دستگاه تهویه مرکزی (هواساز) از بخشهای اصلی فیلتر ، فن ، کویل های گرمایی و سرمایی ، رطوبت زن و تجهیزات کنترلی تشکیل می شود .
کویل های گرمایی معمولا با آب داغ ، بخار و برق عمل می کنند .
کویلهای سرمایی با آب مبرد و یا مستقیما با یک ماده مبرد کار می کنند .
در حالت دوم کویل دستگاه هواساز اواپراتور یک سیستم تبرید می باشد .
با تنظیم های مختلف بخش هایگرمایی ، سرمایی ، رطوبت زن و غیره در مجموعه دستگاه هواساز می توان سیستم های مختلف تهویه مطبوع را برای پروژه های با شرایط متفاوت طراحی نمود .
دستگاه هواساز معمولا با دو کانال ؛ رفت و برگشت هوا به داخل ساختمان و به وسیله یک کانال به هوای تازه خارج ارتباط دارد .
دستگاه هواساز با تنظیم دما و رطوبت و همچنین تامین هوای تازه و فیلتر کردن آن عمل تهویه مطبوع تابستانی و زمستانی را انجام می دهد .
هوای برگشتی از اتاقها با هوای تازه در محفظه اختلاط دستگاه مخلوط شده و سپس از کویل های سرمایی یا گرمایی و رطوبت زن (معمولا در زمستان) عبور می کند .
سرعت عبور هوا از کویل حدد 500 فوت بر دقیقه است .
فرآیند رطوبت زنی به وسیله پاشش آب از افشانک ها یا شبکه بخار و فرآیند رطوبت گیری توسط کویل سرد انجام می شود .
کنترل دما به دو صورت می تواند انجام شود : روش اول با استفاده از شیر سه راه برقی یا موتوری که روی لوله رفت و برگشت کویل نصب شده و به وسیله ترموستاتی که در کانال برگشت هوا به هواساز نصب می شود ، عمل قطع و وصل و یا کم و زیاد کردن جریان آب انجام می گیرد .
در روش دوم به وسیله ترموستات نصب شده در اتاق یا راهرو یا مکان مناسب دیگر (مانند حالت فن کویل) به فن دستگاه هواساز فرمان خاموش و روشن داده می شود .
سیستم کنترل لازم است به گونه ای طراحی شود که ابتدا مجموعه ترموستات کانالی و شیر سه راهی عمل نماید و سپس در مرحله بعد در صورت لزوم ترموستات اتاقی به بادزن دستگاه دستور دهد .
دستگاههای هواساز که از ورق گالوانیزه ساخته می شوند ، با توجه به شرایط مکانی و موقعیت نصب ممکن است قائم و یا افقی ساخته شوند .
دستگاه هواساز به صورت یک منطقه ای و یا چند منطقه ای طراحی و ساخته می شوند .
در نوع یک منطقه ای تمام بخش های ساختمان که تحت پوشش آن است با شرایط یکنواخت دما و رطوبت هوادهی می شود و در نوع چند منطقه ای به کمک دمپرهای مخصوص امکان هوادهی با دما و رطوبت های مختلف به مناطق متفاوت وجود دارد .
برای انتخاب دستگاه هواساز نیاز به اطلاعات زیر می باشد :
1- بارهای سرمایی و گرمایی کلی ساختمان (اگر برای ساختمان بیش از یک هواساز استفاده می شود باید سهم هر هواساز از بارهای سرمایی و گرمایی کلی مشخص شود).
2- حجم هوایی که در واحد زمان از هواساز عبور می کند
3- افت فشار استاتیکی طولانی ترین مسیر کانال یا هد استاتیکی فن
با اطلاعات فوق و مراجعه به کاتالوگ کارخانه سازنده مدل دستگاه و سپس سایر مشخصات دستگاه مانند : نوع فیلترها ، ظرفیت حرارتی کویل پیش گرم کن و اینکه با بخار آب یا آب داغ گرم می شود ، ظرفیت حرارتی کویل گرم کننده و اینکه با بخار یا آب داغ گرم می شود ، ظرفیت رطوبت زن (اگر از نوع بخاری است پوند در ساعت بخار و نیز فشار بخار که اغلب 15 پاوند بر اینچ مربع است) ، قدرت موتور بادزن و غیره تعیین می شوند .
همانگونه که اصطلاح بکار برده شده نشان می دهد ، اجزاء اصلی که اساس واحد فن کویل را تشکیل می دهند ، عبارتند از یک فن که تولید جریان هوا می کند و یک کویل آب سرد کننده یا انبساط مستقیم که هوا را سرد و رطوبت زدایی می نماید .
معمولا متعلقاتی چون کویل گرمایش ، رطوبت زن و بخش فیلتر نیز در اختیار قرار می گیرند تا در صورت لزوم اهداف باقیمانده تهویه مطبوع را برآورده سازند .اجزا مورد نیاز ممکن است در درون محفظه پیش ساخته ای که بشکل کابینت می باشد نصب گردند.
