سیستم های تهویه مطبوع

امروزه سیستم های تهویه مطبوع بسیار زیادی در جهان با تنوع کاربری، عملکرد و قیمت های متفاوت تولید و به بازار عرضه می شوند. با افزایش سطح استاندارد و کیفیت زندگی افراد، نوع سیستم و تاسیسات سرمایشی و گرمایشی و میزان آرامشی که در هنگام استفاده از این تجهیزات حاصل می شود، در انتخاب نوع سیستم تهویه مطبوع مورد توجه بسیاری قرار میگیرد.

انتخاب سیستم تهویه مطبوع مناسب از مباحث اساسی در کیفیت ساخت و سازه ها بوده و می تواند پروژه را به اهداف خود نزدیک و یا حتی آن را به مرز شکست برساند.همچنین با بالارفتن هزینه های انرژی در جوامع امروزی میزان برق مصرفی نیز یکی از موارد مهم و تاثیرگذار در انتخاب مناسب نوع سیستم های تهویه مطبوع مورد نیاز در هر پروژه می باشد.

انواع سیستم های تهویه مطبوع

در این مطلب با انواع سیستم های تهویه مطبوع و دسته بندی آن ها آشنا خواهیم شد.

بسته به عملکرد سیستم های تهویه می توان انواع مختلفی برای این سیستم ها در نظر گرفت. به این معنی که با تغییر عملکرد و خصوصیات هر کدام از عناصر و اجزای تشکیل دهنده، مدل و نوع دیگری از سیستم تهویه مطبوع تعیین می‌شود. در واقع به بیانی دیگر، می‌توانیم چند نوع دسته بندی برای انواع سیستم های تهویه مطبوع در نظر بگیریم.

انواع سیستم تهویه مطبوع از نظر درجه حرارت

سیستم های تابستانی یا سیستم تک فصلی سردکننده :

در میان انواع سیستم های تهویه مطبوع برخی از سیستم های سرمایشی مانند کولر آبی و یا گازی فقط توانایی سرد کردن هوا در فصول گرم سال را دارند؛ این سیستم ها بر اساس عملکرد انوع سیستم های تبرید عمل می کنند و دارای انواع گوناگونی می باشند.

سیستم های حرارتی یا تک فصلی گرم کننده :

مانند شوفاژ با دیگ آب گرم یا پکیج دیواری که فقط قابلیت گرمایش هوا در فصول سرد سال را دارند. سیستم های حرارت مرکزی از این نوع هستند. به جز سیستم های حرارت مرکزی، برخی از وسایل مثل بخاری و شومینه هم جهت گرمایش به کار می روند که در مقایسه با سیستم های حرارت مرکزی، ایرادات فراوانی دارند.

سیستم های دو فصلی با دو کارکرد :

به این شکل که سیستم هم حرارتی است و هم برودتی. مانند چیلر، فن کویل و هواساز که قابلیت ایجاد سرمایش در فصول گرم و گرمایش در فصول سرد سال را دارا هستند. این سیستم ها یا از مجموع دو سیستم تابستانی و زمستانی در کنار هم تشکیل می شوند یا شامل یک سیستم یکپارچه ی دو فصلی هستند.

لازم به ذکر است که این نوع تهویه هوا اصولا به علل قابلیت بالا و صرفه جویی در بعضی از هزینه ها به سیستم های دیگر برتری دارد، البته به جز در مناطق سردسیری و یا گرمسیری که فقط به یک سیستم تک فصلی نیاز دارند.

انواع تهویه مطبوع بر اساس عملکرد کویل

بر این اساس سیستم ها به دو دسته اصلی سرمایشی و گرمایشی تقسیم می‌شوند.

