یکی از عوامل مهم در انتخاب برج خنککننده، توجه به ظرفیت آن است. در این مقاله، فرمول محاسبه ظرفیت برج خنککننده و پارامترهای مؤثر بر آن مورد بررسی قرار گرفتهاند. همچنین، میتوانید برای تعیین ظرفیت برج خنککننده از ماشینحساب آنلاین ارائهشده در این مقاله استفاده کنید.
منظور از ظرفیت برج خنک کننده چیست ؟
ظرفیت برج خنککننده (Cooling Tower Capacity) به میزان گرمایی گفته میشود که یک برج خنککننده میتواند در یک بازه زمانی مشخص از آب خارج کند. این مقدار معمولاً بر حسب تن تبرید (RT – Refrigeration Ton) یا کیلووات (kW) بیان میشود.
بهعنوان مثال، اگر یک برج خنککننده 100 تن تبرید ظرفیت داشته باشد، یعنی میتواند 100 تن گرما را در طول یک ساعت از آب خارج کند. برای درک بهتر، فرض کنید یک سیستم تهویه مطبوع در یک مرکز تجاری نیاز به دفع 500 تن تبرید گرما دارد؛ در این صورت باید از برجی با ظرفیت مناسب، مثلاً دو برج 250 تن تبریدی یا یک برج 500 تن تبریدی استفاده شود.
تعیین ظرفیت برج خنک کننده چگونه است ؟
فرمول محاسبه ظرفیت برج خنک کننده
ظرفیت یک برج خنککننده را میتوان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
Q=m×Cp×ΔT
که در آن:
Q: ظرفیت حرارتی برج خنککننده (BTU/hr یا kW)
m: دبی جرمی آب در گردش (kg/s یا gpm)
Cp: ظرفیت گرمایی ویژه آب (برای آب معمولاً 4.186 kJ/kg.°C یا 1 BTU/lb.°F)
ΔT: اختلاف دمای ورودی و خروجی آب (°C یا °F)
روش محاسبه در واحدهای عملیاتی:
اگر بخواهیم ظرفیت برج خنککننده را بر حسب تن تبرید (TR) محاسبه کنیم، از این فرمول استفاده میکنیم:
Cooling Tower Capacity (TR)=(GPM×ΔT)\24
که در آن:
GPM: دبی آب بر حسب گالن در دقیقه (Gallons per Minute)
ΔT: اختلاف دمای آب ورودی و خروجی بر حسب °F
24: ضریبی برای تبدیل به تن تبرید (چون 1 TR = 12000 BTU/hr و 1 گالن آب ≈ 8.33 lb)
مثال:
فرض کنیم یک برج خنککننده دارای دبی آب 500 GPM و اختلاف دمای 10°F باشد:
Cooling Capacity=(500×10)\24=208.3TR
یعنی این برج خنککننده میتواند حدود 208 تن تبرید را تأمین کند.
ماشین حساب محاسبه ظرفیت برج خنککنندهماشین حساب ظرفیت برج خنککننده
چرا محاسبه ظرفیت برج خنککننده اهمیت دارد؟
ظرفیت برج خنککننده یکی از عوامل کلیدی در عملکرد بهینه سیستمهای خنککننده صنعتی و تجاری است. همان طور که گفته شد این ظرفیت به توانایی برج در انتقال گرما اشاره دارد و بر حسب تن تبرید (TR) اندازهگیری میشود. دانستن ظرفیت برج خنککننده از چندین جنبه اهمیت دارد که در ادامه به آنها پرداخته میشود.
1. انتخاب صحیح برج خنککننده
هر برج خنککننده دارای حداکثر ظرفیتی برای دفع گرما است. اگر از برجی با ظرفیت کمتر از میزان مورد نیاز استفاده شود، برج قادر به خنکسازی مؤثر نخواهد بود و ممکن است دمای سیستم به سطح نامطلوبی برسد. این موضوع میتواند باعث کاهش بازده تجهیزات صنعتی و حتی خرابیهای زودرس در سیستمهای حساس شود.
از طرف دیگر، انتخاب برجی که بیش از حد بزرگ باشد، میتواند منجر به افزایش هزینههای نصب، مصرف انرژی و فضای اشغالشده شود. بنابراین، برای بهینهسازی هزینهها و عملکرد، محاسبه دقیق ظرفیت برج امری ضروری است.
2. پیشگیری از فشار بیش از حد روی برج خنککننده
اگر یک برج خنککننده مجبور باشد بیش از ظرفیت خود گرما را دفع کند، فشار زیادی به سیستم وارد میشود. این امر میتواند باعث کاهش کارایی برج، افزایش استهلاک قطعات و کاهش طول عمر مفید دستگاه شود. بنابراین، دانستن ظرفیت دقیق کمک میکند تا از چنین مشکلاتی جلوگیری شود و عملکرد سیستم در سطح بهینه باقی بماند.
3. محاسبه و بهینهسازی مصرف انرژی و هزینهها
یکی از مهمترین مزایای دانستن ظرفیت برج خنککننده، امکان مدیریت و بهینهسازی مصرف انرژی است. یک برج خنککننده با ظرفیت مناسب میتواند بهرهوری انرژی را افزایش داده و هزینههای عملیاتی را کاهش دهد. به علاوه، تنظیم ظرفیت برج خنککننده متناسب با نیازهای واقعی سیستم میتواند به کاهش مصرف آب و برق کمک کند.
محاسبه نادرست ظرفیت میتواند منجر به تصمیمات اشتباه در طراحی سیستم شود. به عنوان مثال، اگر برج خنککننده انتخابشده ظرفیت کافی نداشته باشد، ممکن است نیاز به اضافه کردن برجهای جدید یا اصلاح سیستم موجود باشد که هزینههای زیادی را به همراه دارد. به همین دلیل، متخصصان توصیه میکنند که قبل از خرید یا نصب برج خنککننده، ظرفیت موردنیاز را به دقت محاسبه کنید.
نتیجهگیری
درک و محاسبه ظرفیت برج خنککننده یکی از ضروریترین مراحل در طراحی و بهرهبرداری از این سیستمها است. این اطلاعات نه تنها به انتخاب بهینهترین برج خنککننده کمک میکند، بلکه باعث کاهش هزینهها، افزایش عمر تجهیزات و بهبود بهرهوری انرژی نیز میشود. بنابراین، توصیه میشود برای تعیین دقیق ظرفیت موردنیاز، از فرمولهای محاسباتی و مشاوره با متخصصان این حوزه استفاده کنید.
برج خنک کننده یا کولینگ تاور Cooling tower از جمله تجهیزات مهم در صنایع مختلف است که به کمک آن میتوان دمای آب را کاهش داد. برجهای خنککننده به طور ویژه در نیروگاهها، کارخانهها و سیستمهای تهویه مطبوع کاربرد دارند و به افزایش کارایی سیستمهای صنعتی کمک میکنند. عملکرد اصلی برج خنککننده بر اساس تبادل حرارت است؛ به طوری که آب گرم به داخل برج وارد شده و با هوای اطراف تماس پیدا میکند تا دمای آن کاهش یابد.
در این فرایند، بخشی از آب تبخیر میشود و حرارت اضافی از بین میرود. به عبارت سادهتر، برجهای خنککننده مثل یک دستگاه تهویه برای آب عمل میکنند و آن را سردتر میکنند.
در این مقاله قصد داریم نحوه عملکرد برجهای خنککننده را به طور ساده توضیح دهیم و انواع مختلف آنها را معرفی کنیم تا با توجه به نیازهای صنعتی، انتخاب مناسبی صورت گیرد.
برج خنک کننده (کولینگ تاور) چیست ؟
برج خنککننده یا Cooling Tower دستگاهی است که برای کاهش دمای آب در سیستمهای صنعتی به کار میرود. به زبان ساده، عملکرد این برج مانند خنک شدن بدن انسان از طریق تعریق است؛ همانطور که عرق روی پوست تبخیر میشود و بدن را خنک میکند، برج خنککننده نیز با استفاده از تبخیر بخشی از آب، گرمای اضافی را دفع کرده و دمای آن را کاهش میدهد.
اجزای تشکیل دهنده برج خنک کننده
اجزای برج خنککننده بسته به نوع و طراحی آن ممکن است تفاوتهایی داشته باشد، اما اجزای اصلی آن به طور کلی شامل موارد زیر است:
اجزا
توضیحات
فن
هوای گرم و مرطوب را از داخل برج خارج میکند.
پکینگ
سطح تماس بیشتری بین آب و هوا ایجاد میکند.
نازل
آب را به ذرات ریز تبدیل کرده و پاشش میکند.
الکتروموتور
انرژی لازم برای عملکرد فن و پمپها را تأمین میکند.
حوضچه جمعآوری
آب سرد پس از تبخیر در آن جمعآوری میشود.
پمپها
آب را از سیستمهای صنعتی یا منابع دیگر به برج پمپاژ میکنند.
دریچههای ورودی هوا
هوا را وارد برج کرده تا فرآیند تبخیر تسریع شود.
سیستم توزیع آب
آب را به طور یکنواخت در برج توزیع میکند.
