تهویه در اقلیم گرم و مرطوب، گرم و خشک و سرد

تهویه در اقلیم گرم و مرطوب، گرم و خشک و سرد:
از آنجایی که هدف ما در این متن بررسی دقیق ساختار سیستم تهویه در اقلیم گرم و مرطوب، سیستم تهویه در اقلیم سرد و کوهستانی و نیز سیستم تهویه در اقلیم گرم و خشک است، تقریبا این بررسی تمام مناطق کشور را پوشش می دهد.

تهویه مطبوع در مناطق گرم و مرطوب باید توسط دستگاه های تبریدی انجام شود زیرا سیستم تهویه در مناطق مرطوب باید قادر باشد رطوبت را تا سطح آسایش مورد نیاز کاهش دهد. همچنین سیستم تهویه در اقلیم گرم و خشک بهتر است که توسط دستگاه های تبخیری انجام شود زیرا سیستم تهویه در مناطق گرم و خشک باید بتواند رطوبت هوا را تا سطح مطلوب افزایش دهد. سیستم تهویه در اقلیم سرد و کوهستانی نیز بیشتر جنبه گرمایشی دارد که در ادامه آنها را بررسی می کنیم.

نقشه زیر تقسیمات اقلیمی کشورمان را در 5 دسته کلی نشان می دهد. تقسیم بندی انجام گرفته شده در نقشه زیر مربوط به فصل تابستان است. شرایط هوای هر اقلیم در فصل زمستان به ترتیب عبارت است از:

• هوای اقلیم گرم و خشک در زمستان سرد است.
• هوای اقلیم گرم و نیمه مرطوب در زمستان معتدل است.
• هوای اقلیم گرم و مرطوب در زمستان گرم است.
• هوای اقلیم معتدل و خشک در زمستان خیلی سرد است.
• هوای اقلیم معتدل و مرطوب در زمستان سرد است.

مناسب ترین دستگاه های تهویه مطبوع در مناطق گرم و مرطوب:
مناسب ترین دستگاه های تهویه مطبوع در مناطق گرم و مرطوب دستگاه هایی هستند که بر پایه سیکل تبرید تراکمی موجب سرمایش و کاهش رطوبت هوا می شوند. منظور از سیکل تبرید تراکمی این است که در ساختار تمامی این دستگاه ها از کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و مبرد (گاز فریون) استفاده شده است.

با توجه به متراژ و ابعاد ساختمان یا سوله مورد نظر به ترتیب یکی از این دستگاه ها به عنوان سیستم تهویه در مناطق مرطوب و گرم انتخاب می شود.

مهم ترین دستگاه هایی که بر اساس سیکل تبرید تراکمی کار می کنند عبارتند از:

اسپلیت (کولر گازی):
کمپرسور و کندانسور دستگاه اسپلیت در یونیت پشت پنجره (یونیت بیرون از ساختمان) و اواپراتور آن در یونیت داخل ساختمان (پنل دیواری) نصب می شود که با لوله کشی به هم متصل می شوند. مبرد (گاز فریون) بین این اجزا به گردش درآمده و در قسمت اواپراتور (جاسازی شده در پنل دیواری) ضمن کاهش دمای هوا در اثر تماس هوا با سطح سرد لوله های اواپراتور، رطوبت هوا را نیز کاهش می دهد. رطوبت در واقع همان بخار آب موجود در هوا است که به شکل قطرات مایع بر سطح لوله های اواپراتور درآمده و بعد از چکه کردن در سینی کف آن از طریق یک مجرا خارج می شود.

داکت اسپلیت:
داکت اسپلیت عینا مشابه اسپلیت است و با این تفاوت که یک اواپراتور بزرگ در سقف کاذب نصب شده و هوا را پس از سرد کردن و کاهش دادن رطوبت با کانال کشی (داکت) در اتاق های مختلف توزیع می کند. از اسپلیت و داکت اسپلیت در ساختمان های با متراژ کم به عنوان دستگاه های تهویه در اقلیم گرم و مرطوب استفاده می شود.

