تجهیزات کمکی

کویل های گرمایش

کویل های گرمایش مورداستفاده در واحدهای هواساز با ترکیب‌های مختلف عمق و فاصله‌گذاری بین پره‌ها، و در هر دو نوع بخاری یخ نزن و با خم U در دسترس‌اند. از نوع اخیر می‌توان با آب داغ یا بخارآب استفاده کرد و می‌توان ترکیب‌های مختلفی از سطح لوله و فاصله‌ی بین پره‌ها در اختیار داشت تا با یکسان بودن دمای هوای ورودی، سرعت سطحی، و فشار بخارآب، به خیزهای دمایی متفاوتی دست‌یافت. کویل های گرمایش را معمولاً قبل یا بعد از کویل سرمایش نصب می‌کنند. طی فصل معتدل، هر منطقه از مناطقی که یونیت چند منطقه‌ای در خدمت آن است، باید بتواند برحسب نیاز، گرمایش یا سرمایش دریافت کند. ازآنجاکه در سیستم چند منطقه‌ای کانال هوای رفت مشترکی وجود ندارد که اختلاط هوا در آن رخ دهد، مسئله‌ی لایه‌بندی دمای هوا اهمیت زیادی دارد. لایه‌بندی در کویل گرمایش ممکن است سبب شود بعضی مناطق، باوجود نیاز به گرما، آن را انکار کنند.

کاهش فشار بخارآب توسط شیر فشارشکن می‌تواند موجب لایه‌بندی شود، هرگاه بخارآب، قبل از رسیدن به انتهای لوله یا مدار، به‌طور کامل چگالش یابد. بنابراین پیشنهاد می‌شود که هر جا احتمال می‌رود یکی از مناطق نیازمند گرمایش باشد، کویل گرمایش تحت‌فشار کامل بخارآب کار کند. به‌منظور تأمین مسیر هوایی با افت فشار تقریباً معادل در هر یک از دو سطح انتقال حرارت کاملاً متفاوت در هواساز منطقه‌ای، غالباً از صفحه‌های متوازن ساز استفاده می‌شود. شاید مهندس ناگزیر از انتخاب چنین وسیله‌ای باشد، مخصوصاً اگر به کویل گرمایش نیازی نباشد.

 

 

رطوبت زن ها

در هواسازی که به افشانه‌های آب با سیرکولاسیون مجدد مجهز نباشد، رطوبت زنی را می‌توان با استفاده از یک رطوبت زن افشانه‌ای که با آب‌لوله‌کشی شهر کار می‌کند، رطوبت زن بخاری تشتکی، رطوبت زن شبکه‌ای بخاری، یا بسته‌ی رطوبت زنی انجام داد. کویل های افشانه‌ای و تجهیزات شبکه‌ای بخاری مؤثرترین کنترل را روی رطوبت زنی دارند. رطوبت زن افشانه‌ای با استفاده از آب‌لوله‌کشی شهر از یک کلکتور، نازل‌های افشانه، و آشغال‌گیر تشکیل می‌شود. هر دو نوع افشانه‌ی پودر ساز و غیر پودر ساز در دسترس است. نوع اخیر به فشار آب کمتری نیاز دارد. در هر دو مورد، چگالی افشانه یا مقدار آب در گردش به ازای هر فوت مربع از سطح کویل سرمایش بسیار پایین‌تر از مقدار مربوط به کویل افشانه‌ای با سیرکولاسیون مجدد است. بنابراین، اگرچه هزینه‌ی اولیه‌ی این نوع رطوبت زن پایین‌تر است، کارایی آن نیز در مقایسه با کویل افشان‌های با سیرکولاسیون مجدد کمتر خواهد بود. رطوبت زن با استفاده از آب‌لوله‌کشی شهر معمولاً به قطره گیر نیاز ندارد.

تعبیه‌ی فین‌های مسی روی لوله‌های مسی رطوبت زن‌های افشانه‌ای هنگامی توصیه می‌شود که رسانندگی آب‌لوله‌کشی شهر در دمای ۷۷°F برابر ۵۰۰ میکرومه و یا بیشتر باشد. درصورتی‌که آب‌لوله‌کشی شهر کیفیت مناسبی داشته باشد، می‌توان از فین‌های آلومینیمی استفاده کرد. در نقاطی که گازهای صنعتی، مانند هیدروژن سولفید، گوگرد دیوکسید، یا کربن دیوکسید موجود باشد، و در مواردی که اتمسفر غالب نمکی باشد، باید استفاده از فین‌های مسی را بررسی کرد. اگر هنگام کار کردن بخش افشانه، جریان هوا در آن تداوم نداشته باشد، ممکن است یونیت خیس شود و نشتی پیدا کند. بنابراین باید با استفاده از شیر سولنوئیدی یا وسیله‌ی مناسب دیگری، هنگامی‌که فن کار نمی‌کند، افشانه‌ها را از کار بازداشت. برای حفظ حداقل جریان هوا در کویل، هنگام استفاده از دمپرهای سطحی و به ای پس، باید در دمپرهای سطحی وسیله‌ای تعبیه کرد که با حداقل شدن جریان هوا، دمپر را ببندد.

