شماره تماس: 021-66903810-11

دستگاه هواساز چیست و کاربرد انواع هواسازها

هواساز چیست؟

هواساز (Air Handling Unit) یا به اختصار AHU دستگاهی است که برای تنظیم هوا طراحی و ساخته می شود. ساختار داخلی هواسازها بسیار ساده بوده و این دستگاه ها قلب سیستم تهویه ی مرکزی به حساب می آیند. به طورکلی این هواساز، هوای خارج از ساختمان و هوای داخل ساختمان را جمع کرده و گردوغبار و سایر ذرات را از آن پاک کرده، دمای آن را تنظیم کرده، رطوبت آن را به محدوده ی آسایش رسانده و هوایی که مناسب برای ساکنین ساختمان است را به سمت اتاق ها می فرستد.

هواسازها معمولاً حجم زیادی داشته و در سقف یا موتورخانه نصب می شوند. اغلب هواسازها برای تنظیم هوای ساختمان های بزرگ ساخته می شوند و یک سیستم برای کل ساختمان استفاده می شود. برای بررسی دقیق هواساز، ابتدا باید مفهوم سیستم تهویه ی مرکزی را به درستی درک کنیم.

سیستم تهویه ی مرکزی به سیستمی گفته می شود که با استفاده از یک هیتر یا چیلر که در موتورخانه تعبیه می شود، آب گرم یا سرد را به مبدل های حرارتی که در بخش های مختلف ساختمان نصب شده اند، می فرستد تا در این مبدل ها بین آب و هوای داخل اتاق ها انتقال حرارت انجام گرفته و دمای اتاق به دمای آسایش نزدیک شود. در هواسازها در عوض آب، به طور مستقیم از هوا استفاده می شود تا گرما یا سرمای هیتر یا چیلر از طریق کویل های داخل هواساز به هوا منتقل شده و این هوا در قسمت های مختلف ساختمان پخش شود.

 

مزایای استفاده از هواساز

1.     سرعت بالا

به دلیل نوع و طراحی هواسازها، این دستگاه ها می توانند زمان انتظار را برای کاربر به میزان زیادی کاهش دهند. البته برای دستگاه های مختلف، طول کانال هواساز تا اتاق ها باید در میزان مجاز اعلام شده توسط سازنده باشد تا از سرعت مناسب آن اطمینان حاصل شود.

2.     طراحی کارا

بهینه بودن طراحی یک دستگاه زمانی مشخص می شود که طراحی امروز و فردا یکسان باشند. طراحی هواسازها به گونه ای بوده که در دهه های گذشته تنها جزئیات آن ها تغییر کرده که این نکته، نشان دهنده ی بازده بالای این سیستم ها است.

3.     جامع بودن دستگاه

اغلب هواسازهای استاندارد توانایی تنظیم دما و رطوبت هوا در شرایط مختلف آب وهوایی را داشته و می توانند به اندازه ی کافی از ورود گردوغبار و هرگونه آلودگی به داخل ساختمان جلوگیری کنند.

4.     کنترل آسان

کنترل هواسازها معمولاً به آسانی انجام شده و برای به راه انداختن این سیستم ها نیاز به تنظیمات پیچیده ای وجود ندارد؛ بنابراین هر کاربر با کمترین سطح تخصص می تواند از این سیستم استفاده کرده و آن را تنظیم کند.

 

اجزای هواساز

برخی از اجزای کلیدی تقریباً در تمام هواسازها پیدا می شوند. هر هواساز دارای حداقل یک فن، یک کویل، یک فیلتر و چندین بخش دیگر است که در ادامه هر قسمت را به طور جداگانه بررسی می کنیم.

اجزای هواساز

 

1.     فن

هدف استفاده از فن، به حرکت درآوردن هوا در داخل هواساز است. به همین دلیل، می توان فن را به عنوان قلب هواساز در نظر گرفت. در برخی موارد از فن به عنوان دمنده نیز یاد می شود. اکثر فن های هواسازها از نوع گریز از مرکز هستند. فن های گریز از مرکز توانایی ایجاد فشار بالای در جریان هوا را دارند که وجود این فشار برای توزیع هوا در قسمت های مختلف ساختمان، ضروری است.