کاربرد برج خنک کننده
برج خنککننده یکی از اجزای حیاتی در بسیاری از سیستمهای تبرید صنعتی و تجاری است و نقش مهمی در حفظ کارایی و بهرهوری فرآیندهای صنعتی ایفا میکند. این دستگاه به طور عمده برای کاهش دمای آب در سیستمهای خنککننده استفاده میشود، بهویژه در صنایعی که نیاز به خنکسازی مستمر دارند. برای مثال، در نیروگاهها، پالایشگاههای نفت، کارخانههای پتروشیمی، کارخانههای فولاد، فرآوری گاز طبیعی و کارخانههای فرآوری مواد غذایی، برج خنککننده به عنوان یک جزء اساسی برای حذف گرما از سیستمهای آب خنککننده مورد استفاده قرار میگیرد.
در سطح تجاری، برجهای خنککننده میتوانند برای ایجاد خنککننده راحت در ساختمانهای بزرگ مانند فرودگاهها، بیمارستانها، مدارس و هتلها استفاده شوند. در این موارد، برجهای خنککننده به سیستمهای تهویه مطبوع کمک میکنند تا دمای محیط را در سطح مطلوب حفظ کنند.
در مجموع، برجهای خنککننده صنعتی و تجاری با فراهم کردن حذف گرمای اضافی، به بهینهسازی فرآیندهای صنعتی و راحتی محیطهای تجاری کمک میکنند و از نقصهای عملکردی و آسیبهای ناشی از گرما جلوگیری میکنند.
اما برج خنک کننده چگونه کار میکند؟ اساس کار برج خنککننده براساس سرمایش تبخیری است.
نحوه عملکرد برج خنک کننده به شرح زیر است:
ورود آب گرم: آب گرم از فرآیند صنعتی یا سیستم تهویه مطبوع وارد برج خنک کننده میشود. این آب معمولاً حرارت زیادی دارد که باید کاهش یابد.
پاشش آب: آب گرم از طریق نازلها یا سیستمهای پاشش به صورت قطرات ریز در فضای برج پاشیده میشود. این کار باعث افزایش سطح تماس آب با هوای داخل برج میشود.
تبخیر آب: هوای جریان یافته در برج خنک کننده، از طریق تماس با قطرات آب، بخشی از این آب را تبخیر میکند. در این فرآیند، انرژی حرارتی موجود در آب گرم از دست رفته و دمای آب کاهش مییابد.
خروج هوای گرم: هوای گرم و مرطوبی که در اثر تبخیر آب به دست میآید از طریق خروجیهای برج به بیرون هدایت میشود. این هوا معمولاً با استفاده از فنها به سمت بالا کشیده میشود.
آب سرد شده: پس از تبخیر بخشی از آب، دمای باقیمانده کاهش یافته و آب سرد شده به بخشهای مختلف سیستم صنعتی یا تهویه مطبوع باز میگردد تا دوباره مورد استفاده قرار گیرد.
این فرآیند به گونهای طراحی شده که بهینهترین عملکرد را برای کاهش دمای آب داشته باشد و در عین حال کمترین مصرف انرژی را ایجاد کند.
در شکل زیر دیاگرام نحوه عملکرد برجهای خنک کننده را مشاهده میکنید:
انواع کولینگ تاور صنعتی
برج های خنک کننده از نظر نوع جریان هوای جاری به 2 نوع برج خنک کننده مدار باز و برج خنک کننده مدار بسته تقسیم میشوند. همچنین برجهای خنک کننده از نظر شکل ظاهری به برج خنک کننده مربعی و برج خنک کننده گرد تقسیم میشوند.
برج خنککننده مدار بسته (Closed circuit cooling tower)
برج خنککننده از پیش مونتاژ شده (Factory assembled cooling tower)
برج خنککننده مدار باز (Open circuit tower)
کاربرد برج خنک کننده در صنعت تهویه مطبوع صنعتی چیست؟
برجهای خنککننده در صنعت تهویه مطبوع صنعتی کاربردهای متعددی دارند که به بهبود کارایی سیستمهای سرمایشی و کاهش مصرف انرژی کمک میکنند. در اینجا به چند کاربرد اصلی برج خنککننده در این صنعت اشاره میکنیم:
خنکسازی آب در سیستمهای چیلر: در سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی، آب سرد تولید شده توسط چیلرها برای خنکسازی هوای داخل ساختمانها یا کارخانهها استفاده میشود. برج خنککننده وظیفه کاهش دمای این آب را بر عهده دارد، بهطوریکه پس از عبور از برج خنککننده، دوباره به سیستم چیلر باز میگردد تا فرآیند سرمایش ادامه یابد.
کاهش دمای مبرد در سیستمهای تبرید: در سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی، برجهای خنککننده برای خنکسازی مبردهای استفادهشده در سیستمهای تبرید کاربرد دارند. آب سرد تولید شده توسط برج خنککننده به سیستم تبرید منتقل میشود تا دمای مبرد کاهش یابد و بتواند کارایی خود را حفظ کند.
افزایش کارایی سیستمهای تهویه مطبوع: یکی از مهمترین وظایف برجهای خنککننده در این صنعت، بهینهسازی عملکرد سیستمهای تهویه مطبوع است. با کاهش دمای آب ورودی به سیستم، مصرف انرژی برای سرمایش کاهش مییابد و در نتیجه سیستم تهویه مطبوع با کارایی بیشتری عمل میکند.
کنترل دمای محیط در ساختمانهای صنعتی و تجاری: در ساختمانهای بزرگ صنعتی، تجاری یا بیمارستانها، برجهای خنککننده نقش مهمی در حفظ دمای مطلوب در فضاهای داخلی ایفا میکنند. این برجها آب گرم را خنک کرده و آن را برای استفاده در سیستمهای تهویه مطبوع به سیستم باز میگردانند.
کاهش مصرف انرژی: برجهای خنککننده با استفاده از فرایند تبخیر طبیعی یا مکانیکی برای کاهش دمای آب، مصرف انرژی را در سیستمهای تهویه مطبوع کاهش میدهند. این امر نهتنها هزینههای انرژی را به حداقل میرساند بلکه به افزایش بهرهوری و کاهش اثرات زیستمحیطی کمک میکند.
در نهایت، برجهای خنککننده یکی از اجزای کلیدی در سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی هستند که موجب بهبود عملکرد سیستمهای سرمایشی، کاهش مصرف انرژی و حفظ شرایط دمایی بهینه در فضاهای مختلف میشوند.
ر برجهای خنککننده، پکینگها معمولاً از مواد خاصی ساخته میشوند که عملکرد تبخیر را بهبود میبخشند و سطح تماس بیشتری بین آب و هوا ایجاد میکنند. این پکینگها باعث میشوند که آب در برج خنککننده به طور یکنواخت توزیع شده و دمای آن کاهش یابد. در واقع، پکینگها یا مواد پرکننده با ایجاد مقاومت در برابر جریان آب، سرعت جریان آب را کاهش میدهند و باعث میشوند که آب مدت بیشتری در برج بماند تا تبخیر بهتر انجام شود. این ویژگیها باعث افزایش کارایی برج خنککننده میشود.
میزان تبخیر آب در برج خنک کننده
میزان تبخیر آب در برج خنککننده بستگی به دمای آب ورودی، شرایط محیطی و طراحی برج دارد. به طور معمول، ۵ تا ۱۰ درصد از حجم آب در گردش در فرآیند تبخیر از دست میرود تا دمای آب کاهش یابد.
تفاوت چیلر و برج خنک کننده در چیست؟
چیلر و برج خنک کننده هر دو گرما را از آب میگیرند اما کاربردهای کاملا متفاوتی دارند. برای آشایی بیشتر با تفاوت ها مقاله تفاوت چیلر و برج خنک کننده را بخوانید.
دستگاه هواساز صنعتی به کمک کویلهای سرد و گرم هواساز قادر به تنظیم دمای محیط در 4 فصل سال می باشد. اما چگونه میتوان تنظیمات هواساز را بهدرستی برای تابستان و زمستان تغییر داد؟ در این مقاله، به بررسی نحوه تنظیم هواساز برای زمستان و تابستان پرداخته و توضیح خواهیم داد که نحوه تبدیل سرمایش به گرمایش هواساز و برعکس چگونه است.
هواساز صنعتی: دستگاهی چندفصله با قابلیت کارکرد تابستانی و زمستانی
هواساز صنعتی یک دستگاه تهویه چندفصله است که بهطور کلی برای تأمین هوای مطبوع در فصول مختلف سال طراحی شده است. این دستگاه میتواند بهطور همزمان در تابستان و زمستان بهطور مؤثر عمل کند و نیازهای تهویه، سرمایش و گرمایش فضاهای مختلف را برآورده سازد. هواساز از سیستمهای سرمایشی و گرمایشی مختلف بهره میبرد و قادر است بهطور خودکار یا دستی به حالت تابستانی یا زمستانی تغییر کند.
در فصل تابستان، هواساز باید به گونهای تنظیم شود که هوای خنک به فضای داخلی وارد کند و رطوبت هوا را کاهش دهد. در مقابل، در فصل زمستان، این دستگاه باید توانایی گرم کردن هوا را داشته باشد و دمای محیط را به مقدار دلخواه رسانده و در عین حال تهویه مناسب را فراهم کند. برای انجام این تغییرات، باید برخی تنظیمات و پارامترها در هواساز تغییر کنند.
