HVAC یا اچ واک که با عنوان گرمایش و تهویه مطبوع اصطلاح رایجی است که مردم از آن استفاده می کنند و اکثرا فقط یک ایده و تعریف کلی از آن دارند. از سوی دیگر، تهویه مطبوع دقیقا به چه معناست؟ و چگونه در خانه یا در گرمایش سوله شما اعمال می شود؟ با یوتاب همراه باشید تا شما را با مفهوم HVAC آشنا کنیم.

HVAC چیست؟

HVAC مخفف Heating, Ventilation, and Air Conditioning است. HVAC به سیستم‌های مختلفی اطلاق می‌شود که برای انتقال هوا بین مناطق داخلی و خارجی، همراه با گرمایش و سرمایش ساختمان‌های مسکونی و تجاری استفاده می‌شوند. آنها سیستم هایی هستند که خانه و ساختمان شما را در زمستان گرم و دنج نگه می دارند و در تابستان احساس خنکی و طراوت را ایجاد می کنید.

آنها همچنین سیستم هایی هستند که هوای داخل خانه را فیلتر و تمیز می کنند تا شما را سالم نگه دارند و سطح رطوبت را در سطوح راحتی مطلوب حفظ کنند.

HVAC چگونه کار می کند؟

هر بخش در خانه شما ممکن است از هم جدا شده باشد، مانند یک سیستم تابشی همراه با واحدهای تهویه مطبوع پنجره. با این حال، برای سیستم‌های ترکیبی مانند سیستم‌های گرمایش مرکزی و AC که از یک دمنده برای گردش هوا از طریق کانال‌های داخلی در خانه یا با سیستم بدون کانال برای اتاق‌ها یا مناطق مختلف خانه استفاده می‌کنند، رایج تر است.

اصول HVAC

هدف یک سیستم HVAC چیزی فراتر از گرم کردن یا خنک کردن فضا است. در عوض، کیفیت هوای داخل ساختمان را بهبود می‌بخشد و راحتی را برای همه افراد داخل ساختمان فراهم می‌کند. در حالی که انواع مختلفی از سیستم های HVAC وجود دارد، همه آنها با ضروریات یکسانی شروع می شوند.

اول، یک منبع ورودی هوای تازه از بیرون یا از داخل خانه وجود دارد. این فرآیند تهویه نامیده می شود و به دو روش مختلف اتفاق می افتد. تهویه طبیعی در اکثر خانه‌ها وجود دارد و به روشی اطلاق می‌شود که هوا به طور معمول از طریق پنجره‌ها، درها، دریچه‌ها و دیگر منافذ به داخل و خارج می‌رود. این تبادل هوا برای دوباره پر کردن اکسیژن و حذف بوها، دی اکسید کربن و رطوبت بیش از حد ضروری است.

مطالب پیشنهادی

آسایش حرارتی یا Thermal comfort چیست؟

IAQ یا کیفیت هوای داخل ساختمان چیست؟

دمای استاندارد و مناسب محیط خانه و کار

تهویه مکانیکی از یک سیستم مکانیکی – V در HVAC – برای انتقال هوا به داخل و خارج استفاده می کند. در گذشته در بیشتر خانه ها تهویه طبیعی فراوانی از شکاف ها و ترک های ساختمان همراه با باز و بسته شدن درها وجود داشت. با این حال، ساخت‌وساز مدرن خانه‌هایی را ایجاد می‌کند که بسیار محکم‌تر مهر و موم شده‌اند، بنابراین تهویه به یک جزء مهم در سیستم‌های HVAC خانه تبدیل می‌شود. هنگامی که هوا وارد می شود، به یک واحد انتقال هوا کشیده می شود، جایی که کار شروع می شود. در اینجا هوا از طریق فیلترها کشیده می شود تا کثیفی، گرد و غبار، آلرژن ها و سایر ذرات از بین برود.

