مدرسه تاسیسات آموزش تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ساختمان
اسپليت کولر نامی است که امروزه تقريباً همه مي دانند به چه دستگاهي گفته مي شود و تصوري واحد از عملکرد آن در اذهان عمومي وجود دارد. وسيلها ي براي خنک کردن هواي فضاهاي مسکوني و کار. اما بايد توجه داشت خنک کردن هوا تنها عملکرد اين دستگاه نيست و رطوبت گيري، تصفيه، غبارزدايي، تنظيم دما، تأمين و تزريق هواي تازه، اندازهگيري پارامترها و يونيزهکردن هوا نيز از ديگر قابليت های اين دستگاه هاست. به همين دليل است که اين دستگاه ها در رده تجهيزات تهويه مطبوع طبقه بندي مي شوند.
اطلاق عبارت اسپليت کولر به اين تجهيزات، به دليل جدا بودن دو قسمت پرفشار و کم فشار سيکل تبريد تراکمي در اين دستگاه ها است. واحد داخلي (Indoor Unit) عمدتاً شامل اواپراتور و فن، فيلتر هوا، دمپرها، سنسورهاي دماي داخل و واحد کنترل ديجيتال است که بايد در فضاي مورد نظر داخلي و به فراخور نوع دستگاه نصب شود. واحد خارجي (Outdoor Unit) شامل کندانسور و فن، کمپرسور، فيلترها، خازنهاي راه انداز، شير برقي و مدار قدرت دستگاه است که بصورت يکپارچه و روي يک شاسي تعبيه شده اند و بايد در ارتباط با هواي آزاد نصب شود.
انواع دستگاههاي تهويهمطبوع اسپليت
طبقه بندي دستگاه هاي تهويه مطبوع اسپليت به تناسب نحوه نصب و هوادهي به فضاي داخلي و نوع کاربري آنهاست. که هر کدام داراي مزاياي خاصي هستند و نيازمند تمهيدات ويژه اي در نصب و بهره برداري، که اين عوامل در انتخاب طراح سيستم تهويه مطبوع تأثير گذارند. کليه اين دستگاه ها بصورت فقط سرمايشي (Cooling Only) و سرمايشي – گرمايشي (Cooling – Heating) توليد مي شوند.
رايج ترين تقسيم بندي اين دستگاه بر حسب واحد داخلي از قرار زير است:
ممکن است برخي از کارخانجات به تناسب نياز صنايع و فضاهاي خاص اقدام به توليد انواع مختلفي از اين تجهيزات کنند ولي به دليل رواج کمتر در اين طبقه بندي آورده نشدهاند.
در اين مقاله سعي داريم به تشريح يکي از کاربردي ترين نوع اين دستگاه ها که در سالهاي اخير اقبال خوبي از طرف بازار مصرف داشته پرداخته شود و روشهايي براي بهره وري حداکثري از آن ارائه شود.
دستگاه تهويه مطبوع کانالی(Concealed Duct Type)
در واقع اين دستگاه را مي توان به مدل کوچک شده اي از يک دستگاه هواساز با کويل DX تشبيه کرد چرا که با ديدن تمهيدات لازم در سيستم هاي مرتبط با آن مي توان تمام پارامترهاي مرتبط با تهويه مطبوع را تأمين کرد.
در اين دستگاه از فن سانتريفوژ براي گردش هواي داخل فضا استفاده شده و در انواع مختلف آن تعبيه فن هاي Backward و Forward امکان کانال کشي در مسير رفت و برگشت هوا را در دو نوع High and Low Pressure فراهم کرده است. به همين دليل در هنگام انتخاب دستگاه، فشار استاتيکي فن بايد مد نظر قرار گيرد.
از جمله ويژگي هاي به کارگيري اين نوع عبارتند از:
- امکان توزيع يکنواخت هوا در فضاهاي بزرگ و دماي يکسان در تمام نقاط
- امکان برگشت هوا از بخشهايي که لختي هوا در آنجاست
- امکان تزريق هواي تازه (Fresh Air)
- امکان انجام عمليات فيلتراسیون خاص روي هوا
- ترکيب با گرمايش هیدرونیک مانند کويل هاي الکتريکي، آبگرم و بخار
- سرمايش و گرمايش چند فضاي مجزا به تناسب نياز
الگوهای توزيع هوا (Air distribution layout)
نحوه کلي گردش هوا در اين دستگاه ها در شکل زیر آورده شده است. هوا از طريق دريچه و کانال برگشت به داخل دستگاه وارد شده و پس از عبور از روي کويل سرد يا گرم در امتداد دستگاه به داخل فن و از آنجا از طريق دهانه خروجي فن به داخل کانال رفت دميده مي شود. در داخل فضا توزيع هوا توسط انواع دريچه هاي سقفي و ديواري انجام مي شود.