افشانش در کویل های گرمایش ممکن است منجر به تشکیل رسوب روی کویل و تولید بو شود. بنابراین باید از این کار پرهیز کرد. از کاربرد رطوبت زن‌های افشانه‌ای در یونیت‌های چند منطقه‌ای باید اجتناب کرد. ازآنجا که کویل در معرض فشار استاتیکی مثبت است، آب افشانه ممکن است از کابینت یونیت نشت کند. اگر قرار است از افشانه استفاده شود، باید نوع پودر ساز را انتخاب کرد. در این کاربرد رطوبت زن شبکه‌ای یا تشتکی ترجیح داده می‌شود. رطوبت زن‌های شبکه‌ای از لوله‌ی مشبکی تشکیل‌شده‌اند که پارچه‌ای با خصلت فتیله دور آنها پیچیده شده و از داخل آنها بخارآب عبور می‌کند. این لوله را داخل تشتک سرگشاده‌ای قرار می‌دهند که شیب مناسبی برای تخلیه‌ی چگالیده دارد. لوله‌ی تخلیه‌ی چگالیده از این یونیت باید سیفون یا تله‌ای داشته باشد که، بو بند آبی ایجاد کند. در این کاربرد فشار بخار نباید از psig 5 تجاوز کند و بخارآب باید عاری از بو باشد.

مخلوط کردن بخار با هوای مطبوع شده معمولاً سبب افزایش قابل‌چشم‌پوشی دمای خشک هوا می‌شود. بنابراین این نوع رطوبت زنی خطی عمودی را روی نمودار سایکرومتریک تقریب می‌زند. در شکل ۳۲ این فرایند نشان داده‌شده است. هنگام طراحی سیستم با استفاده از رطوبت زن شبکه‌ای، دمای هوای ورودی به رطوبت زن باید به‌اندازه‌ی کافی بالا باشد تا محتوای رطوبت در نقطه‌ی اشباع (نقطه‌ی C) با محتوای رطوبت مطلوب هوا مساوی یا از آن بیشتر شود.

 

 

گرم کن‌های آب افشانه

تجهیزات کویل افشانه‌ای می‌توانند به گرم‌کن آب افشانه مجهز شوند تا بتوان سرمایش یا گرمایش و رطوبت زنی همزمان انجام داد. به این نوع انعطاف‌پذیری در بهره‌برداری زمستانی، یا درجایی که حجم هوای بیرون نسبت به حجم هوای کل زیاد باشد، نیاز داریم. کاربردهای نمونه وار عبارت‌اند از فرایندهای صنعتی خاص یا اتاق‌های عمل در بیمارستان‌ها.

 

 

دمپرهای سطحی و بای پس

در کاربردهایی که از دمپر سطحی و به ای پس برای کنترل کویل استفاده می‌شود، فن و سیستم توزیع باید بر اساس مقدار هوایی ۱۰% بالاتر از حجم هوای رطوبت‌زدایی شده‌ی طرح انتخاب شود. این مقدار هوای اضافی نشت از طریق دمپر بای پس کاملاً بسته و تغییرات مقدار هوا درزمانی که دمپرهای سطحی و بای پس در وضعیت بینابینی قرار دارند را جبران می‌کند. وقتی دمپرهای بای پس کاملاً باز باشند، ممکن است فشار استاتیکی سیستم کاهش یابد و مقدار هوا و توان مؤثر فن افزایش یابد. بنابراین، موتور فن را باید طوری انتخاب کرد که از توان نامی تجاوز نشود. وقتی مقدار ثابتی هوای بای پس لازم باشد، دمپر به ای پس را می‌توان به وسیله‌ای مجهز کرد که با رسیدن جریان هوا به مقداری حداقل، دمپر را ببندد. درصورتی‌که نتوان از کنترل‌گر دمپرهای سطحی و بای پس استفاده کرد، می‌توان با استفاده از بخش دمپر سطحی و بای پس و بدون استفاده از دمپر سطحی، بای پس ثابتی ایجاد کرد. بای پس مخلوط‌های هوای برگشت و هوای بیرون، هوا با رطوبت بالا را مستقیماً وارد فضایی می‌کند که قرار است تهویه مطبوع شود. وقتی از کنترل‌گرهای دمپر سطحی و بای پس استفاده می‌شود، ترجیح در این است که فقط هوای برگشت بای پس شود. این کار مطابق شکل ۳۳ انجام می‌گیرد.

