سیستم HVAC چیست و چه کاربردی دارد؟
م. کوهشاری
خرداد 7, 1404
1034
شاید تا به حال نام سیستم HVAC به گوشتان خورده باشد. در واقع HVAC مخفف کلمات (Heating, Ventilation, and Air Conditioning) و به معنای سیستمی است که برای گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع در ساختمان‌ها و محیط‌های بسته استفاده می‌شود. در نتیجه با استفاده از این سیستم می‌توان گرمایش و سرمایش ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی را تامین کرد. اما آیا می‌دانید سیستم HVAC چگونه کار می کند؟ و یا چطور مناسب ترین سیستم HVAC را انتخاب کنیم؟ در ادامه مقاله به پاسخ این سوالات پرداخته‌ایم. همراه ما باشید.
سیستم HVAC چیست؟
HVAC مخفف گرمایش، هوارسانی و تهویه مطبوع است. شما می‌توانید سیستم‌های HVAK را در هر نقطه‌ای از ساختمان گرفته تا خودروها، مترو، زیردریایی‌ها و یا در هر محیطی که به تهویه و سرمایش نیاز دارید، نصب کنید. این سیستم که امروزه با محبوبیت زیادی در استفاده روبه رو شده است، با استفاده از هوای تازه بیرون کیفیت هوای داخل محیط را بالا می‌برد. سیستم HVAC از اجزای زیر تشکیل می‌شود:
- سیستم گرمایش :(Heating)مانند بخاری‌ها، بویلرها و پمپ‌های حرارتی که برای تولید گرما در زمستان به‌کار گرفته می‌شوند.
- سیستم تهویه :(Ventilation)برای گردش و تازه کردن هوا، از بین بردن رطوبت و جلوگیری از ایجاد بوی نامطبوع و آلودگی هوا.
- سیستم تهویه مطبوع :(Air Conditioning) برای خنک کردن هوا در تابستان استفاده می‌شود و می‌تواند در کنار ایجاد سرمایش رطوبت را نیز کنترل کند.
نحوه گرمایش و سرمایش در سیستم HVAC
حال که متوجه شدیم سیستم HVAC چیست و چه کاربردهایی دارد، قصد داریم به طور گسترده به بررسی قسمت‌های مختلف این سیستم بپردازیم. همراه ما باشید.
سیستم گرمایش (Heating System)
این سیستم همان سیستم تولید حرارت در ساختمان‌های مسکونی و صنایع مختلف است. سیستم گرمایش اشکال مختلفی دارد که امروزه رایج‌ترین آن گرمایش مرکزی است. در گرمایش مرکزی از یک دیگ بخار و یا کوره برای گرم کردن بخار آب و یا هوا استفاده می‌شود و معمولا در زیرزمین ساختمان یا موتورخانه قرار می‌گیرد. حرارتی که در این سیستم تولید می‌شود با استفاده از روش‌های مختلفی چون همرفت گرمایی (جابه‌جایی سیال)، هدایت یا تابش به قسمت‌های مختلف ساختمان منتقل می‌شود.
سیستم تهویه (Ventilation System)
تهویه به عبارت ساده یعنی آوردن هوای تازه به داخل و خارج کردن هوای آلوده یا گرم شده از محیط. پس تهویه هوا به معنی تغییر یا جایجایی هوا در هر فضا و محیطی است. از سیستم تهویه برای کنترل تغییر هوا و یا حذف موارد زیر استفاده می‌شود:
- رطوبت
- بو
- دود
- گرما
- گرد و غبار
- باکتری‌های هوا
- مونوکسید کربن
دیگر کاربرد سیستم‌های تهویه اکسیژن‌سازی در یک محدوده مشخص است. این سیستم با جابه‌جایی هوای داخل ساختمان با هوا بیرون، کیفیت هوا را افزایش می‌دهد. تهویه‌های مکانیکی و طبیعی دو نوع اصلی از سیستم‌های تهویه هوا هستند.
سیستم تهویه مطبوع (Air Conditioning)
با استفاده از تهویه مطبوع می‌توان هوای خنک را در تمام قسمت‌های ساختمان تامین کرد. برای اینکه سیستم تهویه مطبوع بتواند کار خود را به بهترین شکل انجام دهد، باید پنجره‌ها باید به طور کامل بسته و محیط خانه بدون درز و عبور هوا باشد. در غیر این صورت عملکرد سیستم تهویه مطبوع با مشکل روبه رو خواهد شد.
