سیستم های متعددی برای سرمایش ، گرمایش و تهویه انواع ساختمان ها ، سوله ها و سالن ها وجود دارد. دو نوع عمده این سیستم ها عبارتند از سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی یا همان سیستم های تهویه مرکزی و نیز سیستم های کوچک واحدی.
سیستم های واحدی (یا به اصطلاح پشت پنجره ای) که معروف ترین آنها اسپلیت یا همان کولرهای گازی هستند از یک یونیت داخلی دیواری که به یک یونیت پشت پنجره متصل می شود، تشکیل شده که شعاع سرمایش و گرمایش آن بسیار محدود و در حد یک اتاق یا سالن کوچک است که از این سیستم ها معمولا در متراژهای کم استفاده می شود ولی سیستم های تهویه مرکزی بیشتر در ساختمان های متوسط تا بزرگ کاربرد دارد. در ادامه 6 نوع از انواع سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی و مزایای آنها را بررسی خواهیم نمود.
6 نوع از انواع سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی و مزایای آنها
1 . سیستم بویلر ، چیلر ، هواساز ، فن کویل
سیستم های تهویه مرکزی توسط دستگاه هایی به نام هواساز و از طریق کانال هایی ، هوای سرد یا گرم را در پارتیشن های مختلف یک ساختمان مسکونی، تجاری، صنعتی، اداری، ورزشی و … به گردش در می آورند و در برخی موارد با استقرار دستگاه های سایز کوچکتری به نام فن کویل در پارتیشن های مختلف ساختمان، عمل گردش هوا پس از سرد یا گرم کردن آن توسط فن کویل ها انجام می شود.
همه این هواسازها و فن کویل ها به صورت مرکزی به سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی مستقر در بیرون ساختمان و با لوله کشی آب گرم و آب سرد متصل می شوند. بنابرین در فن کویل ها و هواساز ها ، آب خنک یا داغ جاری شده و از طریق لوله های پره داری به نام کویل، با هوای اطراف کویل که توسط فن جاری می شود، تبادل حرارتی انجام می دهد. به همین علت این سیستم ها با نام سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی شناخته می شوند که پرکاربردترین آنها سیستم چیلر (سرد کننده آب) ، بویلر (گرم کننده آب) به همراه هواساز و فن کویل است. کامل ترین و پرکاربردترین سیستم از بین 6 نوع از انواع سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی همین سیستم چیلر ، بویلر ، فن کویل و هواساز است که در ادامه به مزایای آنها اشاره خواهیم نمود.
نکته مهم اینکه لزومی ندارد که در تمام اماکن هم از هواساز و هم از فن کویل ها به طور همزمان استفاده شود بلکه با توجه به نظر طراح و نیاز یا عدم نیاز به ورود هوای تازه به مکان مورد نظر و یا ارتفاع سقف محل مورد نظر درباره استفاده یا عدم استفاده از هواساز تصمیم گرفته می شود. چونکه هواسازها بیشتر در اماکنی کاربرد دارند که یکی از اهداف سیستم گرمایش و سرمایش مرکزی این باشد که هوای تازه با مقدار اکسیژن بالا وارد محیط کرده و یا اینکه ارتفاع سقف زیاد باشد. در برخی از پروژه ها فقط از فن کویل ها، در برخی هم فقط از هواساز و در برخی پروژه ها هم از ترکیبی از آن دو استفاده می شود که همه آنها با لوله کشی آب گرم و سرد به موتورخانه و چیلر متصل می شوند.
سوال مهمی که به ذهن می رسد این است که هر یک از این دستگاه چه اجزایی دارند و انواع و طرز کار آنها به چه شکل است که می توانید از طریق لینک های زیر در مورد هریک از آنها مطالعه کنید.
مطالعه بیشتر درباره انواع چیلرها و ویژگی های آنها در این مقاله ⇐ چیلر
مطالعه بیشتر در مورد هواسازها و طرز کار آنها در این مقاله ⇐ هواساز
مطالعه بیشتر درباره فن کویل ها و ساختار آنها در این مقاله ⇐ فن کویل
از دیگر سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی می توان موارد زیر را نام برد :
2 . دستگاه VRF یا GHP به همراه هواساز و فن کویل ها
دومین دستگاه از بین 6 نوع از انواع دستگاه های گرمایش و سرمایش مرکزی سیستم های VRF و GHP هستند. در این سیستم ها دیگر مثل چیلر و بویلر از آب سرد و گرم استفاده نمی شود بلکه VRF و GHP مستقیما و بدون واسطه، مبرد را به سوی فن کویل ها و هواساز می فرستند. مبرد با جاری شدن در فن کویل ها (یا کویل هواساز) مستقیما در کاهش یا افزایش دمای هوا نقش دارد و دیگر به آب نیازی نیست. کارکرد این سیستم ها هم کمی پیچیده و مفصل است که برای آشنایی بیشتر با این دستگاه و نحوه کار و مزایای آنها پیشنهاد می کنیم که این مقاله ⇐ سیستم VRF را مطالعه بفرمایید.
