سامانه HVAC

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از سامانه HAVC)
پرش به: ناوبری، جستجو


گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع[ویرایش]

سامانه HVAC

گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) پایه و اساس مهندسی مکانیک است. هدف از طراحی HVAC برقرای تعادل میان راحتی در محیط‌های داخل ساختمان با عوامل دیگری چون هزینه نصب و راه‌اندازی، سهولت نگهداری و بهره‌وری انرژی است. نظم و انضباط موجود در HVAC دربرگیرنده تعداد بسیار زیادی از عبارت‌ها و کلمات اختصاری تخصصی است که بسیاری از ان‌ها در این واژه نامه به طور خلاصه توضیح داده شده‌اند.

تغییرات هوا در هر ساعت (Air Change rate)

نرخ تهویه ساعتی با تقسیم بر حجم فضا به دست می‌آید. همچنین نرخ تغییر هوا یا نرخ مبادله هوا نامیده می‌شود که مخف ان عبارت ACH(Air Change rate) یا ac/h است.

مطبوع کننده هوا (air conditioner)

دستگاه، سامانه یا فرایندی است که برای رطوبت زدایی و جذب حرارت محیط طراحی شده است. به طور معمول این عبارت برای کاربری‌های محیط‌های کوچک‌تر مانند محیط‌های مسکونی به کار می‌رود.

هواساز (air handler) واحد هواساز (air handler Unit)

یک واحد مرکزی است که شامل دمنده، عناصر گرمایشی و سرمایشی، محفظه‌های فیلتر، یا chamber، damperها، رطوبت ساز و دیگر تجهیزات مرتبط با گردش هوا می‌باشد. توجه داشته باشید که کانال داکت داخل ساختمان جزیی از این واحد نیست. این واحد با عبارت‌های اختصاری AH یا AHU نشان داده می‌شود. واحد حرارتی انگلیسی (British thermal unit) به هر یک از واحدهای انرژی (حرارتی) موجود در صنعت HVAC گفته می‌شود که بیش از ۱ کیلو ژول انرژی مصرف می‌کند. یک واحد BTU برای افزایش دمای یک پوند اب به میزان یک درجه فارنهایت مورد نیاز است اما انواع مختلفی از BTU بر مبنای تفسیرهای متفاوت این «تعریف» قرار دارند. در ایلات متحده آمریکا توان سامانه‌های HVAC (نرخ سرمایش، رطوبت گیری یا گرمایش) گاهی اوقات به جای وات (W) بر حسب BTU بر ساعت بیان می‌شود. عبارت اختصاری این واحد BTU یا Btu است.

چیلر (Chiller) دستگاهی است که گرما را از یک مایع با استفاده از بخار فشرده یا چرخه تبرید جذبی حذف می‌کند. این مایع سرد شده درون لوله‌های ساختمان جریان می‌یابد و از سیم پیچ (کویل)ها در هواساز، واحدهای فن سیم پیچ یا سامانه‌های دیگر عبور می‌کند و هوای داخل ساختمان را خنک و معمولاً رطوبت گیری می‌کند. دو نوع چیلر وجود دارد: خنک‌کننده هوا یا خنک‌کننده اب. چیلرهای خنک‌کننده هوا معمولاً خارج از ساختمان قرار می‌گیرند و از سیم پیچ‌های کندانسور که توسط فن خنک می‌شوند تشکیل شده است. چیلرهای خنک‌کننده اب معمولاً در داخل ساختمان قرار می‌گیرند و حرارت حاصله از این نوع چیلرها با گردش اب در درون یک هیت‌سینک مانند برخ کننده خارجی گرفته می‌شود.

سیم پیج (coil)

تجهیزی است که در درون واحد هواساز یا کانال داکت نصب می‌شود و حرارت را به هوا انتقال می‌دهد. این سیم پیچ توسط دستگاه‌های الکتریکی از طریق گردش مایع یا بخار درون ان گرم یا خنک می‌شود.

