وبلاگ

به نظر من سیستم تهویه مطبوع می‌تواند یکی از مهم‌ترین اختراعات بشر نام بگیرد. زیرا نبود این سیستم خیلی از فعالیت‌های روزمره را مختل می‌کند. بخصوص در مناطق گرمسیر در سایه همین سیستم، بسیاری از فعالیت‌های کاری و شخصی افراد انجام می‌شود.

در ادامه با ما همراه باشید تا این سیستم را به طور کامل معرفی کنیم.

سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (Heating, Ventilation and Air Conditioning) با هدف کنترل دما، رطوبت و کیفیت هوای ساختمان ایجاد می‌شوند. این سیستم بخش مهمی از یک ساختمان مسکونی، تجاری و صنعتی است. هدف این سیستم، ایجاد یک فضای راحت و مطبوع است که بتوان در آن به امور شخصی و کاری به راحتی پرداخت.

تهویه مطبوع بخشی از علم HVAC است، اما در بسیاری از موارد این دو واژه را یکسان در نظر می‌گیرند. و با نام تهویه مطبوع و HVAC مورد مطالعه قرار می‌دهند. طراحی این نوع سیستم در صنعت و علم مکانیک با استفاده از اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و اصول انتقال حرارت انجام شده است.

انواع سیستم‌های تهویه مطبوع

سیستم‌های تهویه مطبوع با دیدگاه‌های متفاوتی دسته بندی می‌شوند.

از نظر کاربر

• مرکزی: برای سیستم تهویه مطبوع مرکزی، چیلر و فن کویل را می‌توان نام برد.
• مجزا: در سیستم‌های مجزا، کولر آبی یا اسپلیت به همراه پکیج و رادیاتور قرار دارند.
• ترکیبی: سیستم ترکیبی شامل موتورخانه‌ی گرمایشی مرکزی به همراه رادیاتورها و یا فن کویل‌های آب گرم برای گرمایش، و سیستم اسپلیت دیواری یا داکت اسپلیت یا کولر آبی جهت سرمایش هستند.

از نظر انرژی

• تمام برقی: مانند چیلرهای تراکمی، اسپلیت کانالی، وی آر اف VRF
• ترکیبی گازی و برقی: مانند چیلرهای جذبی و جی اچ پی GHP یا پمپ‌های حرارتی گازی

از نظر طریقه خنک سازی کندانسور

• هوا خنک: مانند چیلرهای تراکمی هواخنک، اسپلیت، اسپلیت کانالی، وی آر اف VRF و جی اچ پی GHP یا پمپ‌های حرارتی گازی
• آب خنک: مانند چیلرهای تراکمی آب خنک و چیلرهای جذبی که نیاز به برج خنک کننده دارند.

از نظر سیال انتقال حرارت

• سیستم‌های آبی: که در آن سیال انتقال حرارت آب است و توسط چیلر یا بویلر و دیگ تولید شده است. و با استفاده از پمپ‌ها به واحدهای توزیع انتقال می‌یابند.
• سیستم‌های با مایع مبرد: در این سیستم  اواپراتور هوا را  سرد می‌کنند و با استفاده از سیال هوا دما، رطوبت، کیفیت و فشار طرح داخل را تنظیم می‌کنند. مانند سیستم‌های وی آر اف، اسپلیت کانالی و اسپلیت دیواری هستند. توجه داشته باشید که در اغلب مواقع از سیستم‌های ترکیبی استفاده می‌شود.

از نظر نوع انتقال سیال

• آب را می‌توان با استفاده از لوله‌های گالوانیزه یا چند لایه و یا مبرد را با استفاده از لوله‌های مسی انتقال داد.
• هوا را می‌توان به وسیله‌ی کانال‌های هوا و با استفاده از ایرواشر، هوارسان یا کولر آبی منتقل کرد.

