هواساز۱۴۰۰-۰۱-۲۰

هواسازها در ظرفیت های متفاوتی موجود هستند، هوای تازه گرفته شده از محیط را به کمک تجهیزات گوناگون تهویه کرده و در کیفیت مناسب در ساختمان توزیع می کنند. در این مقاله کاربرد هواساز ها و نحوه عملکردشان به همراه نکاتی برای نگهداری بیان شده است.
تعریف هواساز
هواساز ها به اختصار AHU به معنی واحد اداره هوا نامیده می شوند. به علت تامین ظرفیت متنوعی که دارند در ساختمان های صنعتی و تجاری متوسط تا بزرگ به کار می روند. هواسازها معمولا در زیرزمین، روی سقف یا در طبقات ساختمان قرار دارند. هوای تازه از بیرون را گرفته و آن را به هوای مطلوب ما تبدیل کرده و در ساختمان توزیع می کنند. این دستگاه می تواند برای کل ساختمان و یا قسمت خاصی به کار رود پس بسیار محتمل است که چندین دستگاه هواساز را در اطراف ساختمان پیدا کنید.

در بعضی ساختمان ها به ویژه ساختمان های بلند، فقط یک هواساز بزرگ وجود دارد که معمولا روی سقف قرار دارد و کل ساختمان را تامین می کند. هواساز از یک یا دو محفظه به همراه یک یا دو کانال متصل به خود تشکیل شده است. که محفظه دوم و کانال دوم در صورت وجود، برای خروج هوای برگشتی کاربرد دارند.

توجه داشته باشید که وجود چندین محفظه هواساز دلیل بر استفاده از همان تعداد هواساز نیست به این دلیل که برخی از این محفظه ها ممکن است مربوط به هوای برگشتی باشند که در ادامه در مورد آن بیشتر خواهید خواند. هواسازهای قدیمی ممکن است کانال برگشتی نداشته باشند و مبتنی بر خروج طبیعی هوا از ساختمان باشند که البته این طرح در ساختمان های جدید خیلی رایج نیست چون ناکارآمد است به دلیل اینکه فضا تنگ تر شده است و نیاز به یک کانال برگشتی برای تنظیم فشار در ساختمان به شدت احساس می شود.در حال حاضر شایع ترین حالت وجود چندین هواساز کوچک برای زون های مختلف است.

کاربرد هواساز
• هواساز ارتباط بین چیلر و بویلر با کانال هوای ورودی به ساختمان را به عهده دارد.
• هوای تازه را از محیط می گیرد و آن را تمیز و گرم یا سرد می کند.
• می تواند هوا را مرطوب کند و از طریق کانال ها به مناطق انتخاب شده می راند.
• اکثر واحدها از یک کانال اضافه بهره می برند تا هوای استفاده شده را به هواساز بازگرداند.
• برای ذخیره انرژی ممکن است مقداری از هوای بازگشتی با هوای تازه مخلوط شود.
• انرژی حرارتی از هوای برگشتی می تواند بدون مخلوط شدن هوای تازه با هوای بازگشتی استخراج شود.

اجزا و عملکرد هواساز
اجزایی که در زیر آورده شده است در تمام هواساز ها نصب هستند.
• محفظه هوای رفت و برگشت
• پنجره مشبک روی دیواره
• دمپر
• فیلتر اولیه و ثانویه
• سنسور فشار
• کویل گرمایش و سرمایش
• فن
• کانال
توضیح هرکدام از اجزا: محفظه ها، پنجره مشبک و دمپر
در یک مدل پایه، هواساز از دو محفظه برای هوای رفت و برگشت تشکیل می شود. در جلوی ورودی و خروجی هر فضا پنجره ای مشبک وجود دارد که مانع ورود اشیا و حیوانات به داخل محفظه مکانیکی هواساز شود. در ورودی محفظه هوای تازه و محفظه هوای برگشتی دمپر هایی وجود دارد که می توانند کاملا مانع از ورود و خروج هوا شوند یا کاملا ورود و خروج هوا را باز بگذارند و همچنین میزان دبی هوا را تنظیم کنند

فیلتر اولیه و ثانویه و سنسور فشار
بعد از دمپرها ما برخی فیلترها را خواهیم داشت.
فیلترها وجود دارند تا مانع ورود گرد و خاک و غبار به داخل ساختمان و هواساز شوند.
اگر فیلترها نباشند گرد و غبار در داخل کانال تهویه و تجهیزات مکانیکی نفوذ می کنند.
فیلتر باعث می شود فشار هوایی که از میان آن عبور می کند کاهش یابد.