3 . دستگاه پکیج یونیت (روف تاپ پکیج) به همراه بویلر یا پکیج گازسوز
اگر بخواهیم به طور ساده و در یک جمله کوتاه دستگاه پکیج یونیت را توصیف کنیم باید بگوییم که این دستگاه در واقع از ترکیب دو دستگاه چیلر تراکمی هوا خنک و هواساز در یک بدنه و ساختار واحد شکل می گیرد. یعنی به جای اینکه چیلر تراکمی هوا خنک جداگانه ساخته شود و آب را سرد کند و به کویل آب هواساز بفرستند، این دو در کنار هم قرار می گیرند و پیچ و مهره می شوند و کلا مدار آب کنار گذاشته شده و مبرد چیلر تراکمی هوا خنک مستقیما به کویل هواساز اتصال می یابد تا بدون واسطه بتواند دمای هوایی که از اطراف کویل عبور می کند را تغییر دهد.
در شکل زیر تنها حالت سرمایشی این دستگاه نشان داده شده و حالت گرمایشی آن شبیه هواساز بوده و مشابه شکل اول این صفحه یعنی با استفاده از کویل آبگرم و اتصال آن به دیگ آبگرم موتورخانه (بویلر) صورت می پذیرد. کویل آب گرم درون دستگاه روف تاپ پکیج و در کنار کویل حاوی مبرد یا همان کویل DX قرار می گیرد. وقتی که هوای بیرون سرد است بخش چیلر دستگاه (یعنی کمپرسورها و کندانسور و …) خاموش شده و فقط آب گرم از سوی موتورخانه به آن ارسال می گردد و فن دستگاه شروع به کار می کند ولی وقتی هوای بیرون گرم است و بخواهیم دمای هوا را کاهش دهیم بخش گرمایشی خاموش شده (دیگر آب گرم وارد کویل نمی شود) و قسمت چیلر دستگاه (یعنی کمپرسورها و کندانسور و …) شروع به کار کرده و به جای اینکه آب را سرد کند با یک لوله کشی مسی ، مبرد را مستقیم وارد کویل DX کرده تا دمای کویل را کاهش دهد. سپس با چرخش فن دستگاه و عبور هوا و برخورد آن با سطح سرد کویل ، دمای هوا کاهش می یابد و هوایی خنک از دریچه خروجی خارج شده و با کانال در ساختمان توزیع می شود.
تا اینجا 3 نوع از 6 نوع از انواع سیستم گرمایش و سرمایش مرکزی را شناختیم که در همه آنها از کمپرسور استفاده می شود ولی دستگاه های بدون کمپرسوری هم وجود دارند (زنت ، ایرواشر و اکونوپک) که در هر 3 آنها کمپرسور حذف شده و سیستم سرمایش مرکزی آنها به شکل تبخیری (درست مثل کولر آبی) است که در ادامه آنها را معرفی می کنیم و به مزایای مهم هر یک از آنها اشاره ای خواهید داشت.
4 . دستگاه زنت
زنت (Zent) که یک نوع مهم و پرکاربرد از 6 نوع از انواع سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی است برای سرمایش دارای پوشال هایی (پد سلولوزی) است که با برخورد آب و هوا به پوشال ها، عمل سرمایش هوا انجام می شود و به این خاطر به آن سرمایش مرکزی گفته می شود که معمولا در ابعاد بزرگی (شبیه هواساز) ساخته شده و با یک کانال خروجی می تواند هوا را تمام قسمت های مد نظر ارسال کند. برای گرمایش هم کافی است که ساختاری مشابه هواساز در نظر داشته باشید که در آن یک کویل مخصوص آبگرم تعبیه شده تا با تماس هوای عبوری با سطوح داغ کویل، دمای هوا بالا برود. قیمت دستگاه زنت در میان این 6 نوع از همه کمتر است.
همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید دیگر تجهیزات چرخه تبرید یعنی کمپرسور و … در این دستگاه وجود ندارد زیرا سرمایش آن از نوع تبخیری (مثل کولر آبی که با برخورد هوا با آب ، دمای هوا کاهش پیدا می کند) است. همانطور که مشاهده می کنید در قسمت کف دستگاه یک پمپ آب قرار گرفته تا آب را از پایین کشیده و از بالا بر روی پدهای سلولوزی یا همان پوشال ها بریزد و هوا با برخورد با پوشال ها خنک می شود. وقتی دستگاه را در حالت گرمایشی قرار دهیم پمپ آب خاموش شده و مسیر ورود آب گرم به کویل ها باز شده و کویل ها داغ می شوند و هوا با برخورد با این کویل ها گرم می شود.