کندانسور (condenser)

جزیی از فرایند تبرید اصلی است که حرارت را از سامانه آزاد یا حذف می‌کند. کندانسور بخش داغ یک مطبوع کننده هوا یا پمپ هوا است. کندانسورها تبادل کننده‌های گرمایی هستند و می‌توانند گرما را به هوا یا یک مایع واسط (مانند اب یا محلول ابی اتیلن گلیکول) انتقال می‌دهد تا حرارت را به یک سینک دور مانند زمین (سینک زمین)، بدنه ابی یا هوا (به عنوان برج‌های خننک کننده) حمل نماید.

حجم هوای ثابت (Constant air volume)

سامانه‌ای است که برای ایجاد جریان ثابت هوا طراحی شده است. این عبارت سامانه‌های HVAC ای اطلاق می‌شود که درجه حرارت منبع هوا متغیر اما نرخ‌های گردش هوای ثابتی دارند. بیشتر سامانه‌های هوایی مسکونی سیتم‌های CAV کوچکی اند که دارای کنترل روشن/ خاموش هستند. عبارت اختصاری این سامانه CAV است.

کنترل کننده (Controller)

دستگاهی است که عملکرد بخشی از یک یا تمام سامانه را کنترل می‌کند. این دستگاه ممکن است یک دستگاه دیگر را روشن یا خاموش کند، یا مجموعه از تنظیمات مربوط به اجزاء را اجرا نماید. بیشتر کنترل کننده‌ها خودکار هستند اما دارای ورودی کاربری مانند درجات تنظیمات حرارات مثل ترموستات هستند. این دستگاه‌ها در انواع آنالوگ یا دیجتال هستند.

دمپر (Damper)

صفحه یا درگاهی است که در داکت قرار می‌شود تا گردش هوا از طریق افزایش اصطحکاک در داکت را کنترل نماید.

استخر خنک‌کننده عمیق اب (Deep lake water cooling)

حرارت به مناطق استخرهای عمیق هدایت می‌شود تا منازل و ادارات را خنک نماید و در هزینه‌های انرژی نیز صرفه جویی شود.

∆T

دلتا T مرجعی برای یک تفاوت درجه حرارت است. این عامل برای توصیف تفاوت در درجه حرارت یک ماده گرمایشی یا سرمایشی وارد و خارج شونده از یک سامانه مورد استفاده قرار می‌گیرد.

داکت (کانال) (Duct)

ساختاری مخصوص برای گردش هوا است.

رطوبت زا (Dehumidifier)

رطوبت زا دستگاهی است که رطوبت را از هوای محیط جذب و ان را خارج می کن. این دستگاه به این صورت کار می‌کند که هوا را تا جایی که از شکل بخار به شکل مایع در می‌آید خنک می‌کند و سپس این مایع را از بین می‌برد.

منتشر کننده (Diffuser)

منتشر کننده محلی بر روی داکت است که از طریق پره‌هایی که در جهات مختلف کار می‌کنند هوا را پخش می‌کند. آیت دستگاه حتی جریان هوا را در جهات دلخواه نیز پخش می‌کند.

درجه حرارت لامپ خشک کننده (Dry Bulb Temperature)

درجه حرارت لامپ خشک کننده در واقع درجه حرارت هوایی است که توسط دماسنجی که آزادانه در معرض هوایی قرار می‌گیرد که از تابش و رطوبت محافظت شده، اندازه‌گیری می‌شود. به همین علت معمولاً به عنوان درجه حرارت هوا سنجیده می‌شود و درجه حرارت ترمودینامیکی را به طور صحیح نشان می‌دهد. این اندازه‌گیری شدت درجه حرارت مستقل از رطوبت است و یک دماسنج لامپ خشک کننده برای اندازه‌گیری ان به کار می‌رود.

دماسنج لامپ خشک کننده (Dry Bulb Temperature)

این دماسنج دستگاهی است که درجه حرارت هوا را مستقل از رطوبت اندازه‌گیری می‌کند. این دماسنج در معرض هوا قرار می‌گیرد و در مقابل تابش و رطوبت محافظت می‌شود.

جمع‌کننده (Economizer)

جزیی از سامانه HVAC است که در شرایط اب و هوایی مناسب از هوای بیرو ساختمان برای کاهش سرمایشی مکانیکی استفاده می‌کند. هنگامی که enthalpy هوای بیرون کمتر از منبع هوایی مورد نیاز در طی فرایند سرمایش است، یک جمع‌کننده اجازه می‌دهد تا سامانه تهویه مکانیکی ساختمان از حداکثر میزان هوای خارج ساختمان استفاده نماید.

