پخش نیرو سپهر مهار | تولید کننده انواع دریچه و دمپر ساختمانی و صنعتی
HVAC مخفف عبارت Heating, Ventilation, and Air Conditioning به معنی گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع است. این اصطلاح به‌طور کلی برای توصیف سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی در ساختمان‌ها به کار می‌رود. اگرچه دنیای HVAC ممکن است پیچیده به نظر برسد، اما درک اصول اولیه آن برای صاحبان خانه دشوار نیست.
معنای HVAC چیست؟
HVAC یک سیستم کامل برای ایجاد آسایش در محیط داخلی است که وظیفه گرمایش، سرمایش، بهبود کیفیت هوا و کنترل رطوبت را بر عهده دارد. این سیستم‌ها انواع مختلفی دارند و ممکن است شامل تجهیزات مختلفی مانند دستگاه‌های تهویه مطبوع، پمپ‌های حرارتی، هواسازها، کوره‌های گرمایشی، تصفیه‌کننده‌های هوا، رطوبت‌سازها و رطوبت‌گیرها باشند.
اجزای تشکیل‌دهنده یک سیستم تهویه مطبوع (HVAC)
یک سیستم کامل تهویه مطبوع (HVAC) از چندین جزء تشکیل شده است. این سیستم شامل واحدها و قطعات مختلفی در داخل و خارج از ساختمان است که هرکدام وظایف مشخصی را انجام می‌دهند تا آسایش حرارتی مطلوبی را فراهم کنند. در ادامه، مهمترین اجزایسیستم تهویه مطبوع و عملکرد آن‌ها معرفی شده‌اند:
کولر گازی (Air Conditioner)
کولر گازی مرکزی وظیفه خنک کردن محیط را از طریق حذف گرما و رطوبت از داخل ساختمان و انتقال آن به خارج بر عهده دارد. یک سیستم تهویه مطبوع با ظرفیت مناسب میتواند حتی در گرم‌ترین و مرطوب‌ترین شرایط نیز راحتی شما را تضمین کند. نگهداری و سرویس منظم کولر گازی، عملکرد بهینه آن را حفظ می‌کند.
کولرهای گازی مرکزی در سه نوع تک‌مرحله‌ای، دو‌مرحله‌ای و متغیر (Variable-speed) موجود هستند.
پمپ حرارتی (Heat Pump)
بر خلاف نامش، پمپ حرارتی هم برای گرمایش و هم برای سرمایش کاربرد دارد. این دستگاه با استفاده از مبرد (Refrigerant)، گرما را جذب، انتقال و آزاد می‌کند و بسته به نیاز، جهت حرکت مبرد را تغییر می‌دهد. پمپ‌های حرارتی برقی گزینه‌ای پایدارتر از سیستم‌های گرمایشی مبتنی بر سوخت‌های فسیلی هستند.
پمپ‌های حرارتی نیز در انواع تک‌مرحله‌ای، دو‌مرحله‌ای و متغیر عرضه می‌شوند.
کوره هوای گرم (Furnace)
در حالی که پمپ‌های حرارتی از برق برای گرمایش و سرمایش استفاده می‌کنند، کوره‌های هوای گرم از سوخت‌هایی مانند گاز طبیعی یا پروپان برای تولید گرما بهره می‌برند. این گرما از طریق سیستم کانال‌کشی به سراسر ساختمان توزیع میشود.
کوره‌های هوای گرم در مدل‌های تک‌مرحله‌ای، دو‌مرحله‌ای و مدوله‌شونده (Modulating) عرضه می‌شوند.
هندلر هوا (Air Handler)
هندلر هوا وظیفه گردش هوای گرم و سرد را در سراسر ساختمان بر عهده دارد تا دمای مطلوب در تمامی اتاق‌ها حفظ شود. این دستگاه معمولاً با پمپ حرارتی ترکیب میشود، اما میتواند با کولر گازی نیز همراه باشد.