در میان هر پک از فیلتر ها سنسورهای فشار وجود دارند که با افت فشار ایجاد شده به دلیل ذرات گیر کرده میزان کثیفی فیلترها را اندازه گیری می کنند و زمان تعویض فیلترها را هشدار می دهند. معمولا تعدادی فیلتر یا پیش فیلتر پانلی برای گرفتن ذرات غبار بزرگتر وجود دارد و سپس فیلتر کیسه ای برای گرفتن ذرات غبار کوچکتر قرار می گیرد.

کویل سرمایش و گرمایش
بعد از فیلترها، کویل های سرمایش و گرمایش وجود دارند که برای گرم و سرد کردن هوا به کار می روند. برای گرمایش و سرمایش هم می توان از یک صفحه کویل استفاده کرد که مشترک برای گرمایش و سرمایش باشد و هم می توان از دو صفحه کویل بهره برد. در صورت وجود فقط یک صفحه کویل باید هنگام سرمایش، چیلر به هواساز متصل باشد و هنگام گرمایش بویلر متصل باشد و اتصال همزمان ممکن نیست و این برقراری اتصال می تواند توسط تکنسین انجام شود اما با وجود دو صفحه کویل دیگر نیازی به انجام این امر نیست و اتصال چیلر و بویلر به طور همزمان به دستگاه هواساز ممکن است.

فن
فن جزء بعدی دستگاه است. فن، هوا را از محیط به داخل دستگاه می کشاند و از دمپرها و فیلترها و کویل ها عبور می دهد و از طریق کانال ها در محیط ساختمان توزیع می کند. از گذشته تا به امروز فن های گریز از مرکز مرسوم بوده اند اما در حال حاضر طرفداران فن های EC رو به افزایش است که بهره وری از انرژی را افزایش می دهند. در این قسمت سنسورهای فشار هم وجود دارند که میزان فشار را اندازه گیری کرده تا بتوان کارایی سیستم را به وسیله آن ارزیابی کرد. متناسب با این سنسور فشار همچنین می توان سرعت فن را کنترل کرد و حجم هوای متغیر در خروجی ایجاد کرد. تعادل استاتیکی و دینامیکی فن در کارایی آن بسیار موثر است چون در صورت نامتعادل بودن، قسمتی از انرژی داده شده به فن صرف غلبه بر این نامتعادلی می شود.

کانال و ترموستات
دمای هوا بعد از ترک هواساز و ورود به کانال ، اندازه گیری می شود که لازم است این دما به دمای تنظیم شده برسد که برای راحتی ساکنان در نظر گرفته شده است. دمای تنظیمی را دمای ست پوینت هم می گویند. اگر دمای اندازه گیری شده با دمای تنظیمی متفاوت باشد، متقابلا دستگاه عکس العمل نشان داده و تا رسیدن به دمای ست پوینت با افزایش یا کاهش گرما یا سرما با استفاده از کویل ها به کار خود ادامه می دهد.
هوای مطبوع رانده شده به وسیله فن، توسط کانال در ساختمان توزیع می شود. همچنین کانال هایی هم وجود دارند که هوای استفاده شده در ساختمان را به قسمت جداگانه ای از هواساز برمی گردانند. فاصله دریچه هوای بازگشتی و دریچه هوای تازه ساختمان باید به گونه ای باشد که گردش هوا یا سیرکوله به خوبی انجام شود.
هنگامی که اتاقک هوای تازه هواساز از هوای برگشتی استفاده ندارد، لزومی ندارد اتاقک هوای برگشتی نزدیک به اتاقک هوای تازه باشد. اتاقک هوای بازگشتی در ساده ترین شکل فقط یک فن و دمپر دارد. فن هوا را از ساختمان به درون اتاقک هوای برگشتی می کشد و سپس آن را پس از عبور دادن از دمپر که در خروجی اتاقک قرار دارد، از محفظه دستگاه هواساز خارج می کند.