انتالپی (Enthalpy)

برای یک نمونه هوا، سنجشی از کل محتوای حرارتی (انرژی حرارتی هوای خشک و انرژی حرارتی بخار اب درون) است. این معیار به طور معمول برای تعیین مقدار هوای تازه خارج ساختمان برای گردش هوا با کمترین هزینه سرمایشی مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تبخیر کننده (Evaporator)

عنصری در چرخه تبرید اصلی است که گرما را جذب و به سامانه اضافه می‌کند. تبخیر کننده‌ها برای جذب حرارت از هوا یا از یک مایع مورد استفاده قرار می‌گیرد. ای عنصر در بخش سرمایشی یک مطبوع کننده هوا یا پمپ گرما قرار دارد.

واحد فن کویل (Fan Coil Unit)

یک واحد ترمینال کوچک است که اغلب تنها از یک دمنده، و یک سیم پیچ حرارتی و/ یا سیم پیچ سرمایشی تشکلی شده است که بیشتر در هتل‌ها، مجتمع‌های مسکونی و آپارتمان استفاده می‌شود. عبارت اختصاری این واحد FCU است.

گردش (جریان) (Flow)

انتقال حجمی از مایع در واحد زمان است.

ورودی هوای تازه (Fresh Air Intake)

دهانه‌ای است که از طریق ان هوای بیرون به داخل ساختمان کشیده می‌شود. همچنین از این طریق هوای استفاده شده در سامانه تهویه در ساختمان جایگزین می‌شود یا هوای تازه برای احتراق سوخت فراهم می‌کند. عبارت اختصاری برای ان FAI است.

دیگ (کوره) (Furnace)

دیگ جزیی از سامانه HVAC است که حرارت را به هوا یا مایع واسط برای سوزاندن سوخت (گاز طبیعی، نفت، پروپان، بوتان یا دیگر مواد قابل اشتعال) در یک مبدل حرارتی انتقال می‌دهد.

مبدل حرارتی کوره گازی (Gas Furnace Heat Exchanger)

مبدل حرارتی کوره گازی مسئول انتقال حرارت از درون کوره به دورن هوای بیرون کوره است. سپس سامانه داکت این هوای تبدیل شده را به تمامی اتاق‌ها در ساختمان یا فضا انتقال می‌دهد.

پنجره مشبک (Grille)

مجرایی در امتداد دهانه داکت و اغلب مربعی شکل است که دارای چندین شکاف موازی است که از طریق ان هوا به فضای تهویه شده منتقل می‌شود یا از ان گرفته می‌شود. این پنجره گردش هوا را در جهتی خاص هدایت می‌کند و از عبور عناصر بزرگ جلوگیری می‌کند. سیم پیچ حرارتی (Heating Coil) سیم پیچ حرارتی بخشی از سامانه است که حرارت را هدایت می‌کند. در این سیم پیچ الکتریسیته همانند یک آتش عمل می‌کند.

مبدل حرارتی (Heat Exchanger)

مبدل حرارتی بخش از سامانه است که حرارت را از بخش‌های گرم ماشین یا سامانه به بخش‌های سرد ماشین یا سامانه انتقال می‌دهد.

Heat Gain, Heat Load, Heat Loss

عبارت‌هایی برای میزان سرمایش (بهره گرمایی) یا گرمایشی (اتلاف گرما) است که برای نگهداری درجه حرارت و رطوبت و مطلوب در هوای کنترل شده مورد نیاز است. فارغ از این که یک ساختمان به چه میزان عایق شده است، ساختمان ها حرارت را از طریق نور خورشید، دیوارها و منابع حرارتی داخلی مانند افراد و دستگاه‌های الکتریکی جذب می‌کنند. همچنین ساختمان‌ها حرارت را از طریق هدایت در هوای سرد از دست می‌دهند. مهندسان از محاسبات بار حرارتی برای تعیین نیازمندی‌های HVAC فضایی که سرد یا گرم شده است استفاده می‌کنند.