سیستم‌های تهویه مطبوع انواع مختلفی دارند و با روش‌های متفاوتی فرایند خنک‌سازی هوا را انجام می‌دهند. در این سیستم نیز حذف گرما با روش‌های تابش، همرفت یا هدایت انجام شده و منجر به تهویه مطبوع و خنک شدن هوا می‌شود. در روش همرفت هوا از طریق یک سیال (گاز، مایع) که درون لوله‌های مسی دستگاه وجود دارد، خنک می‌شود. لوله مسی موجود در این دستگاه با هدایت جریان سیال باعث تغییر فاز سیال و در نهایت خنک شدن هوا می‌شوند.
انواع سیستم HVAC
این سیستم امروزه در چهار مدل مختلف و در سایزهای متفاوتی تولید شده است تا بتوان برحسب مکان‌های مسکونی و کاری نوع مناسبی از آن را به‌کار گرفت. در ادامه برای آشنایی هرچه بهتر با سیستم HVAC، انواع این سیستم را به شما معرفی می‌کنیم.
اسپلیت های گرم کننده و خنک کننده
یکی از پرکاربردترین سیستم‌های HVAC اسپیلت‌های مرکزی هستند. این سیستم معمولا به دو بخش سرمایش و گرمایش تقسیم می‌شود. اسپیلت‌ها از دو قسمت تشکیل می‌شوند: پنل داخلی که داخل ساختمان و پنل خارجی که خارج از ساختمان نصب می‌شود. وظیفه پنل داخلی اینست که دمای هوای داخل ساختمان را کاهش و یا افزایش دهد. در مقابل پنل خارجی وظیفه تبادل حرارت و دفع آن به بیرون را برعهده دارد. این سیستم‌ها فرایند خنک کردن هوا را از طریق گاز مبردی که درون لوله مسی‌های اسپیلت در گردش است خنک می‌کنند.
مزایای اسپلیت HVAC:
- کارایی بالا
- طراحی فشرده
- هزینه مقرون به صرفه
- طراحی زیبا
- نصب آسان
- عملکرد با صدای کم
اسپلیت‌های هیبریدی (Hybrid Split System)
عملکرد اسپیلت هیبریدی شبیه سیستم قبلی است اما تفاوت‌هایی در فرایند گرمایشی آن وجود دارد. به عبارت ساده‌تر در این اسپیلت از سیستم گرمایش الکتریکی هیبریدی استفاده شده است. در اسپلیت هیبریدی می‌توان به راحتی انرژی مورد نیاز برای گرمایش را انتخاب کرد. این سیستم از ترکیب دو یا چند منبع انرژی برای گرمایش، سرمایش و تهویه هوا استفاده می‌کند که معمولا گاز و انرژی الکتریکی است. مصرف انرژی و هزینه‌ها در این سیستم به دلیل امکان انتخاب نحوه گرمایش کاهش پیدا می‌کند.
مزایا اسپیلت های هیبریدی
- بهینه‌سازی مصرف انرژی
- کاهش هزینه‌ها
- تطبیق‌پذیری
- بهبود کارایی
اسپلیت های کوچک بدون کانال
این نوع اسپیلت‌ها را می‌توان به صورت مستقل در هر ساختمان و یا محیطی نصب کرد. در واقع این نوع سیستم HVAC برای پخش هوا در محیط به هیچگونه کانال‌کشی نیاز ندارد. این سیستم نیز از دو واحد داخلی و خارجی تشکیل می‌شود که معمولا از طریق خطوط مبرد به یکدیگر وصل می‌شوند. مینی اسپیلت‌ها هم در مدل سرمایش و هم در مدل سرمایش و گرمایش موجود هستند و می‌توان از آنها به عنوان یک راه‌حل همه کاره هم برای روزهای گرم و هم برای روزهای سرد استفاده کرد.
این سیستم‌ها برای اینکه با مشکلاتی چون نشتی گاز، سوراخ شدن لوله‌های مسی، خرابی کمپرسور و … روبه رو نشوند باید به طور منظم و دائمی سرویس شوند.
مزایای اسپیلت کوچک
- بهره وری انرژی
- انجام عملیات آرام
- بدون نیاز به کانال‌کشی
- نصب آسان
- قابلیت گرمایش
سیستم پکیج (Packaged Heating & Air Conditioning System)
سیستم پکیج HVAC خود یک واحد جداگانه از تجهیزات تهویه مطبوع است که تمام اجزای اصلی یک سیستم HVAC را در خود جای داده است. این اجزا عبارتند از: کندانسور، اواپراتور، فن و کنترلر. از این پکیج‌ها در اکثر محیط‌های مسکونی، تجاری و صنعتی برای کنترل دما، رطوبت و کیفیت هوا استفاده می‌کنند.