کانال‌کشی (Ductwork)
کانال‌ها (Ducts) از جنس ورق فلزی یا لوله‌های انعطاف‌پذیر ساخته شده‌اند و وظیفه انتقال هوا از دستگاه‌های تهویه مطبوع مانند کوره، کولر گازی، پمپ حرارتی و هندلر هوا را بر عهده دارند. نصب نادرست یا نشتی در کانال‌کشی میتواند منجر به کاهش عملکرد سیستم شود. کانال کشی تهویه مطبوع به صورت صحیح و استاندارد یکی از مهمترین فاکتورهای افزایش بهره وری سیستم محسوب میشود.
رطوبت‌ساز و رطوبت‌گیر (Humidifier/Dehumidifier)
واحدهای کنترل رطوبت می‌توانند بخشی از سیستم تهویه مطبوع باشند. رطوبت‌سازها در ماه‌های سرد یا در مناطق خشک، میزان رطوبت هوا را افزایش می‌دهند. در مقابل، رطوبت‌گیرها در مناطق مرطوب یا در خانه‌هایی که دارای کولرهای تک‌مرحله‌ای هستند، به تنظیم سطح رطوبت کمک می‌کنند.
تصفیه‌کننده هوای مرکزی (Whole-House Air Cleaners)
سیستم‌های تصفیه هوای مرکزی یا فیلترهای پیشرفته، کیفیت هوای داخل ساختمان را بهبود می‌بخشند. این سیستم‌ها با جذب آلاینده‌هایی مانند گرد و غبار، ویروس‌ها، باکتری‌ها و سایر ذرات معلق، از ورود آن‌ها به سیستم تهویه و انتشار در سراسر خانه جلوگیری می‌کنند. این دستگاه‌ها بسیار کارآمدتر از فیلترهای استاندارد HVAC هستند.
سیستم تهویه سراسری (Whole-House Ventilation)
سیستم تهویه سراسری، هوای کهنه داخل ساختمان را با هوای تازه بیرون جایگزین می‌کند. این نوع تهویه برای خانه‌هایی که به‌طور کامل عایق‌بندی شده‌اند، بسیار مفید است.
ترموستات (Thermostat)
ترموستات، مغز سیستم تهویه مطبوع است که در داخل خانه نصب میشود و به شما امکان کنترل دمای محیط را می‌دهد. با تغییر تنظیمات دما در ترموستات، سایر اجزای سیستم تهویه مطبوع دستور می‌گیرند که فضا را گرم‌تر یا خنک‌تر کنند.
ترموستات‌های هوشمند امکانات بیشتری ارائه می‌دهند، از جمله تنظیم برنامه‌های دمایی سفارشی، تنظیم میزان رطوبت، کنترل و نظارت از راه دور از طریق اپلیکیشن‌های مخصوص و ارائه گزارش‌های تشخیصی به تکنسین‌های مربوطه.
دیگ بخار (Boiler)
دیگ بخار، قلب سیستم‌های گرمایش مرکزی است که با سوزاندن سوخت، آب را گرم می‌کند. آب گرم از طریق لوله‌ها و رادیاتورها به بخش‌های مختلف ساختمان منتقل شده و باعث گرمایش محیط میشود. این سیستم‌ها بیشتر در خانه‌های قدیمی و ساختمان‌های تجاری در مناطق شمال شرقی و میانه اقیانوس اطلس رایج هستند.
پمپ حرارتی زمین‌گرمایی (Geothermal Heat Pump)
بر خلاف پمپ‌های حرارتی متداول که از هوای محیط استفاده می‌کنند، پمپ‌های زمین‌گرمایی از لوله‌های زیرزمینی برای استفاده از دمای پایدار زمین جهت گرمایش و سرمایش ساختمان بهره می‌برند. این سیستم‌ها اگرچه هزینه اولیه بالاتری دارند، اما از نظر بهره‌وری انرژی بسیار مقرون‌به‌صرفه هستند و نیاز به فضای کافی در حیاط برای نصب لوله‌های زیرزمینی دارند.
