را به فضای مورد نظر منتقل و در آنجا توزیع مینماید. بر اساس نوع کاربری، فرایند تهویه شامل یک یا ترکیبی از چند فرایند تنظیم دما، تنظیم رطوبت، تامین هوای تازه و یا فیلتراسیون میباشد. برای هریک از این فرایندها تجهیزات مختلفی به ساختمان هواساز اضافه میشود. نوع، کیفیت، عملکرد و سایز تجهیزات هواساز در ارتباط با یکدیگر و براساس نیاز نهایی تهویه طراحی و مشخص میشوند.
به علت قابلیت های زیاد و امکان تامین انواع فرایند تهویه، هواسازها در کاربری های بسیار وسیعی استفاده میشوند. سالنهای بزرگ تجاری، صنعتی، آموزشی، نمایشی، ورزشی، اجتماعات، انبار مواد و تجهیزات حساس، فضاهای با استاندارد "اتاق تمیز"، اتاقهای عمل، صنایع داروسازی، بیمارستانها، اتاقهای کنترل و... از موارد مهم استفاده از سیستم تهویه هواساز میباشد.
به طور کلی فرایند تهویه شامل یک یا ترکیبی از چهار فرایند تنظیم دما، تنظیم رطوبت، فیلتراسیون و تامین هوای تازه میباشد. هریک از این فرایندها در بخش مخصوص و توسط تجهیزات خاص که در استراکچر هواساز نصب شدهاند انجام میگیرد. در ادامه در مورد هر فرایند و تجهیزات مربوط به آن توضیحات مختصری ارائه میگردد.
- تنظیم دما: با تبادل حرارت بین هوا با آب یا مبرد و در مبدل حرارتی هوایی (که به اصطلاح کویل نامیده میشود) صورت میپذیرد. در یک سمت این نوع مبدل مبرد (کویل DX) یا آب (کویل آبی) و در سمت دیگر هوا جریان دارد. کویل گرمایشی جهت افزایش دمای هوا و کویل سرمایشی جهت کاهش دمای هوا استفاده میشود.
- تنظیم رطوبت: جهت افزایش رطوبت هوا از دستگاه رطوبتزن استفاده میشود. این دستگاه براساس نوع نیاز با تزریق بخار آب (رطوبت زن بخار) یا پاشش مستقیم قطرات ریز آب (اسپری آب) در جریان هوا، رطوبت آن را افزایش میدهد. رطوبت گیری هوا نیز معمولا توسط کویل سرد انجام میشود. کویل سرد با کاهش دمای هوا ظرفیت رطوبت پذیری آن را کاهش میدهد. رطوبت مازاد بر روی پرههای کویل تقطیر شده و از جریان هوا خارج میشود. در موارد خاص که امکان استفاده از کویل وجود ندارد از نوعی فیلتر جاذب رطوبت استفاده میشود
- فیلتراسیون: هر تجهیزی که ذرات نامطلوب موجود در جریان هوا را از آن خارج کند فیلتراسیون نامیده میشود. این عمل میتواند به صورت جذب، ته نشینی و یا تجزیه ذرات انجام شود. فیلترها در انواع زیاد و کاربردهای گستردهای استفاده میشوند. فیلترهای آلومینیومی، پلیتد و کیسه ای به صورت عمومی و فیلترهای هپا، کربن اکتیو و فرابنفش جهت کاربریهای خاص مانند اتاق تمیز استفاده میشود.
- تامین هوای تازه: انتقال هوای تازه از محیط بیرون به فضای تهویه. این عمل برای تنظیم اکسیژن هوا در محفظه اختلاط (Mixing Box) انجام میشود. در این محفظه حجم معینی از هوای تازه با بخشی از هوای برگشتی از فضای تهویه مخلوط شده و جهت تهویه به بخشهای بعدی هواساز منتقل میشود.
استاندارد تهویه مطبوع در برخی از محیطهای خاص مانند اتاقهای تمیز، اتاقهای کنترل و.... شامل برخی محدودیتهای ویژه در سطح آلایندگی، صدا، رطوبت و .... میشود که با تجهیزات عمومی هواساز قابل تامین نیستند. بدین منظور تجهیزات خاصی جایگزین و یا به دستگاه اضافه میشوند. در ادامه به معرفی برخی از این تجهیزات میپردازیم.
