EN
یونیت هوا رسانی چیست و نحوه کارکرد آن در سیستم‌های تهویه مطبوع چگونه است؟
سیستم‌های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) برای حفظ محیط‌های داخلی آرام و سالم در خانه‌ها، دفاتر، بیمارستان‌ها و واحدهای صنعتی ضروری هستند. در مرکز بسیاری از سیستم‌های HVAC، واحد تهویه مطبوع ، دستگاه قدرتمندی قرار دارد که جریان هوا، فیلتراسیون و شرایط هوا را مدیریت می‌کند. چه در یک ساختمان اداری دمای هوا را تنظیم کند و چه در یک بیمارستان هوا را تمیز نگه دارد، واحد تهویه مطبوع نقش بحرانی در حفظ فضاهای داخلی عملیاتی و ایمن دارد. این راهنما توضیح می‌دهد که واحد دستگاه تهویه هوا چیست، اجزای اصلی آن کدامند، چگونه در سیستم‌های HVAC کار می‌کند و اهمیت آن در محیط‌های مختلف چیست.
واحد دستگاه تهویه هوا چیست؟
واحد دستگاه تهویه هوا (AHU) یکی از اجزای اصلی سیستم‌های HVAC است که برای شرایط‌بندی و گردش هوا در سراسر یک ساختمان یا منطقه خاص طراحی شده است. این دستگاه به عنوان یک مرکز پردازش هوا عمل می‌کند، هوا را از بیرون می‌گیرد، آن را با هواي بازگشتی از داخل ساختمان مخلوط می‌کند، آن را از آلاینده‌ها پاکسازی می‌کند، دمای آن را تنظیم می‌کند، رطوبت‌دهی مناسب را انجام می‌دهد و سپس هواي تصفیه شده را به فضاهای مسکونی یا کارگاهی توزیع می‌کند.
برخلاف اجزای کوچکتر سیستم‌های گرمایشی و تهویه مطبوع مانند کوره‌ها یا دستگاه‌های تهویه هوا که فقط بر روی گرم کردن یا سرد کردن تمرکز دارند، واحد دستگاه تهویه هوا چندین عملکرد را در یک سیستم ترکیب می‌کند. این دستگاه اطمینان حاصل می‌کند که هوايی که به اتاق‌ها تحویل داده می‌شود نه تنها دمای مطلوب را داشته باشد، بلکه تمیز، دارای رطوبت مناسب و تازه باشد. واحدهای دستگاه تهویه هوا از نظر اندازه متفاوت هستند - از واحدهای کوچک برای دفاتر کوچک تا سیستم‌های بزرگ صنعتی برای بیمارستان‌ها یا کارخانه‌ها - و معمولاً در اتاق‌های مکانیکی، زیرزمین‌ها یا روی پشت بام قرار داده می‌شوند.
اجزای اصلی دستگاه تهویه هوا
یک دستگاه تهویه هوا از چندین قطعه به هم متصل تشکیل شده است که با هم کار می‌کنند تا هوا را پردازش کرده و توزیع کنند. هر قطعه نقش خاصی در تضمین کیفیت و راحتی هوا دارد:
1. فن‌ها
فن‌ها «موتور» دستگاه تهویه هوا هستند و مسئول حرکت دادن هوا درون سیستم می‌باشند. بیشتر دستگاه‌های تهویه هوا دارای دو فن اصلی هستند:
- فن تامین هوا : هواي شرطي شده را از طريق كانال‌ها به اتاق‌هاي ساختمان مي‌فرستد.
- فن برگشت هوا : هواي کهنه را از اتاق‌ها دوباره به دستگاه تهویه هوا برمی‌گرداند تا دوباره شرطی شود یا دفع شود.
اندازه فن‌ها بر اساس مقدار هوا (بر حسب متر مکعب در ساعت یا فوت مکعب در دقیقه) که دستگاه تهویه هوا باید گردش دهد، تعیین می‌شود. این مقدار به اندازه و تعداد افراد ساکن در ساختمان بستگی دارد. درایوهای سرعت متغیر (VSD) در فن‌های مدرن اجازه می‌دهند تا نرخ جریان هوا با تقاضا تطبیق کند و این امر باعث بهبود کارایی انرژی می‌شود.
2. فیلترها
فیلتر کردن یک عملکرد حیاتی در واحد کنترل هوا است، که گرد و غبار، گرده، باکتری ها و سایر آلاینده ها را از هوا حذف می کند. نوع فیلتر مورد استفاده بستگی به نیازهای ساختمان دارد:
- پیش‌فیلترها : ذرات بزرگ (مانند گرد و غبار یا مو) را برای محافظت از سایر اجزای موجود از آسیب و افزایش عمر آنها جذب می کند.
