اصول حاکم بر جریان هوا

امتیاز 5.00 ( 1 رای )

اگر شما در صنعت تهویه مطبوع مشغول به کار هستید، با سیستمهای تهویه مطبوع و جابه جایی هوا از ناحیه ای به ناحیه ی دیگر سرو کار دارید. بنابراین لازم است بدانید که هوا چگونه در کانال جریان دارد و چه عواملی بر آن تاثیر می گذارند.

فهم درست سیستمهای تهویه مطبوع و جریان هوا برای موارد مختلف در صنعت تهویه مطبوع لازم است، مانند:

  • انجام سرویس
  • آزمایش، تنظیم و متعادل سازی
  • مدیریت انرژی
  • کارهای مربوط به کیفیت هوای داخل

 چرا جابه جایی هوا؟

   به معنای HVAC فکر کنید. سرمایش، گرمایش، و تهویه مطبوع که عبارتند از:

  • تهویه تامین هوای تازه، آوردن هوای خارج به داخل ساختمان است.
  • گرمایش و تهویه مطبوع به معنای گرمایش، سرمایش، پاکسازی و تنظیم محتوای رطوبت هوا است.

هوای مطبوع شده باید به قسمت های مشخص شده ساختمان رسانده شده و سپس برای مطبوع کردن مجدد از آن مناطق بازگردانده شود. هوای تهویه شده معمولا توسط کانال منتقل می شود.

فرآیند جابجایی هوا در کانال ها، انرژی را توزیع می کند:

  • در هوای سرد، گرمای گرفته شده از یک منبع انرژی مانند گاز یا برق به هوا اضافه می شود. این گرما به فضای تهویه شده رسانده می شود.
  • در هوای گرم. با استفاده از انرژی برق گرما از هوا گرفته می شود، در این صورت انرژی گرمایی از فضای تهویه شده گرفته می شود.

یک سیستم تهویه مطبوع قسمت های مختلفی دارد:

  • سیستم هوارسان مرکزی: معمولا در یک اتاق تاسیسات قرار دارد. شامل فن برای انتقال هوا و تجهیزات تهویه هوا که قبل از رساندن آن به محیط تهویه می شود.
  • دیگ حرارتی: آب داغ برای گرم کردن هوا را تهیه می کند.
  • واحد برودتی: وسیله ای برای سرد کردن هوا است.
  • سیستم کانال: هوای مطبوع شده را به جایی که لازم است می رساند.

سیستم هوارسان مرکزی 

شکل (1)، یک سیستم هوارسان مرکزی معمولی را نشان می دهد. این یک نقشه شماتیک است و قسمت های سیستم و نحوه ارتباط آنها با هم را نشان می دهند. این نقشه محل قرارگیری اجزا در یک سیستم واقعی را نشان نمی دهد، انواع مختلفی از سیستم وجود دارند، شما باید قسمت های اصلی و رابطه بین آنها در سیستم را بشناسید. سپس می توانید برای هر کاری آنها را شناسایی کنید.

هوای رفت (SA) هوای مطبوع شده ای است که به ساختمان فرستاده می شود. در شکل (1) هوای رفت در گوشه پایین سایت راست قرار دارد.

وقتی هوای رفت به اتاق ارسال می شود، مقدار مساوی از هوا باید از اتاق بیرون رود. به این هوا، هوای برگشت (RA) می گویند که برای فرآوری مجدد به دستگاه هوارسان مرکزی برگشت داده می شود.

فقط درصدی از هوای برگشت را می توان دوبار مورد استفاده قرار داد. اگر بارها و بارها از همان هوای قبلی استفاده شود، هوا مانده می شود، برای جلوگیری از این امر، هوای تازه از دریچه ی ورود هوای بیرون (OA) به درون سیستم آورده می شود. در شکل (1) ورودی هوای بیرون در پایین و سمت چپ است.

وقتی که هوای بیرون به داخل ساختمان می آید، همان مقدار باید از طریق خروجی هوای تخلیه (EA) یا سایر سیستم های تخلیه هوا از سیستم خارج شود. کانال های هوای تخلیه (EA)، هوای بیرون (OA) و هوای برگشت (RA) همگی شبیه به هم کار می کنند. یک سیستم کنترل خودکار برای ایجاد مخلوط هوا به میزان مناسب موتورهای دمپر را به کار می اندازند.

سیستمهای تهویه مطبوع 1

شکل (1): سیستم هوارسان مرکزی

دمپرهای A و EA به هم باز و بسته می شوند تا هواای ورودی و خروجی ساختمان را متعادل کنند. وقتی که دمپر OA باز می شود، دمپر RA بسته می شود تا مقدار هوا در سیستم ثابت بماند. بعد از این که هوا با نسبت صحیحی مخلوط شد، هوای مخلوط شده قبل از ورود بادزن و بازگشت به فضای تهویه مطبوع شده از یک فیلتر عبور می کند. سیستم نشان داده شده در شکل (1) شامل قسمت گرمایش و سرمایش هوا نمی شود.