بعد، راحتی است. هوا یا برای گرم کردن فرستاده می شود یا برای خنک شدن و حذف رطوبت اضافی فرستاده می شود. هنگامی که هوا تمیز، تازه و در دمای راحت شد، به داخل خانه هدایت می شود. برای سیستم های مرکزی، این به معنای حرکت از طریق شبکه ای از کانال ها و رجیسترها به اتاق های مختلف است. برای سیستم های دیگر، این معمولاً به معنای هدایت مستقیم به فضا است.

محل کار سیستم تهویه مطبوع HVAC

به این خاطر که اجزای سیستم تهویه HVAC معمولاً در محیطی گرم، تاریک و مرطوب کار می‌کنند، شرایط خوبی برای رشد انواع قارچ و باکتری می آید. زمانی که محیط دچار آلودگی قارچی می شود، بوهایی را به وجود می‌آورد که عملکرد و کارایی سیستم HVAC را پایین می‌آورد. در آزمایش‌های انجام شده برای مقایسه کارکرد آلومینیوم و مس،  مس با کاهش شدید رشد باکتری و کپک، سلامت سیستم را تأمین می‌کند. مس جایگزین مناسبی برای آلومینیوم است، به ویژه در بیمارستان هایی که بیماران بیشتر در معرض عفونت های قارچی می باشند.

طبق آزمایشی که از سوی وزارت دفاع ایالات متحده آمریکا، توسط دکتر اشمیت (Schmidt) و همکارانش در سال 2012 انجام شد نشان داد که آلومینیوم معمولی مورد استفاده در دستگاه‌های تهویه، گسترش پایدار ترکیب باکتریایی یا قارچی را بیش از 47000 ارگانیسم در هر سانتیمتر مربع طی مدت ۴ هفته نشان داد. در حالیکه سطح مس، در همان مدت، میزان ارگانیسم‌ها را تا 99.97% کاهش داد.

انواع سیستم گرمایش و تهویه مطبوع

سیستم های HVAC امروزه در 4 نوع و در اندازه و کاربرد های مختلف مورد استفاده قرار میگیرند.

سیستم های اسپلیت گرمایش و سرمایش

Heating and Cooling Split Systems

رایج ترین انواع سیستم های تهویه مطبوع، سیستم های اسپلیت گرمایش و سرمایش هستند. همانطور که از نام آن پیداست، سیستم بین دو واحد اصلی تقسیم می شود، یکی برای گرمایش و دیگری برای سرمایش.

این سیستم ها قابل توجه هستند زیرا دارای واحدهای داخلی و خارجی هستند که به راحتی قابل تشخیص هستند. این نوع از واحدهای تهویه مطبوع دارای یک سیستم خنک کننده در خارج هستند که از مبرد، کمپرسور و کویل برای خنک کردن هوا و یک فن برای خروج هوای گرم استفاده می کند. اینها معمولاً واحدهای AC بزرگی هستند که در خارج از خانه قرار می گیرند و در طول تابستان کار می کنند.

سیستم های اسپلیت گرمایش و سرمایش یک بخاری نیز دارند که معمولاً در زیرزمین یا فضای ذخیره سازی دیگری قرار دارد که از گاز برای گرم کردن خانه استفاده می کند. این توسط یک فن یا اواپراتور برای گردش هوا پخش آن دارد.

این سیستم از یک ترموستات سنتی برای مدیریت دما استفاده می کند و قادر است اکثر خانه ها را در دمای دلخواه شما نگه دارد. بنابراین بدون توجه به آب و هوا، خانه یا محل کار شما در دمای آسایش نگه داشته می شود. این سیستم‌ها بیشترین کاربرد را دارند زیرا عموماً بدون نیازهای خاص یا عوامل محیطی قابل استفاده هستند.

سیستم اسپلیت هیبریدی

Hybrid Split System

انواع سیستم های هیبریدی تهویه مطبوع مشابه سیستم های تقسیم است، اما با برخی تفاوت های کلیدی. این سیستم ها به دلیل توانایی آنها در کاهش هزینه های انرژی از طریق سیستم گرمایش هیبریدی الکتریکی خود در حال افزایش هستند که آنها را از انواع دیگر سیستم های HVAC متمایز می کند. این تفاوت کلیدی که معمولاً توسط مالک تعیین می شود، این نوع سیستم های HVAC را از بقیه بسته ها متمایز می کند.

