بخشی از مقاله
مجموعه مقالات اولين کنفرانس بين المللي تهويه مطبوع و تاسيسات حرارتي و برودتي
چکيده
يکي از ملزومات اصلي هر ساختماني تهويه ها مي باشد که نقـش اصـلي در برقراري آرامش و رفاه ساکنين دارد چرا که امروزه انسانها اغلب وقت خود را داخل محيط هاي بسته يا همان سـاختمانها مـي گذراننـد. سيسـتم هـاي تهويه هوا بايد به گونه اي طراحي و ساخته شـوند کـه بيشـترين کـارايي را همراه با کمترين ميزان هدر رفت انرژي داشته باشند. يکي از عوامل مهمـي که در انتخاب اين سيستم حائز اهميت مي باشد نوع مبرد استفاده شده مي باشد. مبرد ماده اي است که با جذب گرما از سيکل و انتقـال آن بـه جـاي ديگر، باعث ايجاد برودت ميشود که اين انتقال گرما توسط تقطير و تبخيـر پي در پي مبردها اتفاق مي افتد. برخي از مبردها براي محيط زيسـت مضـر بوده و ترجيحا نبايد مورد استفاده قرار گيرند. شايان ذکر اسـت در برخـي از کشور ها استفاده از اين نوع مبردها ممنوع مي باشد در عوض مبردهايي بـا نام مبردهاي پاک يا مبردهاي سبز وارد بازار شده است که دوستدار محـيط زيست مي باشند. اين مقاله به نقش مبرد و اهميت مبرد پـاک در کيفيـت و استاندارد سيستم تهويه پرداخته است .
کلمات کليدي : برودت ، تهويه مطبوع ، مبرد، محيط زيست .
مقدمه
تهويه مطبوع يکي از مهمترين و ضروري ترين بخش طراحي ساختمان مـي باشد و اهميت آن به دليل فراهم کردن احساس آرامش و رضايت سـاکنين آن ساختمان مي باشد. تهويه مطبوع يا هوا رساني دلپذير در واقع شـاخه اي از مهندسي مکانيک است که با بهره گيري از اين علم روز به روز در حال پيشرفت است و هدف آن ساخت سيستم هايي اسـت کـه عـلاوه بـر فـراهم آوردن رضايت و آرامش ساکنين ، مصرف انرژي زيـادي نداشـته باشـد و بـه محيط زيست صدمه اي وارد نکند[١].
انواع سيستم هاي تهويه مطبوع
تهويه مطبوع سيستمي است که مي تواند رطوبت ، دما و سرعت جريان هوا را کنترل کند. به صورت کلي تمام سيستم هاي تهويه مطبوع بر يـک سـيال استوارند که گرما و سرما را به محل مورد نظر منتقل مي کنند که بر اسـاس نوع سيال اين سيستم ها به سه دسته تقسيم مي شوند. سيستم تمام هـوا، سيستم هوا – آب و سيستم تمام آب [٢].
سيستم تمام هوا
تنها سيستمي که مي تواند يک سيستم تهويه مطبوع کامل را فراهم کند. در اين سيستم در موتور خانه دستگاه هاي تهيه آبسرد (چيلـر) و آبگـرم (ديـگ آبگرم ) با تجهيزات مربوطه فعاليت مي کنند و براي تهيه و ارسال هواي گـرم يا سرد از دستگاه هايي بنام هواساز مرکزي استفاده مي شود. دستگاه هواسـاز دور از موتورخانه و در محلي نزديکتر به فضاي تهويه شونده در اتاقکي نصب
مي شود. سيال ناقل حرارت و برودت به داخل کويل دسـتگاه هواسـاز پمـپ مي شود و هوايي که توسط فن با سـرعت از روي ايـن کويـل عبـور مي کنـد سرد يا گرم شده و بوسيله کانال هاي هواي سـقفي بـداخل فضـاهاي تهويـه شونده توزيع مي شود. توضـيح اينکـه هـواي عبـوري از روي کويـل تصـفيه فيزيکي شده و رطوبت زني يا رطوبت گيري مي شود و بعد به داخـل فضـاها ارسال مي شود.
سيستم هاي هوا–آب
اين سيستمها مزيت ها و معايـب هـر دو سيسـتم قبـل را خواهنـد داشـت و معمولا در اين سيستمها گرمايش بوسيله آب و سرمايش بوسيله هوا صـورت مي گيرد. لازم است ذکر شـود کـه گرمـايش بـا آب معمـولا بـه دو صـورت امکان پذير است . گرمايش با آب گرم که با دماي ٧٠تا ٩٠درجه کار مي کنـد و گرمايش با آب داغ که در اين سيستم با تحت فشار قرار دادن کل سيستم ، دماي آب را تا حدود ١٨٠درجه يا بالاتر افزايش مي دهند. گرمايش با آب داغ معمولا در ساختمانهاي عظيم يا جاهايي که در اثر افزايش مسير لوله کشي در آب افت حرارت ايجاد مي شود، مورد استفاده قرار مي گيرد.