- فیلترهای متوسط : ذرات کوچکتر (به عنوان مثال گرده، اسپورهای قارچ) را برای بهبود کیفیت هوا حذف کنید.
- فیلترهای کارآمد (HEPA) : در مکان‌هایی مانند بیمارستان‌ها یا آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شوند و 99.97٪ از ذرات به اندازه 0.3 میکرون، از جمله باکتری‌ها و ویروس‌ها را حذف می‌کنند.
فیلترها درون بانک‌های فیلتر در واحد دستگاه تهویه هوا قرار دارند و نیاز به تعویض منظم دارند تا کارایی خود را حفظ کنند.
3. سیم‌پیچ‌های گرمایشی و سرمایشی
این سیم‌پیچ‌ها دمای هوا را هنگام عبور از واحد دستگاه تهویه هوا تنظیم می‌کنند:
- سیم‌پیچ‌های گرمایشی : گرم کردن هوا با استفاده از آب گرم، بخار یا مقاومت الکتریکی. این تجهیزات در مناطق سرد یا در ماه‌های زمستانی ضروری هستند.
- سیم‌پیچ‌های خنک‌کننده : هوا را با عبور آب سرد یا مبرد از داخل سیم‌پیچ‌ها خنک می‌کنند. با عبور هوا از روی سیم‌پیچ‌های سرد، رطوبت هوا تقطیر شده و به کاهش رطوبت کمک می‌کنند.
این سیم‌پیچ‌ها با ترموستات‌های ساختمان کار می‌کنند تا دمای مطلوب را حفظ کنند و در صورت نیاز روشن یا خاموش شوند.
4. کنترل رطوبت
واحدهای دستگاه‌های هوا اغلب شامل اجزایی برای تنظیم سطح رطوبت هستند تا هوا به اندازه کافی خشک یا مرطوب نباشد:
- رطوبت دهنده ها : رطوبت را به هوا اضافه می‌کنند با استفاده از بخار، مه فراصوتی یا پد تبخیری. این امر در زمستان زمانی که سیستم‌های گرمایشی باعث خشکی هوا می‌شوند اهمیت دارد.
- رطوبت‌گیرها : رطوبت اضافی را از هوا بر می‌دارند، معمولاً با سرد کردن هوا (که منجر به تقطیر می‌شود) یا استفاده از مواد جاذب رطوبت که آب را جذب می‌کنند. این کار از رشد کپک و ناراحتی در مناطق گرم و مرطوب جلوگیری می‌کند.
5. دمپرها
دَمپرها شیرهای قابل تنظیمی هستند که جریان هوا را درون واحد دستگاه هوا و کانال‌های متصل به آن کنترل می‌کنند:
- دمپرهای هوای تازه : میزان هوای تازه ورودی به دستگاه را تنظیم می‌کنند، تعادل بین ورود هوای تازه و بهره‌وری انرژی را فراهم می‌کنند.
- دمپرهای بازگشت هوا : جریان هوا از ساختمان به دستگاه هوا برگشتی را کنترل می‌کنند.
- دمپرهای مخلوط کننده : هوای تازه بیرونی را با هوای بازگشتی ترکیب می‌کنند تا استفاده از انرژی بهینه شود — بازیابی هوای بازگشتی انرژی کمتری نسبت به سرمایش یا گرمایش 100 درصد هوای بیرونی مصرف می‌کند.
- دمپرهای ضد آتش : به صورت خودکار در هنگام آتش سوزی بسته می‌شوند تا از گسترش دود و شعله‌ها از طریق کانال‌ها جلوگیری شود.
6. سیستم کنترل
یک صفحه کنترل مرکزی (که اغلب به یک سیستم مدیریت ساختمان، BMS، متصل است) عملیات واحد دستگاه هوا را نظارت و تنظیم می‌کند. سنسورهایی در سراسر ساختمان دما، رطوبت و کیفیت هوا را اندازه‌گیری کرده و داده‌ها را به سیستم کنترل ارسال می‌کنند. سیستم سپس فن‌ها، کویلهای سرمایشی یا گرمایشی، دمپرها و کنترل‌کننده‌های رطوبت را برای حفظ شرایط تعیین شده تنظیم می‌کند و بهره‌وری و راحتی را تضمین می‌کند.