قابلیت جایگزینی از گازبه برق که سریعتر و راحت تر است، باعث می شود که کارآمدتر و بی صداتر باشد و به صاحبان خانه اجازه می دهد تصمیم بگیرند که چگونه می خواهند خانه خود را گرم کنند.

در آب و هوای معتدل تری که می توانند از این مزیت در ماه هایی که هوا خیلی سرد نیست استفاده کنند مفید است و گرمای الکتریکی به خوبی انجام می دهد. این سیستم از کانال های سنتی و همچنین ترموستات ها استفاده می کند و تمام مزایای سیستم اسپلیت را ارائه می دهد، اما با گزینه ای اضافه شده برای صرفه جویی در انرژی و کاهش قبوض آب و برق.

بخش های مختلف سیستم HVAC

بازگشت هوایی

برگشت هوا بخشی از سیستم شما است که نقطه شروع چرخه تهویه را مشخص می کند. این برگشت هوا را می مکد، آن را از یک فیلتر می کشد و سپس آن را به سیستم اصلی عبور می دهد. نکته حرفه ای: مطمئن شوید که محصولات خود را مرتب گردگیری کنید زیرا زباله و گرد و غبار به راحتی روی فیلترهای شما جمع می شود.

فیلترینگ

فیلتر شما دومین قسمت برگشت هوا است که هوا از آن خارج می شود. توصیه مهم: مطمئن شوید که فیلترهای خود را به طور مرتب تغییر دهید تا سیستم خود را در بهترین حالت نگه دارید.

خروجی های اگزوز

قسمت دیگری از سیستم شما خروجی های اگزوز است که گاز های سمی ایجاد شده توسط سیستم گرمایشی از آنجا خارج می شود. توضیه می شود دودکش را هر سال بررسی کنید تا عملکرد آن به خوبی حفظ شود.

کانال ها

کانال ها مجراهایی هستند که هوای گرم یا خنک شده از آنها عبور می کند. بهتر است کانال ها را هر 2 تا 5 سال یکبار تمیز کنید تا همه چیز در شرایط کار بهتری قرار داشته باشد.

عناصر الکتریکی

این بخش از سیستم شما می تواند کمی پیچیده تر باشد، اما اغلب مشکلات ابتدا از اینجا شروع می شود. اگرقسمتی از سیستم درست کار نمی‌کند، ترموستات سیستم از کار افتاده یا باتری‌های آن نیاز به تعویض دارد.

واحد بیرونی

این احتمالاً بخشی از سیستم شما است که وقتی کسی از سیستم HVAC نام می برد به آن فکر می کنید. واحد بیرونی دارای فن است که جریان هوا را فراهم می کند. نکته حرفه ای: دستگاه خود را از زباله و پوشش گیاهی دور نگه دارید زیرا اگر گیاهان به فن شما مکیده شوند، می تواند مشکلات جدی ایجاد کند.

کمپرسور

کمپرسور به عنوان بخشی از یونیت خارجی وظیفه تبدیل مبرد را از گاز به مایع بر عهده دارد و آن را به کویل ها می فرستد. اگر چیزی کاملا درست کار نمی کند، کمپرسور خود را بررسی کنید. اغلب علت بسیاری از خرابی های سیستم است.

کویل

معمولاً قسمت دیگری از یونیت بیرونی، کویل ها هنگام عبور هوا را با کمک کمی از مبرد خنک می کنند. کویل های خود را سالانه بررسی کنید. اگر یخ زدند، ممکن است بخواهید سطح فیلتریا مبرد خود را بررسی کنید.

دمنده

دمنده هوای گرم را از طریق بخش اصلی دستگاه وارد می کند. نکته حرفه ای: هرچه این هوا کارآمدتر حرکت کند، سیستم شما بادوام تر خواهد بود.