دسته بندی سیستم های تهویه مطبوع از نظر نوع سیال

این تقسیم بندی که باز هم مربوط به عملکرد کویل در بخش تحویل است، از نظر نوع سیال انجام می‌شود:

سیستم تهویه سیال هوا به هوا

در سیستم تهویه هوا به هوا، تنها هوا در کانال ها بین دستگاه و محیط جریان دارد و نیازی به لوله ها برای انتقال آب نیست، چرا که آبی بین سیستم و محیط جریان ندارد. یکی از مسائل اصلی در مواجهه با این نوع سیستم، حجم بالای فضای مورد نیاز برای اختصاص به این مجموعه است. به همین دلیل معمولاً سیستم های سیال هوا به هوا در جایی دورتر از محیط مد نظر برای تهویه نصب می‌شوند.

سیستم تهویه سیال آب به آب

سیستم تهویه آب به آب یا تمام آب، گرما یا سرما را از طریق آب گرم و سرد به فضا منتقل می‌کند. در واقع در این سیستم آب ناقل حرارت است. برای سرد کردن محیط آب سرد از چیلر به کویل ها وارد شده، سپس هوا ساز با عبور از روی کویل باد سرد را به محیط منتقل می‌کند.

یکی از معایب سیستم تهویه مطبوع تمام آب، ضعف این سیستم در تأثیرگذاری رطوبت محیط است اما در مقابل از بهترین مزیت های این سیستم تهویه نیز می توان به حجم پایین فضای مورد نیاز برای اختصاص دادن به دستگاه سیستم تهویه مطبوع اشاره کرد.

سیستم تهویه سیال آب به هوا یا هوا به آب

در سیستم آب به هوا یا برعکس آن یعنی هوا به آب، به طور معمول گرمایش به وسیله آب و سرمایش به وسیله هوا تامین می شود. مقدار هوای مورد نیاز برای این سیستم تهویه معمولاً 10 درصد مقدار هوای لازم برای سیستم های تمام هوا است.

در این سیستم تهویه، آب می‌تواند تا درجات مختلفی گرم شود. میزان حرارت کمترکه حدود 70 تا 90 درجه است، بیشتر مناسب ساختمان های مسکونی و کوچک است. اما برای برج ها و ساختمان های بزرگ، نیاز است آب تا 180 درجه حرارت داشته باشد، زیرا آب در طول مسیر در لوله ها افت دما پیدا می‌کند و تا به مقصد برسد مقداری از حرارت خود را از دست می دهد.

بررسی و مقایسه انواع سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی

سیستم های تهویه مطبوع مستقل

در این روش انتخاب های موجود به ترتیب از کمترین قیمت تمام شده عبارتند از :

کولر گازی یا اسپیلیت

داکت اسپلیت یا اسپلیت کانالی

سیستم مینی چیلر

در سیستم های تهویه مطبوع فوق، بهترین محل نصب کندانسورها در پشت بام است ولی به شرطی که تعداد طبقات بیش از چهار یا پنج نباشد. در مجتمع های بلند مرتبه کندانسورها باید در تراس نصب شوند و همچنین باید ملاحظات خاص در خصوص پوشش مطلوب معماری کندانسورها پیش بینی شود. در ادامه چندین نمونه از سیستم های تهویه مطبوع مستقل را با هم بررسی خواهیم کرد.

کولر گازی و اسپلیت :

استفاده از کولر گازی و اسپلیت های دیواری که امروزه بسیار رایج است، اقتصادی ترین و ساده ترین روش برای خنک نمودن واحدها به ویژه در مناطق معتدل و شرجی است. این گزینه برای ساختمان های کوچک مناسب است ولی بنظر می رسد انتخاب خوبی برای برجها و ساختمان های لوکس نبوده و به کیفیت ساخت آسیب می رساند. طول عمر کولر های گازی و اسپلیت ها به طور متوسط 12 سال می باشد.

داکت اسپلیت :

استفاده از داکت اسپلیت یا اسپلیت کانالی به شرطی که برای تمام فضای آپارتمان دریچه های خروجی هوای مستقل پیش بینی شده و از بهره وری سیستم نکاهد، به معماری داخلی واحدها می تواند کمک شایانی کند و انتخاب بهتری نسبت به کولر های گازی است. البته زیاد بودن تعداد کندانسورهای آپارتمان در این حالت باعث اشغال فضای زیادی در تراس ها یا پشت بام خواهد شد و تعمیر و نگهداری این سیستم هم مشکل تر خواهد شد.