چون چنین تجهیزاتی برای اتصال به یک دستگاه غیر قابل انتقال طرح و ساخته شده اند، نمی توان آنها را جزو تجهیزات فن – کویل به حساب آورد.
در عین حال بدلیل تشابه بین کاربرد تجهیزات کویل اسپری با تجهیزات فن – کویل این تجهیزات در این بخش مورد بحث قرار گرفته اند .
تفاوت کاربرد و طرح این تجهیزات به همان شکلی که در واقعیت وجود دارد ذکر خواهد شد .
تفاوت فیزیکی واحدهای فن – کویل یک منطقه و چند منطقه در محل نصب فن نسبت به کویل سرمایش است .
در واحد یک منطقه ای فن در پایین دست کویل سرمایش نصب می گردد ، بنابراین غالبا این واحد را واحد مکشی می نامند .
یک واحد چند منطقه ای را می توان واحد دهشی نامید ، زیرا فن در بالا دست کویل قرار دارد . استفاده از فنی که مجهز به پخش کننده باشد، در تبدیل فشار سرعت به فشار استاتیکی کمک کرده و افت انرژی را نیز به حداقل می رساند .
واحدهای فن کویل با هر دو نوع پره خم به جلو و خم به عقب تولید می شوند .
فن هایی که دارای پره های خم به جلو هستند ، برای چنین مصارفی مناسبند ، زیرا اینگونه فن ها نسبت به سایر انواع فن در سرعتهای پایین تری کار می کنند .
ساختمان چرخ اینگونه فن ها سبک تر ، کم حجم تر و ارزانتر از پره های خم به عقب می باشد .
چون سرعت این فن ها کم است ، می توان از محورهای طولانی تر استفاده کرد .
کاربرد تجهیزات تهویه مطبوع متاثر از مشخصه های بار سرمایش فضای مورد نظر و میزان کنترل لازم برای درجه حرارت و رطوبت آن است .
واحد یک منطقه ای بطور موثرتری بارهای فضایی که دارای مشخصه های نسبتا ثابت یا بارهایی با تغییرات یکنواخت است را جبرانمی کند .
مثال ایده آل چنین فضایی یک اتاق بزرگ است .
در عین حال استفاده از این سیستم برای کاربردهای چند اطاقه نیز عملی است ، مشروط بر اینکه تغییرات بار د رتمام اطاقها مشابه بوده و به یک نسبت باشد .
اگر لازم باشد میتوان با قرار دادن کنترل به طریق گرمایش مجدد یا کنترل حجم هوا در کانالهای انشعابی سیستم منطقه ای بوجود آ ورد .
در کاربرد چند اطاقه که مولفه هایی بار تابعی از زمان بوده و بطور مستقل از یکدیگر تغییر می کنند، دستگاه چند منطقه ای که دارای یک فن باشد، قادر است کنترل خاص هر منطقه را انجام دهد .
برای اینگونه بارها استفاده از واحد چند منطقه ای ارزانتر از واحد یک منطقه ای که در کانالهایش از کویلهای گرمایش مجدد استفاده شده باشد، خواهد بود.
چون واحد چند منطقه ای این امکان را می دهد که در هنگام بار جزئی هوای تازه از اطراف کویل سرمایش بای پس شود .
از این واحد بویژه در مواردی که نسبت حرارت احتیاج به کنترل رطوبت باشد، می توان یک کویل پیش سرمایش را در کانالی که حداقل هوای تازه را تامین می کند قرار داد.
واحد استاندارد فن – کویل فقط کنترل محدود درجه حرارت را عملی می کند .
کنترل مقدار رطوبت را می توان با افزودن یک واحد رطوبت زن ، همانند واحدهای اسپری آب شهر ، که بصورت آماده نصب عرضه می شوند، انجام داد .
در عین حال اگر در کاربردی نیاز باشد که رطوبت دقیق تر کنترل شود،استفاده از واحدهای کویل اسپری یا واحد فن – کویل اسپری مناسب تر خواهد بود.
واحد استاندارد فن – کویل فقط کنترل محدود درجه حرارت را عملی می کند .
در عین حال اگر در کاربردی نیاز باشد که رطوبت دقیق تر کنترل شود،استفاده از واحدهای کویل اسپری یا واحد فن – کویل اسپری مناسب تر خواهد بود.
از تجهیزات کویل اسپری می توان در تابستان برای سرمایش و رطوبت زدایی ، در زمستان برای رطوبت زنی و در فصول معتدله برای سرمایش تبخیری استفاده کرد.
ترجیح داده می شود که این تجهیزات در کاربردهایی که بایستی رطوبت نیز کنترل گردد از قبیل فرآیندهای صنعتی، بیمارستان ، موزه ها و کتابخانه بکار برده شود.
می توان تجهیزات کویل اسپری را به گرمکن آب اسپری تجهیز کرد تا امکان سرمایش و گرمایش را همزمان با رطوبت زنی بوجود آورد .