تمام هواسازها حداقل یک فن برای به جریان درآوردن هوا داخل کانال ها نیاز دارند اما در برخی از هواسازها به دلیل طولانی بودن کانال ها از یک فن دیگر برای بازگرداندن هوا به داخل هواساز استفاده می شود.

 

2.     فیلتر هوا

وظیفه ی فیلترهای هوا، تمیز کردن هوای ناسالمی است که وارد هواساز می شود. فیلترها قبل از سایر اجزا مانند کویل ها و فن قرار داده می شوند. دلیل این مسئله اطمینان از تمیز بودن هوا قبل از ورود به بخش هایی مانند مبدل های حرارتی است. خاک، گردوغبار و آلودگی می تواند روی قسمت های مختلف هواساز و کانال ها نشسته و مشکلات مختلفی ایجاد کند.

درصورتی که فیلتری استفاده نشود، با افزایش گردوغبار در تجهیزات مکانیکی، عملکرد هواساز با گذشت زمان افت خواهد کرد. همچنین با حذف آلودگی ها از هوا توسط فیلتر، هوای سالم، وارد اتاق های ساختمان شده و آسایش کاربران ساختمان را فراهم می کند. عدم استفاده از فیلترهای مناسب و عدم تعویض فیلترها در بازه ی زمانی تعیین شده می تواند مشکلات تنفسی برای کاربران ساختمان ایجاد کند.

در کاربردهای مختلف از فیلترهای گوناگونی استفاده می شود و اغلب بیش از یک فیلتر در هواساز وجود دارد. اکثر هواسازها دارای یک فیلتر اولیه و یک فیلتر نهایی هستند. فیلتر اولیه یک فیلتر با کارایی پایین است که ذرات بزرگ تر را از هوا حذف می کند و فیلتر نهایی، کارایی بالاتری داشته و ذرات باقی مانده از فیلتر اولیه را از هوا پاک می کند.

در برخی از هواسازها سنسور اختلاف فشاری وجود دارد که میزان اختلاف فشار قبل و بعد از فیلترها را اندازه گیری می کند. با گذشت زمان و نشستن آلودگی ها و گردوغبار روی فیلترها، اختلاف فشار افزایش یافته و با رسیدن این کمیت به میزان مشخص، هواساز زمان تعویض فیلتر را اعلام می کند.

فیلترهایی که در کاربردهای تهویه مطبوع استفاده می شوند، تنوع بالایی دارند. فیلترهای زیر، پراستفاده ترین فیلترهایی هستند که می توان در هواسازها یافت.

فیلتر HEPA

فیلتر HEPA یا High-efficiency particulate air (فیلتر حذف کننده ی ذرات معلق با کارایی بالا) فیلتری است که از الیافی که جهت گیری تصادفی در بافت دارند، تشکیل شده است. جنس این فیلتر از مواد مصنوعی یا شیشه است. فیلترهای HEPA کارایی بسیار بالایی در حذف ذرات بسیار کوچک حتی در مقیاس نانومتر دارند.

این فیلترها در کاربردهای خاص مانند موارد پزشکی، صنایعی با فناوری بالا و کاربردهای شیمیایی استفاده می شوند. هزینه ی فیلترهای HEPA بسیار بالا بوده و درصورتی که قصد نصب این فیلتر در هواسازهای خانگی را داشته باشید، هواساز نیاز به تغییراتی در طراحی خواهد داشت؛ بنابراین، فیلترهای HEPA در کاربردهای خانگی به ندرت استفاده می شوند و فیلترهای دیگری وجود دارد که کارایی متناسب با کاربردهای خانگی دارند.

فیلتر نور UV

فیلترهای نور UV (UV light Filter) با حذف مواد حساسیت زا و میکروب هایی مانند قارچ ها، باکتری ها و کپک، هوا را پاکسازی می کنند. تمام نورهای UV برای سلامتی انسان ها مفید نیستند و به همین دلیل استفاده از طیف مناسب UV برای داشتن بهترین کیفیت هوا ضروری است. همچنین نصب فیلترهای نور UV نیاز به سطح تخصص و تجربه ی بالایی دارد؛ بنابراین در هنگام نصب این فیلترها باید با متخصصین این زمینه مشورت شود.