اگر یک اسپلیت کانالی چندین فضا را پوشش دهد، قابلیت کنترل موضعی درجه حرارت از دست رفته و باعث افزایش مصرف برق و کاهش راندمان می گردد. قیمت تمام شده اسپلیت های کانالی نیز با اسپلیت های دیواری متفاوت می باشد . در مجموع هزینه بالای برق در این انتخاب، همچنین نیاز به کانال کشی و لوله کشی های متعدد و گران قیمت، تامین برق سه فاز در واحدهای با زیربنای بالاتر از 180 متر مربع، از نقاط ضعف استفاده از اسپلیت های کانالی می باشد.

البته با استفاده از دریچه های کنترلی خروجی هوا می توان مشکل اصلی داکت اسپلیت (عدم امکان منطقه بندی فضا و مصرف بالای برق) را به راحتی حل کرد.

دریچه های کنترلی امکان اتصال به ترموستات هر بخش را دارد و در هر اتاق می توان دمای دلخواهی را تنظیم کرد و با رسیدن به دمای مورد نظر دریچه آن بخش به طور خودکار بسته می شود. در این حالت دور موتور فنِ داکت اسپلیت نیز کمتر شده و مصرف برق به طور چشمگیری کاهش می یابد.

با استفاده از دریچه های ترموستاتی می توان بر مقدار هوای ورودی و دمای هر بخش بطور مجزا کنترل داشت و مشکلات داکت اسپلیت را حل و هم رده ی مینی چیلر و فن کوئل کرد. کلیه ی دریچه ها به ترموستات مرکزی متصل و پس از بسته شدن همه ی دریچه ها دستور OFF را به داکت اسپلیت می دهد و پس از باز کردن اولین دریچه دستگاه مجددا شروع به کار می کند.

مینی چیلر :

از نظر فنی استفاده از مینی چیلر انتخاب بهتری نسبت به اسپلیت بوده و باعث کاهش نسبی در مصرف و هزینه برق و تجمیع کندانسورهای هر واحد می شود. امکان کنترل دما در هر بخش نیز از مزایای این سیستم می باشد، اما گزینه مینی چیلر باعث اختصاص بخش قابل توجهی از تراس برای نصب کندانسور هر مینی چیلر خواهد شد. با توجه به قیمت تمام شده بالا در این گزینه از یک طرف و عدم ایجاد ارزش افزوده ای در مارکتینگ ساختمان (در مقایسه با اسپلیت کانالی) از طرف دیگر، معمولا این گزینه با اسقبال سازندگان مواجه نمی شود.همچنین گفتنی است طول عمر متوسط مینی چیلرها حدودا 18 سال است.

سیستم های تهویه مطبوع مرکزی

در این حالت انتخاب های موجود به ترتیب از کمترین قیمت تمام شده عبارتند از :

سیستم چیلر + فن کویل یا هواساز

    سیستم VRF

در سیستم های تهویه مطبوع مرکزی اولین مزیت اساسی، کاهش چشمگیر مصرف برق واحدها و ارتقای سطح آسایش برای افراد حاضر در ساختمان می باشد. همچنین با حذف کندانسورها، هزینه های معماری ناشی از استتار کندانسورها در نمای ساختمان حذف می شود. از مزایای دیگر سیستم تهویه مطبوع مرکزی می توان به عدم الزام ساخت تراس های متعدد توسط سازندگان و احیای فضای تراس ها می باشد که نقشی اساسی در ارتقای پروژه خواهد داشت.

انتخاب سیستم مرکزی می تواند منجر به کاهش ظرفیت پست های برق، تابلوها، کابل کشی ها، کنتور برق واحد ها و کلیه موارد مربوط به آن شود. بدیهی است کاهش سرمایه گذاری اولیه در این بخش مورد توجه سرمایه گذاران بوده و حرکتی شایسته در راستای سیاست های کلان کشور می باشد .