گرمایش تابشی (Radiant Heating)
سیستم گرمایش تابشی از لوله‌ها یا پنل‌هایی برای تأمین گرمایش از طریق کف یا دیوارها استفاده می‌کند. این سیستم‌ها می‌توانند با برق یا آب گرم (سیستم‌های هیدرونیک) کار کنند و اغلب برای تأمین گرمایش کمکی در فضاهای خاص به کار می‌روند.
انواع سیستم‌های تهویه مطبوع
چندین نوع سیستم تهویه مطبوع (HVAC) وجود دارد. برای انتخاب بهترین گزینه برای خانه جدید یا جایگزینی سیستم موجود، بهتر است با یک متخصص HVAC مشورت کنید.
سیستم اسپلیت
سیستم اسپلیت رایجترین نوع سیستم گرمایش و سرمایش مرکزی در خانه‌های مسکونی است. این سیستم شامل یک واحد خارجی مانند پمپ حرارتی یا کولر گازی و یک واحد داخلی مانند هواساز یا کوره (Furnace) است که به صورت هماهنگ با یکدیگر کار می‌کنند.
سیستم پمپ حرارتی دوگانه (Dual-Fuel)
سیستم پمپ حرارتی دوگانه شامل یک پمپ حرارتی الکتریکی در فضای بیرونی و یک کوره گازی در فضای داخلی است. پمپ حرارتی در تابستان وظیفه خنک کردن محیط را بر عهده دارد و کوره گازی هوای سرد را در داخل خانه به گردش درمی‌آورد. در هوای سردتر، این سیستم به‌صورت ترکیبی برای تأمین گرمایش عمل می‌کند.
ترکیب پمپ حرارتی و کوره، که گاهی به آن سیستم تهویه مطبوع هیبریدی گفته میشود، بهترین و بهینه‌ترین روش گرمایش را انتخاب می‌کند. در فصل پاییز و اوایل بهار، پمپ حرارتی تا زمانی که دمای هوا به زیر ۴۰ درجه فارنهایت کاهش یابد، وظیفه گرم کردن خانه را بر عهده دارد. زمانی که دما بیش از حد پایین بیاید، کوره گازی وارد عمل شده و محیط را گرم و راحت نگه می‌دارد.
سیستم مینی اسپلیت بدون کانال
سیستم‌های تهویه مطبوع بدون کانال برای خانه‌های قدیمی که فاقد کانال‌کشی هستند، ساختمان‌های جدید یا فضاهایی که نیاز به تقویت گرمایش و سرمایش دارند، گزینه‌ای ایده‌آل محسوب می‌شوند.
سیستم مینی اسپلیت بدون کانال شامل یک واحد کندانسور/کمپرسور در فضای بیرونی (که گاهی به آن پمپ حرارتی مینی اسپلیت گفته میشود) و یک یا چند واحد داخلی است.
در سیستم مینی اسپلیت واقعی تنها یک واحد داخلی وجود دارد، اما سیستم چندمنطقه‌ای بدون کانال میتواند تا ۸ واحد داخلی متصل داشته باشد. هر واحد میتواند به‌طور مستقل روی دمای دلخواه تنظیم شود یا خاموش گردد، اما امکان گرم و سرد کردن فضاها به‌طور همزمان وجود ندارد.
سیستم یکپارچه (Packaged HVAC System)
سیستم تهویه مطبوع یکپارچه شامل واحدهای گرمایشی و سرمایشی در یک کابین جمع‌وجور است. این نوع سیستم گزینه‌ای مناسب برای خانه‌های کوچک‌تر است که فضای کافی برای نصب سیستم اسپلیت را ندارند.