اصطلاحات مهم سیستم گرمایش و تهویه مطبوع

در ادامه نوشته مهم ترین اصطلاحاتی که برای سیستم HVAC به کار می رود را برای شما شرح داده ایم.

نرخ تغییرات هوا (Air Change rate)

نرخ تهویه بر حسب ساعت برابر است با حجم هوای ورودی یا خروجی از یک اتاق در مدت یک ساعت. همچنین به آن آهنگ تبادل هوا نیز می گویند که مخفف آن عبارت (ACH (Air Change rate) یا ac/h است.

کولر یا هواسردکن (air conditioner)

دستگاه، سامانه یا فرآیندی است که برای رطوبت زدایی و جذب حرارت محیط طراحی شده است. به طور معمول این اصطلاح در ساختمان‌های کوچک مانند محیط‌های مسکونی به کار می‌رود.

هواساز (air handler) واحد هواساز (air handler Unit)

هواساز یک بخش مرکزی بوده که شامل دمنده، عناصر گرمایشی و سرمایشی، محفظه های فیلتر، یا محفظه ها و دریچه های تنظیم، رطوبت ساز و دیگر تجهیزات مرتبط با گردش هوا است. توجه داشته باشید که کانال داکت داخل ساختمان جزئی از این واحد نیست. این واحد با عبارت های اختصاری AH یا AHU نشان داده می شود. واحد حرارتی انگلیسی (British thermal unit) برای سنجش واحد انرژی (حرارتی) موجود در صنعت گفته می شود که معادل اندکی بیش از ۱ کیلو ژول است. یک واحد BTU برای افزایش دمای یک پوند آب به میزان یک درجه فارنهایت مورد نیاز است اما انواع مختلفی از BTU بر مبنای تفسیرهای متفاوت این «تعریف» قرار دارند. در ایلات متحده آمریکا توان سامانه های (آهنگسرمایش، رطوبت‌گیری یا گرمایش) عموماً به جای وات (W) بر حسب BTU بر ساعت بیان می شود. عبارت اختصاری این واحد BTU یا Btu است.

چیلر (Chiller)

دستگاهی است که دستگاهی است که گرما را از یک مایع با استفاده از بخار فشرده یا چرخه تبرید جذبی حذف می‌کند.

این مایع سرد شده درون لوله‌های ساختمان جریان می‌یابد و از لوله‌ها (کویل)ها در هواساز، واحدهای فن لوله‌ها یا سامانه‌های دیگر عبور می‌کند و هوای داخل ساختمان را خنک و معمولاً رطوبت‌گیری می‌کند.

انواع چیلر

دو نوع چیلر وجود دارد: خنک‌کننده هوا یا خنک‌کننده آب.

چیلرهای خنک‌کننده هوا معمولاً خارج از ساختمان قرار می‌گیرند و از مجموعه لوله‌های کندانسور که توسط فن خنک می‌شوند تشکیل شده‌است. چیلرهای خنک‌کننده آب معمولاً در داخل ساختمان قرار می‌گیرند و حرارت حاصله از این نوع چیلرها با گردش آب در درون یک هیت‌سینک مانند برج خنک کننده خارجی گرفته میشود.

کویل یا لوله‌پیچ (coil)

تجهیزی است که در درون واحد هواساز یا کانال داکت نصب می‌شود و حرارت را به هوا انتقال می‌دهد.

این لوله پیچ توسط دستگاه‌های الکتریکی از طریق گردش مایع یا بخار درون آن گرم یا خنک می‌شود.

کندانسور (condenser)

یکی از اجزای فرایند تبرید اصلی است که حرارت را از سامانه بیرون می‌کشد یا حذف می‌کند. کندانسور بخش داغ یک مطبوع‌کننده هوا یا پمپ هوا است. کندانسورها تبادل کننده‌های گرمایی هستند و می‌توانند گرما را به هوا یا یک مایع واسط (مانند اب یا محلول ابی اتیلن گلیکول) انتقال می‌دهد تا حرارت را به یک سینک (چاهک گرمایی) دوردست مانند زمین (سینک زمین)، پیکره آبی (رودخانه، دریاچه، و…) یا هوا (به عنوان برج‌های خننک کننده) حمل کند.