مینی چیلر:
مینی چیلر نیز از دیگر دستگاه های مناسب برای تهویه در مناطق مرطوب و گرم است که به همراه تعدادی فن کویل یا یک هواساز سایز متوسط در ساختمان های با متراژ و ابعاد متوسط مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه نیز دارای کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، مبرد و … است. در قسمت های مختلف یک ساختمان از تعدادی فن کویل به شکل زمینی، دیواری یا سقفی استفاده می شود که همگی با لوله کشی به یک مینی چیلر متصل می شوند. هر فن کویل را می توان با یک کنترلر به صورت مجزا روشن و خاموش و کنترل نمود. داخل هر فن کویل یک اواپراتور جاسازی شده که ضمن کاهش دمای هوا، رطوبت را نیز کاهش می دهد.

چیلر:
چیلر دیگر دستگاه مناسب جهت تهویه در اقلیم گرم و مرطوب است که به همراه تعداد زیادی فن کویل یا چند هواساز سایز بزرگ در ساختمان ها و سوله های با متراژ و ابعاد بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. چیلر با سرد کردن آب در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله ای (شل اند تیوب) آب سرد را با لوله کشی به تمامی فن کویل ها و هواسازهای مستقر در ساختمان پمپاژ می کند. هر فن کویل نیز که آب سرد در لوله های آن جاری می شود ضمن کاهش دمای هوا در اثر برخورد هوا با سطح سرد لوله ها، رطوبت هوا را کاهش می دهد. چنانچه چیلر به عنوان سیستم تهویه در اقلیم گرم و مرطوب انتخاب شود باید از نوع چیلر تراکمی هوا خنک باشد و نه چیلر تراکمی آب خنک زیرا چیلر تراکمی آب خنک به برج خنک کننده نیاز دارد که راندمان برج خنک کننده در مناطق مرطوب و گرم پایین است.

دستگاه VRF:
دستگاه VRF بسیار شبیه چیلر است ولی با این تفاوت که به جای سرد کردن آب در یک مبدل حرارتی پوسته و لوله ای و ارسال آن به فن کویل ها و هواسازها، مبرد را مستقیما به فن کویل ها و هواساز ها ارسال می کند و مبرد با جاری شدن در لوله های فن کویل و هواساز، ضمن کاهش دمای هوا، رطوبت هوا را نیز می گیرد.

دستگاه GHP:
دستگاه GHP نیز مشابه VRF است و با این تفاوت که به جای اینکه یک موتور الکتریکی کمپرسور را به چرخش درآورد، یک موتور احتراق داخلی گازسوز این کار را انجام می دهد. بنابرین دستگاه های VRF و GHP نیز همانند چیلر دستگاه های تهویه مرکزی هستند که در ساختمان های بزرگ مورد استفاده قرار می گیرند و جزو مناسب ترین دستگاه های تهویه مطبوع در مناطق گرم و مرطوب محسوب می شوند.

دستگاه های تهویه مطبوع در مناطق گرم و مرطوب بیشتر جنبه سرمایشی (و کاهش رطوبت) دارند و برای گرمایش از روش های دیگری استفاده می شود.

با توجه به اینکه در اکثر روزهای سال و حتی در زمستان دمای هوا به ندرت کاهش می یابد، به طور کلی دو نوع سیستم گرمایشی در این مناطق می توان در نظر گرفت. در نوع اول می توان با معکوس کردن سیکل کاری این دستگاه ها از آنها به عنوان سیستم گرمایشی استفاده کرد.

برای مثال می توان از کولر گازی یا همان اسپلیت (و نیز سایر دستگاه های ذکر شده) به عنوان سیستم گرمایشی نیز استفاده نمود. چون در این مناطق تنها در تعداد اندکی از روزهای سال ممکن است که به گرمایش نیاز باشد و این کار مقرون به صرفه خواهد بود.

اگر تعداد روزهایی که به گرمایش نیاز است بیشتر باشد می توان از سیستم های گرمایشی مستقل مانند بخاری گازسوز، پکیج گازسوز و یا حتی بویلر استفاده نمود. پکیج و بویلر با گرم کردن آب و ارسال آن به فن کویل ها و هواسازها، عمل گرمایش هوا را در روزهای سرد سال انجام می دهند.