سیستم گرمایش در سیستمهای تهویه مطبوع

شکل (2) نشان می دهد که گرما چگونه اضافه می شود. که کویل گرمایی (شکل 3) قبل از ورود هوا به بادزن نصب می شود. این وسیله بعد از فیلتر نصب می شود تا احتمال کثیفی آن در اثر ذرات آلوده کننده کمتر باشد. کویل شبیه رادیاتور یک اتومبیل است. آب داغ داخل لوله های کویل جریان می یابد. پره های فلزی به لوله ها متصل می شوند.

گرما از آب داغ به سطح خارجی لوله ها و پره ها منتقل می شود. هوای عبوری از داخل شبکه با جذب گرما از پره ها و لوله ها گرم می شود. آب داغ برای کویل گرمایی توسط دیگ حرارتی تهیه می شود. یک پمپ آب داغ را داخل کویل گرمایی به جریان می اندازد.

سیستم سرمایش در سیستمهای تهویه مطبوع

شکل (4) یک کویل آب سرد که برای خنک کردن هوای رفت به سیستم اضافه می شود را نشان می دهد. کویل سرمایی شبیه کویل گرمایی است. آب سرد داخل لوله ها جریان می یابد تا هوا را خنک کند.

آب توسط یک چیلر که یک واحد برودتی است، خنک می شود. یک پمپ، آب را بین چیلر و سیستم کویل داخل چیلر به جریان می اندازد. در این قسمت آب خنک می شود و سپس به کویل سرمایی برگشت داده می شود. سیستم نشان داده شده در شکل (4) یک سیستم کامل هوارسان است. این واحد می تواند:

سیستمهای تهویه مطبوع 2

شکل (2): سیستم آب داغ اضافه شده به سیستم هوارسان

  • هوای برگشت و هوای بیرون را با نسبت صحیح مخلوط کند.
  • هوا را تصفیه کند.
  • هوا را گرم کند.
  • هوا را سرد کند.

چرا هوا جریان می یابد؟

سیستم آب در خانه ها معمولا تحت فشار حدود psi 30 (پوند بر اینچ مربع) است. وقتی که شیر آب در قسمتی باز می شود، فشار خط در آن شیر صفر می شود. آب به منطقه فشار پایین جریان می باید. هوا مانند آب سیال است. همچنین به خاطر تفاوت فشار از قسمتی به قسمت دیگر جریان می یابد:

  • در هوای آزاد، هوا از فشار بیشتر به فشار کمتر جریان می باید. باد هوایی است که از منطقه فشار بالا به منطقه فشار پایین حرکت می کند.
  • در یک کانال هوا از فشار زیاد به فشار کم جاری می شود. یک بادزن (شکل 5) فشار بیشتر را ایجاد می کند. انتهای باز کانال فشار کمتری دارد، بنابراین هوا به سمت خارج جریان می یابد.

تمام هوا در یک سیستم باز تحت فشار جو است، که معمولا در سطح دریا 7.14 psi است. فشار در یک کانال بیانگر فشاری بالاتر یا پایین تر از 7.14 psi است. یک فشار مثبت (+) فشاری بیشتر از فشار جو است. فشار منفی (-) کمتر از آن است. اختلاف فشار و مقاومت سیستم، مقدار هوای جاری در کانال را تنظیم می کنند. هر چه قدر اختلاف فشار بیشتر باشد، سرعت و مقدار هوای جاری در کانال بیشتر می شود (مبحث سیستمهای تهویه مطبوع).

سیستمهای تهویه مطبوع 3

شکل (3): کویل گرمایی

سیستمهای تهویه مطبوع 4

شکل (4): سیستم آب سرد اضافه شده

اصطکاک نوعی مقاومت است که سرعت جریان هوا را کم می کند. وقتی که جریان هوا به دیواره کانال مالیده می شود اصطکاک به وجود می آید و اصطکاک موجب پیدایش مقاومت سر راه هوا می شود. فکر کنید که دارید داخل یک شیلنگ به طول 6 اینچ فوت می کنید. می توانید جریان خوبی که از لوله بیرون می آید را حس کنید (مبحث سیستمهای تهویه مطبوع ).

اگر داخل یک شیلنگ 50 فوتی بدمید، هوای کمی از انتهای دیگر بیرون می آید، به خاطر این که اصطکاک ایجاد شده توسط کناره های شیلنگ فشار را در انتهای باز آن کاهش می دهد.

منبع: مجله حرارت و برودت شماره 7

برای دسترسی به دیگر مطالب طراحی کانال کشی کلیک کنید