اما تنظیم هواساز برای زمستان و تنظیم هواساز برای تابستان چگونه است؟ در ادامه توضیح میدهیم:
نحوه تنظیم هواساز برای زمستان (تبدیل سرمایش به گرمایش)
برای تبدیل هواساز از حالت سرمایش به گرمایش در فصل زمستان، ابتدا باید سیستم گرمایشی دستگاه فعال شود. یکی از رایجترین سیستمهای گرمایشی در هواسازها، کویلهای آب گرم است. این کویلها از یک سیستم گرمایشی مرکزی استفاده میکنند که آب گرم را از یک دیگ بخار یا سیستم مرکزی گرمایش تأمین میکند.
هواساز با عبور هوای سرد از این کویلها، آن را گرم کرده و به فضای داخلی منتقل میکند. برای تنظیم هواساز برای گرمایش، ابتدا باید سیستم سرمایشی (چیلر یا کویل آب سرد) غیرفعال شده و سیستم گرمایشی (کویل آب گرم) به مدار وارد شود.
در این حالت، دمای هوای خروجی باید به گونهای تنظیم شود که فضای داخلی را به دمای مطلوب رسانده و راحتی ساکنین را تأمین کند. علاوه بر این، برای استفاده بهینه از انرژی، میتوان از سیستمهای بازیابی حرارت استفاده کرد که هوای گرم شده را بازیابی کرده و از آن برای گرم کردن هوای ورودی استفاده میکنند.
با این تنظیمات، هواساز بهطور مؤثر دمای محیط را افزایش میدهد و در عین حال تهویه مطلوب و هوای تازه را وارد فضای داخلی میکند. این تغییرات معمولاً بهصورت خودکار با استفاده از سیستمهای کنترل دما و ترموستاتها انجام میشود، به طوری که هواساز بهطور خودکار به حالت گرمایشی تغییر وضعیت میدهد.
مراحل تغییر تنظیمات هواساز برای تبدیل به حالت گرمایشی
تغییر مدار کویلها:
یکی از مهمترین مراحل برای تغییر هواساز از سرمایش به گرمایش، تغییر سیستم کویلها است. در حالت سرمایش، هواساز از کویلهای آب سرد برای خنک کردن هوا استفاده میکند. اما در حالت گرمایش، باید کویلهای آب گرم به سیستم وصل شوند.
این کار معمولاً با تغییر در مسیر جریان سیال انجام میشود. در بیشتر هواسازها، این تغییرات بهطور خودکار توسط یک سیستم کنترل یا شیرهای سهطرفه که جریان آب را به سمت کویلهای گرم هدایت میکنند، انجام میشود.
تنظیم دمای هوا:
پس از تغییر به کویلهای آب گرم، باید دمای هوای خروجی هواساز تنظیم شود تا دمای مناسب برای فضای داخلی فراهم گردد. سیستم ترموستات هواساز این تنظیمات را انجام میدهد. با فعال شدن کویلهای آب گرم، دمای هوای خروجی معمولاً بین ۲۰ تا ۲۲ درجه سانتیگراد تنظیم میشود تا فضای داخلی به دمای مطلوب برسد.
تغییر جهت جریان هوا:
در برخی سیستمها، جهت جریان هوا نیز باید تغییر کند. در سیستمهای سرمایشی، ممکن است جریان هوا از طریق یک مسیر خاص عبور کند که مخصوص تهویه سرد است. در حالت گرمایش، این مسیر جریان هوا باید به گونهای تنظیم شود که هوای گرم از کویلها عبور کرده و به فضای داخلی منتقل شود.
غیرفعال کردن سیستمهای سرمایشی:
در این مرحله، تمام سیستمهای سرمایشی باید غیرفعال شوند. به عنوان مثال، اگر دستگاه دارای چیلر برای سرمایش باشد، باید این سیستم از مدار خارج شود. این کار معمولاً بهصورت خودکار توسط سیستمهای کنترل دمای هواساز انجام میشود تا از هدررفت انرژی و استفاده همزمان از دو سیستم جلوگیری شود.
تمام این تغییرات معمولاً توسط سیستمهای کنترل هوشمند یا ترموستاتها انجام میشود و کاربر یا تکنسین فقط باید از طریق پنل کنترل دستگاه مطمئن شود که همه تنظیمات به درستی اعمال شدهاند. در بعضی از سیستمها، تغییر از سرمایش به گرمایش بهطور خودکار و در پاسخ به تغییر دما و نیاز به گرمایش در فضا انجام میشود.
نحوه تنظیم هواساز برای تابستان (تبدیل گرمایش به سرمایش)
برای تبدیل هواساز از حالت گرمایش به سرمایش در فصل تابستان، برخی تنظیمات باید تغییر کند تا هوای داخلی به دمای خنک و مناسب تبدیل شود. ابتدا باید سیستم گرمایشی (کویلهای آب گرم یا هیتر) غیرفعال شود و سیستم سرمایشی فعال گردد.
در حالت سرمایش، هواساز از کویلهای آب سرد یا چیلرها برای خنک کردن هوا استفاده میکند. این تغییرات معمولاً بهطور خودکار توسط سیستم کنترل دما یا ترموستاتهای هواساز انجام میشود.
در فصل تابستان، هواساز باید دمای خروجی را بهگونهای تنظیم کند که فضای داخلی را خنک نگه دارد. معمولاً دمای هوای خروجی در تابستان باید در حدود ۱۸ تا ۲۲ درجه سانتیگراد تنظیم شود.
در این حالت، هواساز از سیستمهای سرمایشی مانند چیلرها یا کویلهای آب سرد برای خنک کردن هوا استفاده میکند. علاوه بر این، سیستم رطوبتزدای هواساز (در صورت وجود) باید فعال شود تا رطوبت هوا کاهش یابد و هوای داخل فضا خشک و خنک باقی بماند.
همچنین در برخی سیستمها، جهت جریان هوا باید تغییر کند تا هوای سرد بهطور مؤثر در تمام فضا توزیع شود. این تغییرات ممکن است بهصورت دستی یا خودکار انجام شود، اما در بیشتر سیستمها این تغییرات بهطور خودکار توسط سیستمهای کنترل و سنسورها انجام میشود تا انرژی بهینه مصرف شود و تهویه مناسبی برای فصل تابستان فراهم گردد.
ظرفیت هوادهی هواساز در تابستان و زمستان متفاوت است؟
بله، ظرفیت هوادهی هواساز در تابستان و زمستان معمولاً متفاوت است. این تفاوت به عوامل مختلفی مانند نیاز به سرمایش یا گرمایش و شرایط محیطی وابسته است. در اینجا توضیحاتی در مورد این تفاوتها آورده شده است:
1. ظرفیت هوادهی در تابستان (سرمایش):
در فصل تابستان، هواساز به منظور کاهش دمای محیط و تامین هوای خنک برای فضا طراحی میشود. در این حالت، وظیفه هواساز تهویه هوای گرم و مرطوب از محیط و تأمین هوای خنک است.
برای انجام این کار، ظرفیت هوادهی معمولاً باید بیشتر باشد تا هوای سرد به سرعت و به مقدار کافی در فضا توزیع شود. در نتیجه، هواساز در تابستان باید جریان هوای بیشتری را برای خنک کردن محیط فراهم کند.
2. ظرفیت هوادهی در زمستان (گرمایش):
در فصل زمستان، هواساز به منظور گرم کردن فضا و ایجاد راحتی بیشتر در محیط عمل میکند. در این حالت، هواساز هوای گرم را از طریق سیستم گرمایشی مانند کویلهای گرمایشی به محیط منتقل میکند.
در این زمان، نیاز به هوای گرم است، اما جریان هوای کمتری نسبت به حالت سرمایش لازم است. زیرا هوای گرم به راحتی در فضا پخش میشود و نیازی به ظرفیت هوادهی بالا برای ایجاد راحتی وجود ندارد. در این حالت، ظرفیت هوادهی هواساز ممکن است کاهش یابد، چرا که هدف تامین گرما است نه خنک کردن محیط.
به تعداد دفعات مورد نیاز تعویض هوا در یک ساعت در یک محیط ، نرخ تعویض هوا گفته میشود. طبق استانداردها، میزان تعویض هوا برای محیطهای مختلف تعیین شده است. در این مقاله فرمول محاسبه تعداد دفعات تعویض هوا و همچنین جدول تعویض هوا برای محیط های مختلف مانند بیمارستان، استخر، سالن پروش قارچ، پارکینگ و غیره آمده است.
نرخ تعویض هوا چیست؟
نرخ تعویض هوا (Air Change Rate – ACH) میزان دفعاتی است که هوای یک فضا در یک ساعت بهطور کامل با هوای تازه جایگزین میشود. این مقدار بر حسب دفعات تعویض در ساعت (h⁻¹) بیان میشود و به عوامل مختلفی مانند حجم فضا، میزان تهویه و نوع سیستم تهویه بستگی دارد. نرخ تعویض هوای بالا معمولاً برای محیطهایی مانند بیمارستانها، آزمایشگاهها و فضاهای صنعتی که نیاز به کنترل کیفیت هوا دارند، ضروری است، درحالیکه در ساختمانهای مسکونی و اداری نرخ کمتری موردنیاز است.
بهعنوان مثال، اگر یک اتاق ۱۰۰ مترمکعب حجم داشته باشد و سیستم تهویه در هر ساعت ۵۰۰ مترمکعب هوا را جابهجا کند، نرخ تعویض هوا برابر با ۵ خواهد بود، به این معنی که هوای داخل اتاق باید پنج بار در ساعت بهطور کامل تعویض میشود.
