تجهیزات سرمایشی ساختمان

تجهیزات سرمایشی ساختمان

تهویه هوا، یا سرمایش، پیچیده تر از گرمایش است. تهویه هوا به جای استفاده از انرژی برای ایجاد گرما، از انرژی برای از بین بردن گرما استفاده می کند. متداول ترین سیستم تهویه مطبوع از چرخه کمپرسور برای انتقال گرما از خانه شما به فضای باز استفاده می کند. در ساختمان های بزرگ رسیدگی به تجهیزات سرمایشی بر عهده هیئت مدیره ساختمان می باشد.

انواع سیستم سرمایشی ساختمان

سیستم های سرمایشی انواع مختلف و متفاوتی دارند که هر یک برای کاربری های جداگانه ای مورد استفاده قرار می گیرند.

تهویه مطبوع مرکزی و پمپ های حرارتی

تهویه مطبوع مرکزی و پمپ های حرارتی برای خنک کردن کل ساختمان طراحی شده اند. در هر سیستم، یک واحد کمپرسور بزرگ واقع در خارج، فرآیند را هدایت می کند. یک سیم پیچ داخلی پر از مبرد هوا را خنک می کند و سپس از طریق مجاری در سراسر ساختمان پخش می شود. پمپ های حرارتی مانند تهویه مطبوع مرکزی هستند، با این تفاوت که چرخه را می توان معکوس کرد و برای گرمایش در ماه های زمستان استفاده کرد. با یک سیستم تهویه مطبوع مرکزی، سیستم کانال مشابه با یک کوره برای گرمایش اجباری هوای گرم استفاده می شود در واقع، تهویه مطبوع مرکزی به طور معمول از فن کوره برای توزیع هوا به کانال ها استفاده می کند.

تمام جنبه های ساختمان را به طور همزمان در نظر بگیرید

ساخت و ساز با انرژی کارآمد و سازگار با آب و هوا به یک دیدگاه کلی در ساختمان نیاز دارد که دغدغه های معماری و مهندسی را در مراحل اولیه طراحی ادغام کند. به عنوان مثال، ارزیابی طرح پوشش ساختمان باید تأثیر آن را بر بارهای سرمایشی و روشنایی روز در نظر بگیرد. یک پوشش ساختمانی با انرژی کارآمد، همراه با یک سیستم روشنایی پیشرفته و تجهیزات تهویه مطبوع کارآمد و با اندازه مناسب نسبت به ساختمانی که سیستم های آن جدا از یکدیگر انتخاب می شوند، هزینه کمتری برای خرید و بهره برداری خواهند داشت.

تجهیزات سرمایشی ساختمان — سرمایش ساختمان

سیستم های HVAC

عدم قطعیت در طراحی نهایی، ساخت و استفاده از ساختمان را فراهم می کند، اما باید به طور معقول استفاده شود. تجهیزات بسیار بزرگ نسبت به تجهیزات با اندازه مناسب کارایی کمتری دارند و هزینه بیشتری نیز به خود اختصاص می دهند. برای مثال، سیستم های خنک کننده بزرگ ممکن است هوا را به درستی رطوبت زدایی نکنند و در نتیجه فضاها خنک شده اما «آلودگی» نیز ایجاد شود. با این فرض بدترین سناریو برای همه اجزای بار ( اشغال، روشنایی، دستگاه های سایه انداز، آب و هوا) غیرمنطقی و گران است. پس باید بالاترین فاکتورهای ایمنی را برای سایزبندی اعمال کنید.

تجهیزات HVAC

در اکثر نقاط کشور، شرایط آب و هوایی ایجاب می کند که هوای بیرون گرم و خنک شود تا آسایش حرارتی قابل قبولی برای ساکنان ساختمان فراهم شود، که نیاز به افزودن سیستم های HVAC دارد. انتخاب تجهیزات برای گرمایش، سرمایش و تهویه ساختمان یا مدرسه یک تصمیم پیچیده طراحی است که باید عوامل زیادی را متعادل کند، از جمله:

نیاز به گرمایش و سرمایش
بهره وری انرژی
کنترل رطوبت
پتانسیل تهویه طبیعی
پایبندی به کدها و استانداردها
کمیت و کیفیت هوای بیرون
کیفیت هوای داخل ساختمان
هزینه

خنک کننده

خنک کردن ساختمان شامل همان فیزیک گرمایش است. تنها تفاوت این است که به جای وارد کردن گرما به فضای ساختمان، گرما را از فضا حذف می کنیم. این نیاز به استفاده از تجهیزات متفاوت دارد، اما اصول یکسان است. تهویه مطبوع وسیله معمولی برای حذف گرما از فضاهای داخلی است و با استفاده از اصول رسانایی و استفاده از کمپرسور سیال انجام می شود. هنگامی که یک سیال فشرده می شود گرما را آزاد می کند و هنگامی که در فشار کم است گرما را جذب می کند. یک سیال مبرد با فشار کم اجازه دارد در داخل کویل هایی که در قسمت داخلی ساختمان قرار دارند، گردش کند. سپس از یک فن برای عبور هوای ساختمان از روی کویل ها استفاده می شود.