انواع سیستم‌های یکپارچه شامل موارد زیر هستند:
- سیستم‌های یکپارچه گاز/برق
- سیستم‌های یکپارچه پمپ حرارتی
- سیستم‌های یکپارچه دوگانه (Dual-Fuel)
- سیستم‌های یکپارچه کولر گازی
نحوه عملکرد سیستم‌های HVAC
هدف از سیستم HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) ایجاد شرایط ایده‌آل آسایش در خانه شما است. برای دستیابی به این هدف، یک سیستم کامل از ترکیب اولیه‌ای شامل دستگاه تهویه مطبوع، کوره، پمپ حرارتی، واحد توزیع هوا، کانال‌کشی و ترموستات تشکیل میشود.
پس از انتخاب و نصب سیستم مناسب HVAC برای خانه، کنترل دمای محیط از طریق ترموستات آغاز میشود. هنگامی که ترموستات به واحدهای گرمایش و سرمایش فرمان تغییر دما را ارسال می‌کند، این واحدها فرآیند تولید هوای گرم یا سرد را شروع می‌کنند. سپس، هوای تولید شده از طریق کانال‌های هوا و در نهایت از طریق دریچه تهویه هوا، در سراسر خانه پخش میشود. در صورتی که سیستم شما بدون کانال باشد، خطوط مبرد وظیفه انتقال هوا را در سیستم بر عهده خواهند داشت.
سیستم‌های HVAC می‌توانند با گاز یا برق کار کنند، هرچند امروزه بسیاری از سیستم‌ها به‌طور کامل برقی هستند. البته، کوره‌ها و بویلرها معمولاً با گاز یا نفت کار می‌کنند.
سیستم‌های تهویه مطبوع تجاری
یک سیستم تهویه مطبوع تجاری که به‌طور کارآمد عمل می‌کند، برای حفظ رونق کسب‌وکار ضروری است. بروز خرابی‌های غیرمنتظره میتواند منجر به از دست رفتن فرصت‌های تجاری و کاهش بهره‌وری کارکنان شود. برخی از رایجترین سیستم‌های تهویه مطبوع تجاری شامل موارد زیر هستند:
- یونیت‌های پشت‌بامی (RTU) به دلیل نصب در فضای پشت‌بام ساختمان، گزینه‌ای محبوب محسوب می‌شوند و هر دو عملکرد گرمایش و سرمایش را ارائه می‌دهند.
- سیستم‌های جریان متغیر مبرد (VRF) با تنظیم جریان مبرد بر اساس نیازهای متغیر، کنترل دقیقی بر دما در مناطق مختلف فراهم می‌کنند.
- سیستم‌های آب سرد با گردش آب سرد از طریق کویل‌ها برای سرمایش عمل کرده و برای ساختمان‌های بزرگ با نیاز سرمایشی بالا ایده‌آل هستند.
- سیستم‌های هوای تازه اختصاصی (DOAS) برای افزایش بهره‌وری انرژی، هوای بیرونی را به‌طور جداگانه تهویه و سپس به داخل ساختمان توزیع می‌کنند.
- سیستم‌های اسپلیت شامل واحدهای داخلی و خارجی متصل از طریق خطوط مبرد هستند و راه‌حلی انعطاف‌پذیر برای محیط‌های تجاری مختلف ارائه می‌دهند.
تفاوت بین HVAC و AC چیست؟
در صنعت تهویه مطبوع، اصطلاح HVAC اغلب به جای AC به کار می‌رود. HVAC مخفف گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع است، در حالی که AC صرفاً به سیستم‌های تهویه مطبوع اشاره دارد. اصطلاح AC (Air Conditioning) معمولاً برای سیستم‌هایی استفاده میشود که وظیفه خنک کردن هوای داخل ساختمان را بر عهده دارند. دستگاه‌های پنجره‌ای و سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی از رایجترین انواع این سیستم‌ها هستند. در مقابل، HVAC شامل سیستم‌های گرمایشی مانند پمپ‌های حرارتی و کوره‌های گازی نیز میشود. به این معنی که HVAC هم گرمایش و هم سرمایش را در بر می‌گیرد. به عبارت دیگر، AC بخشی از یک سیستم HVAC است. در همین زمین دانستن مفاهیم انواع تهویه هوا میتواند به درک بیشتر شما کمک زیادی بکند.