چرا محاسبه تعداد دفعات تعویض هوا اهمیت دارد؟
محاسبه نرخ تعویض هوا به دلایل متعددی از جمله حفظ کیفیت هوا، کنترل آلایندهها، تنظیم دما و رطوبت، و افزایش ایمنی محیط اهمیت دارد. این نرخ نشان میدهد که هوای یک فضا چند بار در ساعت بهطور کامل جایگزین میشود، و دانستن آن در طراحی سیستمهای تهویه و کنترل کیفیت هوا ضروری است.
کاربردهای نرخ تعویض هوا:
کنترل کیفیت هوا و کاهش آلودگی: در محیطهایی مانند بیمارستانها، آزمایشگاهها و صنایع، تعویض مناسب هوا از تجمع گرد و غبار، آلایندههای شیمیایی، گازهای سمی و میکروبها جلوگیری میکند.
پیشگیری از بیماریهای هوابرد: در فضاهای عمومی، مدارس و مراکز درمانی، نرخ بالاتر تعویض هوا میتواند به کاهش شیوع بیماریهای تنفسی مانند آنفولانزا و کووید-۱۹ کمک کند.
حفظ ایمنی در محیطهای صنعتی: در کارخانهها و کارگاههای تولیدی که گازهای شیمیایی، دود یا بخارات مضر تولید میشود، نرخ تعویض هوا باید به حدی باشد که سطح آلایندهها را در حد استانداردهای ایمنی حفظ کند.
تنظیم دما و رطوبت: در ساختمانهای مسکونی و تجاری، کنترل نرخ تعویض هوا به بهینهسازی مصرف انرژی و جلوگیری از رشد کپک و قارچ کمک میکند.
افزایش بهرهوری و آسایش: در محیطهای کاری و آموزشی، تهویه مناسب از ایجاد احساس خستگی، بیحالی و کاهش تمرکز جلوگیری کرده و بهرهوری را افزایش میدهد.
رعایت استانداردهای بهداشتی و قانونی: بسیاری از صنایع و ساختمانها، مانند مراکز پزشکی و صنایع غذایی، ملزم به رعایت حداقل نرخ تعویض هوا بر اساس استانداردهای جهانی مانند ASHRAE هستند.
چرا باید نرخ تعویض هوا را بدانیم؟
انتخاب سیستم تهویه مناسب: برای طراحی و تنظیم سیستمهای تهویه در ساختمانها، آزمایشگاهها و بیمارستانها. به عنوان مثال اگر قصد دارید هواساز صنعتی بخرید، با دانستن میزان نرخ تعویض هوا برای آن مکان، میتوانید ظرفیت هواساز صنعتی را محاسبه کرده و دستگاه متناسبی بخرید.
محاسبه میزان هوای تازه موردنیاز: برای تأمین اکسیژن کافی و حذف گازهای آلاینده.
بهینهسازی مصرف انرژی: کاهش هزینههای گرمایش و سرمایش از طریق تنظیم جریان هوا.
افزایش ایمنی و سلامت افراد: کاهش خطرات ناشی از آلودگی هوا، مواد سمی و بیماریهای واگیردار.
در مجموع، محاسبه و کنترل نرخ تعویض هوا نهتنها برای سلامت و راحتی افراد، بلکه برای بهبود عملکرد سیستمهای تهویه و کاهش هزینههای انرژی بسیار مهم است.
محاسبه تعداد دفعات تعویض هوا
برای اینکه میزان تعویض هوای مورد نیاز برای یک مکان خاص را بدانیم میتوانیم از فرمول محاسبه نرخ تعویض هوا استفاده کنیم که در ادامه آمده است. اما قبل از آن عوامل موثر بر تعداد دفعات تعویض هوا را بشناسیم:
عوامل مؤثر بر نرخ تعویض هوا
نرخ تعویض هوا (ACH – Air Changes per Hour) به عوامل متعددی بستگی دارد که تأثیر مستقیمی بر کیفیت هوای محیط دارند. مهمترین این عوامل عبارتند از:
حجم فضا (اتاق یا ساختمان) – فضاهای بزرگتر به میزان بیشتری از تهویه نیاز دارند.
نرخ جریان هوای سیستم تهویه – مقدار هوای ورودی و خروجی تأثیر مستقیمی بر نرخ تعویض هوا دارد.
نوع کاربری فضا – فضاهایی مانند بیمارستانها، آزمایشگاهها، سالنهای تولید و رستورانها نیاز به تهویه بیشتری نسبت به ساختمانهای مسکونی دارند.
سطح آلایندههای هوا – در مکانهایی که میزان گرد و غبار، گازهای سمی، بخارات شیمیایی یا میکروبهای معلق در هوا بیشتر است، نرخ تعویض هوا باید بالاتر باشد.
دما و رطوبت محیط – در برخی شرایط آبوهوایی، تهویه بیشتر برای کنترل دما و جلوگیری از رشد قارچ و کپک ضروری است.
استانداردهای ایمنی و بهداشتی – برخی محیطها بر اساس استانداردهایی مانند ASHRAE، نیاز به حداقل نرخ تعویض هوا دارند.
فرمول محاسبه تعداد دفعات تعویض هوا (ACH)
برای محاسبه نرخ تعویض هوا در یک فضای بسته، از فرمول زیر استفاده میشود
توضیح پارامترهای فرمول:
ACH = تعداد دفعات تعویض هوا در ساعت (Air Changes per Hour)
Q = نرخ جریان هوای سیستم تهویه بر حسب مترمکعب در دقیقه (m³/min)
V = حجم کل فضای موردنظر بر حسب مترمکعب (m³)
60 = ضریب تبدیل از دقیقه به ساعت
مثال محاسباتی
فرض کنید یک اتاق با ابعاد ۵ متر طول، ۴ متر عرض و ۳ متر ارتفاع داریم که توسط سیستم تهویهای با نرخ جریان هوای ۲۰ مترمکعب در دقیقه تهویه میشود.
مرحله ۱: محاسبه حجم اتاق
V=5×4×3=60 m3
مرحله ۲: جایگذاری در فرمول
ACH=20×60=1200
نتیجه: نرخ تعویض هوای این اتاق ۲۰ بار در ساعت است.
تعداد دفعات تعویض هوا در مکان های مختلف چقدر است؟
تعداد دفعات تعویض هوا در بیمارستان
در بیمارستانها، کیفیت هوا اهمیت بسیار بالایی دارد، زیرا محیط باید عاری از میکروبها، ویروسها و سایر آلایندههای هوابرد باشد. بخشهای مختلف بیمارستان نیاز به نرخ تعویض هوای متفاوتی دارند.
بهعنوان مثال، اتاقهای عمل معمولاً بین ۱۵ تا ۲۵ بار در ساعت تهویه میشوند تا از ایجاد آلودگی جلوگیری شود. اتاقهای بیماران و بخشهای عمومی نیز به ۶ تا ۱۲ بار تعویض هوا در ساعت نیاز دارند. در بخشهای ایزوله عفونی، این مقدار میتواند تا ۱۲ الی ۲۰ بار افزایش یابد تا از انتشار بیماریهای هوابرد جلوگیری شود.
تعداد دفعات تعویض هوای پارکینگ
پارکینگهای سرپوشیده به دلیل تجمع گازهای مضر مانند مونوکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن، نیاز به تهویه مناسب دارند تا هوای سالمی برای افراد و خودروها فراهم شود. بهطور معمول، تعداد دفعات تعویض هوا در پارکینگهای عمومی و بسته بین ۶ تا ۱۲ بار در ساعت متغیر است.
در پارکینگهای زیرزمینی یا فضاهایی با جریان هوای محدود، ممکن است این مقدار به ۱۵ بار در ساعت افزایش یابد، بهویژه در زمانهایی که تردد خودرو زیاد است.
تعداد دفعات تعویض هوای استخر
استخرهای سرپوشیده به دلیل سطح بالای رطوبت و وجود مواد شیمیایی مانند کلر، نیاز به تهویه قوی دارند. اگر نرخ تعویض هوا کافی نباشد، تجمع بخارات مضر میتواند باعث مشکلات تنفسی و خوردگی سازههای فلزی شود.
بهطور کلی، تعداد دفعات تعویض هوا در استخرهای سرپوشیده بین ۴ تا ۸ بار در ساعت توصیه میشود. در استخرهایی که فعالیتهای سنگینتری مانند تمرینات ورزشی یا مسابقات شنا در آن برگزار میشود، نرخ تعویض هوا میتواند تا ۱۰ بار در ساعت نیز افزایش یابد.
تعداد دفعات تعویض هوا در موتورخانه
موتورخانهها دارای تجهیزات مکانیکی و بویلرهایی هستند که گرما و گازهای احتراقی تولید میکنند. تهویه مناسب در این فضاها باعث کاهش گرمای اضافی، جلوگیری از تجمع گازهای خطرناک و افزایش عمر تجهیزات میشود.
تعداد دفعات تعویض هوا در موتورخانه معمولاً بین ۱۰ تا ۱۵ بار در ساعت است. در موتورخانههایی که سیستمهای گرمایشی بزرگ دارند یا میزان تولید گازهای احتراقی بالاست، این مقدار ممکن است تا ۲۰ بار در ساعت افزایش یابد.
تعداد دفعات تعویض هوا در مرغداری
در سالنهای پرورش مرغ، کیفیت هوا تأثیر مستقیمی بر رشد و سلامت طیور دارد. تهویه مناسب باعث کاهش گازهای مضر مانند آمونیاک و دیاکسیدکربن شده و از بروز بیماریها جلوگیری میکند.