1-پلاگ فن (Plug Fan): این دسته جز فنهای بکوارد با راندمان بالا تقسیمبندی میشوند. قطر آنها نسبت به فنهای بکوارد معمول بیشتر و عرض کمتری دارند. محفظهی هوزینگ نداشته و به جای آن از یک باکس آلومینیومی با عایق صوتی و حرارتی استفاده میشود. علاوه بر این سیستم انتقال گشتاور آن به صورت مستقیم بوده و از تسمه استفاده نمیشود. عدم وجود تسمه و هوزینگ باعث کاهش تولید و انتقال آلاینده به هوای تهویه میشود. نوع پروفیل پره و انتقال غیر مستقیم جریان هوا به کانال، موجب کاهش جریانات آشفته و یکنواختی جریان خروجی میشود. کلیه ی این موارد پلاگ فن را به عنوان مناسبترین گزینه برای هواسازهای هایژنیک و بیمارستانی مطرح کرده است.
 |
2- کویل انبساط مستقیم (Direct Expansion): در سیستم انبساط مستقیم، بجای آب، مبرد در لوله های کویل جریان دارد. مبرد با جذب گرما در فرآیند تبخیر عمل سرمایش و با دفع گرما در فرآیند کندانس عمل گرمایش را انجام میدهد. به بیان دیگر کویل به عنوان اواپراتور سیکل تراکمی در حالت سرمایش، یا کندانسور سیکل تراکمی در حالت گرمایش عمل میکند. برخلاف سایر سیستمها همچون چیلر که حرارت به واسطه ی آب بین سیستم و هوا جابهجا میشود، در سیستم DX انتقال حرارت مستقیما توسط مبرد صورت میپذیرد. ساختار کلی این کویلها مشابه کویلهای آبی است با این تفاوت که در ورودی و خروجی کویل، کلکتورهای خاصی جهت توزیع و جمع آوری مبرد استفاده میشود. همچنین به علت فشار کاری بالای مبرد، این کویلها در کلاس فشاری متفاوتی نسبت به کویلهای آبی تولید میشوند. راندمان بالا، امکان دستیابی به دمای هوای پایینتر، حذف سیکل آب، عمر بالا، کاهش هزینهی نهایی و ابعاد کوچکتر نسبت به کویلهای آبی از مزایای استفاده از کویل DX میباشد.
 |
3-بازیاب حرارت (Heat Recovery): دستگاههای هواساز قابلیت تامین حجم بسیار زیادی از هوای تازه را دارند که می بایست جایگزین هوای فضای مورد نظر شود. در سیستمهای بازیاب قبل از آنکه هوای خروجی به محیط بیرون هدایت شود، بین آن و هوای تازهی ورودی تبادل انرژی انجام میشود. در نتیجه هوای تمیز ورودی با صرف انرژی کمتری به دمای مطلوب خواهد رسید. همچنین بخش قابلتوجهی از انرژی که با هوای خروجی تلف میشود، بازیابی خواهد شد. استفاده از بازیابها تاثیر قابل توجهی در صرفهجویی انرژی و بالا رفتن راندمان کلی سیستم تهویه دارند. در صورت نیاز سه نوع بازیاب صفحهای، روتاری و مبدل احیا کننده در هواسازها استفاده میشوند:
بازیاب صفحه ای: هوای برگشت و تازه در دو مسیر مجاور که بهوسیله صفحاتی با ضریب رسانایی گرمایی بالا از هم جدا شدهاند، جریان یافته و تبادل انرژی صورت میگیرد. جنس این صفحات معمولا از آلومینیوم یا پلاستیک فشرده میباشد.
- بازیاب روتاری(Rotary): این نوع مبدل بازیابی حرارت، که به عنوان چرخ حرارتی نیز شناخته میشود، رطوبت و گرما را بوسیله پرههایی حمل مینماید. این پره ها از نوارهای نازک آلومینیومی ساخته میشوند که به دور یک دیسک پیچیده شدهاند. بازیاب با سرعت 20-10 دور در دقیقه چرخیده و بدین صورت انتقال حرارت بین هوای سرد و گرم که در دو بخش مجزا با سطوح آن در تماس هستند، صورت میگیرد.
 |
-مبدل احیا کننده: گرما از طریق عبور هوا از درون دو کویل مرتبط منتقل میگردد. یکی از کویلها در مسیر هوای برگشت و دیگری در مسیر هوای تازه قرار داشته و از طریق لوله کشی به هم مرتبط هستند. سیالی که به وسیله پمپ درون این لوله ها جریان مییابد که عمدتا آب تصفیه شده میباشد، عمل تبادل حرارت بین دو جریان هوا را انجام میدهد.