از طریق همرفت، هوای گرم داخلی انرژی گرمایی را به فلزی که سیم پیچ را تشکیل می دهد، منتقل می کند. و فلز موجود در سیم پیچ انرژی گرمایی خود را به سیال منتقل می کند. سپس این سیال از یک کمپرسور عبور می کند و به کویل های بیرونی ساختمان منتقل می شود و در آنجا گرما را به هوای بیرون آزاد می کند. این حالت تا وقتی که دمای منزل مطلوب شود، ادامه می یابد و ترموستات ساختمان به واحد تهویه مطبوع سیگنال می دهد که خاموش شود.

سیستم سرمایشی ساختمان چگونه کار می کند؟

تهویه مطبوع بر اساس اصول تبدیل فاز عمل می کند که عبارت است از تبدیل یک ماده از یک حالت (یا فاز) ماده به حالت دیگر، مانند زمانی که یک ماده از مایع به گاز تبدیل می شود و وقتی که تغییر مایع به گاز اتفاق می افتد، ماده گرما را جذب می کند یا برعکس، هنگامی که ماده از گاز به مایع تبدیل می شود، گرما را آزاد می کند. سیستم سرمایشی اساساً ماشینی است که تبدیل فاز را مجبور می کند و از اصول انتقال حرارت حاصله برای خنک کردن ساختمان ها استفاده می کند.

چرخه سیستم سرمایشی

همه سیستم های سرمایشی از یک ماده خاص برای انجام فرآیند تبدیل فاز استفاده می کنند. این ماده مبرد نام دارد و درون لوله ای قرار می گیرد و در سراسر سیستم تهویه مطبوع جریان دارد. مبرد پس از خروج از کویل اواپراتور به صورت بخار گرم به داخل کمپرسور سیستم کشیده می شود. کمپرسور چگالی بخار مبرد ورودی را افزایش می دهد و باعث افزایش فشار و دما می شود. این معمولاً با استفاده از یک سیستم گریز از مرکز انجام می شود، که در آن یک سری تیغه های چرخان بخار را به سرعت به سمت خارج از محفظه کمپرسور می فرستند و در آن نقطه از آن خارج می شود.

این بخار داغ و پرفشار سپس به کندانسور تهویه مطبوع می رود و در آنجا از طریق یک سری سیم پیچ با پره های فلزی نازک متصل می شود. یک فن هوا را روی پره ها می دمد و گرما از مبرد به باله ها و به جریان هوا منتقل می شود، بسیار شبیه به روشی که رادیاتور برای حذف گرما از مایع خنک کننده در گردش در موتور خودرو استفاده می کند. هوایی که از روی کویل های کندانسور عبور می کند به بیرون ساختمان تخلیه می شود و به اتمسفر رها می شود.

توزیع هوا و عایق کانال

کثیفی و رطوبت نباید در سیستم های کانال وجود داشته باشد و برای جلوگیری از رشد کپک باید کنترل شود. با این حال، همیشه نمی توان اطمینان داد که مجاری بدون خاک و رطوبت باقی می مانند. در بسیاری از ساختمان های موجود، کانال های ورق فلزی، و همچنین آنهایی که از محصولات عایق ساخته شده یا اندود شده اند، اغلب به کپک آلوده می شوند زیرا کثیفی و رطوبت راه خود را به سیستم پیدا کرده است.

انواع توزیع هوا

تقریباً همه ساختمان در حال حاضر از راهای جریان هوای مخلوط برای توزیع کردن و رقیق کردن هوا در فضای اشغال شده استفاده می کنند. طراحان ساختمان ها باید راه هایی به نام تهویه با جابجایی عمودی یا تهویه جابجایی حرارتی را بررسی دقیق کنند و این روش با موفقیت از نیروهای همرفت طبیعی برای کمتر کردن انرژی فن استفاده می کند و آلاینده های هوا را با دقت بسیار بالا می برد و از قسمت تنفس دور می کند.

سیستم تهویه مطبوع چند اسپلیت

مولتی اسپلیت دقیقاً به همان روش تک اسپلیت کار می کند، اما بسته به مدل، می توانید تا 9 واحد داخلی را به یک واحد خارجی متصل کنید. آنها بیشتر در مکان هایی مانند ساختمان ها، رستوران ها، مطب ها، جراحی های پزشک و مغازه ها استفاده می شوند. به طور کلی شما محدود به استفاده از یک نوع واحد داخلی نیستید و اگر می خواهید، می توانید هر ترکیبی از واحدهای تهویه مطبوع دیواری و سقفی را به همراه یک پرده هوا بر روی ورودی داشته باشید اما سیستم های چند اسپلیت کمی پیچیده تر هستند و نیاز به لوله کشی بیشتری نسبت به چندین اسپلیت دارند. این می تواند نصب را گران تر و طولانی تر کند، به خصوص اگر فقط به دنبال نصب چند واحد داخلی هستید.