تعداد دفعات تعویض هوا در مرغداریها بسته به فصل و تراکم پرندگان بین ۵ تا ۱۰ بار در ساعت متغیر است. در روزهای گرم تابستان، این مقدار ممکن است به ۲۰ بار در ساعت نیز برسد تا دمای محیط متعادل بماند و از استرس گرمایی در پرندگان جلوگیری شود.
تعداد دفعات تعویض هوا در سالن پرورش قارچ
قارچها در محیطهای مرطوب و کنترلشده رشد میکنند، اما تهویه مناسب برای تأمین اکسیژن و جلوگیری از رشد کپکهای مضر ضروری است. در سالنهای پرورش قارچ، تعویض هوای کافی باعث کاهش دیاکسیدکربن ناشی از تنفس قارچها شده و کیفیت محصول را بهبود میبخشد.
تعداد دفعات تعویض هوا در سالنهای پرورش قارچ معمولاً بین ۴ تا ۸ بار در ساعت است. در برخی از مراحل رشد که نیاز به هوای تازه بیشتری وجود دارد، این مقدار میتواند به ۱۰ بار در ساعت نیز افزایش یابد.
تعداد دفعات تعویض هوا در گلخانهها
در گلخانهها، تهویه به حفظ دما، رطوبت و میزان دیاکسیدکربن کمک میکند. بسته به نوع گیاهان و شرایط محیطی، نرخ تعویض هوا در گلخانهها ۱ تا ۳ بار در ساعت متغیر است.
در روزهای گرم که نیاز به خنکسازی بیشتر است، این مقدار ممکن است تا ۶ بار در ساعت افزایش یابد. تهویه مناسب در گلخانهها از تجمع رطوبت اضافی جلوگیری کرده و رشد بیماریهای گیاهی را کاهش میدهد.
تعداد دفعات تعویض هوا در سالنهای ورزشی
سالنهای ورزشی به دلیل فعالیت بدنی شدید افراد، نیاز به تهویه بالایی دارند تا اکسیژن کافی تأمین شده و دمای محیط متعادل بماند.
نرخ تعویض هوا در سالنهای ورزشی معمولاً بین ۶ تا ۱۰ بار در ساعت تعیین میشود. در سالنهای کوچکتر یا فضاهایی با تراکم بالای ورزشکاران، ممکن است این مقدار به ۱۲ بار در ساعت افزایش یابد.
تعداد دفعات تعویض هوا در کلاسهای درس و دفاتر کاری
در محیطهای آموزشی و اداری، تهویه مناسب برای بهبود تمرکز و کاهش خستگی اهمیت دارد. استانداردها نشان میدهند که نرخ تعویض هوا در کلاسهای درس و دفاتر کاری بین ۳ تا ۶ بار در ساعت مناسب است.
این میزان برای فضاهایی با تراکم بیشتر افراد ممکن است به ۸ بار در ساعت افزایش یابد. تهویه کافی در این فضاها از تجمع دیاکسیدکربن و کاهش کیفیت هوا جلوگیری میکند.
جدول تعداد دفعات تعویض هوا
جدول تعداد دفعات تعویض هوا برای محیطهای مختلف
محیط
حداقل دفعات تعویض هوا در ساعت
حداکثر دفعات تعویض هوا در ساعت
اتاق عمل بیمارستان
15
25
اتاق بیماران
6
12
بخشهای ایزوله عفونی
12
20
پارکینگهای بسته
6
15
استخرهای سرپوشیده
4
10
موتورخانه
10
20
مرغداری
5
10
سالن پرورش قارچ
4
10
گلخانه
1
6
سالنهای ورزشی
6
12
کلاسهای درس و دفاتر کاری
3
8
سخن پایانی
محاسبه و رعایت استاندارد تعداد دفعات تعویض هوا (ACH) نقش کلیدی در حفظ کیفیت هوا، سلامت افراد و ایمنی محیطهای مختلف دارد. بسته به نوع فضا، میزان آلایندهها، رطوبت، دما و استانداردهای بهداشتی، نرخ تهویه مناسب میتواند متفاوت باشد. در محیطهایی مانند بیمارستانها، استخرهای سرپوشیده، پارکینگها، سالنهای ورزشی و واحدهای صنعتی، تنظیم دقیق نرخ تعویض هوا برای کاهش آلایندهها، جلوگیری از رشد میکروارگانیسمها و حفظ شرایط مطلوب حیاتی است.
استفاده از سیستمهای تهویه مناسب و پایبندی به استانداردهای تعویض هوا، نهتنها بهرهوری و راحتی افراد را افزایش میدهد، بلکه باعث کاهش هزینههای انرژی و افزایش عمر تجهیزات نیز میشود. بنابراین، آگاهی از استانداردهای تعویض هوا و تنظیم سیستمهای تهویه مطابق با نیازهای هر محیط، میتواند تأثیر قابلتوجهی بر سلامت و کیفیت زندگی داشته باشد.
در این مقاله گفتیم نرخ تعویض هوا چیست و چرا مهم است؟ همچنین نحوه محاسبه تعداد دفعات تعویض هوا را توضیح دادیم.
نرخ تعویض هوا چگونه محاسبه میشود؟
نرخ تعویض هوا با فرمول ACH = (Q × 60) / V محاسبه میشود، که در آن Q مقدار جریان هوا (m³/min) و V حجم فضا (m³) است.
چرا نرخ تعویض هوا در بیمارستانها بیشتر از ساختمانهای مسکونی است؟
بیمارستانها به دلیل نیاز به کاهش آلودگیهای میکروبی، کنترل عفونت و حفظ سلامت بیماران، نیاز به تهویه مداوم با نرخ بالاتر دارند، درحالیکه در ساختمانهای مسکونی این نیاز کمتر است.
در چه مکانهایی نرخ تعویض هوای بالا ضروری است؟
مکانهایی مانند اتاقهای عمل بیمارستان، آزمایشگاهها، استخرهای سرپوشیده، مرغداریها، سالنهای ورزشی و پارکینگهای بسته نیاز به تعویض هوای مداوم و زیاد دارند تا از آلودگی، تجمع گازهای مضر و کاهش کیفیت هوا جلوگیری شود.
اگر نرخ تعویض هوا کمتر از مقدار استاندارد باشد، چه مشکلاتی ایجاد میشود؟
کاهش نرخ تعویض هوا میتواند منجر به تجمع آلایندهها، افزایش دمای محیط، رشد قارچ و کپک، کاهش سطح اکسیژن و افزایش احتمال بیماریهای هوابرد شود.
یکی از ویژگیهای فنی مهم در انتخاب هواساز صنعتی، ظرفیت آن است که با واحد CFM اندازهگیری میشود. اما CFM در هواساز به چه معناست، چه عواملی بر میزان آن تأثیر دارند و چگونه محاسبه میشود؟ در ادامه به بررسی این موضوعات و نحوه محاسبه CFM هواساز صنعتی میپردازیم.
cfm هواساز چیست و چرا مهم است ؟
CFM (Cubic Feet per Minute) در هواساز، واحدی برای اندازهگیری حجم هوای جابجا شده توسط دستگاه در هر دقیقه است. این مقدار نشان میدهد که یک هواساز صنعتی در یک دقیقه چه میزان هوا را تأمین یا تهویه میکند.
CFM یکی از مهمترین معیارها در طراحی و انتخاب سیستمهای HVAC (گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع) است، زیرا تعیینکننده بازدهی و عملکرد مناسب هواساز در یک محیط خاص میباشد.
انتخاب CFM نامناسب میتواند مشکلات متعددی ایجاد کند. اگر مقدار CFM کمتر از نیاز فضا باشد، هوای کافی برای تهویه، خنکسازی یا گرمایش تأمین نمیشود که میتواند باعث کاهش کیفیت هوا، افزایش دما و ایجاد محیط نامطلوب شود.
از طرف دیگر، اگر CFM بیش از حد نیاز باشد، مصرف انرژی بالا رفته و هزینههای بهرهبرداری افزایش مییابد. همچنین جریان هوای بیش از حد میتواند باعث ایجاد نویز و ناراحتی ساکنان یا کارکنان شود. بنابراین، انتخاب ظرفیت مناسب CFM برای هر فضا، تأثیر مستقیم بر راحتی، بهینهسازی مصرف انرژی و کارایی سیستم تهویه دارد.
نحوه محاسبه cfm هواساز چگونه است ؟
برای محاسبه CFM (حجم هوای مورد نیاز هواساز در دقیقه)، چندین روش وجود دارد، اما یکی از رایجترین فرمولها برای محاسبه CFM هواساز صنعتی به صورت زیر است:
فرمول محاسبه cfm هواساز
CFM=(V×ACH)/60
توضیح پارامترهای فرمول:
CFM: مقدار حجم هوای مورد نیاز در دقیقه (Cubic Feet per Minute)
V (Volume): حجم کل فضای مورد تهویه بر حسب فوت مکعب (Cubic Feet) که از فرمول طول × عرض × ارتفاع فضا به دست میآید.
ACH (Air Changes per Hour): تعداد دفعات تعویض کامل هوا در هر ساعت که بسته به نوع کاربری محیط (مسکونی، صنعتی، بیمارستانی و غیره) تعیین میشود.