مناسب ترین دستگاه های تهویه در اقلیم گرم و خشک:
با توجه به اینکه مناطق گرم و خشک در زمستان هوای سردی دارند، سیستم تهویه در اقلیم گرم و خشک باید هم جنبه سرمایشی داشته باشد و هم گرمایشی. همچنین دستگاه های تهویه در اقلیم گرم و خشک باید بتوانند در تمام روزهای سال (وقتی که رطوبت هوا کمتر از حد استاندارد است) رطوبت هوا را افزایش دهند و به همین خاطر بهتر است سیستم سرمایش آن از نوع تبخیری باشد و نه تبریدی.

مناسب ترین دستگاه های تهویه در اقلیم گرم و خشک عبارتند از:

دستگاه ایرواشر یا دستگاه زنت:
ایرواشر و زنت ساختار و عملکردی تقریبا مشابه هم دارند که در اینجا ساختار دستگاه ایرواشر را شرح می دهیم. ایرواشر دستگاه نسبتا بزرگی است که در ساختمان ها و سوله های متوسط تا بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد.

سیستم سرمایش آن شبیه کولر آبی است و با پاشش آب در مسیر عبور هوا عمل خنک کاری هوا انجام می شود. پاشش آب ضمن کاهش چند درجه ای دمای هوا موجب افزایش رطوبت هوا نیز می شود. ایرواشر برای گرمایش دارای کویل آبگرم است که به بویلر یا پکیج گازسوز متصل می شود.

دمای هوا در اثر تماس با سطح داغ کویل آبگرم افزایش یافته و با کانال کشی هوای گرم در ساختمان توزیع می شود. دستگاه های تبخیری (مانند ایرواشر، زنت و اکونوپک) نسبت به دستگاه های تبریدی که ذکر شد هم مصرف انرژی کمتری دارند و هم قیمت اولیه کمتر زیرا در آنها از قطعاتی مانند کمپرسور، کندانسور و گاز مبرد استفاده نمی شود.

دستگاه اکونوپک:
دیگر دستگاه مناسب برای تهویه در اقلیم گرم و خشک دستگاه اکونوپک است که سرمایش آن عینا مشابه دستگاه ایرواشر و زنت است ولی گرمایش آن متفاوت بوده و به جای کویل آبگرم و بویلر از یک مشعل گازسوز در آن استفاده می شود که مستقیما کوره داخل دستگاه اکونوپک را گرم می کند تا هوا در اثر تماس با سطح داغ کوره گرم شود.

البته باید این نکته را نیز در نظر داشت که این دستگاه و همچنین ایرواشر و زنت معمولا برای ساختمان های مسکونی موزد استفاده قرار نمی گیرند و بیشتر در سالن های بزرگ و سوله ها مورد استفاده قرار می گیرند زیرا در این دستگاه ها همانند کولر آبی، هوای سرد یا گرم با کانال کشی در قسمت های مختلف توزیع شده و نمی توان دمای هر قسمت را به طور جداگانه و مستقل تنظیم یا کنترل نمود.

مناسب ترین دستگاه های تهویه در اقلیم سرد و کوهستانی:
با توجه به اینکه مناطق معتدل و خشک کوهستانی (در تابستان) در زمستان هوای خیلی سردی دارند، سیستم تهویه در اقلیم سرد و کوهستانی بیشتر جنبه گرمایشی دارد.

در این مناطق نیز دستگاه های ایرواشر، زنت و اکونوپک که قیمت اولیه و مصرف انرژی کمتر نسبت به دستگاه های تبریدی دارند، دستگاه های مناسب تری هستند زیرا در تابستان که هوا خشک است رطوبت هوا را نیز افزایش می دهند.

بویلر به کار رفته در تأسیسات موتورخانه که با لوله کشی به کویل فن کویل ها، هواساز ها یا دستگاه های ایرواشر و زنت متصل می شود با توجه به میزان سردی هوا و ابعاد ساختمان می تواند از نوع آبگرم یا بخار داغ باشد.