پمپ حرارتی (Heat Pump)

پمپ حرارتی یک فشرده کننده است که هوای گرم یا سرد را به جریان می‌اندازد. این دستگاه برای انتقال انرژی حرارتی در جهت مخالف گردش حرارت با جذب حرارت از یم محیط سرد و تحویل به یک محیط گرم تر طراحی شده است.

انتقال حرارت (Heat Transfer)

انتقال حرارت زمانی اتفاق می‌افتد که حرارت از یک ناحیه به ناحیه‌ای دیگر حرکت کند. این موضوع در فرایند سرمایش یک فضا بسیار مهم و حیاتی است. عامل عملکرد فصلی (Heating Seasonal Performance Factor) این عامل سنجشی برای بازده حرارتی در طول یک فصل گرمایشی است.

مابع واسط (Intermediate Fluid)

مایع یا گازی است که برای انتقال حرارت میان دو مبدل حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این مایع زمانی استفاده می‌شود که مایع‌های سرد و گرم (مانند هوا) بسیار زیاد شده باشند یا به کار بردن ان (مانند تبرید (halocarbon) برای انتقال مستقیم حرارت دشوار باشد. ُ

واسط (Louver)

۱. عناصری هستند که چندین تیغه کوچکتر تشکیل شده‌اند. این اجزاء گاهی اوقات قابل تنظیم هستند و در درون یا ورودی داکت قرار می‌گیرد تا حجم هوای گردشی را کنترل نمایند. هنگامی که در درون داکت‌ها استفاده می‌شوند عملکرد ان‌ها مشابه یک دامپر است اما ان‌ها تسبت یک قطعه دامپر بزرگتر ساخته می‌شوند تا جایگیری بیشتری داشته باشند.

۲. تیغه‌ها در یک قاب مربعی شکل بر روی درها یا دیوارها جای می‌گیرد تا از جریان هوا جلوگیری کنند.

واحد ترکیب هوا (Makeup Air Unit)

هواسازی است که ۱۰۰ درصد هوای بیرون را تهویه می‌کند. این واحد معولا در مجتمع‌های صنعتی یا تجاری یا سامانه‌های HVAC تجاری «یک مسیره» (بخش‌هایی از دمنده هوا را تنها از یک مسیر به ساختمان انتقال می‌دهد)، «گردش کم» (سامانه‌های هواسازی که هوا را با نرخ جریان پایین می‌دمند)، یا «اولیه-ثانویه» (سامانه‌های هواسازی که دارای هواساز یا واحد پشت بام که به یک واحد ترکیب کننده افزودنی یا هود متصل شده است) مورد استفاده قرار می‌گیرند. عبارت اختصاری ان MAU است.

حداقل هوای خارجی (Minimum Outside Air)

کمترین مقدار گردش هوای تازه در سامانه چرخشی است. این محدودیت سبب می‌شود که هوای کافی برای تنفس وجود داشته باشد.

دمپر هوای خارجی

واسط یا دمپری است جریان هوای تازه را به درون یک هواساز کنترل می‌کند و ان را به حداکثر بازدهی انرژی تنطیم می‌کند.

درجه حرارت هوای خارج (Outdoor Air Temperature)

سنجشی از درجه حرارت هوای بیرون ساختمان است. درجه حرارت و رطوبت هوای داخلی و خارجی ساختمان در محاسبات انتروپی به کار می‌رود و برای تعیین این موضوع که هوای خروجی برای تنفس یا سرمایش مناسب است به کار می‌رود. عبارت اختصاری ان OAT است.

تهویه هوای ترمینال بسته بندی شده (Packaged Terminal Air Conditioner)

یک تهویه هوا و یک گرما ساز در یک واحد تک با توان الکتریکی ترکیب می‌شوند و به طور معمول بر روی دیوار نصب می‌شوند و اغلب در هتل‌ها یافت می‌شود. عبارت اختصاری برای ان PTAC است.