60: این عدد برای تبدیل مقدار هوای تهویه شده در ساعت (ACH) به مقدار هوای تهویه شده در دقیقه (CFM) استفاده میشود.
مثال محاسبه CFM:
فرض کنید یک سالن صنعتی به ابعاد 30 متر طول، 20 متر عرض و 5 متر ارتفاع دارد و تعداد تعویض هوا در ساعت (ACH) برابر 6 بار تعیین شده است.
ابتدا حجم فضا را محاسبه میکنیم:
V=30×20×5=3000 متر مکعب
برای تبدیل به فوت مکعب، عدد را در 35.3147 ضرب میکنیم:
V=3000×35.3147=105944 فوت مکعب
سپس CFM را محاسبه میکنیم:
CFM=(105944×6)/60=10594
نتیجه: برای این فضا، هواساز باید حداقل 10000 CFM ظرفیت داشته باشد تا تهویه مناسب را تأمین کند.
محاسبه ظرفیت هواساز آنلاین
با استفاده از لینک زیر، میتوانید با وارد کردن ابعاد فضا و تعداد دفعات تعویض هوا، مقدار CFM مورد نیاز هواساز را بهصورت آنلاین محاسبه کنید:
ظرفیت هواساز به حجم کلی فضای مورد تهویه بستگی دارد. هرچه طول، عرض و ارتفاع فضا بیشتر باشد، میزان هوای موردنیاز برای تهویه افزایش مییابد که مستقیماً بر CFM هواساز تأثیر میگذارد.
۲. تعداد دفعات تعویض هوا (ACH)
Air Changes per Hour (ACH) تعداد دفعاتی را نشان میدهد که هوای یک محیط در هر ساعت بهطور کامل تعویض میشود. این مقدار بسته به نوع کاربری فضا (مسکونی، صنعتی، بیمارستانی و…) متفاوت است و ظرفیت هواساز را تعیین میکند.
۳. میزان گرمایش و سرمایش مورد نیاز
در فضاهایی که نیاز به کنترل دمای هوا دارند، میزان گرمایش و سرمایش تأثیر مستقیمی بر ظرفیت هواساز دارد. در مناطق گرم، هواسازهای دارای ظرفیت سرمایشی بالاتر موردنیاز هستند، درحالیکه در مناطق سرد، ظرفیت گرمایشی اهمیت بیشتری دارد.
۴. میزان رطوبت و نیاز به رطوبتگیری
در برخی فضاها مانند اتاقهای تمیز، صنایع دارویی و بیمارستانها، کنترل رطوبت بسیار مهم است. اگر محیط دارای رطوبت بالا باشد، هواساز باید مجهز به رطوبتگیر باشد، و در مناطق خشک، سیستم رطوبتزنی به ظرفیت آن اضافه میشود.
۵. تعداد افراد حاضر در فضا
ظرفیت هواساز باید بر اساس تعداد افرادی که در یک محیط حضور دارند تعیین شود. حضور بیشتر افراد به معنای تولید بیشتر گرما و دیاکسید کربن است که نیاز به هوای تازه و تهویه قویتر را افزایش میدهد.
۶. نوع کاربری فضا
نوع کاربری محیط تأثیر مستقیمی بر ظرفیت هواساز دارد. برای مثال، هواسازهای صنعتی نیاز به ظرفیت بالاتر و سیستمهای فیلتراسیون قویتر دارند، درحالیکه ساختمانهای اداری یا مسکونی معمولاً به هواسازهای با ظرفیت متوسط نیاز دارند.
۷. سیستم فیلتراسیون و کیفیت هوا
اگر در یک فضا نیاز به هوای بسیار تمیز و عاری از آلایندهها باشد (مانند بیمارستانها، آزمایشگاهها و صنایع حساس)، هواساز باید سیستم فیلتراسیون پیشرفته داشته باشد که بر میزان CFM موردنیاز و ظرفیت دستگاه تأثیر میگذارد.
۸. فشار استاتیکی سیستم کانالکشی
فشار استاتیکی کانالها بر عملکرد هواساز تأثیر دارد. اگر طول و پیچیدگی کانالها زیاد باشد، فشار استاتیکی بالا میرود و هواساز نیاز به ظرفیت بیشتر و فن قویتر خواهد داشت.
۹. شرایط آب و هوایی منطقه
میزان گرما، سرما و رطوبت محیط بیرونی بر عملکرد هواساز تأثیر دارد. در مناطقی که دمای بیرونی بسیار بالا یا پایین است، هواساز باید ظرفیت گرمایشی یا سرمایشی بالاتری داشته باشد تا بتواند دمای داخل را متعادل نگه دارد.
۱۰. نوع و تعداد تجهیزات تولیدکننده حرارت
در محیطهای صنعتی یا فضاهایی که دستگاههای تولیدکننده گرما و آلودگی (مانند آشپزخانههای صنعتی یا کارخانهها) وجود دارد، ظرفیت هواساز باید متناسب با میزان حرارت و آلایندههای تولیدی تنظیم شود.
سوالات متداول درباره ظرفیت هواساز صنعتی
CFM هواساز چیست ؟
CFM (Cubic Feet per Minute) واحدی برای اندازهگیری میزان حجم هوای جابجا شده توسط هواساز در هر دقیقه است. مقدار CFM تعیین میکند که یک سیستم تهویه چقدر هوا را تأمین یا تهویه میکند و انتخاب صحیح آن برای حفظ کیفیت هوا و کنترل دما بسیار مهم است.
چگونه میتوان ظرفیت مناسب هواساز را محاسبه کرد؟
ظرفیت هواساز بر اساس حجم فضا (متر مکعب)، تعداد دفعات تعویض هوا (ACH) و سایر عوامل مانند تعداد افراد و تجهیزات گرمایشی موجود محاسبه میشود. فرمول محاسبه ظرفیت هواساز در متن مقاله آمده است.
آیا انتخاب CFM بالاتر از مقدار لازم باعث بهبود عملکرد میشود؟
خیر، انتخاب CFM بیش از حد موردنیاز باعث افزایش مصرف انرژی، افزایش هزینههای نگهداری و ایجاد نویز اضافی در سیستم تهویه میشود. همچنین ممکن است جریان هوای بیش از حد باعث کاهش راحتی افراد در محیط شود.
آیا میزان CFM برای محیطهای مختلف متفاوت است؟
بله، میزان CFM مورد نیاز بسته به نوع کاربری فضا متفاوت است. به عنوان مثال، یک محیط اداری نیاز به تعویض هوای کمتر دارد، در حالی که یک بیمارستان یا آزمایشگاه صنعتی نیاز به تهویه هوای قویتر و فیلتراسیون دقیقتر دارد.
ساخت هواساز صنعتی یک کار تخصصی است و نیاز به تجربه و مهارت دارد. در ایران شرکتهای متعددی وجود دارند که در زمینه تولید و فروش دستگاههای تهویه مطبوع صنعتی مانند هواساز صنعتی فعالیت میکنند. اما انتخاب از میان این مراکز فروش هواساز میتواند سخت باشد.
در ادامه چند نمایندگی فروش هواساز را به شما معرفی میکنیم و به توضیح محصولات و خدماتی که ارائه میدهند میپردازیم.
شرکتهای تولیدکننده هواساز در ایران
8 شرکت برتر سازنده هواساز صنعتی در ایران در ادامه معرفی شده اند:
شرکت تهویه نو
تهویه نو یکی از شرکتهای سازنده هواساز در ایران است که فعالیتهای گستردهای در زمینه طراحی و ساخت محصولات تهویه صنعتی و همچنین خدمات راهاندازی سیستم تهویه صنعتی انجام میدهد.
شرکت تهویه نو با استفاده از تکنولوژیهای روز دنیا و استانداردهای بینالمللی، محصولاتی باکیفیت و کارآمد را به بازار عرضه میکند.
محصولات و خدمات شرکت تهویه نو:
ساخت هواساز صنعتی: طراحی و تولید انواع هواسازهای صنعتی با ظرفیتهای هوادهی متفاوت براساس نیاز محیط و با راندمان بالا و مصرف بهینه انرژی
ساخت ایرواشر صنعتی: تولید ایرواشرهای قدرتمند جهت تهویه و تأمین هوای مطبوع در محیطهای صنعتی و تجاری
ساخت کانال اگزاست : طراحی و اجرای کانالهای اگزاست برای تخلیه هوای آلوده و بهبود کیفیت هوا
سیستم تهویه پارکینگ: اجرای سیستمهای تهویه هوای پارکینگ برای کاهش آلایندهها و افزایش ایمنی
شرکت تهویه نو با ارائه محصولات پیشرفته، خدمات مشاوره فنی، نصب و پشتیبانی پس از فروش قوی، به یکی از معتبرترین شرکتهای تهویه در ایران تبدیل شده است.
شرکت ساراول
یکی دیگر از شرکت های تولید کننده هواساز شرکت ساراول است. شرکت ساراول، تأسیسشده در سال ۱۳۳۸ توسط مهندس هدایتالله دهش، بهعنوان اولین تولیدکننده سیستمهای تهویه مطبوع در خاورمیانه شناخته میشود. این شرکت با بهرهگیری از دانش فنی و تجربهی چندین دهه، به طراحی، تولید و نصب تجهیزات تهویه مطبوع برای مصارف گوناگون از جمله صنایع نفت و پتروشیمی، نیروگاهها، صنایع پلاستیک و سرامیک میپردازد.