دستگاه هندلر چگونه در سیستم‌های HVAC کار می‌کند؟
عملکرد یک دستگاه هندلر به صورت گام به گام انجام می‌شود تا هوا را شرایط‌بندی کند و گردش دهد و با سیستم گسترده‌تر HVAC ادغام شود:
گام 1: مکش و مخلوط کردن هوا
دستگاه هندلر ابتدا هوا را از دو منبع زیر می‌کشد:
- هوا بازیافتی این هوا از طریق بازوهای مکشی وارد می‌شود، اکسیژن لازم را فراهم می‌کند و آلاینده‌های داخل ساختمان را کاهش می‌دهد.
- هوای برگشتی هوای فرسوده از اتاق‌های ساختمان که از طریق کانال‌های برگشت جمع‌آوری می‌شود.
دریچه‌های مخلوط کننده دو جریان هوا را با هم ترکیب می‌کنند. نسبت ترکیب به عواملی مانند تعداد افراد (افراد بیشتر به هوای تازه بیشتری نیاز دارند) و بهره‌وری انرژی (استفاده مجدد از هوای برگشتی باعث صرفه‌جویی در انرژی می‌شود) بستگی دارد.
گام 2: فیلتراسیون
هواي مخلوط از فيلترهاي واحد دستگاه هوا عبور مي‌کند که ذرات و آلودگي‌ها را مي‌گيرد. اين امر تضمين مي‌کند که هواي ارسالي به ساختمان تميز باشد و باعث کاهش آلرژي، عوامل ايجاد کننده آسم و گسترش بيماري‌هاي تنفسي مي‌شود.
مرحله ۳: شرايط‌دهي دما
پس از فيلتراسيون، هوا از روي سيم‌پيچ‌هاي گرم کننده يا سرد کننده عبور مي‌کند. اگر ساختمان به گرما نياز داشته باشد، سيم‌پيچ‌ها دماي هوا را افزايش مي‌دهند؛ اگر سرما مورد نياز باشد، سيم‌پيچ‌ها دما را کاهش مي‌دهند. سيستم کنترل بر اساس خوانش ترموستات در ساختمان، سيم‌پيچ‌ها را تنظيم مي‌کند.
مرحله ۴: تنظيم رطوبت
در مرحله بعد، هوا از روي مرطوب‌کننده‌ها يا کاهنده رطوبت عبور مي‌کند تا به سطح مطلوب رطوبت برسد (معمولاً بين ۳۰ تا ۶۰ درصد رطوبت نسبي). اين مرحله از بروز هواي خشک (که مي‌تواند باعث تهيج پوست و سيستم تنفسي شود) يا هواي بسيار مرطوب (که باعث رشد کپک و قارچ مي‌شود) جلوگيري مي‌کند.
مرحله ۵: توزيع هوا
هوای پردازش‌شده توسط فن توزیع از طریق شبکه‌ای از کانال‌ها به اتاق‌های ساختمان هدایت می‌شود و از طریق شیرهای خروجی وارد فضای داخلی می‌گردد. در همین حال، فن برگشت هوای استال را از طریق کانال‌های بازگشت به واحد پردازش هوا منتقل می‌کند و چرخه را تکرار می‌کند. بخشی از هوای استال ممکن است به بیرون دفع شود تا آلاینده‌ها را از ساختمان خارج کند و جایگزین آن هوای تازه از بیرون وارد شود.
مرحله 6: نظارت و تنظیم
سیستم کنترل به‌صورت مداوم کیفیت هوا، دما و رطوبت را با استفاده از سنسورها نظارت می‌کند. اگر شرایط از مقدارهای تعیین‌شده خارج شوند (برای مثال یک اتاق بیش از حد گرم شود)، سیستم اقدام به تنظیم قطعات واحد پردازش هوا می‌کند — سرعت فن‌ها را افزایش می‌دهد، کویل‌ها را فعال می‌کند یا دریچه‌ها را تنظیم می‌کند — تا آسایش و کارایی به حالت اولیه بازگردد.
انواع واحدهای پردازش هوا
واحدهای پردازش هوا به گونه‌ای طراحی شده‌اند که با اندازه‌ها و نیازهای مختلف ساختمان‌ها سازگار باشند. انواع متداول آن شامل:
1. واحدهای دستگاه هوا بسته‌بندی شده
این واحدهای کوچک و پیش‌ساخته شده، تمامی اجزای لازم (فن‌ها، فیلترها، کویل‌ها) را در یک کابینت واحدی دارند. این واحدها نصب آسانی دارند و برای ساختمان‌های کوچک تا متوسط مانند دفاتر، مدارس یا فروشگاه‌ها مناسب هستند.