اندازه کوچک و مناسب این سیستم‌ها باعث شده بتوان آنها را در نقاط مختلف خانه به راحتی نصب کرد. پکیج‌ها همچنین هیچ دستگاه اضافه‌ای برای نصب در بیرون از ساختمان ندارند و به صورت مستقل معمولا در داخل بالکن و یا آشپزخانه نصب می‌شوند. نصب و نگهداری سیستم‌های پکیج بسیار آسان بوده و گرمایش در آنها از طریق انرژی گاز و یا نیروی برق تامین می‌شود.
کارایی سیستم‌های HVAC
همانطور که قبل‌تر اشاره کردیم سیستم HVACدارای تنوع زیادی است و به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شود. حال برای اینکه بتوانید نوع مناسبی از این سیستم را تهیه کنید، باید با کارایی آنها به خوبی آشنایی داشته باشید. این نکات عبارتند از:
- HVAC باید برحسب نیاز، کارایی و محیطی که می‌خواهید از آن استفاده کنید، انتخاب شود.
- استفاده از اسپلیت‌های مرکزی در ساختمان‌های کوچک گزینه چندان مناسبی محسوب نمی‌شود.
- مینی اسپیلت‌ها ظاهر زیبایی داشته و برای استفاده در ساختمان‌های مسکونی گزینه مناسبی محسوب می‌شوند.
- استفاده از پکیج‌ها در مکان‌های کوچک، به ویژه مناطقی که نیازی به تامین حرارت بالا ندارند، بسیار توصیه می‌شود.
انتخاب سیستم HVAC مناسب
انتخاب سیستم HVAC به عوامل متعددی چون اسکلت و پیکربندی ساختمان، متراژ محیط، شرایط آب و هوایی منطقه (به عنوان مثال، دما، رطوبت و فشار فضا)، ظرفیت ساختمان، الزامات محیطی، هزینه‌ها و میزان سرمایه، هزینه اجرا و هزینه نگهداری، تجزیه و تحلیل عمر متوسط تجهیزات و قابلیت پروژه و انعطاف پذیری سیستم انتخاب شده بستگی دارد.
در نهایت برای انتخاب سیستمی که بتوانید نهایت استفاده را از آن داشته باشید، باید تمام فاکتورهای بالا را در نظر بگیرید. البته مسئله به همینجا ختم نمی‌شود و جدا از شرایط محیطی، توجه به عملکرد و ظرفیت سیستم نیز اهمیت دارد.
آیا منظور از سیستم HVAC همان تهویه مطبوع است؟
قبل‌تر اشاره کردیم که منظور از HVAC، گرمایش، هوارسانی و تهویه مطبوع است. در نتیجه می‌توان گفت این سه بخش اصلی درون این سیستم قرار دارند. بخش گرمایش که معمولا به یک کوره یا دیگ اشاره دارد. بخش تهویه هم می‌تواند اجباری و هم طبیعی باشد و هنگامی که اجباری است معمولا برای تمیز کردن هوا استفاده می‌شود.
سومین و آخرین بخش سیستم HVAC تهویه مطبوع است که برخلاف بخش گرمایش کار می‌کند و وظیفه دارد گرمای موجود در هوای خانه را از بین ببرد. با توجه به مطالبی که گفته شد باید متوجه شده باشید که سیستم HVAC تنها به تهویه مطبوع اشاره ندارد و به بخش گرمایش و تهویه هوا نیز رسیدگی می‌کند.
تفاوت بین HVAC و تهویه مطبوع چیست؟
اگر افراد تصور می‌کنند تهویه مطبوع اشاره به هر نوع دستگاه گرمایشی یا سرمایشی دارد. اما این تصور غلط است و تهویه مطبوع خود بخشی از سیستم HVAC است. در واقع می‌توان به HVAC بعنوان یک سیستم کلی و به تهویه مطبوع به عنوان یک تکه از پازل نگاه کرد.
تفاوت اصلی این دو سیستم در اینست که از HVAC می‌توان برای تهویه مطبوع، گرمایش و تهویه استفاده کرد. اما اکثر دستگاه‌های تهویه مطبوع تنها کار سرمایش و خنک‌سازی خانه را برعهده دارند.
جمع بندی آخر
در این مقاله سعی کردیم اطلاعات کامل و جامعی درباره سیستم‌های HVAC به شما ارائه دهیم. این سیستم‌ها در دنیای امروز کاربرد زیادی پیدا کرده‌اند و به‌ویژه در ساختمان‌های بزرگ یا محیط‌های صنعتی که به تنظیم دقیق دما و کیفیت هوا نیاز دارند استفاده می‌شوند. همانطور که قبل‌تر اشاره کردیم در انتخاب این سیستم‌ها باید به نوع کاربری و ظرفیت سیستم توجه کافی داشته باشید تا بتوانید محصول مناسبی انتخاب کنید.