سيستم تمام آب
اين سيستم ها نمي توانند ميزان رطوبت هوا را تغيير دهند اما به لحاظ حجم کم تاسيسات و همچنين هزينه کم راه اندازي و نگهداري بر ساير سيسـتمها مزيت دارند. در اين سيستم سيال ناقل حرارت و برودت آب مي باشد. آب در موتور خانه در دستگاه هاي حرارتي مانند ديگ بخـار يـا ديـگ آبگـرم ، گـرم مي شوند و براي گرمـايش سـاختمان در فصـول سـرد مـورد اسـتفاده قـرار مي گيرد. براي فصول گرم مثل تابستان در موتورخانه از چيلر يا آبسـرد کـن براي تهيه آب سرد استفاده مي شود و براي سـرمايش سـاختمان از ايـن آب سرد استفاده مي گردد. آبگرم و آبسرد تهيه شده به داخل کويل هـاي مبـدل حرارتي اتاق ها (مثل فن کويل ) ارسال مي شود. بادبزن يا فن متعلق بـه ايـن دستگاه هوا را از روي کويل عبور داده و باعث گرمايش يا سرمايش اتاق هاي داخلي ساختمان مي گردد.
اجزا سيستم تهويه مطبوع
يک سيستم تهويه مطبوع با توجه به نوع آن از بخشي از اجـزا زيـر تشـکيل شده است .
منابع حرارت
منابع حرارت معمولا با مصرف سوخت يا الکتريسيته حرارت توليد مي کننـد که بر اساس نوع سيالي که گرم مي شود با نام هـاي ديـگ و کـوره شـناخته مي شوند.
منابع برودت
در همه سيستم هاي مکانيکي ايجاد سرمايش تنها از طريق برودت تبخيـري امکانپذير است و هرچه سرعت تبخير يک ماده بيشتر باشد ميزان سـرمايش ايجاد شده توسط آن نيز بيشتر خواهد بـود. منـابع بـرودت در سيسـتمهاي معمول گرمايش و سرمايش بـه نـام چيلـر شـناخته مي شـوند و بـه دو نـوع ضربه اي يا معمولي و چيلر جذبي تقسيم مي شوند. در هر دو نـوع سـرمايش در اثر بخار شدن ماده اي به نام ماده مبرد که معمولا گازي شکل است ايجاد مي گردد.
مخزن انبساط
اين قسمت فقط در سيستمهاي تمام آب وجود دارند. در سيسـتم هاي تمـام آب چون مدار حرکت سيال بسته مي باشد با تغيير دمـاي سـيال موجـود در سيستم و تغيير حجم آن به اتصالات سيستم و کل مـدار فشـار وارد شـده و ممکن است باعث ايجاد اشکال در سيستم شود.
پمپ ها
اين دستگاهها وظيفه به حرکت در آوردن سيال را به عهده دارند. پمپ هايي که سيال مايع را به حرکت در مي آورند معمـولا از نـوع پمپ هـاي حلزونـي هايي که سيال گاز را به حرکـت در مي آورنـد، فـن يـا بـادزن هستند و پمپ ناميده مي شوند و در دو نوع جريان محوري و جريان عمودي بکار مي روند.
دستگاههاي رطوبت گير
اين دستگاهها بصورت معمول با استفاده از پديده فيزيکي تعرق رطوبت هـوا را از بين مي برد. بدين معني که با سرد کردن هوا دمـاي آن بـه پـايين تر از نقطه شبنم مي رسد و رطوبت هوا به صـورت قطـرات ريـز آب از هـوا خـارج مي شوند. اين دستگاهها در حالت عادي بوسيله يک منبع برودت يک کويل را سرد کرده (کويل سرمايش ايجاد مي کنـد) و بـا عبـور هـوا از روي کويـل رطوبت آن گرفته مي شود.
کويل ها
کويل ها در واقع محلهاي تبادل حرارت در سيسـتم هاي سـرمايش گرمـايش هستند.
فن و هواکش ها
هواکش ها نيز بعنوان يکي از اجزا دستگاههاي تهويه مطبوع نقش مهمـي در آنها داشته و به نوعي قلب تپنده اين دسـتگاهها بـه شـمار مي رونـد. اصـولا وظيفه جابجايي هواي گرم يا سرد عبوري از کويل هاي و يا هواي تميز شـده توسط فيلترها در دستگاههاي تهويه مطبوع بعهده هواکش ها است .
نقش مبرد در کيفيت و استاندارد سيستم تهويه مطبوع
مبرد ماده اي است که با جذب گرما از سيکل و انتقال آن بـه جـاي ديگـر، باعث ايجاد برودت ميشود که اين انتقال گرما توسط تقطير و تبخير پي در پي مبردها اتفاق مي افتد .اين مواد سيال عامل سيکل تبريد، تهويه مطبوع و پمپ هاي گرمايي هستند. تغيير فازهاي ذکـر شـده ، در هـر دو سيسـتم تراکمي و جذبي اتفاق مي افتند .اما اگر سيکل گازي داشته باشـيم کـه بـا سيال عاملي مانند هوا کار کند، با تغيير فاز روبه رو نخواهيم شـد .طراحـي تجهيزات تبريد کاملا وابسته به مشخصات مبرد انتخاب شده مي باشـد .در انتخاب مبرد نيز مواردي مانند گرماي نهان تبخير زياد، گرماي ويـژه کـم ، عدم اثرات زيان بار زيست محيطي ، سمي نبودن ، عدم خوردگي ، عدم جذب رطوبت ، قابليت اختلاط با روغن سيسـتم ، عـدم قابليـت اشـتعال و انفجـار، کمترين اختلاف فشار بين تبخير و تقطير و سهولت رديابي به هنگام نشست احتمالي تأثير گذارند .همچنين راندمان يک سيستم تبريد به
