سیستم‌های HVAC و یکپارچه سازی

HVAC چیست؟

عبارت HVAC مخفف (Heating, Ventilating, and Air-Conditioning) بوده و معادل فارسی آن گرمایش، سیستم  تهویه مطبوع است. HVAC به مجموعه تکنولوژی ‌‌های مربوط به «گرمایش، تهویه و تهویه‌ مطبوع» اطلاق می‌شود که در برگیرنده فناوری‌های مربوط به ایجاد آسایش از طریق تهویه و ایجاد شرایط دمایی مطبوع برای محیط ‌های داخلی ساختمان است.

پایه و اساس صنعت گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع توسط اختراعات و اکتشافات افرادی مانند نیکولای لواو، مایکل فارادی، ویلیس کریر، اودین روود، روبن ترین، جیمز ژول، ویلیام رانکین و نیکولا سعدی کارنو گذاشته شده است.

طراحی سیستم‌های HVAC یکی از زیرگروه‌های اصلی مهندسی مکانیک و بر اساس اصول ترمودینامیک، مکانیک شاره‌ها و انتقال گرما شکل گرفته است. گاهی بحث مربوط به سردسازی (Refrigeration) نیز به آن اضافه می‌شود و نام آن بصورت HVACR  یا HVAC&R بیان می‌شود حتی در برخی موارد بحث تهویه (Ventilating) از آن حذف شده و بصورت HACR  نیز به‌کار می‌رود.

HVAC نقش مهمی در طراحی ساختمان‌های اداری و صنعتی متوسط تا بزرگ مانند آسمان‌خراش‌ها و محیط ‌های دریایی مانند آکواریوم‌ها که ایمنی و سلامت محیطی تابع تغییرات رطوبتی و دما است، دارد.

سیستم‌های HVAC به سه شاخه گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع اشاره دارد. یک شاخه چهارم، کنترل، بر تمام زمینه‌های HVAC سایه افکنده است. در‌ واقع کنترل برای تعیین چگونگی عملکرد سیستم‌های HVAC بمنظور دستیابی به اهداف طراحی نظیر راحتی، ایمنی و کاهش هزینه بهره برداری استفاده می‌شود.

گرمایش

گرمایش به فرآیند افزایش دمای هوای درون یک فضا (به عنوان مثال رادیاتورها یا شوفاژ منازل و اماکن)، یا تابش مستقیم اشعه گرمایی به ساکنین (به عنوان مثال تابش اشعه توسط کف / سقف / دیوار و یا پنل‌های تابشی گرمایشی) اتلاق می‌گردد.

تهویه

تهویه فرآیندی به منظور حفظ تناسب گازهای موجود در هوایی که تنفس می‌کنیم (به عنوان مثال بیش از حد نبودن گاز دی اکسید کربن) است. تهویه برای زدودن بو، دود، گرما، گرد وغبار و باکتری‌ها توسط تعویض و جابه‌جایی هوای یک محیط است. تهویه شامل تبادل هوا بین خارج و داخل ساختمان و ایجاد گردش هوا در آن و همچنین یکی از عوامل مهم در حفظ کیفیت هوای داخل ساختمان است. هوای تمیز به سالم ماندن ساکنین و محصولات کمک می‌کند. تهویه در ساختمان‌ها به دو صورت مکانیکی و طبیعی صورت می‌گیرد.

تهویه مطبوع

تهویه مطبوع به خنک کننده محسوس و نهان هوا اشاره دارد. خنک کننده محسوس کنترل دمای هوا را برعهده می‌گیرد، در حالی که خنک کننده نهان کنترل رطوبت را شامل می‌شود. خنک سازی هوای اتاق توسط انتقال گرما بین فضاها، مثلاً بوسیله سیستم پمپاژ حرارتی حلقه آب، یا توسط خارج کردن هوای گرم به بیرون، مثلاً تجهیزات خنک سازی بوسیله هوا یا آب، صورت می‌گیرد.