2. واحدهای دستگاه هوا ماژولار
این واحدهای ماژولار از بخش‌های جداگانه (برای مثال، یک بخش فیلتر، یک بخش فن، یک بخش گرمایشی/سرمایشی) ساخته می‌شوند که می‌توانند با هم ترکیب شوند تا نیازهای خاص را برآورده کنند. این واحدها قابل گسترش هستند و بنابراین برای ساختمان‌های بزرگ یا تأسیسات با نیازهای متفاوت مناسب می‌باشند.
3. واحدهای هندلر هوای سقفی
این واحدها روی سقف ساختمان نصب می‌شوند، فضای داخلی را صرفه‌جویی می‌کنند و در ساختمان‌های تجاری رایج هستند. این واحدها هم سرمایش و هم گرمایش هوا را انجام می‌دهند و اغلب به کانال‌کشی متصل می‌شوند که هوای توزیع شده را به طبقات پایین منتقل می‌کند.
4. واحدهای هندلر هوای صنعتی
این واحدها بزرگ و قدرتمند هستند و برای کارخانه‌ها، انبارها یا آزمایشگاه‌ها طراحی شده‌اند. این واحدها میزان زیادی هوا را جابجا می‌کنند، در برابر گرد و غبار و مواد شیمیایی مقاوم هستند و ممکن است دارای فیلترهای تخصصی یا کنترل‌های رطوبتی برای فرآیندهای صنعتی باشند.
5. اتاق تمیز واحدهای هندلر هوای
این واحدها در بیمارستان‌ها، آزمایشگاه‌های دارویی یا تولید الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرند و دارای فیلترهای بسیار کارآمد (HEPA یا ULPA) و کنترل‌های دقیق برای حفظ محیط‌های استریل و بدون ذرات هستند.
نقش واحدهای دستگاه‌های هوا در سیستم‌های HVAC
دستگاه هوا (Air Handling Unit) 'کاروان' سیستم‌های HVAC است که اجزای مختلف را به هم متصل می‌کند و از کیفیت هوا و راحتی اطمینان حاصل می‌کند. نقش‌های کلیدی آن عبارتند از:
- مدیریت کیفیت هوا : با فیلتر کردن آلاینده‌ها و تنظیم هوای تازه، دستگاه‌های هوا آلودگی هوا درون ساختمان را کاهش داده و سلامت افراد را حفظ می‌کنند.
- بهره‌وری انرژی : دستگاه‌های هوا با فن‌های VSD، سیستم‌های بازیابی گرما و کنترل‌های هوشمند، مصرف انرژی را کاهش داده و هزینه‌های برق را پایین می‌آورند.
- کنترل آب و هوا : آنها دمای ثابت و رطوبت را حفظ می‌کنند که برای راحتی در خانه‌ها/دفاتر ضروری است و در موزه‌ها یا آزمایشگاه‌ها برای حفظ مواد اهمیت دارد.
- ایمنی : در محیط‌های صنعتی یا بیمارستان‌ها، دستگاه‌های هوا با کنترل جریان هوا و فیلتراسیون از گسترش گازهای مضر، باکتری‌ها یا ویروس‌ها جلوگیری می‌کنند.
کاربردهای عملی واحدهای مکنده هوا
بناهای اداری
یک دفتر متوسط با استفاده از یک واحد مکنده هوا، هوا را در 50 اتاق گردش می‌دهد. این دستگاه گرد و غبار و گرده را فیلتر می‌کند، دمای هوا را روی 22 درجه سانتی‌گراد (72 درجه فارنهایت) تنظیم کرده و رطوبت نسبی را در سطح 40 درصد حفظ می‌کند. در روزهای تعطیل، فن‌های کنترل سرعت (VSD) جریان هوا را کاهش می‌دهند و مصرف انرژی را تا 30 درصد کاهش می‌دهند.
بیمارستان ها
واحد مکنده هوا در یک بیمارستان از فیلترهای HEPA برای حذف باکتری‌ها و ویروس‌ها استفاده می‌کند تا شرایط استریل در اتاق‌های عمل فراهم شود. این دستگاه فشار مثبت در اتاق‌های بیمار را حفظ می‌کند (جریان هوا به بیرون، جلوگیری از ورود آلاینده‌های خارجی) و فشار منفی در اتاق‌های قرنطینه (جریان هوا به داخل، جلوگیری از خروج پاتوژن‌ها) ایجاد می‌کند.