حجم هوای ثابت (Constant air volume)

سامانه‌ای است که برای ایجاد دبی ثابت هوا طراحی شده‌است. این عبارت به سامانه‌های ای اطلاق می‌شود که در آن‌ها ذمای منبع هوا متغیر اما دبی گردش هوای ثابتی دارند. بیشتر سامانه‌های هوایی مسکونی سیتسم‌های CAV کوچکی‌اند که دارای کنترل روشن/ خاموش هستند. عبارت اختصاری این سامانه CAV است.

کنترل‌کننده (Controller)

دستگاهی است که عملکرد بخشی از یک یا تمام سامانه را کنترل می کند. این دستگاه می تواند یک دستگاه دیگر را روشن یا خاموش کند، یا مجموعه از تنظیمات مربوط به اجزا را اجرا کند.

بیشتر کنترل‌کننده‌ها خودکار هستند اما دارای ورودی کاربری مانند درجه تنظیم دما مثل ترموستات هستند. این دستگاه ها در انواع آنالوگ یا دیجیتال در بازار وجود دارد.

دمپر (Damper)

صفحه مشبک یا دریچه تنظیمی است که در انتهای داکت قرار داده می‌شود و با تغییر زاویه پره‌ها برای تنظیم دبی هوا از طریق افزایش اصطکاک به کار می‌رود.

خنک‌کن آبی از نوع دریاچهٔ عمیق (Deep lake water cooling)

در سامانه‌های بزرگ مانند شهرک‌ها و ادارات یا مجتمع‌های مسکونی بزرگ به کار می‌رود و در آن حرارت به مناطق عمق آب دریاچه هدایت می شود. این سامانه دارای بازده انرژی بالاتری نسبته به سامانه‌های متداول هستند.

داکت (Duct)

سازه‌ای توخالی مانند لوله با مقاطع دایره‌ای، بیضوی، یا مستطیلی است که برای انتقال هوا یا گازهای دیگر به کار می‌رود.

رطوبت‌ گیر (Dehumidifier)

رطوبت‌ گیر دستگاهی است که رطوبت را از هوای محیط جذب و خارج می‌کند. این دستگاه به این صورت کار می‌کند که هوا را آن‌قدر خنک می‌کند که از شکل بخار به شکل مایع در می‌آید و سپس این مایع را از محیط به بیرون پمپ می‌کند.

دیفیوزر یا پخش‌ کننده (Diffuser)

پخش‌ کننده محلی بر روی داکت است که از طریق پره‌هایی با زاویه قابل تنظیم هوا را پخش می کند. داکت دستگاه حتی جریان هوا را در جهات دلخواه نیز پخش می کند.

دمای حباب خشک (Dry Bulb Temperature)

دمای حباب خشک در واقع دمای هوایی است که توسط دماسنجی سنجیده می‌شود که آزادانه در معرض هوایی قرار می‌گیرد که از تابش و رطوبت محافظت شده‌است. به همین علت معمولاً به عنوان دمای هوا سنجیده می‌شود و دمای ترمودینامیکی را به‌طور صحیح نشان می‌دهد. مقدار این دمای اندازه‌گیری شده مستقل از میزان رطوبت است و یک دماسنج حباب خشک برای اندازه‌گیری آن به کار می‌رود.

دماسنج حباب خشک (Dry Bulb Temperature)

این دماسنج دستگاهی است که دمای هوا را مستقل از رطوبت اندازه‌گیری می‌کند. این دماسنج در معرض هوا قرار می‌گیرد و در مقابل تابش و رطوبت محافظت می‌شود.

بازیاب (Economizer)

یکی از اجزای از سامانه است که در شرایط آب و هوایی مناسب از هوای بیرون ساختمان برای کاهش سرمایشی مکانیکی استفاده می‌کند. هنگامی که انتالپی هوای بیرون کمتر از منبع هوایی مورد نیاز در طی فرایند سرمایش است، بازیاب امکان استفاده حداکثر سامانه تهویه مکانیکی ساختمان از هوای خارج ساختمان را فراهم می‌کند.