ساراول با ارائهی محصولات استاندارد و سفارشی، همواره در تلاش است تا نیازهای متنوع مشتریان خود را برآورده سازد. دفتر مرکزی این شرکت در تهران، خیابان شیخ بهایی، پلاک ۸۱ واقع شده است.
شرکت هواساز با بیش از ۵۰ سال تجربه در زمینه طراحی، ساخت، نصب، راهاندازی و نگهداری دستگاههای تهویه مطبوع، به عنوان یکی از پیشگامان این صنعت در ایران شناخته میشود. این شرکت با بهرهگیری از دانش فنی روز و هماهنگی با آخرین دستاوردهای جهانی، توانسته در پروژههای عظیم نفت، گاز، پتروشیمی، نیروگاهی، پالایشگاهی، بیمارستانی و مسکونی جایگاه ویژهای پیدا کند.
هواساز با تمرکز بر تحقیق و کیفیت، به توسعه راهحلهای فنی که رضایت حداکثری مشتریان را جلب کند، پرداخته و توانسته است چالشهای تکنولوژیکی را با نوآوری و سرمایهگذاری در فرآیندها برطرف کند. این شرکت با ارائه راهحلهای کامل و یکپارچه سیستمهای تهویه مطبوع و استفاده از ابزارهای تخصصی، قادر به پاسخگویی به نیازهای خاص هر مشتری است.
با اجرای پروژههای بزرگ در صنایع ملی مانند نفت، پتروشیمی و گاز و همکاری با شرکتهای معتبر مانند مپنا، وزارت مسکن و مجتمعهای تجاری و مسکونی عظیم، هواساز به عنوان یکی از مجریان اصلی طرحهای بزرگ تهویه مطبوع شناخته میشود. این موفقیتها حاصل تجربه گرانبها، توان فنی و مهندسی، و کیفیت بالای محصولات و خدمات این شرکت است.
شرکت تهویه نگار
شرکت مهندسی تهویه نگار با بهرهگیری از تجربه و دانش فنی متخصصان خود، در زمینه طراحی، مشاوره و فروش انواع سیستمهای تهویه مطبوع و برودتی صنعتی فعالیت میکند.
این شرکت با تمرکز بر بهینهسازی مصرف انرژی و استفاده از قطعات باکیفیت، محصولاتی نظیر چیلرهای تراکمی هوا خنک و آب خنک، هواسازهای هایژنیک (بیمارستانی)، روفتاپ پکیج، برجهای خنککننده، فنکویل، داکت اسپلیت و سایر تجهیزات برودتی را مطابق با استانداردهای روز دنیا تولید و عرضه مینماید.
تهویه نگار با ارائه خدمات مشاوره تخصصی، طراحی مهندسی و خدمات پس از فروش، همواره در تلاش است تا آسایش و رضایت مشتریان خود را فراهم آورد.
شرکت ماخ
صنایع برودتی ماخ یکی از برترین تولیدکنندگان سیستمهای تهویه مطبوع مرکزی و دستگاههای سرمایش صنعتی در ایران است. این مجموعه با بهرهگیری از تکنولوژیهای روز دنیا و استانداردهای بینالمللی، طیف گستردهای از محصولات برودتی و تهویه مطبوع را تولید و مستقیماً از کارخانه به مشتریان عرضه میکند.
محصولات این شرکت شامل انواع چیلرهای صنعتی، فن کویل، روفتاپ پکیج، هواساز معمولی و هایژنیک، ایرواشر، زنت و سایر تجهیزات سرمایشی و تهویه مطبوع است. کیفیت بالا، راندمان مطلوب و خدمات پس از فروش قوی، صنایع برودتی ماخ را به یکی از گزینههای ایدهآل برای پروژههای صنعتی، تجاری و ساختمانی تبدیل کرده است.
شرکت پویش تهویه
شرکت پویش تهویه، با 25 سال تجربه، یکی از پیشگامان طراحی و تولید سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی در ایران است. این شرکت با بهرهگیری از دانش فنی و تجربهی متخصصان خود، محصولاتی نظیر چیلرهای تراکمی، مینی چیلرها، هواسازها، برجهای خنککننده، روفتاپ پکیجها و فنکویلها را با کیفیت بالا تولید و عرضه میکند.
پویش تهویه با اجرای پروژههای متعدد در سراسر کشور، از جمله برجهای دوقلوی المپیک و بلوک B4 شهرک اکباتان، توانسته است رضایت مشتریان خود را جلب نماید. تعهد به نوآوری، کیفیت و خدمات پس از فروش، این شرکت را به یکی از نامهای معتبر در صنعت تهویه مطبوع کشور تبدیل کرده است.
شرکت ساران
گروه کارخانجات ساران به عنوان یکی از بزرگترین و پیشگامان صنعت تهویه مطبوع در ایران و خاورمیانه، با بیش از ۶۰۰۰۰ مترمربع فضای تجهیز شده و استفاده از ماشینآلات پیشرفته، توانسته است نام خود را به عنوان یکی از برترین تولیدکنندگان تجهیزات سرمایشی و گرمایشی مطرح کند.
این گروه با تکیه بر دانش فنی و تجربه ارزنده خود، قادر به طراحی و تولید پیشرفتهترین تجهیزات تهویه مطبوع برای شرایط مختلف کاری است. تعهد به کیفیت بالا، نوآوری و استانداردهای بینالمللی باعث شده تا گروه کارخانجات ساران به عنوان یکی از انتخابهای اصلی در پروژههای صنعتی و تجاری مطرح شود.
سهند هواساز
شرکت سهند هواساز با بیش از ۱۵ سال سابقه مفید در زمینه طراحی، تولید و عرضه انواع سیستمهای گرمایشی، سرمایشی و تهویه مطبوع، یکی از برترین تولیدکنندگان این صنعت در ایران محسوب میشود. این شرکت با بهرهگیری از فناوریهای پیشرفته و استانداردهای بینالمللی، محصولات خود را به سراسر ایران و کشورهای منطقه عرضه و صادر کرده است.
محصولات پرفروش سهند هواساز شامل فن صنعتی، هواساز صنعتی، فن سانتریفیوژ، هواکش صنعتی، فن اکسیال و هیتر صنعتی است که همگی با بالاترین کیفیت و بازدهی طراحی و تولید میشوند. تعهد این مجموعه به کیفیت، نوآوری و جلب رضایت مشتری، آن را به یکی از برندهای قابل اعتماد در صنعت تهویه و تصفیه هوا تبدیل کرده است.
هواساز یا air handling unit که به اختصار AHU نامیده میشود، یک دستگاه تهویه مطبوع صنعتی است که هوای داخل و هوای تازه بیرون را جمعآوری کرده و پس از حذف آلودگیها و تنظیم دما و رطوبت آن، هوای مطبوع را از طریق کانالها به داخل ساختمانهای صنعتی منتقل میکند.
کاربرد هواساز صنعتی در کجاست؟
هواسازصنعتی در فضاهایی که تهویه طبیعی محدود است، میزان آلودگی زیاد است و افراد زیادی در آن حضور دارند بسیار ضروری هستند.
به طور کلی استفاده از هواساز صنعتی در ساختمانهای تجاری بزرگ، مراکز خرید، بیمارستانها، محیطهای صنعتی مانند کارخانجات، سولهها و سالنهای صنعتی معمول است.
همچنین هواسازها در مکانهایی که کنترل کیفیت هوا و بهداشت از اهمیت بالایی برخوردار است مانند اتاقهای تمیز و آزمایشگاهها کاربرد دارند.
اجزای تشکیلدهنده هواساز صنعتی
معمولا هواسازصنعتی براساس سفارش مشتری و بسته به اینکه برای چه محیطی ساخته میشود میتواند اجزای متفاوتی داشته باشد. به طور کلی اجزای تشکیل دهنده هواساز عبارتند از:
۱. دریچه ورود هوا
این بخش مسئول مکش هوای بیرونی، تصفیه آن و توزیع هوای تازه در داخل ساختمان است. برخی از هواسازها علاوه بر هوای تازه محیط بیرونی، میتوانند هوای داخلی را نیز جذب و مجددا استفاده کنند (هوای برگشتی یا هوای بازیافتی).
۲. فیلتر هوا (Filter)
فیلترهای هواساز وظیفه تصفیه و پاکسازی هوا را بر عهده دارند. نوع فیلتر بسته به استانداردهای موردنیاز برای کیفیت هوا متفاوت است و میتواند ذرات معلق، ویروسها، باکتریها، بوهای نامطبوع و سایر آلایندههای هوا را کاهش دهد. لازم است فیلترها بهطور منظم تعویض شوند تا عملکرد بهینه دستگاه حفظ شود.
۳. دمنده یا فن (Blower or Fan)
این مکانیزم الکترومکانیکی وظیفه جابهجایی و انتقال هوا را بر عهده دارد. فن، هوا را از داخل هواساز خارج کرده و آن را به کانالهای تهویه هدایت میکند تا در سراسر فضا پخش شود.
۴. مبدل حرارتی (Heat Exchanger)
مبدلهای حرارتی وظیفه انتقال حرارت بین دو سیال (در اینجا هوا و مایع خنککننده) را دارند. این فرآیند از طریق یک مانع جامد انجام میشود که مانع از تماس مستقیم دو سیال شده و به تبادل حرارتی کمک میکند.