اهمیت تهویه مطبوع در زندگی بشر

انجام عملیات مختلفی روی هوا برای تامین آسایش و راحتی بشر یکی از فعالیت‌های مهم در زندگی مدرن است. تهویه مطبوع یکی از مهم‌ترین اختراعات جامعه بشریت محسوب می‌شود. تهویه در مناطق غیر قابل سکونت و یا مناطق گرمسیر، کمک زیادی به سکونت افراد کرده است. حتی تهویه مطبوع در بیمارستان‌ها باعث نجات جان خیلی از بیماران شده است.

هم‌چنین تهویه مطبوع و اتاق تمیز تاثیر چشمگیری در صنعت داروسازی داشته است. علاوه بر این‌ها می‌توان گفت بدون استفاده از تهویه مطبوع دیتا سنترها و اینترنت قابلیت عملکردی نداشتند.

تاریخچه تهویه مطبوع

در ادامه به تاریخچه‌ی مختصری از تهویه مطبوع می‌پردازیم.

در سال 1840، مخترع و فیزیکدان اهل فلوریدای آمریکا ایده جالبی را مطرح کرد. او اعتقاد داشت که سرما کلید اصلی مقابله با بیماری مالاریا است. یعنی سرما باعث می‌شود که بیماران راحت‌تر معالجه شوند و احساس بهتری دارند. دکتر جان گوری، درخواست خنک سازی محیط را جهت جلوگیری از مضرات درجه حرارت بالای محیط مطرح کرد. اما در آن زمان ثبت ایده این دانشمند مستلزم آوردن یخ‌های شمال آمریکا به فلوریدا بود. عملا این کار در آن زمان امکان پذیر نبود.

بعد از آن دکتر گوری تحقیقاتی را درباره ایده‌ی سرمایش مصنوعی شروع کرد. او یک ماشینی طراحی کرد که با کمپرسوری که توسط اسب، باد یا آب کار می‌کرد بتواند یخ تولید کند. ساخت آن را در سال 1851 ثبت شد. دکتر گوری نتوانست ایده‌ی خود را تجاری سازی کند. اما اختراع او پایه گذار تهویه مطبوع و تبرید مدرن گردید.

سیکل کارنو

یکی از دانشمندانی که در این رابطه شروع به نظریه پردازی نمود، آقای سعدی کارنو بود که سیکل کارنو را در سال 1890 تئوریزه کرد. اگرچه دانشمندان زیادی قبل از ایشان کمک شایانی به پیشرفت علم نمودند ولی نقش کارنوی فرانسوی غیر قابل انکار است.

این دانشمند کتابی تحت عنوان «اندیشه‌هایی درباره نیروی محرکه گرما» منتشر کرد. او عقیده داشت: بازده تمام ماشین‌های بازگشت‌پذیری که بین دماهای یکسان کار می‌کنند با هم برابر است. بازده هیچ ماشین بازگشت ناپذیری، که بین همان دو دما کار می‌کند، نمی‌تواند بیشتر از این باشد.

او به پدر علم ترمودینامیک لقب گرفت. نظریه‌های او در فرآیند انتقال گرما کمک شایانی کرد. 

صفحات چین‌دار

مهندس جوانی به نام ویلیس کریر در سال 1902 در شرکت بوفالو فورج مشغول به کار شد. آقای کریر متوجه رطوبت در چاپخانه شد. چرا که رطوبت باعث میشد تا صفحات مجلات چین‌دار شوند. پس از تحقیقات طولانی آقای کریر یک سیستمی را طراحی کرد که قادر به کنترل رطوبت با استفاده از کویل‌های سرمایشی بود. هم‌چنین او توانست سیستم کنترل اتوماتیک رطوبت و دمای هوا را در نساجی ثبت کند.

بعد از مدتی آقای کریر متوجه شد امکان کنترل رطوبت و تهویه مطبوع در مابقی صنایع هم وجود دارد.

سخن آخر

امیدوارم که این مطلب برای شما مفید واقع شده باشد. توجه داشته باشید که انواع مختلفی از سیستم‌های تهویه مطبوع و HVAC با توجه به مکان و اندازه ساختمان وجود دارد. شما باید قبل از اقدام به خرید با مشاورین متخصص در این زمینه صحبت کنید.