سیستم اسپلیت تهویه مطبوع

تک اسپلیت ها مقرون به صرفه ترین نوع سیستم تهویه مطبوع و مناسب برای استفاده در ساختمان های کوچک هستند. آن ها سرمایش را برای اتاق های جداگانه فراهم می کنند و همچنین می توان از آن ها به صورت ترکیبی برای سرویس دهی به فضاهای بزرگتر و اتاق های متعدد استفاده کرد. تنها نقطه ضعف این است که شما به فضای خارجی کافی برای داشتن یک واحد خارجی برای هر واحد داخلی نیاز دارید. با این حال، انجام این کار مزایایی دارد زیرا ارزان تر از نصب یک سیستم مرکزی است، و از آنجایی که هر سیستم مستقل است، اگر یک واحد خراب شود، بقیه کاملاً فعال می مانند.

کولر گازی مرکزی

تهویه مطبوع مرکزی یا یک واحد سیستم اسپلیت یا یک واحد بسته بندی شده است اما در یک سیستم تهویه مطبوع مرکزی سیستم اسپلیت، یک کابینت در فضای باز شامل مبدل حرارتی، فن و کمپرسور در فضای باز است و یک کابینت داخلی حاوی مبدل حرارتی داخلی و دمنده دارد. در بسیاری از سیستم های تهویه مطبوع، کابینت داخلی ممکن است حاوی یک کوره یا مبدل حرارتی داخلی یک پمپ حرارتی باشد. اگر خانه شما از قبل کوره دارد اما کولر ندارد، یک سیستم اسپلیت ممکن است مقرون به صرفه ترین کولر گازی مرکزی برای نصب باشد.

نگهداری از سیستم سرمایشی گازی

همان طور که می دانید هر نوع از تجهیزات آسایشی برای کارکرد اصولی و درست به یکسری مراقبت های اصولی نیاز دارد تا بتواند در حال و آینده عملکرد زیادی از خود نشان دهد. این نوع نگهداری و مراقبت علاوه بر کارکرد درست تجهیزات باعث می شود تا طول عمر محصول نیز بیشتر شود و سال های زیادی در خدمت ساکنین ساختمان باشد.

فیلترهای کولر گاز

وظیفه اصلی در تعمیر و نگهداری فیلتر کولر گازی، تمیز نمودن و توجه به زمان تعویض آن است. فیلترهای گرفتگی و کثیف میزان جریان هوا را کاهش داده و کارایی سیستم را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. علاوه بر این، هنگامی که جریان هوا مسدود می شود، هوا می تواند فیلتر را دور بزند و خاک را مستقیماً در سیم پیچ اواپراتور رسوب کند و ظرفیت جذب حرارت سیم پیچ را مختل کند. تعویض فیلتر کثیف و گرفتگی با فیلتر تمیز می تواند مصرف انرژی کولر گازی شما را بین 5 تا 15 درصد کاهش دهد.

خنک کننده تبخیری

سیستم های خنک کننده تبخیری هوا را از طریق یک پد مرطوب می کشند و هوا را قبل از دمیدن در خانه خنک می کنند و مرطوب می کنند. آنها در واحدهای کانالی، دیواری و قابل حمل موجود هستند و فقط در شرایط گرم و خشک بهترین عملکرد را دارند. کولرهای تبخیری در روزهای مرطوب کارایی کمتری دارند و برای آب و هوای مرطوب مناسب نیستند.

هواگیر مرکزی

هواگیر مرکزی نوعی از تجهیزات توزیع گرمایش یا سرمایش است که هوای گرم یا خنک را به قسمت های مختلف ساختمان هدایت می کند. این فرآیند هدایت هوای مطبوع اغلب شامل کشیدن هوا از روی کویل های گرمایش یا خنک کننده و انتقال آن از یک مکان مرکزی از طریق کانال ها یا واحدهای انتقال هوا است. دستگاه های هواساز در دیوارها یا سقف ها پنهان می شوند، جایی که از بخار یا آب گرم برای گرم کردن یا آب سرد برای خنک کردن هوای داخل کانالا استفاده می کنند.

چیلر مرکزی

چیلر مرکزی از تجهیزات سرمایشی است که در مرکز قرار دارد و آب خنک برای خنک کردن هوا تولید می کند. سپس آب سرد یا هوای سرد با استفاده از لوله ها یا مجاری هوا یا هر دو در سراسر ساختمان پخش می شود. این سیستم ها معمولاً با نام های چیلر، چیلر گریز از مرکز، چیلر رفت و برگشتی یا چیلر جذبی نیز شناخته می شوند.

جمع بندی

سیستم سرمایشی ساختمان انواع مختلفی دارد و هر کدام آن عملکرد بسیار خوبی نیز دارد. تمام ساختمان ها در فصول گرم سال به یک سیستم تهویه مطبوع نیاز دارند تا فضای داخلی ساختمان را خنک کند. در واقع سیستم سرمایشی نیاز ضروری هر ساختمان است.