اما اين الگو به تناسب فضا قابل تغيير است و پارمترهايي مانند طرح معماري و نوع کاربري در آن تأثيرگذار خواهند بود. بعنوان مثال در اتاق هاي اداري کوچک يا اتاق خواب منازل مسکوني با حداکثر طول 8 متر استفاده از پيشاني ايجاد شده در سقف کاذب بهره وري لازم را خواهد داشت.
همچنين در فضاهاي با ارتفاع 3 متر و بيشتر براي تأمين گراف عمودی دمايي مناسب خصوصاً در هنگام گرمايش مناسب تر است دريچه هاي برگشت در ارتفاع پايين نصب شوند.
طرح معماري فضا نيز عامل تعيين کننده اي است به گونه اي که ممکن است طراح براي توزيع مناسب هوا از انواع دريچه ها براي انتقال هوا استفاده کند.
در تمام اين موارد انتخاب سرعت مناسب در دهانه ورود به دريچه هاي تخليه هوا حايز اهميت است چرا که پرتاب هوا و صداي ايجاد شده توسط دريچه مستقيماً با آسايش بهره برداران در ارتباط است.
توزيع هوا بايد به نحوي باشد تا در نقاطي که محل تردد افراد است گراف دمايي يکنواختي ايجاد شود و ديفرانسيل دمايي لايه هاي هوا زياد ملموس نباشد. اين موضوع خصوصاً در فضاهاي بزرگ مانند سالن هاي اجتماعات و فضاي هال و پذيرايي منازل مسکوني حائز اهميت بيشتري است. دستيابي به اين امر نيازمند درنظر گرفتن موارد زير است:
- بايد شناخت جامع و کاملي از کاربري پروژه، نحوه استفاده از فضاهاي تهويه شده و رفتار انساني بهرهبرداران بدست آورد.
- رفتار حرارتي کلي ساختمان و فضاهاي تهويه شده مورد آناليز قرار گيرد و درصورت امکان آناليز ساعتي از بارهاي حرارتي و برودتي (Load Schedule) تهيه شود.
- نقاط و عواملي که بار بيشتري به تجهيزات تهويه مطبوع تحميل مي کنند بايد شناسايي شوند تا در طرح توزيع هوا مد نظر قرار گيرند. به عنوان مثال جدارهاي خارجي، سطوح با مقاومت حرارتي پايين تر و يا تجهيزات گرمازاي اتاق ها.
- مسير طي شده توسط هواي مطبوع از دريچه خروجي هوا تا دريچه برگشت به گونه اي طرح شود که از نقاط بحراني که بار حرارتي و برودي بيشتري دارند عبور کند و تا جای امکان هوا در طول فضاي تهويه شده جريان داشته باشد.
- موقعيت دريچه هاي رفت و برگشت هوا به گونه اي تعيين شود که از Bypass شدن هوا جلوگيري به عمل آيد براي اين منظور راه هاي زير قابل اجراست:
- دريچه رفت و برگشت حداکثر فاصله را با هم داشته باشند. از طرفي بايد درنظر داشت که در عملکرد دستگاه مشکلي ايجاد نشود.
- دريچه هاي رفت و برگشت تا حد امکان روبروي هم قرار نگيرند.
- جهت مسير جريان هواي رفت و برگشت با يکديگر حداقل زاويه 90 درجه داشته باشند.
- سقف يا ديوار راهروهاي ارتباطي مکان مناسبي براي تعبيه دريچه برگشت است.
- بدليل رفتار خاص هواي سرد و گرم ترکيبي از مکش و دهش از بالا و پايين يا افقي درنظر گرفته شود.
- در فضاهاي با ارتفاع بلند براي جلوگيري از لايه بندي دمايي مناسبتر است دريچه هاي دهش در ارتفاع حداکثر 4 متر تعبيه شده و مکش هوا از سطوح پايين انجام شده و يا از انواع دريچه هاي جت استفاده شود.
- در فضاهاي بزرگ و وسيع مانند فروشگاه هاي بزرگ، مساجد جامع و اماکن مذهبي، نمايشگاه و موزه هاي دائمي و موقت و در سالن هاي چند منظوره بزرگ، استفاده از کانالهاي تعبيه شده در کف و يا پايه ستونها گزينه مناسبي خواهد بود.