5 . ایرواشر
اگر بخواهیم در قالب یک خط ساختار ایرواشر را توضیح دهیم به طور ساده می توان گفت که این دستگاه همان زنت است ولی دیگر پوشالی در آن وجود ندارد و به جای پوشال های خیس از انژکتور یا افشانک هایی در آن استفاده می شود که می توانند آب را به صورت ذره ای (پودری) در مسیر هوا پاشش کنند تا به همان روش تبخیری که گفتیم، دمای هوا کاهش یابد و گرمایش آن هم هیچ تفاوتی با زنت ندارد. برای شناخت هر چه بهتر این سیستم گرمایش و سرمایش مرکزی کافی است که این مقاله ⇐ ایرواشر چیست ؟ را مطالعه کنید.
6 . اکونوپک
سرمایش این دستگاه مطابق دو مورد بالایی است (یا سرمایش آن شبیه زنت ساخته می شود یا شبیه ایرواشر) ولی گرمایش آن متفاوت است. برای گرمایش ، لوله های فلزی درون آن به کار می رود که این لوله ها با حرارت ناشی از سوختن گاز در مشعل، گرم شده و هوای عبوری از روی لوله ها را گرم می کنند. یعنی اینکه در اکونوپک دیگر خبری از آب گرم نیست و به موتورخانه نیازی ندارد. بلکه یک مشعل از نوع گازسوز و یک کوره هوای گرم در خود دستگاه جاسازی شده که با سوختن گاز در مشعل و دمیده شدن آن به درون لوله های کوره ، سطح بیرونی کوره گرم شده و هوای عبوری از دستگاه با برخورد با سطح داغ این کوره ، گرم می شود.
تا بدین جا با 6 نوع از انواع سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی و مزایای آنها تقریبا آشنا شدیم و در ادامه به مزایایی که این سیستم ها در یک ساختمان ایجاد می کنند اشاره خواهیم نمود.
از جمله ویژگی ها و مزایای سیستم های تهویه مرکزی عبارتند از :
1 . عموما کیفیت هوا را با به کار بردن فیلترهای موثر و جلوگیری از ورود آلاینده ها به همراه هوا، افزایش می دهند و این امر برای سلامتی افراد حاضر در ساختمان به خصوص افراد مسن و کودکان و یا اماکن بهداشتی بسیار مفید خواهد بود.
2 . مصرف انرژی در آنها با هوشمند سازی سیستم و مدیریت مرکزی پنل ها کاهش می یابد. همچنین دستگاه های اکونوپک ، زنت و ایرواشر نسبت به سیستم های چیلر و بویلر ، دستگاه VRF و یا GHP انرژی کمتری مصرف می کنند. به این علت که کمپرسوری ندارند و سرمایش آنها ساده و بسیار شبیه کولر آبی است.
3 . در سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی چیلر و بویلر ، روف تاپ پکیج ، دستگاه های VRF و GHP که به همراه فن کویل و هواساز به کار می روند، می توان به دقت و به میزان دلخواه رطوبت هوا را تنظیم کرد. ولی در دستگاه های ایرواشر ، زنت و اکونوپک به علت تبخیری بودن فرآیند سرمایش (با پاشش آب) رطوبت هوا افزایش می یابد.
4 . دستگاه های زنت ، اکونوپک و ایرواشر خود دارای کانال های ورود هوای تازه از بیرون ساختمان و کانال های توزیع هوای گرم و سرد شده در پارتیشن های مختلف یک ساختمان هستند. از طرفی هواسازها نیز که به چیلر ، بویلر و یا دستگاه های VRF و GHP متصل می شوند نیز این قابلیت را دارند و در سیستم فن کویل می توان از فن کویل کانالی یا همان داکت فن کویل برای ورود هوای تازه به ساختمان استفاده کرد.
5 . از نظر نوع انرژی مصرفی در سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی از انواع انرژی ها (برق ، گاز ، آب) می توان بهره برد. برای مثال گرمایش و سرمایش در GHP توسط گاز شهری (به همراه اندکی برق) و در دستگاه هایی مانند VRF توسط صرفا برق صورت می گیرد. در سیستم های تبخیری مانند ایرواشر و زنت علاوه بر برق از آب نیز استفاده می شود.
6 . سیستم های تهویه مرکزی قابلیت سرمایش و گرمایش بسیار پر توانی دارند و همانطور که گفته شد بیشتر برای کاربردهای با متراژ بالا استفاده می شوند و در متراژهای پایین تر (برای مثال یک واحد با چندین اتاق یا سالن) نیز می توان از نمونه های کوچکتر شده آنها مانند مینی چیلر و فن کویل ها و یا داکت اسپلیت بهره برد.
مطالعه بیشتر ⇐ داکت اسپلیت چیست ؟
با توجه به مفصل بودن تشریح عملکرد و ویژگی های هر یک از این دستگاه ها، ما سعی کردیم که 6 نوع از انواع سیستم های گرمایش و سرمایش مرکزی را معرفی و مزایای آنها را به طور اجمالی بررسی کنیم که پیشنهاد می کنیم برای کسب اطلاعات بیشتر درباره هر یک از آنها و مقایسه آنها نسبت به هم، مقاله هایی که در متن قرار دادیم را مطالعه کنید.