واحد بسته بندی شده

یک واحد هواساز است که به عنوان طراحی «چرخنده» یا «یک مسیره» شناخته می‌شود و معمولاً در خارج ساختمان نصب می‌شود. در اغلب موارد ان‌ها به طور داخلی دستگاه‌های گرمایشی و حرارتی خود را دارند. این دستگاه در برخی مناطق مانند ساختمان‌های تجاری به رایج است.

فضای اشغال شده توسط ماده (Plenum Space)

یک فضای بسته در ساختمان یا ساختارهای دیگر است که برای جریان هوا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فضا اغلب به فضای میان یک سقف کاذب و سقف اصلی ساختمان یا فضای میان کف کاذب و کف اصلی اطلاق می‌شود. این فضا ممتایز از کانال داکت به عنوان فضا بخشی از خود ساختمان است. کابل‌ها و لوله کشی‌ها در درون این فضا می‌بایست از نظر شاخص‌های آتش‌سوزی و دود درجه‌بندی شوند. برای اطلاعات بیشتر plenum chamber را ببینید.

Psychometric

مطالعه رفتار ترکیب‌های بخار اب-هوا است. بخار اب نقش مهمی در انتقال انرژی و آسایش انسان در طراحی HVAC ایفا می‌کند. همانند Same as Air handler. است. پنل‌های سقف تابشی (Radiant Ceiling Panels) به طور معمول پنل‌های فلزی معلق در زیر سقف هستند که از ساختار ساختمان مجزا شده‌اند. درجه حرارت عامل سرمایشی/ گرمایشی اولیه به درجه حرارت اتقاق نزدیک است.

کف تابشی (Radiant Floor)

نوعی سامانه حرارت تابشی است که در ان کف ساختمان حاوی شیارها یا لوله‌هایی وجود دارد که مایعات داغ مانند هوا یا اب در درون ان‌های می‌چرخد. در این روش کل کف حرارت داده می‌شود. بابراین اتاق از بالا تا پایین حرارت داده می‌شود. کف تابشی مشکلات مربوط به گرد و غبار که در سامانه‌های حرارتی هوای اجباری وجود دارد را ندارد.

تابش (Radiation)

تابش انتقال مستقیم حرارت از یک سطح به سطحی دیگر (بدون حرارت دادن به هوای واسط و تنها به عنوان مکانیزم انتقال) است.

دمپر دود (Smoke Damper)

یک دمپر یا واسط قابل تنظیم است که برای افزودن تهویه به یک فضا در هنگام آتش‌سوزی طراحی شده است.

سامانه اسپلیت (Split System)

یک سامانه اسپلیت ترکیبی از دستگاه خارج ساختمان و دستگاه داخل ساختمان است. این نوع سامانه بسیار متداول است.

گرمایش بیش از حد (Superheat)

درجه حرارت‌هایی است که بخار اب بیشتر از نقطه جوش در یک فشار معین به ان می‌رسد.

زیر خنک سازی (Sub cooling)

در وضعیتی که مایع خک کننده سردتر اس حدالق درجه حرارات لازم برای جوشیدن است که می‌تواند ان را از حالت مایع به گاز تبدیل نماید. این فرایند تفاوت میان درجه حرارت اشباع و انجماد واقع مایع است.

سامانه (System)

عبارت کلی است که به مجموعه‌ای از زیر مجموعه‌های عناصری اطلاق می‌شود که یک عملیات خاص HVAC را در درون یک ساختمان پیاده‌سازی می‌کنند.

دستگاه ترمینال (Terminal Unit)

عنصر کوچکی است که شامل سیم پیچ حرارتی، سیم پیچ سرمایشی، دمگر خودکار یا ترکیبی از این موارد است. این عنصر برای کنترل درجه حرارت یک اتاق مورد استفاده قرار می‌گیرد. عبارت اختصاری ان TU است.