برحسب تجربه و بررسي نوع معماري خاص منازل مسکوني، آپارتمانها و فضاهاي اداري در ايران ميتوان گفت فضاهاي زير براي نصب دستگاه مناسب هستند:
- فضاي کاذب ايجاد شده در سقف توالت، حمام، رختشويخانه، مطبخ و فضاهايي از اين قبيل به شرط آنکه کاملاً هوابند بوده و براي دسترسي به دستگاه امکان لازم پيش بيني شود.
- سقف راهروهاي ارتباطي مابين فضاها به شرط تأمين حداقل ارتفاع براي نصب و کانال کشي.
- فرو رفتگي هاي تعبيه شده در ديوارها براي تقسيم بندي فضاها نيز امکان نصب عمودي برخي از انواع اين دستگاه ها را مي دهد.
- پيشاني ايجاد شده در سقف در ورودي اتاق ها.
کانال کشي، ساخت و نصب
براي انتقال هواي تهويه شده در اسپليت کولر کانالي بايد حجم مناسب هوا از طريق مجاري که طبق محاسبات تعيين مي شوند به فضاهاي مورد نظر منتقل شده و يا به طريقي در سطح فضا توزيع شود. براي اين منظور انواع کانال با مواد و مقاطع مختلف به کاربرده مي شوند. انواع کانال هاي گالوانيزه که در کارگاه و يا کارخانه ساخته مي شوند در مقاطع مستطيل، گرد، اسپيرال و بيضي رايج هستند.
کانال هايي که با پانل هاي پيش عايق شده ساخته مي شوند تنها در مقاطع مستطيلي امکان کار دارند. برخي کانالهاي پارچه اي نيز در اماکن بزرگ و سالن ها به کاربرده مي شوند که در انواع مقاطع ساخته شده اند. کاربرد کانال هاي انعطافپذير Flexible نيز بصورت مستقل يا ترکيبي با انواع ديگر مصالح کانال سازي رايج است.
در شکل زیر چند نمونه کانال انعطاف پذير به همراه جداول افت فشار آنها آورده شده است.
استفاده از ساير مواد نيز در مقاطع مختلف بعنوان کانال هوا کاربرد دارد بعنوان مثال در برخي موارد مقاطع سيماني و چوبي براي حصول طرح معماري خاص استفاده مي شوند همچنين کاربرد لوله هاي PVC و آهني نيز در تاسيسات نمايان بسيار رايج است خصوصاً در مورد لوله هاي آهني عملکرد سازهاي آنها توأمان درنظر گرفته مي شود.
طراحي سيستم کانال
به کارگيري دمنده هاي سانتريفوژ در اين نوع دستگاه موجب شده عامل افت فشار فاکتور تعيين کننده اي در عملکرد آن باشد. به همين علت توصيه مي شود در طرح سيستم توزيع هواي اين دستگاه ها عوامل زير مد نظر قرار گيرند:
- سرعت مکش در دريچه يا دريچه هاي برگشت حداقل ممکن در نظر گرفته شود.
- مسير برگشت يا مکش هوا با حداقل تغيير مسير طرح شود.
- درصورت امکان مقطع کانال در مسير برگشت بدون تغيير سايز به دستگاه متصل شود.
- حداقل سطح کانال برگشت 20 درصد بزرگتر از سطح دهش دستگاه باشد.
- مناسب ترين حالت براي مسير برگشت، اتصال مکش دستگاه به يک پلنوم است.
- براي ظرفيت هاي هوادهي 1500 CFM و بيشتر، مکش مستقيم توصيه نمي شود. براي جلوگيري از انتشار صداي عبور هوا از روي کويل، بهتر است مکش بصورت غير مستقيم و به واسطه يک پلنوم يا مسير U شکل بوده و يا از يک صداگير (Silencer) استفاده شود. (شکل زیر)
- از خم هاي با شعاع کوچک در مسير رفت و برگشت استفاده نشود.
- براي اتصال کانال هاي انعطاف پذير به دريچه هاي هوا بايد از تبديل ويژه يا پلنوم در انواع توکار و روکار نمايان استفاده شود. (شکل زیر) در استفاده از اين قطعات عايقکاري حرارتي و تناسب ابعادي حائز اهميت است.
این مقاله با همین عنوان در نشریه تهویه مطبوع به چاپ رسیده است.
نویسنده: مسعود خانی بختیاری