اجزای انتخابی هواساز
علاوه بر استفاده از دمپر ، فیلتر و کویل های سرمایشی و گرمایشی ، استفاده از برخی تجهیزات دیگر در محفظه هواساز مرسوم است که هرکدام متناسب با عملکرد خود، نیاز شخص را بر طرف می کنند. در زیر برخی از این تجهیزات آورده شده است.
• پیش گرمکن برقی
• رطوبت زن و رطوبت گیر
• سنسور دما
• مبدل حرارتی پره ای یا هوا خنک
• کانال رابط بین محفظه هوای تازه و برگشتی
• چرخ گرما
• مبدل حرارتی هوا به هوا
هرکدام از اجزا در زیر توضیح داده شده اند:

پیش گرمکن برقی
در مناطقی که دمای هوا در زمستان به نقطه انجماد یا حدود آن می رسد، از پیش گرمکن هایی در ورودی هوای تازه استفاده می شود که معمولا هیتر الکتریکی هستند. هیتر الکتریکی در دمای نزدیک به انجماد وارد عمل می شود و هوا را پیش گرم می کند تا از اجزای داخلی در برابر یخ زدگی محافظت کند و مانع از ترکیدن کویل های سرمایش و گرمایش شود.

رطوبت زن و رطوبت گیر
بعضی ساختمان ها نیاز به کنترل رطوبت هوا دارند. در این موارد حسگرهای رطوبت سنج در خروجی اتاقک هوای تهویه شده هواساز قرار داده می شوند تا مقدار رطوبت هوا را اندازه گیری کنند. همچنین می توانند مقدار رطوبت مورد نیاز را در مقدار خاصی تنظیم کنند تا با مقدار اندازه گیری شده مقایسه شود و در صورت لزوم تغییر داده شود. اگر مقدار رطوبت هوا پایین تر از این مقدار باشد از یک رطوبت زن استفاده می شود که بخار یا اسپری آب مایع را به هوا اضافه می کند که برخی برای صرفه جویی در انرژی، این واحد را خاموش یا حذف می کنند. اگر مقدار رطوبت هوا بالاتر از مقدار تنظیم شده باشد، از طریق کویل خنک کننده رطوبت را کاهش می دهند چون سطح سرد باعث مایع شدن بخار هوا می شود.
در کویل خنک کننده برای مایع بدست آمده هم کانال تخلیه تعبیه می شود تا آب را تخلیه کند. البته استفاده از کویل خنک کننده باعث پایین آمدن دما نسبت به دمای تنظیم شده می شود به همین دلیل باید بعد از رطوبت گیری ، از هیتر الکتریکی استفاده کرد که هزینه انرژی را بالا می برد.

سنسور دما
چون دمای هوای برگشتی به دمای تنظیم شده ساختمان نزدیک است می توان از انرژی آن قبل از خروج استفاده کرد. در واقع در زمستان می توان از انرژی هوای برگشتی استفاده کرد اگر هوای بازگشتی گرم تر از هوای تازه باشد و در تابستان در صورتی می توان از انرژی هوای برگشتی استفاده کرد که هوای بازگشتی خنک تر از هوای تازه باشد که البته همینطور هم هست. بنابراین نیاز به سنسورهایی برای اندازه گیری دما احساس می شود. این سنسور های دما البته امکان ارزیابی وسیله بازیابی انرژی را هم فراهم می کنند.
مبدل حرارتی پره ای یا هوا خنک
اگر اتاقک هوای برگشتی و اتاقک هوای تازه در دو مکان مختلف واقع شده باشند یک راه عمومی برای بازیابی انرژی استفاده از مبدل حرارتی است که از هردو اتاقک عبور می کند. داخل کویل آب قرار دارد که به وسیله پمپ بین دو محفظه جریان می یابد و نقش واسطه بین دو محفظه را دارد. زمانی که در تابستان قرار داریم با این کار دمای هوای تازه پیش خنک شده و زمانی که در زمستان قرار داشته باشیم هوای تازه پیش گرم می شود و در غیر این صورت انرژی هوای برگشتی وارد اتمسفر می شود. سنسورهای دما قبل و بعد از عبور هوای تازه از مبدل حرارتی وجود دارند که بتوان محاسبه کرد چه مقدار انرژی با استفاده از این روش صرفه جویی شده است و آن را با انرژی مصرف شده در پمپ مقایسه کنند و مقرون به صرفه بودن وجود مبدل حرارتی را محاسبه کنند.