شرکت‌های فعال در این حوزه اغلب این دو اصطلاح را به جای یکدیگر استفاده می‌کنند، زیرا بسیاری از خدمات تعمیر و نگهداری سیستم‌های تهویه مطبوع هم به گرمایش و هم سرمایش مربوط می‌شوند. علاوه بر این، HVAC سیستم‌های تهویه و کانال‌کشی را نیز شامل میشود.
معیارهای راندمان انرژی در سیستم‌های HVAC
امروزه سیستم‌های گرمایشی و تهویه مطبوع از نظر بهره‌وری انرژی بسیار بهینه‌تر از گذشته هستند. اما برای انتخاب بهترین گزینه، آشنایی با اصطلاحات و شاخص‌های سنجش راندمان انرژی ضروری است. هرچه راندمان یک سیستم HVAC بالاتر باشد، میزان مصرف انرژی کاهش یافته و در نتیجه هزینه‌های انرژی کمتر خواهد شد. در اینجا برخی از مهمترین شاخص‌های سنجش بهره‌وری انرژی را بررسی می‌کنیم:
AFUE (نسبت بازده انرژی سوخت سالانه)
AFUE مخفف Annual Fuel Utilization Efficiency است و به راندمان گرمایشی کوره‌های گازی یا بویلرها اشاره دارد. این شاخص به‌صورت درصد بیان میشود و نشان می‌دهد چه مقدار از انرژی حاصل از احتراق سوخت به گرمایش ساختمان اختصاص می‌یابد و چه مقدار به هدر می‌رود. به عنوان مثال، یک کوره با AFUE معادل ۹۷٪ یعنی ۹۷٪ از سوخت مصرفی مستقیماً برای گرمایش ساختمان استفاده میشود و تنها ۳٪ آن هدر می‌رود.
HSPF2 (شاخص عملکرد گرمایشی فصلی)
HSPF2 مخفف Heating Seasonal Performance Factor است و میزان بهره‌وری پمپ‌های حرارتی در تأمین گرمایش در فصول سرد را اندازه‌گیری می‌کند. این استاندارد اخیراً به‌روز شده است و نسخه جدید آن بهینه‌تر از قبل عمل می‌کند.
SEER2 (نسبت بازده انرژی فصلی)
SEER2 مخفف Seasonal Energy Efficiency Ratio است. عدد 2 در انتهای آن نشان‌دهنده استانداردهای جدید بهره‌وری انرژی است. این شاخص، متوسط راندمان سرمایشی یک دستگاه تهویه مطبوع یا پمپ حرارتی را در دمای بین ۶۵ تا ۱۰۴ درجه فارنهایت اندازه‌گیری می‌کند.
EER2 (نسبت بازده انرژی)
EER2 مخفف Energy Efficiency Ratio است و مشابه SEER2 عمل می‌کند، اما بهره‌وری انرژی را در دمای ثابت ۹۵ درجه فارنهایت اندازه‌گیری می‌کند. اگر در اقلیم‌های گرمسیری زندگی می‌کنید، شاخص EER2 ممکن است از SEER2 اهمیت بیشتری داشته باشد.
BTU (واحد حرارتی بریتانیایی)
BTU مخفف British Thermal Unit است که معیاری برای اندازه‌گیری انرژی گرمایی محسوب میشود. هر یک BTU مقدار گرمایی است که برای افزایش یا کاهش دمای یک پوند آب به میزان یک درجه فارنهایت لازم است. در سیستم‌های HVAC، ظرفیت دستگاه‌ها بر حسب BTU بیان میشود. هرچه مقدار BTU بالاتر باشد، دستگاه توانایی بیشتری در گرمایش یا سرمایش فضاهای بزرگ‌تر خواهد داشت. برای تعیین ظرفیت مناسب دستگاه برای خانه خود، مشورت با یک متخصص HVAC توصیه میشود.