۵. کویل سرمایشی (Cooling Coil)
هوا هنگام عبور از این بخش سرمایشی، توسط کویل خنککننده هواساز کاهش دما پیدا میکند. در طی این فرآیند، ممکن است قطرات آب تشکیل شوند که توسط سینی تخلیه آب چگالش (Condensate Tray) جمعآوری میشوند.
۶. صداگیر (Silencer)
صداگیرها، پوششهایی هستند که سطح صدای تولیدشده توسط هواساز را به میزان قابلتوجهی کاهش میدهند. این اجزا به کاهش آلودگی صوتی دستگاه کمک کرده و باعث عملکرد آرامتر سیستم تهویه میشوند.
۷. پلنیومها (Plenums)
پلنومها در فضاهای خالی سیستم تهویه نصب میشوند و وظیفه یکنواختسازی جریان هوا را بر عهده دارند. این بخش باعث میشود که هوای ورودی به اتاقها یکنواختتر و بهطور مؤثرتر توزیع شود.
این اجزا با همکاری یکدیگر، عملکرد بهینه و مؤثر هواساز را تضمین میکنند و به تصفیه، تهویه و توزیع مناسب هوای مطبوع در ساختمان کمک میکنند.
مزایا و معایب هواساز صنعتی
مزایا
توضیحات
کنترل دما و رطوبت
امکان تنظیم دقیق دما و رطوبت محیط برای ایجاد شرایط مطلوب در فضاهای صنعتی و تجاری
تصفیه و بهبود کیفیت هوا
فیلترهای پیشرفته گرد و غبار، آلایندهها، ویروسها و باکتریها را حذف کرده و هوای سالمتری فراهم میکنند.
کاهش مصرف انرژی
مدلهای مدرن دارای سیستمهای بازیافت حرارت هستند که مصرف انرژی را بهینه میکنند.
افزایش بهرهوری کارکنان
تأمین هوای مطبوع و کاهش آلودگی هوا باعث افزایش راندمان و بهرهوری کارکنان در محیطهای صنعتی میشود.
کاهش رشد قارچ و باکتری
کنترل رطوبت مانع از رشد قارچ، کپک و سایر عوامل بیماریزا در محیط میشود.
کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری تجهیزات صنعتی
کاهش میزان گرد و غبار و آلایندههای معلق در هوا به افزایش عمر مفید ماشینآلات صنعتی کمک میکند.
قابلیت سفارشیسازی
هواسازهای صنعتی میتوانند متناسب با نیازهای هر ساختمان طراحی و اجرا شوند.
یکی از محدودیتهای اصلی هواساز صنعتی این است که آنها برای مکانهایی با چندین اتاق جداگانه چندان ایدهآل نیستند. این دستگاهها بیشتر برای تهویه در فضاهای بزرگ و یکپارچه طراحی شدهاند، مانند سالنهای بزرگ، تالارها یا کارخانهها که در آنها هوای مطبوع بهطور یکنواخت در تمام نقاط پخش میشود.
در مکانهایی با چندین اتاق کوچکتر، کنترل دقیقتر دما و کیفیت هوا در هر اتاق ممکن است با چالش مواجه شود، زیرا هواسازها قابلیت تنظیم هوای محیط بر اساس نیازهای مختلف هر اتاق جداگانه را ندارند.
معایب هواساز صنعتی
توضیحات
هزینه نصب و راهاندازی بالا
هزینه اولیه خرید و نصب هواسازهای صنعتی نسبت به سایر سیستمهای تهویه بیشتر است.
نیاز به نگهداری مداوم
فیلترها و قطعات مکانیکی باید بهطور منظم بررسی و تعویض شوند تا کارایی دستگاه حفظ شود.
اشغال فضای زیاد
برخی مدلهای هواساز به فضای بزرگی برای نصب نیاز دارند که ممکن است در برخی ساختمانها محدودیت ایجاد کند.
ایجاد صدای زیاد
عملکرد بعضی از مدلهای هواساز صنعتی نویز بالایی تولید میکند که در محیطهای خاص میتواند آزاردهنده باشد.
وابستگی به شرایط محیطی
کارایی هواساز به دما و رطوبت محیط خارجی بستگی دارد و در برخی مناطق نیاز به تجهیزات جانبی بیشتری دارد.
مصرف انرژی بالا در مدلهای قدیمی
مدلهای قدیمیتر یا غیر بهینه ممکن است مصرف برق بالایی داشته باشند که باعث افزایش هزینههای عملیاتی میشود.
نحوه تعیین ظرفیت هواساز صنعتی
یکی از ویژگیهای مهم دستگاه هواساز صنعتی، ظرفیت هوادهی آن است که به آن CFM هواساز گفته میشود. CFM مخفف Cubic feet per minute به معنی فوت مکعب بر دقیقه میباشد.
به طور مثال اگر هواسازی دارای ظرفیت CFM 20000 باشد، این بدان معناست که دستگاه قادر است در هر دقیقه 20,000 فوت مکعب هوا را جابهجا کند.
محاسبه ظرفیت مورد نیاز هواساز برای فضاهای خاص نیاز به توجه به چندین عامل دارد تا اطمینان حاصل شود که هواساز انتخابی قادر به تأمین نیازهای تهویه و تصفیه هوای آن فضا خواهد بود.
نحوه محاسبه ظرفیت هواساز در ادامه توضیح داده شده است:
اندازهگیری فضا
ابتدا باید حجم فضایی که هواساز باید آن را تحت پوشش قرار دهد، اندازهگیری شود. این شامل طول، عرض و ارتفاع فضا است تا حجم کلی به دست آید. حجم فضا به فوت مکعب (Cubic Feet) محاسبه میشود.
تعیین تعداد تعویض هوا در ساعت
تعیین تعداد دفعات تعویض هوا در ساعت (Air Changes Per Hour – ACH) برای فضا مهم است. این مقدار بستگی به کاربری فضا دارد. به طور مثال، برای اتاقهای جراحی ممکن است نیاز به ۱۵ تا ۲۵ بار تعویض هوا در ساعت باشد.
محاسبه ظرفیت هوادهی
ظرفیت هوادهی یا CFM با استفاده از فرمول زیر محاسبه میشود:
CFM=حجم فضا (فوت مکعب)× تعداد تعویض هوا در ساعت÷60
البته هنگام محاسبه ظرفیت، باید عوامل دیگری مانند تعداد افراد حاضر در فضا، میزان تجهیزات الکترونیکی و وجود منابع آلودگی خاص در نظر گرفته شود. این عوامل ممکن است نیاز به افزایش ظرفیت هوادهی داشته باشند.
جمع بندی
هواسازهای صنعتی ابزارهای کلیدی در سیستمهای تهویه مطبوع مرکزی هستند که برای تهویه، تصفیه و تنظیم دما و رطوبت در ساختمانهای بزرگ مورد استفاده قرار میگیرند. این دستگاهها عمدتاً در مکانهایی با نیاز به کنترل دقیق محیطی مانند بیمارستانها و کارخانجات به کار میروند. انتخاب ظرفیت مناسب برای هواساز بر اساس حجم فضا و نیازهای محیطی حائز اهمیت است.
با وجود مزایای فراوان مانند افزایش کیفیت هوای داخلی و کاهش آلایندهها، هواسازها معایبی نیز دارند که شامل هزینههای بالای نصب و نیاز به نگهداری مداوم میشوند. با این حال، با پیشرفتهای تکنولوژی و امکان سفارشیسازی، هواسازها به انتخابی اثربخش برای مدیریت هوای ساختمانها تبدیل شدهاند. انتخاب درست هواساز میتواند به بهبود شرایط محیطی و رفاه ساکنان آن محیط کمک کند.
سوالات متداول
واحد هواساز (AHU) چیست؟
هواساز صنعتی سیستمی است که در محیطهای صنعتی هوا را تصفیه کرده و پس از تنظیم دما و رطوبت آن را به داخل محیط میفرستد.
نگهداری هواساز صنعتی چگونه است؟
معمولا هر 3 تا 6 ماه یکبار نیاز به بررسی دارند. تعمیر و نگهداری منظم عملکرد کارآمد را تضمین می کند، کیفیت هوا را بهبود می بخشد و طول عمر دستگاه را افزایش می دهد.
مشکلات رایج هواساز صنعتی چیست؟
مشکلات رایج AHU ها شامل گرفتگی فیلترها، کویل های کثیف، فن معیوب و وجود نشتی در کانال هواساز است که همگی می توانند منجر به کاهش عملکرد و افزایش مصرف انرژی شوند.
چگونه می توانم بهره وری انرژی AHU خود را بهبود بخشم؟
برای بهبود بهره وری انرژی، فیلترها را به طور مرتب تمیز یا تعویض کنید، از تمیز بودن کویل ها اطمینان حاصل کنید و کانال ها را برای جلوگیری از نشتی آب بندی کنید. همچنین هواگیری هواساز به افزایش طول عمر آن کمک میکند.
چگونه هواساز صنعتی مناسبی برای ساختمان خود انتخاب کنیم؟
عواملی مانند اندازه ساختمان، بهره وری انرژی، الزامات کنترل آب و هوا و نیازهای تعمیر و نگهداری را در نظر بگیرید.
طول عمر هواساز صنعتی چقدر است؟
با تعمیر و نگهداری منظم، بسته به نوع استفاده، مراقبت و نوع AHU انتخاب شده، AHU می تواند بین 10 تا 20 سال دوام بیاورد. سرویس دهی منظم می تواند طول عمر را افزایش دهد.