 |
4-گرمکن الکتریکی: به کمک گرمکن بدون تغییر نسبت رطوبت، دمای هوا افزایش داده میشود. گرمکن بوسیله مقاومت سیمهای تعبیه شده و تامین حرارت محسوس دمای هوا را افزایش میدهد. این تجهیز معمولا در شرایطی استفاده میشود که به هر دلیلی امکان استفاده از کویل آبگرم نباشد.
 |
5-رطوبت زن : این تجهیز در شرایطی که نیاز به افزایش رطوبت جریان هوا باشد، به دستگاه اضافه شده و با تزریق بخار رطوبت مورد نیاز را تامین مینمایدhttp://axonenergy.co/uploads/1684215675.jpg
6-کاهندهی صدا(Attenuator): این تجهیز قبل یا بعد از فن که منبع اصلی تولید صدا در هواساز میباشد، نصب شده و از انتشار صدای دستگاه به محیط اطراف و یا فضای تهویه (از طریق کانال های هوا) میکاهد. بدنه آن مجهز به عایق پشم سنگ بوده که قابلیت جذب صدا را دارد. در مقاطع ورودی آن پروفیل های گرد فلزی قرار داده می شود تا جریان هوا به خوبی هدایت شده و افت فشار به حداقل برسد.
 |
7-تجهیزات پایش و کنترل: لازمهی اصلی تهویهی صحیح اندازهگیری و پایش پارامترهای تهویه (دما،رطوبت و....) و کنترل آنها توسط سیستم تهویه مطبوع میباشد. بنابراین لازم است که تجهیزات مانیتورینگ و کنترل متناسب با سیستم تهویهی موجود، تامین و استفاده شوند. هواسازهای Axon بر اساس نوع و کاربری دستگاه به تجهیزات کنترلی زیر مجهز میشوند
-کاهندهی صدای فعال(active attenuator)
-کلید ایمنی درب دستگاه
-موتور دمپر
-سنسور دما و رطوبت
-شیرهای کنترلی جریان
-دریچه شیشهای بازدید(Sight glass)
-سوییچ اختلاف فشار
-ترموستات سیستم ضدیخ
-کلید خاموشی اضطراری
-مبدل فرکانس
-دوربین
 |
اجزای اصلی هواساز Axon
-طول عمر بالا در شرایط سخت آب و هوایی به دلیل استفاده ازMagnelis در بدنه
-مقاومت 5 برابری در برابر خوردگی نسبت به ورق های گالوانیزه استاندارد
-افزایش استحکام با استفاده از PVC در بدنه و کاهش انتقال حرارت به دلیل ساختار متخلخل آن
-پروفیل مقعر اتصالات در داخل و ایجاد لبههای ملایم و سهولت تمیزکاری و کاهش پل حرارتی
-عایق کاری با ضخامت mm50 از جنس پشم سنگ یا پلی اورتان
-شاسی از جنس ورق فولادی به ضخامت 2 میلی متر درحالت عمومی یا کامپوزیت (با مقاومت مکانیکی بالاترنسبت به فولاد و سبک تر نسبت به آلومینیوم) در دستگاههای خاص
-ضریب انتقال حرارت پایین تر کامپوزیت نسبت به فولاد و آلومینیوم و در نتیجه کاهش پل حرارتی مابین قاب و پنل و همچنین اتصالات.
فن
اساس کار فنهای سانتریفیوژ بر تبدیل انرژی دینامیکی به فشار استاتیکی میباشد که این عمل در فن توسط هوزینگ صورت می گیرد. به این صورت که وقتی هوا وارد فن می شود متراکم شده و انرژی دینامیکی آن در اثر افزایش سرعت زیاد شده و این انرژی در هوزینگ در اثر افزایش سطح به فشار تبدیل می شود. فشار استاتیکی، حجم هوادهی، سطح صدا و دور فن پارامترهای اصلی انتخاب فن برای کاربریهای مختلف میباشند. بر اساس نوع کاربری یکی از 4 نوع فن زیر برای دستگاه استفاده میشود.
