هواساز

هواساز(A.H.U)
دستگاه تهویه مرکزی (هواساز)از بخشهای اصلی فیلتر،فن،کویل های گرمایشی و سرمایشی،رطوبت زن و تجهیزات کنترلی تشکیل می شود.کویل های گرمایشی معمولا با مبرد و یا مستقیما با یک ماده مبرد کار میکنند.در حالت دوم کویل دستگاه هواساز اواپراتور یک سیستم تبرید میباشد.با تنظیم های مختلف بخش های گرمایشی،سرمایشی،رطوبت زن و غیره در مجموع دستگاه هواساز می توان سیستم های مختلف تهویه ی 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 ی مطبوع تابستانی و زمستانی را انجام میدهد. هوای برگشتی از اتاقها با هوای تازه در محفظه ی اختلاط دستگاه مخلوط شده و سپس از کویل های سرمایشی یا گرمایشی و رطوبت زن (معمولا در زمستان)عبور می کند. سرعت عبور هوا از کویل حدود 500فوت بر دقیقه است. فرایند رطوبت زنی به وسیله پاشش آب از افشانک ها یا شبکه ی بخار و فرایند رطوبت گیری توسط کویل سرد انجام می شود. کنترل دما به دو صورت میتواند انجام شود:روش اول بااستفاده از شیر سراه برقی یا موتوری که روی لوله رفت و برگشت کویل نصب شده و به وسیله ی 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 کوئل)به فن دستگاه هواساز فرمان خاموش و روشن داده می شود. سیستم کنترل لازم است به گونه ای طراحی شود که ابتدا مجموع ترموستات کانالی  و شیر سراهی عمل نماید و سپس در مرحله ی 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 موقیت نصب ممکن است قائم و یا افقی ساخته شوند. دستگاه هواساز به صورت یک منطقه ای و یا چند منطقه ای طراحی وساخته می شوند. در نوع یک منطقه ای تمام بخش های ساختمان که تحت پوشش آن است یا 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. جزئیات اجرایی هواساز در شکل 1 نشان داده شده است.

در سیستم  تهویه با نصب هواساز ،انتقال سرما و گرما توسط هوا و کانال انجام می گیرد. در دستگاه تهویه، از نظر حرارت و برودت، رطوبت و فیلتر اسیون شرایط مطلوب را به خود گرفته و بوسیله  کانال های انتقال هوا به قسمت های مورد نیاز منتقل می شود و در نتیجه شرایط مطبوع را برای اتاق ها و واحد ها تامین می نماید. نحوه ی کار سیستم بدین صورت است که ابتدا کانال های رفت، هوای مناسب را از دستگاه گرفته و به نقاط مختلف می رسانند و کانالهای برگشت ، هوای اتاق را به دستگاه تهویه باز می گردانند. دستگاه تهویه دارای فن هوارسان می باشد. فن هوارسان به دو دسته دیسکی و سانتریفیوژ یا گریز از مرکز تقسیم می شود. فن هوارسان دیسکی موقعی به کار می روند که مقدار کمی فشار لازم است و معمولا کانال برگشت و حتی کانال رفت در آن سیستم وجود ندارد(مانند:یونیت هیتر). البته این فن هوارسان بیشتر در سیستم های تخلیه هوا (اگزاست)نصب میشود. در حالی که برای اکثر سیستم های تهویه ی مطبوع از فن هوارسان گریز از مرکز (وانتیلاتور) استفاده میشود. کانال  هایی که برای انتقال و تقسیم هوا بکار می روند ممکن است بصورت سطح مقطع دایره ای شکل و یا مستطیلی طراحی شوند. برای راندمان بیشتر می توان کانال هایی با سطح مقطع دایره ای بکار برد زیرا این کانالها دارای افت اصطکاک کمتر بوده و از نظر اقتصادی نیز با صرفه تر می باشند. ولی اجرای آن بسیار سخت تر است و تبدیل کانال های گرد  به دریچه ورودی و خروجی هوا نیز (که معمولا مستطیل است)،مشکل ساز می باشد. اکثرا به علت کمبود فضا برای عبور کانالها (در سقف کاذب) آنها را بصورت مقطع مستطیلی طرح می کنند ولی در صورتی که ارتفاع سقف کاذب مناسب باشد و همچنین در ورزشگاه ها و سالن های بزرگ می توان از مقاطع دایره ای استفاده نمود. بیشتر کانال ها از ورق گالوانیزه و گاهی آلومینیومی می باشند.هوای مطبوع که در کانالها جریان دارد از طریق دریچه ورودی وارد فضای اتاق می شود و بعد از تبادل گرما یا سرما از دریچه خروجی به کانال برگشت وارد می شود. دریچه ممکن است بصورت دیواری و یا سقفی زیر پنجره ای و یا پادری باشد. دریچه های رفت معمولا داریا دریچه های برگشت فاقد آن می باشند. سرعت هوا در کانال ها باید طوری شود که جریان هوا، مقداری از طول اتاق را طی نماید. این فاصله را فاصله ی پرتاب می گویند. فاصله ی پرتاب عبارت است از فاصله ای که هوای خروجی بعد از دریچه می پیماید تا سرعتش به 50 الی 75 فوت در دقیقه برسد. این فاصله باید تقریبا 3/2 فاصله دریچه تا دیوار روبرو باشد تا از انعکاس هوا در داخل اتاق جلوگیری به عمل آید.