 

 

لرزه‌گیرها

معمولاً از چهار نوع لرزه‌گیر برای جذب لرزش‌های ایجادشده توسط تجهیزات هواساز، همچنین سایر انواع تجهیزات چرخان یا رفت و برگشتی استفاده می‌شود.

ازلحاظ کاهش کارایی و هزینه‌ی اولیه، این لرزه‌گیرها به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

۱٫ فنرهای لول فولادی
۲٫ لاستیک‌های دوبل برشی
۳٫ لاستیک‌های ساده‌ی برشی
۴٫ چوب‌پنبه

لرزه‌گیرهای فنری فولادی یا لاستیک‌های برشی برای تجهیزاتی که روی کف نصب می‌شوند یا از سقف آویزان‌اند در دسترس است. بالشتک‌های نئوپرنی دنده‌دار را می‌توان به هر یک از لرزه‌گیرهای بالا، وقتی تجهیزات روی کف نصب می‌شوند، چسباند. این بالشتک‌ها در برابر حرکت افقی مقاومت می‌کنند و ناهمواری‌های سطح کف را جبران کرده، مانع آسیب دیدن کف می‌شوند. برای استفاده از لرزه‌گیرهای چوب‌پنبه‌ای، طبق توصیه‌ی سازندگان لرزه‌گیر، باید سطح تکیه‌گاهی مناسبی ایجاد کرد. اگر بارگذاری کمتر از میزان پیش‌بینی‌شده باشد، نمی‌توان از حداکثر انعطاف‌پذیری لرزه‌گیر استفاده کرد، حال‌آنکه واردکردن بار اضافی سبب ایجاد تغییر شکل دائم در ساختار چوب‌پنبه خواهد شد. به همین ترتیب، اگر لرزه‌گیر فنری یا لاستیکی تا ورای نقطه‌ی تراکم کامل بارگذاری شوند، خاصیت لرزه‌گیری خود را از دست می‌دهند.

بازده لرزه‌گیری درصدی از لرزش با بسامد مفروض است که توسط لرزه‌گیر جذب می‌شود. بنابراین لرزشی که لرزه‌گیر انتقال می‌دهد عبارت است از اختلاف بین %۱۰۰ و بازده لرزه‌گیری. بازده لرزه‌گیری تابع تغییر شکل لرزه‌گیر زیر بار و بسامد اختلال یا لرزش دستگاه مورد لرزه‌گیری است. در مورد فن یا هواساز، بسامد اختلال برابر است با سرعت فن. نمودار ۷ رابطه‌ی بین تغییر شکل استاتیکی، بسامد اختلال و بازده لرزه‌گیری را برای هر مورد ارتعاش نشان می‌دهد. به‌علاوه، نمودار ۷ گستره‌های تغییر شکلی را نشان می‌دهد که انواع مختلف لرزه‌گیر برای آنها موجود است. چنان‌که در نمودار ۷ نشان داده‌شده است، به ازای بسامد اختلال یا ارتعاش مفروض، بازده لرزه‌گیر با تغییر شکل آن افزایش می‌یابد. ازآنجا که با استفاده از لرزه‌گیرهای فنری تغییر شکل بیشتری قابل حصول است، فنرها کارآمدترین لرزه‌گیرها در همه‌ی بسامدها هستند. چوب‌پنبه ماده‌ی کارآمدی برای لرزه‌گیری در بسامدهای پایین‌تر از حدود rpm 3000 نیست.

 

معمولاً بازده لرزه‌گیری حداقل %۸۵ برای تجهیزاتی که در طبقه‌ی همکف یا زیرزمین ساختمان‌های معمولی نصب می‌شوند رضایت‌بخش است. در طبقات بالا به بازده بالاتری در حدود %۹۳ نیاز است، اما در طبقات بالای ساختمان‌های مهم معمولاً بازده لرزه‌گیری نباید از %۹۵ پایین‌تر بیاید. وقتی چند دستگاه لرزه ساز در یک اتاق یا دریکی از طبقات فوقانی و مهم جمع شده باشند، بازده لرزه‌گیری موردنیاز ممکن است تا %۹۸٫۵ بالا برود و انتقال لرزش به کف را باید در طراحی ساختمان در نظر گرفت. خواه دستگاه روی کف نصب‌شده باشد و خواه از سقف آویزان باشد، می‌توان آن را روی پایه‌ای از ناودانی فولادی مستقر کرد و لرزه‌گیر را به ناودانی متصل نمود. دستگاه‌ها را می‌توان مستقیماً روی لرزه‌گیرها نیز نصب کرد، بدون این‌که به پایه‌ی واسطه نیازی باشد. سازندگان برای تجهیزات هواساز نقاط تکیه‌گاهی یا دستک‌های آویزشی تعبیه می‌کنند و باید از توصیه‌های آنها در مورد نقاط تکیه‌گاهی و بارگذاری لرزه‌گیرها پیروی کرد. غالباً برای نصب دستگاه‌های بزرگ‌تر یا تشکیل‌شده از اجزای مختلف به پایه‌های ناودانی نیاز است. جعبه‌های اختلاط و فیلترهای کم‌سرعت را معمولاً روی لرزه‌گیرهای خاص خودشان نصب می‌کنند تا اثر طره‌ای ایجاد نشود.