فیلتر الکترواستاتیک

فیلتر الکترواستاتیک (Electrostatic Filter) یا فیلتر قابل شستشو یا فیلتر قابل استفاده مجدد وظیفه ای مشابه سایر انواع فیلترها دارد اما در این نوع از فیلترها با استفاده از الکتریسیته، خاک و گردوغبار از هوا پاکسازی می شود. به دلیل اینکه تعویض این نوع از فیلترها هر سه ماه یک بار انجام می شود، کاربردهای آن ها بسیار زیاد است. همچنین برخلاف سایر فیلترها می توان این فیلترها را شست و دوباره استفاده کرد.

فیلتر فایبرگلاس

فیلترهای فایبرگلاس (Fiberglass Filter) از الیاف شیشه ساخته می شوند. این نوع از فیلترها ارزان قیمت بوده و فراهم کردن آن ها راحت است. این فیلترها توان حذف ذرات کوچک از جریان هوا را نداشته و تنها برای ذرات بزرگ مناسب هستند. عمر این فیلترها کوتاه بوده و تقریباً هرماه نیاز به تعویض دارند.

فیلتر پنلی چین خورده

فیلترهای پنلی چین خورده (Pleated filter) از کتان یا پلی استر ساخته می شوند. نام گذاری این فیلترها به دلیل نحوه ی قرارگیری صفحات فیلتر است که برای افزایش سطح عبور هوا، این صفحات به روش خاصی تا می شوند. این فیلترها توانایی حذف ذرات بزرگ مانند گردوغبار و ذراتی با اندازه ی متوسط را دارند. طراحی فیلترهای پنلی به گونه ای است که نسبت به سایر فیلترها کمتر مانع جریان هوا شده و انرژی مصرفی فن های هواساز را کاهش می دهند. مدت زمان استفاده از این فیلترها معمولاً سه ماه بوده و پس از این زمان باید تعویض شوند.

 

3.     کویل های مبدل حرارتی

هدف استفاده از کویل ها افزایش یا کاهش دمای هوایی است که از هواساز عبور می کند. مبدل های حرارتی متنوعی برای این منظور استفاده می شوند که هرکدام، اندازه و شکل خاصی دارند اما می توان تمام این مبدل ها را به دو دسته ی تقسیم کرد:

مبدل های حرارتی مستقیم

این نوع از مبدل های حرارتی با استفاده از تبادل حرارتی مستقیم بین هوای حاصل از احتراق یا مبرد یک چیلر و هوای داخل هواساز کار می کنند. هیترهای الکتریکی نیز جزو مبدل های حرارتی مستقیم به شمار می روند.

مبدل های حرارتی غیرمستقیم

این مبدل ها از یک سیال واسط مانند آب خنک شده یا بخار داغ استفاده می کنند تا تبادل حرارتی را بین چیلر یا هیتر و هوای داخل هواساز برقرار کنند.

مبدل های حرارتی هواسازها به دلیل نیاز به ضریب انتقال گرمای رسانشی بسیار بالا معمولاً از جنس آلومینیوم یا مس ساخته می شوند و این مبدل ها دارای پره هایی هستند که سطح انتقال حرارت را افزایش می دهند. سیال های واسط یا اصلی که در فاز مایع هستند، از داخل لوله ها جریان یافته و هوای داخل هواساز از روی پره ها به جریان درآورده می شود.

اگر سیال داخل لوله های مبدل های حرارتی آب باشد، جهت حرکت آن از سمت پایین هواساز به سمت بالا است تا از خروج هوا از سیستم اطمینان حاصل شود. در مقابل، اگر سیال داخل کویل ها بخار داغ باشد، جهت حرکت از سمت بالای هواساز به سمت پایین است تا از عدم بازگشت آب به بویلر اطمینان حاصل شود.

 

4.     شیر کنترل

وظیفه ی شیر کنترل، تنظیم جریان آب یا بخاری است که از کویل ها عبور می کند. به طور نمونه، در صورت نیاز به دمای پایین تر، شیر کنترل جریان آب خنک را افزایش داده و با افزایش این جریان، کویل ها خنک تر شده و تبادل حرارتی افزایش می یابد و درنتیجه دمای هوای عبوری از هواساز کاهش می یابد. معمولاً شیرها توسط محرک الکترونیکی کنترل می شوند که این محرک ها توانایی باز کردن یا بستن شیر را دارند.