کانال رابط بین محفظه هوای تازه و برگشتی
در بعضی هواسازها بین اتاقک هوای برگشتی و اتاقک هوای تازه کانال رابط وجود دارد. این اجازه می دهد که مقداری از هوای برگشتی وارد محفظه هوای تازه شود و دوباره در ساختمان به گردش درآید که باعث کم شدن نیاز به انرژی گرمایشی و سرمایشی می شود که در این حالت دمپر ورودی هوای تازه هم کاملا بسته نیست و مقداری جریان هوای تازه وجود دارد. البته برای اطمینان از اینکه هوای برگشتی مقدار CO2 کمی داشته باشد تا بتواند مورد استفاده مجدد واقع شود، نیاز به سنسورهای CO2 برای نظارت بر آن احساس می شود.
اگر سطح CO2 بیش از حد بالا باشد، نمی توان از جریان هوای برگشتی استفاده نمود بنابراین دمپر بین دو محفظه بسته می شود و تمام جریان هوای برگشتی از ساختمان خارج می شود. البته بعضی ساختمان ها مانند بیمارستان ها نیاز به هوای صد درصد تازه دارند که باعث می شود نتوان از این روش برای بازیابی انرژی استفاده کرد.

چرخ گرما
تنوع دیگری که در هواسازها می تواند وجود داشته باشد، چرخ گرما است. در هواسازهای جدید و جمع و جور، وجود چرخ گرما بسیار رایج است. چرخ گرمایی از یک چرخ گردان بزرگ استفاده می کند. نیمی از آن درون محفظه جریان هوای بازگشتی قرار دارد و نیمی از آن در محفظه جریان هوای تازه قرار دارد. چرخ گرمایی توسط یک موتور القایی کوچک گردانده می شود. در هنگام چرخش، گرمای ناخواسته از جریان هوای برگشتی جذب مواد چرخ گرمایی می شود. این گرما هنگام چرخش چرخ گرمایی به جریان هوای تازه داده می شود و بنابراین تقاضای هوای تازه برای گرمایش توسط کویل کاهش می یابد. چرخ گرمایی بسیار موثر است اما مقداری از هوای برگشتی به هوای تازه نشت می کند که باعث می شود نتوان از آن در تمامی ساختمان ها استفاده کرد.

مبدل حرارتی هوا به هوا
از دیگر نسخه هایی که ممکن است در هواسازها وجود داشته باشد، مبدل حرارتی صفحه ای هوا است. در این نوع هواساز ها از ورق های نازک فلزی برای جداکردن دو جریان هوا استفاده می شود تا با یکدیگر در تماس نباشند و مخلوط نشوند. اختلاف دما بین دو جریان هوا موجب انتقال حرارت از جریان گرم به جریان سرد از طریق دیواره فلزی می شود. بدنه مبدل حرارتی باید به گونه ای باشد که انتقال حرارت بین دو جریان هوا به راحتی صورت گیرد.

تعمیر و نگهداری
برای عملکرد بهتر دستگاه باید نکات ایمنی و نگهداری مربوط به دستگاه رعایت شود.
در زیر برخی نکات مهم برای نگهداری دستگاه هواساز آورده شده است:
• بازدید پنجره های مشبک موجود بر روی اتاقک هواساز و تمیز کردن پنجره ها
• تعویض فیلترها هنگام هشدار سنسورهای فشار
• صحت سنجی کارکرد سنسورها (سنسور فشار سنج و دماسنج و …)
• بررسی و نشت یابی محفظه و کویل ها
• بررسی عملکرد دمپرها مخصوصا دمپر بین دو محفظه جریان رفت و برگشت
• بررسی عملکرد فن