کویل های سرمایش در هواساز و فن کوئل یک کویل سرمایش خاص بر این اساس انتخاب می شود که با توجه به بارهای سرمایش محسوس ، نهان و کل که برای فضای مورد نظر محاسبه شده اند و با توجه به شرایط هوا در هنگام ورود به کویل ، کویل انتخابی قادر باشد در هنگام عبور هوا از درون خود تاثیرات مطلوب و مورد نظر را بر آن بگذارد.
در عین حال انتخاب نهایی مشخص کننده میزان جریان آب سرد مورد نیاز، افت فشار این جریان و درجه حرارت موردن یاز آب سرد ورودی می باشد و در حالتهایی که از کویل انبساط مستقیم استفاده می شود نمایانگر درجه حرارت سیال مبرد نیز خواهد بود.
لذا در هنگام انتخاب کویل بایستی عملکرد سمت آب سرد کننده یا سیال مبرد نیز مورد توجه واقع شود.، همانگونه که عملکرد سرعت هوا مدنظر قرار می گیرد .
بنابراین انتخاب هر کویلی دارای دو واقعیت است که امکان دارد مستقل از یکدیگر مورد توجه واقع شوند.
عملکردهای سمت هوا و سیال مبرد را بایستی مستقل از یکدیگر مد نظر قرار داد و در نهایت انتخابی بهینه از نظر اقتصادی را فراهم نمود.
استفاده از روش نقطه شبنم دستگاه در هنگام انتخاب کویل، به معنای سازگاری عملکردهای سمت هوا و سمت سیال مبرد می باشد .
مفهوم عبارت ( دو – مرحله ) در هنگام انتخاب کویل در زیر بیان شده است : 1- بر اساس ضریب بای پسی که توسط شرایط هوا تعیین و تحمیل شده کویلی را که تعداد ردیف ها و فضای بین پره آن مشخص است بطور آزمایشی انتخاب کنید.
2- با استفاده از نقطه شبنم دستگاه که در مرحله 1 بدست آمد ، عملکرد سمت سیال مبرد را تعیین کنید .
تعیین این عملکرد محتاج به یافتن درجه حرارت موردنیاز سیال مبرد در هنگامی که از کویلهای انبساط مستقیم استفاده می شود و یا یافتن مقدار آّ سرد شده و درجه حرارت آن و افت فشار حاصله در هنگامی که از کویلهای آبی استفاده گردد ، می باشد.
بنابراین می توان بدون توجه به انتخاب نهایی دستگاه برودنی ، کویل را بطور آزمایشی انتخاب کرد .
اگر با اولین انتخاب کویل ، عملکرد سمت سیال مبرد رضایتبخش نباشد بایستی کویل دیگری را که دارای عملکرد مناسبی در سمت هوا است، امتحان کرد .
با انتخاب بهینه ، از دستیابی به عملکرد و هزینه عملیاتی مناسب اطمینان حاصل می شود.
غالبا در کاربردهای چند منطقه ای ، نقطه شبنم دستگاه در فضاهای مختلف تفاوت می کند .
اگر چه هزینه سیستم توسط نقطه شبنم پایین وسایل اطاق نظیر شبنم کویل ، مشخص می شود ، ولی نقطه شبنم بالاتری را می توان انتخاب کرد و یک مصالحه قابل قبولی بین رطوبت نسبی اطاق در شرایط طراحی با درجه حرارت نقطه شبنم پایین تر ایجاد نمود.
مقدار افزایش رطوبت نسبی بوسیله کاهش درجه حرارت نقطه شبنم پایین تر ایجاد نمود.
مقدار افزایش رطوبت نسبی بوسیله کاهش درجه حرارت حساب خشک جبران خواهد شد .
در مورد اطاق کنفرانس که بار نهان آن نسبتا زیاد است امکان دارد اتخاذ چنین تصمیمی لازم باشد.
اگر برای این کاربرد چنین مصلحتی غیر قابل قبول است.
می توان با مجهز کردن این فضای خاص به سیستم جداگانه به حداکثر جنبه اقتصادی دست یافت.
استفاده مستقیم یا استنتاجی از یکی از دو روش ، همراه با مواجه با دسته بندیهای گوناگون کویل و تکنیکهای انتخاب کویل خواهد بود.
این روش ها، روش نقطه شبنم دستگاه ( درجه حرارت موثر سطح) و روش اطلاعات اساسی تصحیح شده می باشند .
روش دومی در ارتباط با محاسبه عملکرد کویل از روی معادلات و اطلاعات اساسی انتقال حرارت است ، با آمیختن تعیین عملکرد سمت هوا و عملکرد سمت سیال مبرد، این روش تبدیل به یک عمل خواهد شد .
در عین حال روش اطلاعات اساسی محتاج به فرضهایی است که همیشه بعد از انتخاب کردن تجهیزات اصلاح می گردد .
و بنابراین یک روش سعی و خطا خواهد بود.
ممکن است تعداد ردیف های کویل که نتیجه محاسبات است ، اعشاری باشد که بایستی به عدد صحیح تبدیل شود، و این به نوبه خود باعث لزوم محاسبه مجدد عملکرد