 

5.     دمپر هوا

وظیفه ی دمپر هوا کنترل میزان هوایی است که از هواساز عبور می کند. دمپرهای دستی در کانال ها یا دریچه ها تعبیه می شود و با استفاده از این دمپرها می توان میزان هوای ورودی را تنظیم کرد. دمپرهای خودکاری نیز وجود دارند که با استفاده از محرک های الکترونیکی می توانند کانال ها را باز کرده و یا ببندند. وظیفه ی دیگر دمپرها تنظیم نسبت هوایی است که از دو کانال مختلف وارد هواساز می شود. همان طور که در ابتدای مقاله اشاره شد، هوا از خارج ساختمان و داخل ساختمان به هواساز وارد می شود.

هوای خارج از ساختمان، تازه است اما نیاز به صرف انرژی بالاتری برای تنظیم دما و رطوبت دارد. در مقابل، هوای داخل ساختمان، با انرژی کمی به دما و رطوبت مناسب می رسد اما تازگی هوای بیرون را ندارد. به همین دلیل، با استفاده از دمپرها، دو جریان هوا باهم مخلوط می شوند تا با کمترین انرژی، هوایی با دما، رطوبت و تازگی مناسب به دست آید.

 

6.     کانال ها

کانال ها راه هایی برای عبور هوا هستند که با استفاده از آن ها می توان به نقاط مختلف ساختمان دسترسی داشت. کانال ها مانند لوله هستند که هواساز را به نقاط موردنیاز متصل می کنند. به همین دلیل، کانال ها باید توانایی تحمل فشار هوا با دبی بالا را داشته باشند. کانال ها با استفاده از ورقه های فلز ساخته می شوند تا صلبیت کافی برای نگهداری شکل اولیه را داشته باشند.

 

کاربردهای هواساز

هواسازها برای انجام وظایف مختلفی استفاده می شوند. این سیستم ها را می توان در ساختمان های مختلفی مانند تأسیسات صنعتی، انبارها، آشپزخانه ها، ساختمان های مسکونی، اداری، آموزشی و درمانی نصب کرد. هواساز بخشی از سیستم تهویه مطبوع است که به عنوان هسته ی این سیستم از کنترل و تنظیم مناسب هوا برای رسیدن به شرایط آسایش، اطمینان حاصل می کند.

یکی از موارد کاربرد هواسازها، اطمینان از عدم وجود فشار منفی در هوای داخل ساختمان است. فشار منفی هوا زمانی اتفاق می افتد که برخی از تجهیزات مکانیکی مانند فن ها، هوای زیادی را به بیرون از ساختمان برانند. تحت چنین شرایطی، مشکلات بسیاری برای تهویه ی ساختمان به وجود می آید و سیستم های گرمایشی و سرمایشی به توان بیشتری برای انجام وظیفه ی خود نیاز خواهند داشت. با نصب هواساز، می توان از بروز چنین مشکلاتی که در سیستم های قدیمی تر اجتناب ناپذیر بود، جلوگیری کرد.

ازجمله ویژگی هایی که کاربرد هواسازها در مناطقی با هوای آلوده مانند کلان شهرها و مناطقی با ریزگردها مانند شهرهای جنوب غربی کشور را برجسته تر می کند، توانایی فیلتر هوا است. با استفاده از فیلترهای مناسب در هواساز می توان هوایی با کیفیت بالا در داخل ساختمان داشت. همچنین در مناطق خشک، هواسازها می توانند با اضافه کردن آب به هوای در جریان در ساختمان، آسایش ساکنین را فراهم کنند. در مقابل در مناطق سرد که رطوبت بالایی وجود دارد، هواسازها قابلیت کاهش رطوبت هوای داخل ساختمان را دارند.

مدل های مختلف هواسازها توسط شرکت های سازنده برای اقلیم های آب وهوایی گوناگون بهینه سازی شده اند تا هر سیستم، انتظاراتی که کاربر از آن دارد را برآورده کنند.

 

انواع هواساز

معیارهای مختلفی برای دسته بندی هواسازها وجود دارد که در ادامه چندین مورد از این معیارها را بررسی می کنیم:

1.     دسته بندی بر اساس نحوه ی قرارگیری هواساز

هواسازها به دو دسته ی کلی افقی و عمودی تقسیم می شوند. در هواسازهای افقی تمام اجزا در یک سطح نصب می شوند و این هواسازها فضای بیشتری از هواسازهای عمودی اشغال می کنند. معمولاً هواسازهايي از نوع افقي انتخاب مي شوند كه ظرفيت آن ها بالا باشد. هواسازهاي افقي اغلب در موتورخانه نصب مي شوند اما در برخي از موارد، مي توان اين نوع از هواسازها را روي سقف نيز نصب كرد.