کارخانه‌ها
در یک کارخانه فرآوری مواد غذایی از یک واحد مکنده هوا صنعتی با استفاده از سیم‌پیچ‌ها و فیلترهای مقاوم در برابر خوردگی استفاده می‌شود تا گرد و غبار و آلرژن‌ها را از هوا حذف کند. این دستگاه رطوبت را کنترل می‌کند تا از رشد کپک روی محصولات غذایی جلوگیری کند و دمای یکنواخت را برای فرآیندهای تولید تضمین می‌کند.
مدارس
دستگاه هندلر هوای سقف مدرسه 20 کلاس درس را تأمین می‌کند، هوای تازه را با هوای بازگشتی مخلوط می‌کند تا هزینه‌های انرژی کاهش یابد. این دستگاه شامل فیلترهای کربنی برای حذف بوها از سالن‌های غذاخوری است و در ساعات شدید (مثلاً زمانی که دانش‌آموزان در کلاس حضور دارند) دبی هوا را برای راحتی بیشتر تنظیم می‌کند.
سوالات متداول
تفاوت بین یک دستگاه هندلر هوا و کوره چیست؟
کوره فقط هوا را گرم می‌کند، در حالی که دستگاه هندلر هوا ترکیبی از گرمایش، سرمایش، فیلتراسیون و کنترل رطوبت است. دستگاه هندلر هوا یک سیستم جامع‌تر است که هوای شرطیه شده را در سراسر ساختمان منتشر می‌کند و اغلب به عنوان بخشی از سیستم گرمایشی، تهویه مطبوع و کولر هوا با کوره یا کولر کار می‌کند.
چه مدت یک دستگاه هندلر هوا باید نگهداری شود؟
نگهداری منظم بسیار مهم است. فیلترها باید هر 1 تا 3 ماه یک بار تعویض شوند. کویلهای دستگاه، فن‌ها و دریچه‌ها باید هر 6 تا 12 ماه یک بار بازرسی و تمیز شوند تا از تجمع گرد و غبار جلوگیری شود و بهره‌وری حفظ گردد. بازرسی‌های حرفه‌ای سالانه می‌تواند مشکلاتی مانند نشتی یا فرسودگی قطعات را شناسایی کند.
آیا یک دستگاه تهویه هوا می‌تواند بدون کانال کار کند؟
اکثر دستگاه‌های تهویه هوا از کانال برای توزیع هوا استفاده می‌کنند، اما برخی واحدهای کوچک (مانند آن‌هایی که در آپارتمان‌ها به کار می‌روند) ممکن است به صورت مستقیم به دریچه‌های اتاق متصل شوند و نیازی به کانال‌کشی گسترده نداشته باشند. با این حال، سیستم‌های اسپلیت بی‌کانال دستگاه تهویه هوا محسوب نمی‌شوند — آنها به جای آن از واحدهای داخلی جداگانه استفاده می‌کنند.
دستگاه‌های تهویه هوا چگونه کیفیت هوا درون ساختمان را بهبود می‌دهند؟
این دستگاه‌ها گرد و غبار، گرده گیاهان و میکروب‌ها را از هوا جدا می‌کنند؛ رطوبت هوا را کنترل می‌کنند تا از رشد کپک جلوگیری شود؛ و هوای تازه از بیرون را وارد فضا می‌کنند تا آلاینده‌های داخلی مانند ترکیبات فرار آلی (VOCs) (مانند آن‌هایی که از مبلمان یا محصولات تمیزکننده ناشی می‌شوند) رقیق شوند. فیلترهای با کارایی بالا در دستگاه‌های تهویه هوا به ویژه در کاهش بیماری‌های منتقله از طریق هوا مؤثر هستند.
چه اندازه دستگاه تهویه هوا برای یک ساختمان لازم است؟
اندازه به متراژ ساختمان، ارتفاع سقف، تعداد افراد و آب و هوا بستگی دارد. یک مهندس حرفه‌ای تهویه مطبوع جریان هوا را محاسبه می‌کند (ACH یا تغییر هوا در ساعت) و یک دستگاه پردازش هوا با ظرفیت متناسب انتخاب می‌کند. به عنوان مثال، یک دفتر 500 متر مربعی ممکن است به دستگاهی نیاز داشته باشد که 5000 تا 10000 متر مکعب هوا را در ساعت گردش دهد.