سطح صدا در سیستم‌های HVAC
یکی دیگر از شاخص‌های مهم در انتخاب سیستم HVAC، سطح صدا است که با واحد دسی‌بل (dB) اندازه‌گیری میشود. در مشخصات فنی برخی از تجهیزات HVAC، عددی تحت عنوان dBa ذکر میشود که نشان‌دهنده شدت صدایی است که گوش انسان قادر به درک آن است. این مقدار در سیستم‌های تهویه مطبوع خارجی (Outdoor HVAC Units) اهمیت بیشتری دارد.
استانداردها و قوانین HVAC
در حالت استاندارد تجهیزات HVAC مسکونی که نصب می‌شوند، باید استانداردها و کدهای خاصی را رعایت کنند. این الزامات به‌منظور حفظ ایمنی ساختمان و کاربران و همچنین اطمینان از رعایت حداقل معیارهای بهره‌وری انرژی اعمال می‌شوند. برخی از این استانداردها به‌صورت قانونی الزامی هستند و برخی دیگر به‌عنوان استانداردهای پذیرفته‌شده در صنعت HVAC به کار می‌روند.
نمونه‌هایی از این استانداردها عبارتند از:
- کد بین‌المللی ساختمان‌های مسکونی (IRC)
- انجمن پیمانکاران تهویه مطبوع آمریکا (ACCA)
- انجمن مهندسان گرمایش، تبرید و تهویه مطبوع آمریکا (ASHRAE)
- مؤسسه تهویه مطبوع، گرمایش و تبرید (AHRI)
علاوه بر این، پیمانکاران HVAC باید از کدها و استانداردهای ایالتی و محلی مربوط به نصب سیستم‌های HVAC پیروی کنند.
چگونه سیستم تهویه مطبوع مناسب را انتخاب کنیم؟
انتخاب سیستم HVAC مناسب به عوامل مختلفی مانند موقعیت جغرافیایی، اندازه خانه، بودجه و سایر ملاحظات بستگی دارد. علاوه بر این، نیازها و ترجیحات شخصی در مورد راحتی دمایی خانه نیز در این انتخاب تأثیرگذار است.
انتخاب بهترین سیستم تهویه مطبوع برای خانه شما به عواملی مانند اندازه ساختمان، شرایط آب و هوایی، وجود یا عدم وجود کانال‌کشی، میزان بهره‌وری انرژی موردنظر و بسیاری موارد دیگر بستگی دارد. برای دستیابی به بهترین نتیجه، توصیه میشود با متخصصان مجرب در زمینه گرمایش و سرمایش مشورت کنید تا مناسب‌ترین سیستم را برای خانه خود انتخاب کنید.
آیا به دنبال سیستمی کم‌مصرف هستید؟ آیا میزان صدای دستگاه برای شما اهمیت دارد؟ آیا می‌خواهید رطوبت محیط را نیز کنترل کنید؟ یا همه این موارد برای شما مهم است؟ پاسخ به این سؤالات به تعیین ترکیب ایده‌آل سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی برای خانه شما کمک می‌کند.
پس از تعیین نیازهای خود، توصیه میشود با یک شرکت معتبر HVAC تماس گرفته و مشاوره بگیرید. یک متخصص باتجربه میتواند با در نظر گرفتن شرایط آب‌وهوایی محل زندگی شما، بهترین سیستم را پیشنهاد دهد. اولین قدم در انتخاب سیستم مناسب، آشنایی با اصول عملکرد HVAC است، بنابراین شما هم‌اکنون در مسیر درستی قرار دارید!