| فن های سانتریفیوژ مورد استفاده در هواسازهای Axon | |||
|
فن های فوروارد |
فنهای بکوارد | پلاگ فن | پلاگ فن EC |
|
-فشار پایین -دبی بالای هوا -کاربرد عمومی برای تهویه -بازده متوسط -سیستم پولی و تسمه |
-فشار بالا -دبی بالای هوا -کاربرد برای ایجاد شرایط آسایش -بازده بالا -سیستم پولی و تسمه/ اینورتر |
-فشار بالا -دبی بالای هوا -کاربرد برای ایجاد شرایط آسایش/ بهداشتی -بازده بالا -سیستم اینورتر |
-فشار بالا -دبی بالای هوا -کاربرد برای ایجاد شرایط آسایش/ بهداشتی -بازده بالا -کنترل اتوماتیک دور فن |
 |
 |
 |
 |
موتور الکتریکی
موتور الکتریکی توان مورد نیاز گردش فن را با تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی مینماید. سیستم انتقال قدرت موتور به فن علاوه بر پولی و تسمه می تواند بصورت کوپل مستقیم هم باشد. بخش عمده مصرف برق هواساز صرف تامین انرژی موتور میشود. بنابراین انتخاب موتور با بازده مناسب از اهمیت بالایی برخوردار است. جدول مقابل طبقهبندی بازده موتورها را براساس استاندارد EN 60034-30 نشان میدهد.
|
بازده |
کد |
|
- |
IE4 |
|
بسیار بالا |
IE3 |
|
بالا |
IE2 |
|
متوسط |
IE1 |
|
پایین |
تعریف نشده |
ویلهای سرمایشی و گرمایشی
کویل نوعی مبدل حرارتی است که برای انتقال حرارت برخی سیالات خاص (عمدتا آب) با هوا طراحی و ساخته میشوند. کویلها برای افزایش یا کاهش دمای هوا در هواسازها استفاده میشوند. کویلهای دستگاه براساس طراحی و کاربری مورد نیاز، از انواع آب سرد، آب گرم، بخار و انبساط مستقیم(Direct Expansion) انتخاب میشوند. بر اساس شرایط کاربری از لوله مسی- فین آلومینیومی و یا لوله فولادی – فین فولادی استفاده میگردد. جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی، فینهای آلومینیومی با پوشش اپوکسی پوشیده میشوند. برای فشارهای تا 2 بار از لولههای مسی و برای مقادیر بالاتر از لوله های فولادی استفاده میشود. قطر استاندارد لوله ها "2/1 ، "8/3 و "8/5 است.
پارامترهای اصلی طراحی کویل تعداد ردیف لولهها، سایز لوله ها، تراکم و ضخامت پره ها میباشد. کلیه این پارامترها بر اساس نوع کاربری و محدودیت افت فشار هوا تعیین شده و بر اساس آنها کویل طراحی میشود
|
1 |
ردیف لوله ها |
 |
|
2 |
ورودی سیال |
|
|
3 |
خروجی سیال |
|
|
4 |
جریان هوا |
فیلترها
هوایی که وارد هواساز میشود بنابر شرایط محیطی محل نصب دستگاه، حاوی ذرات معلق با ابعاد مختلف می باشد که می بایست با در نظر گرفتن کاربری و شرایط مورد نیاز فضایی که دستگاه برای آن طراحی و انتخاب میشود، پاک سازی شود. نحوه عملکرد و کاربرد انواع فیلترهای مورد استفاده در هواسازهای Axon به شرح زیر میباشد:
پیش فیلتر پلیتد(Pleated) می توانند مانع عبور ذرات با اندازه بزرگتر از 10 میکرومتر شوند.برای ساخت آن ها بیشتر از پلی استر استفاده میشود. همچنین امکان استفاده از پلی پروپیلن، پلی اورتان و فلز هم می وجود دارد
فیلتر کیسه ای : از فیبر مصنوعی ساخته شدهاند، معمولا بعد از پیش فیلتر و قبل از مبدل حرارتی جانمایی میشود. این فیلترها برای فیلتراسیون ذرات به اندازه بین 1 تا 10 میکرون طراحی شدهاند.
فیلتر هپا(Hepa): این فیلترها قابلیت بسیار بالایی در حذف ذرات و باکتریهای موجود در هوا را دارند (0.12 تا 0.25 میکرون)
فیلتر کربن فعال(Carbon Active): بو و مواد گازی( 1/0 میکرون و کوچکتر) با این فیلترها تصفیه میشود.
فیلتر متالیک (Metallic) : برای فیلتراسیون هوای شامل ذرات روغن کاربرد دارد و استفاده از آندر هودهای آشپزخانه بسیار متداول است.جنس آن از آلومینیوم یا سیمهای ضدزنگ می باشد.
لامپ فرابنفش(UV):میکروارگانیسم ها، باکتری ها و ذرات جامدی که با چشم غیر مسلح قابل رویت نبوده و با فیلترهای معمولی نابودشدنی نیستند توسط اشعه این لامپ نابود شده و هوا تمیز می گردد.
بر اساس نوع استاندارد تهویهی فضای مورد نظر از یک یا ترکیب چند مدل از فیلترهای مذکور در هواساز استفاده میشود.