انتالپی (Enthalpy)

برای یک نمونه هوا، سنجشی از کل محتوای حرارتی (انرژی حرارتی هوای خشک و انرژی حرارتی بخار اب درون) است. این معیار به‌طور معمول برای تعیین مقدار هوای تازه خارج ساختمان برای گردش هوا با کمترین هزینه سرمایشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تبخیرکننده (Evaporator)

عنصری در چرخه تبرید اصلی است که گرما را جذب و به سامانه اضافه می‌کند.تبخیر کننده‌ها برای جذب حرارت از هوا یا از یک مایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. ای عنصر در بخش سرمایشی یک مطبوع‌کننده هوا یا پمپ گرما قرار دارد.

واحد فن کویل (Fan Coil Unit)

یک واحد ترمینال کوچک است که اغلب تنها از یک دمنده، و یک سیم پیچ حرارتی و/ یا سیم پیچ سرمایشی تشکلی شده‌است که بیشتر در هتل‌ها، مجتمع‌های مسکونی و آپارتمان استفاده می‌شود. عبارت اختصاری این واحد FCU است.

سایر اصطلاحات در HVAC

• ظرفیت – توانایی یک تهویه مطبوع برای حذف گرما از یک منطقه.
• سیم پیچ – به سیم پیچ کندانسور مراجعه کنید.
• کمپرسور – جزء یک سیستم تهویه مطبوع که مبرد را تحت فشار قرار می دهد و به آن اجازه می دهد در سیستم جریان یابد.
• تشت میعانات – تشتکی که در زیر سیم پیچ اواپراتور قرار دارد و رطوبت اضافی را که از هوای مطبوع خارج می شود، جذب می کند.
• کندانسور – واحدی که تمام قطعات مورد نیاز برای حذف گرما از سیستم را در خود جای می دهد. اغلب در فضای باز قرار می گیرد.
• کویل کندانسور – ناحیه خاصی در داخل تهویه مطبوع که در آن مبرد به مایع تبدیل می شود و گرما را از سیستم آزاد می کند.
• فن کندانسور – پنکه ای که هوا را روی کویل کندانسور به گردش در می آورد.
• واحد متراکم – به کندانسور مراجعه کنید.
• هوای مطبوع – هوایی که از طریق تهویه مطبوع برای حذف گرما و رطوبت به گردش در آمده است.
• فضای تهویه‌شده – منطقه‌ای از خانه که در آن کولر هوا را خنک می‌کند.
• سیستم حجم هوای ثابت – یک سیستم تهویه مطبوع که برای تامین جریان ثابت هوا طراحی شده است.
• کنترلر – دستگاهی که تهویه هوا را کنترل می کند، مانند ترموستات.
• بخاری میل لنگ – بخاری کوچکی که روی کمپرسورها نصب می شود تا مبرد مایعی که با روغن کمپرسور ترکیب شده است را بجوشاند. همه سیستم های تهویه مطبوع به بخاری میل لنگ نیاز ندارند، اما بیشتر پمپ های حرارتی این کار را انجام می دهند.
• چرخه زنی – فرآیند روشن شدن، پردازش مقداری هوا و خاموش شدن کولر گازی.

سخن پایانی

گرمایش یا تهویه هوا یا تهویه مطبوع که در انگلیسی به HVAC که حروف اول کلمات Heating, Ventilation, and Air Conditioning می باشد به تکنولوژی ها و فناوری های مربوط به گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع گفته می شود که همه آنها در جهت ایجاد آسایش و شرایط دمایی مطبوع برای محیط های داخلی ساختمان کار می کنند.

در این نوشته از سایت یوتاب برای شما مفهوم HVAC یا همان گرمایش و تهویه مطبوع را شرح دادیم و انواع آن ها و اصطلاحاتی که در آن به کار می رود را گفتبم. شما نیز اگر مطلبی یا نکته ای درباره HVAC می دانید خوشحال می شویم در بخش نظرات برای ما ارسال کنید.