منطقه گرمایی (Thermal Zone)

منطقه‌ای منحصر به فرد یا گروهی از فضاهای درون ساختمان ست که طراحی HVAC بار حرارتی یکسانی را برای ان‌ها پیش بینی می‌کند. کدهای ساختمانی ممکن است نیاز داشته باشند که این مناطق در ساختمان‌های تجاری به منظور صرفه جویی در انرژی ناحیه بندی انجام دهند. این مناطق در ساختمان‌ها برای کاهش تعداد زیر سامانه‌های HVAC و کاهش هزینه اولیه تعریف می‌شوند. برای مثال برای دفاتر پیشرو نسبت به یک منطقه در هر اداره، تمامی ادارات می‌توانند به یک ناحیه در ایند. معمولاً خوابگاه‌های کوچک تنها دارای یک ناحیه حرارتی تهویه شده هستند به علاوه این که فضاهایی مانند پارکینگ‌ها، زیر شیروانی، crawlspaces و زیر زمین‌ها بدون تهویه هستند.

ترموستات (Thermostat)

ترموستات سیستمی است که سامانه گرمایشی یا سرمایشی را کنترل، مانتیور و تنظیم می‌کند. این دستگاه برای تعیین درجه حرارت مطلوب که سبب گرم یا خنک نگه داشتین محیط می‌شود مورد استفادهی قرار می‌گیرد.

دو مرحله‌ای (سرمایش و گرمایش) (Two-Stage (Cooling and Heating))

یک تهویه کننده هوای دو مرحله‌ای برای کار کردن روی تنطیمات بالا و پایین در شیرایط اب و هوایی و فصول مختلف طراحی شده است. بالاترین تنطیم در اب و هوای شدید و کمترین تنطیم در زمان اب و هوای معتدل استفاده می‌شود. این نوع تهیویه هوا درجه حرارت متعادلی ایجاد می‌کند و برای مدت طولانی قابل استفاه است.

شیر توسعه ترموستات (Thermostat Expansion Valve)

شیر توسعه ترموستات جزیی از یک دستگاه است که جریان هوای خنک به درون تبخیر کننده را همزمان با سنجش بخار سردکننده‌ای که از تبخیر کننده خارج می‌شود، اندازه‌گیری می‌کند.

توزیع هوای زیر کفی (Under floor Air Distribution)

روشی برای ایجاد تهویه و تهویه فضایی با استفاده از air plenum در زیر یک کف کاذب است که برای توزیع مستقیم هوای تهویه شده از طریق منتشر کننده‌ها به ناحیه اشغال شده به کار می‌رود. عبارت اختصاری ان UFAD است.

حجم هوای متغیر (Variable Volume)

سامانه HVAC است که دارای یک درجه حرارت منبع هوای ثابتی است و نرخ گردش هوا با مطابق با نیازمندی‌های درجه حرارت تغییر می‌دهد. در مقایسه با سامانه‌های حجم هوای ثابت، این سامانه‌های انرژی را از طریق سرعت‌های گایین تر فن در طی دفعات درخواست کنترل درجه حرارت کمتر، محفوظ می‌کند. بیشتر ساختمان‌های تجاری جدید از سامانه‌های VAV استفاده می‌کنند. سامانه‌های VAV وابستگی به نوع با فشار را از بین می‌برند. سامانه‌های VAV وابسته به فشار انرژی را ذخیره می‌کنند در حالی که هر دو توع در حفظ درجه حرارت ناحیه تحت تغذیه کمک می‌کنند. عبارت اختصاری برای ان VAV است.

سامانه ناحیه بندی (Zoning System)

سامانه ناحیه بندی یک ساختمان یا فضا را به ناحیه‌هایی که مستقل از یدکدیگر کنترل می‌شوند، تقسیم بندی می‌کند. این موضوع زمانی سود اور است که نواحی مختلفی از مناطق با اتاق‌های یک ساختمان درجه حرارت‌های متفاوتی دارند چرا که دمای مطلوب در اتاق‌های مختلف متفاوت است. درجه حرارت توسط ترموستات‌های مختلفی کنترل می‌شود.

Modern Refrigeration and Air Conditioning (August 2003) by Althouse, Turnquist, and Bracciano, Goodheart-Wilcox Publisher; 18th edition International Mechanical Code (March 6, 2006) by the International Code Council, Thomson Delmar Learning; 1 edition ASHRAE Handbook: Fundamentals, Atlanta, GA, 2009. Green Building and Controls Glossary, by KMC Controls, New Paris, IN, 2013. ASHRAE Terminology www.ashrae.org/ASHRAEterms [1]

منابع[ویرایش]