فن ها
از فن ها برای به جریان انداختن هوا استفاده می شود. فن ها به منظور مکیدن هوا،دمیدن هوا، و یا گردش هوا مورد استفاده قرار میگیرند. برای به جریان انداختن هوا در سیستم های تهویه مطبوع معمولا از فن های محوری یا فن های سانتریفیوژ استفاده می شود. در موادی که سیستم کانال وجود نداشته و مقاومت کمی در مقابل جریان هوا وجود دارد، فن پروانه ای می تواند به کار برده شوند. فن های سانتریفیوژ به دلیل بی صدا بودن و عملکرد مناسب در فشار های بالا، در بیشتر کاربردهای تهویه مطبوع به منظور فراهم نمودن شرایط مناسب به کار برده می شود. علاوه بر این دهانه ورودی فن سانتیریفیوژ را می توان به وسائلی که سطح مقطع بزرگ دارند وصل کرد، درحالی که دهانه ی تخلیه آن را می توان به کانال های نسبتا کوچک متصل نمود. برای برآورده ساختن احتیاجات سیستم توزیع هوا می توان جریان هوا را تغییر داد، این عمل با تنظیمات ساده محرک فن یا تنظیم وسائل کنترل صورت میگرد. استفاده از فن های جریان محوری برای مواردی که احتیاج به حجم زیادی از هوا داریم و صدای زیاد فن نیز در درجه دوم اهمیت قرار دارد،بسیار مناسب خواهد بود. بنابراین این گونه فن ها اغلب برای تهویه ی مطبوع و تجدید هوای بخش های صنعتی مورد استفاده قرار می گیرند.این فن ها دارای سرعت های بالا می باشند. فن ها ی سانتریفیوژ با پره های انحنا به جلو در سرعت های کم، ظرفیت های کم و فشارهای استاتیکی زیاد ، دارای حد اکثر بازده می باشند. در عین حال فن های پروانه ای حداکثر بازده را در سرعت ها و ظرفیتهای بالا و فشار های استاتیکی پایین خواهد داشت. مشخصات توان مصرفی فن های گوناگون طوری است که امکان دارد یک نوع فن تحت بار اضافی قرار گرفته و یا اینکه تحت چنین بار اضافی واقع نگردد. فن سانتریفیوژ با پره های انحنا به عقب از نوعی است که تحت بار اضافی واقع نمیشود. درحالیکه فن های سانتریفیوژ با پره های انحنا به جلو ممکن است تحت بار اضافی قرار بگیرند. فن های جریان محوری ممکن است تحت بار اضافی قراربگیرندو یا اینکه تحت چنین بار اضافی واقع نشوند. تمام انواع فن ها را می توان برای تخلیه مورد استفاده قرار داد. فن های دیواری بر علیه مقاومت  صفر یا بر علیه مقاومت کم، عمل میکند و بنابراین همیشه از نوع پروانه ای میباشند. فن های پروانه ای در داخل کلاهک های روی بام یا اتاقک هایی روی بام استقرار میابند. فن های تخلیه ای که دارای هود هستند و فن های تخلیه ی ایستگاه مرکزی عموما از نوع سانتریفیوژ می باشند. ممکن است فن های محوری برای کاربرد های تخلیه مناسب باشند، بویژه برای نصب در کارخانجات.
معمولا بهترین توازن بین هزینه ی اولیه و بازده فن هنگامی حاصل می شود که فن انتخابی کمی کوچکتر از فنی باشد که دارای حداکثر بازده است. در عین حال شایسته است برای مواقعی که زمان بهره برداری طولانی است، از فن هایی بزرگتر که بازده بیشتر دارنداستفاده شود. هنگامی که انتخاب فن کوچکتر باعث می شود که نیاز به موتور، محرک و راه انداز بزرگتر و ساختمان ضخیم تر داشته باشیم، انتخاب فن بزرگتر از نظر اقتصادی ترجیح داده می شود.
چگونگی انتخاب فن و محرک آن می تواند برای شرایط ساکرومتریکی فضای مربوط تاثیر بگذارد.اگر فن انتخابی باعث گردد مقدار هوا کمتر از احتیاجات شرایط طراحی باشد و درجه حرارت حباب خشک اطاق بزرگتر از احتیاجات شرایط طراحی باشد، کنترل های موجود دراتاق از افت درجه حرارت جلوگیری خواهند کرد.
انواع فن های سانتریفیوژ:

1-فن های شعاعی (radial)

2-فن های انحنا رو به جلو (forward curved)

3-فن های انحنا رو به عقب (backward curved)

فن های سانتریفیوژ شعاعی (radial) : به دلیل فشار استاتیکی بالا برای مصارف صنعتی و کارخانه ای مورد استفاده قرار میگیرند. این فن ها قادر به کنترل جریان هوای سنگین الودهمی باشند. این فن ها برای دماهای بالا و سرعت متوسط پره مناسب است.

فن های انحنا رو به جلو(forward curved) : برای محیط های تمیز با دمای کم مناسب می باشد. این فن ها برای سرعت کم و جریان هوای زیاد، به عبارت دیگر برای جابجایی حجم زیاد هوا در برابر فشار نسبی کم بسیار پر کاربرد است.

فن های انحنا رو به عقب (backward curved) : بازده این فن ها از فن های رو به جلو بیشتر می باشد. همچنین قدرت خروجی فن های رو به عقب پس از رسیدن به بیشترین قدرت مصرفی، در خلال محدوده جریان هوای مورد استفاده افت میکند. فن های رو به عقب به علت عدم افزایش بار موتور در فشار استاتیکی، در صنعت به عنوان فن بدون بار اضافی (non-overloading) شناخته می شوند.

اجزای بادزن ها در الگوی جریان خروجی ان ها در شکل 3 نشان داده شده است .

نمای برش خورده سیستم هواساز به همراه سایز جزییات

نمای بیرونی یک دستگاه هواساز

نمای برش خورده یک دستگاه هواساز واقعی