همچنین با استفاده از تبادل حرارت مرکزی زمین، می توان گرما را به زمین منتقل کرد. هوای خنک اگر بیش از حد مرطوب باشد، مناسب نیست. رطوبت هوا در اثر برخورد با سطحی سرد (به عنوان مثال کویل خنک کننده) متراکم شده و یا بوسیله جذب، رطوبت گیر، رطوبت هوا کاهش می‌یابد. در هوای خشک، رطوبت هوا کم بوده و رطوبت باید افزایش یابد. در این شرایط باید از سیستم‌های خنک کننده تابشی و تجهیزات خنک کننده تلفیقی مناسب استفاده شود.

کنترل

از کنترل به منظور ایجاد اطمینان از عملکرد صحیح سیستم، راحتی مصرف کنندگان و استفاده صحیح از منابع انرژی در یک سیستم کنترل HVAC بهره گرفته می‌شود.

یکپارچه سازی

در سال 1999 تورپین (Turpin)  قابلیت همکاری یا یکپارچگی را بدین صورت تعریف کرد:
قابلیت سیستم‌های شامل تجهیزات و اجزا از سازندگان مختلف در اشتراک گذاری داده‌ها و اطلاعات برای تحقق هدفی مشترک

قابلیت همکاری شرطی اساسی برای یکپارچه سازی سیستم‌ها محسوب می‌شود. برای یکپارچه سازی سیستم‌های HVAC با سازندگان مختلف (برای مثال یکپارچه سازی سیستم‌های HVAC با سیستم‌های روشنایی، ایمنی، آسانسور، اتفاع حریق و سیستم‌های الکتریکی در یک ساختمان) استراتژی قابلیت همکاری مطرح می‌شود.

فواید یکپارچه سازی سیستم از دیدگاه Robertson و Moult (1999) در زیر آورده شده است:
1- کاهش هزینه نصب سیستم اتوماسیون ساختمان
2- افزایش تنظیم انرژی
3- قابلیت اضافه کردن سیستم اتوماسیون ساختمان
4- وجود تنها یک رابط کاربری

یکی از اهداف صنعت HVAC قابلیت همکاری و یکپارچه سازی سیستم‌های موجود است. هرچه تعداد سیستم‌هایی که بمنظور همکاری با هم یکپارچه‌سازی می‌شوند بیش‌تر باشد، فرآیند یکپارچه سازی پیچیده‌‌تر و گران‌تر می‌شود.

فواید

سیستم‌های HVAC بکار رفته در ساختمان‌های تجاری ایالات متحده نزدیک به 40% سبب کاهش مصرف انرژی شده‌اند. بدین ترتیب، اگر هر کسب و کار یا سازمان دولتی به قابلیت ذخیره بالای انرژی توسط بهبود کنترل و کارایی سیستم HVAC پی ببرد، برای آن سازمان بسیار مقرون به صرفه است.

بمنظور یکپارچه سازی اگر در یک ساختمان از پنجره با جداره و طراحی مناسب استفاده شود، نه تنها باعث کاهش اتلاف انرژی می‌شود، همچنین به کاهش سایز و هزینه در سیستم‌های HVAC نیز کمک می‌کند.

یک جزء اغلب نادیده گرفته شده در پوشش ساختمانی ارتباط مستقیم سقف و تجهیزات سیستم HVAC بزرگی است، که اغلب بر روی سقف نصب می‌شوند. فرآیند یکپارچه سازی سبب در نظر گرفتن ملاحظات اولیه مربوط به بارگذاری باد، ارتعاش، انفجار و لرزه مربوط به تجهیزات سیستم HVAC که بر روی پشت بام قرار دارند، می‌شود.

گرد آورنده: فاطمه زارعی

در پایان در صورت بروز هر سوال و یا ابهامی می‌توانید با شماره تلفن‌های 88323241-021 | 88320448-021 | 88323528-021  تماس حاصل فرمایید تا کارشناسان ما به شما پاسخ دهند.