متوسط طول عمر 30 سال در سیستمهای تهویه مطبوع مرکزی باعث اقتصادی شدن این سیستم ها نسبت به سایر سیستم های تهویه مطبوع مستقل می باشد.

چیلر + فن کویل :

مزیت بزرگ این سیستم این است که هر فن کویل در هر اتاق یک کنترلر دارد. بدین ترتیب هر فرد در اتاق خود می تواند بدون تاثیر بر سایر فن کویل ها، فن کویل اتاق خود را خاموش و روشن نموده و یا دمای آن را به مقدار دلخواه خود تنظیم نماید و تمام این فن کویل های همه ی واحدهای ساختمان فقط به یک چیلر متصل می شوند.

از دیگر مزایای چیلر به همراه فن کویل ها می توان به این مورد اشاره کرد که دیگر ساختمان به لوازم گرمایشی مثل رادیاتور یا گرمایش قرنیزی یا گرمایش از کف و … نیازی ندارد و فن کویل ها به بهترین و مطلوب ترین شکل ممکن برای گرمایش هم می توانند مورد استفاده قرار گیرند و فقط کافی است که آبگرم ساختمان را به آن متصل کنیم.

بخش یا یونیت داخلی سیستم های چیلر، فن کوئل ها هستند فن کوئل ها دارای انواع مختلف سقفی ، زمینی و دیواری هستند . فن کوئلی که در شکل زیر مشاهده می کنید از نوع سقفی است.

در فن کوئل های سقفی به خاطر استفاده از دریچه های خطی با پره های ثابت امکان تغییر جهت پره ها وجود ندارد و وزش باد فقط در یک جهت خاص اتفاق می افتد. با استفاده از دریچه های کنترلی فن کوئلی رایمند می توانید جهت پره های دریچه را از طریق ریموت کنترل تنظیم کنید یا پره های دریچه را در حالتی قرار دهید که دائما در حال چرخش باشد و هوا را در کل اتاق بصورت یکنواخت توزیع کند .

سیستم اسپلیت مرکزی VRF:

استفاده از VRF نیز صرف نظر از موضوع قیمت بالای خرید اولیه تجهیزات و هزینه سنگین اجرای آن، انتخاب بهتری نسبت به اسپلیت و داکت اسپلیت بوده و باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی و تجمیع کندانسورهای واحدها می شود. امکان کنترل دما در بخش های مختلف ساختمان به صورت مجزا نیز از مزایای این سیستم می باشد. در سیستم VRF با انتقال کندانسورها از نمای ساختمان به نقاط کور می توان کمک شایانی به ارتقای معماری و نمای ساختمان کرد که این مورد نیز از مزایای سیستم اسپلیت مرکزی VRF می باشد. با وجود مزایای نسبی سیستم های اسپلیت مرکزی VRF به علت قیمت بالای تمام شده در این گزینه معمولا سرمایه گذاران از انتخاب آن اجتناب می نمایند. طول عمر سیستم های اسپلیت مرکزی VRF بطور متوسط 25 سال می باشد.

در سیستم VRF ، معمولا امکان نصب کندانسورها در پشت بام و محوطه برج های بلند مرتبه وجود دارد ، ولی این امر مستلزم صرف هزینه بیشتر بابت افزایش ظرفیت کندانسورها و اختصاص فضای رایزرها به لوله های مسی از طبقات تا پشت بام و نصب تعدادی کندانسور VRF در پشت بام هر برج می باشد. مشکلات گفته شده در مجموع این روش را غیر اقتصادی ساخته و هزینه تمام شده VRF را نسبت به نصب همان کندانسورها در تراس آپارتمان حدود 25 تا 40 درصد افزایش می دهد.

جهت اطلاعات بیشتر می توانید به مقاله ی سیستم VRF که در سایت ما قرار داده شده نیز مراجعه کنید.