هواسازهاي عمودي فضاي بسيار كمي را اشغال مي كنند. در طراحي هواسازهاي عمودي بايد به اين نكته توجه شود كه هد هوايي كه فن توليد مي كند، براي رسيدن به اتاق ها كافي باشد.

2.     دسته بندي بر اساس نوع فن

دو نوع فن مكنده (Draw-Though) و دمنده (Blow-Through) در هواسازها استفاده مي شود. در فن هاي مكنده، محل قرارگيري فن در پایین دست کویل ها است. هواسازهایی که دارای فن دمنده هستند، بیشترین استفاده را دارند. در فن های دمنده برخلاف فن های مکنده، جریان هوا قبل از ورود به کویل ها وارد فن می شود.

3.     دسته بندی بر اساس نوع هوای ورودی

ورودی اکثر هواسازها می تواند تنها هوای خارج از ساختمان یا مخلوطی از هوای خارج از ساختمان و هوای داخل ساختمان باشد. هواسازهایی که تنها هوای خارج از ساختمان را تهویه می کنند، کانالی برای بازگشت هوا از ساختمان به هواساز ندارند. این هواسازها ممکن است سیستمی با حجم ثابت یا حجم متغیر باشند که سیستم های حجم متغیر تنها در مواردی به کار می رود که تعداد کاربران ساختمان، متغیر باشد. هواسازهایی که ورودی آن ها تنها هوای خارج از ساختمان است، دارای کویل های 6 تا 8 ردیفه برای افزایش میزان انتقال حرارت هستند.

4.     دسته بندی بر اساس تعداد ناحیه های کاری

هواسازها بر اساس نواحی کاری به دو دسته ی تک ناحیه ای و چندناحیه ای تقسیم می شوند. همان طور که از نام گذاری این دسته بندی مشخص است، هواسازهای تک ناحیه ای تنها هوای یک قسمت را تهویه می کنند درحالی که هواسازهای چندناحیه ای برای تهویه ی چند بخش مختلف استفاده می شوند.

 

بازیافت انرژی در هواساز

از مهم ترین و رایج ترین روش هایی که برای افزایش کارایی هواسازها و کاهش انرژی مصرفی سیستم تهویه مطبوع استفاده می شود، بازیافت انرژی است. در این روش، انرژی هوایی که به بیرون از ساختمان می رود، دریافت و به هوایی که وارد ساختمان می شود، منتقل می شود. در ادامه تعدادی از طرح هایی که برای پیاده سازی این روش استفاده می شوند را بررسی می کنیم.

اگر کانال های هوای ورودی و خروجی از هم فاصله داشته باشند، از کویل دورگذر (run around coil) برای بازیافت انرژی حرارتی استفاده می شود. این کویل، گرما یا سرمای هوای خروجی را دریافت و آن را به هوای ورودی منتقل می کند. سیالی که در داخل کویل ها جریان دارد، آب است که به وسیله ی یک پمپ جابجا می شود.

بازیافت انرژی در هواساز

روش دیگری که برای بازیافت انرژی در هواسازها به کار می رود، استفاده از چرخ حرارتی است. برای استفاده از این روش، کانال های هواساز باید در مجاورت همدیگر قرار گرفته باشند که در طرح های جدیدتر و فشرده ی هواسازها چنین شرایطی وجود دارد. در این روش از یک چرخ بزرگ دوار که نصف آن در جریان هوای خروجی و نصف دیگر آن در جریان هوای ورودی قرار دارد، استفاده می شود.

چرخ توسط یک موتور القائی دوران می کند و قسمتی که در کانال خروجی هوا قرار گرفته، گرما یا سرمای هوای خروجی را دریافت می کند. این انرژی در موادی که در چرخ حرارتی وجود دارد، ذخیره می شود و با دوران چرخ، انرژی ذخیرده شده به هوای ورودی به ساختمان داده می شود.

بازیافت انرژی در هواساز

 

5/5 - (2 امتیاز)

ارسال دیدگاه