اگر قرار باشد دستگاهی مستقیماً روی لرزه‌گیر نصب شود، بدون این‌که پایه‌ای به‌کار گرفته شود، تغییر شکل در همه‌ی نقاط تکیه‌گاهی باید مساوی باشد. اگر بارگذاری مساوی باشد، هر لرزه‌گیر ممکن است تا نقطه‌ی چسبیدن در معرض اضافه‌بار قرار گیرد، یا بار کافی بر آن وارد نشود و درنتیجه بازده لرزه‌گیری کاهش یابد. بارگذاری نقطه‌ای برای دستگاهی مفروض با کویل و اجزای آن را معمولاً می‌توان از سازنده‌ی دستگاه پرسید. هنگام انتخاب لرزه‌گیر باید وزن یونیت در حال بهره‌برداری را در نظر گرفت. این نکته، به‌ویژه هنگام استفاده از کویل های آبی اهمیت دارد.

 

 

مفروض است:
وزن هواساز حین بهره‌برداری lb 1640 – که به‌طور مساوی بین چهار نقطه تقسیم‌شده است.
سرعت فن rpm 800
بازده لرزه‌گیری طرح %۹۰
مطلوب است:
نوع و مشخصات فنی لرزه‌گیر لازم.
حل:
۱٫ از نمودار ۷ تغییر شکل لازم برای لرزه‌گیر را برابر in 0.6 قرائت می‌کنیم که در گستره‌ی مربوط به فنر است.
۲٫ بارگذاری لرزه‌ای در هر نقطه را تعیین می‌کنیم:
۱۶۴۰/۴=۴۱۰ ۱b
۳٫ یک لرزه‌گیر فنری با مشخصه حداکثر ۴۱۰/۰٫۶ یا lb 683 بر اینچ انتخاب می‌کنیم.

اگر مشخصه‌ی فنری که انتخاب می‌کنیم نازل‌تر باشد، تغییر شکل از in 0.6 بیشتر خواهد شد و بازده لرزه‌گیری از %۹۰ بالاتر می‌رود.

اما فنر را نباید بالاتر از این میزان حداکثر بارگذاری کرد.

 

 

 

فیلتر

فیلترهای کارخانه‌ای از هر دو نوع پرسرعت و کم‌سرعت را می‌توان از سازندگان یونیت‌های هواساز خریداری کرد. هم از فیلترهای یک‌بار مصرف و هم از فیلترهای قابل تمیزکاری می‌توان استفاده کرد. برای سیستم‌هایی که در محل مونتاژ می‌شوند، فیلترهای نصب‌شده در قاب در دسترس است. اگر در بخش فیلتر کم‌سرعت بخواهیم از فیلترهای پرسرعت استفاده کنیم، به سطح کامل در نظر گرفته‌شده برای عبور هوا نیازی نیست. به‌جای پر کردن کل بخش فیلتر با فیلترهای پرسرعتی که با سرعت کم از آنها بهره‌برداری می‌شود، می‌توان قطعاتی نصب کرد که سطح مؤثر فیلتر را کاهش دهند. این قطعات را باید به‌طور یکنواخت روی سطح فیلتر نصب کرد و نباید در یک نقطه متمرکز شوند.

 

نصب

تعیین محل

ملاحظات اقتصادی و تراز صدا که، چنان‌که در بخش ۲ دیدیم، نقش اصلی را در تعیین محل نصب دستگاه هواساز داشتند، در مورد تجهیزات هواساز نیز چنین نقشی دارند. دو عامل از سه عامل مهم در تعیین محل تجهیزات هواساز عبارت‌اند از دسترس‌پذیری هوای بیرون و سهولت برگشت هوا. هوای بیرون را می‌توان از طریق دیوار، بام یا چاه مرکزی ساختمان به سیستم رساند. ترجیح این است که دریافت کننده‌های هوا در بیرون تعبیه شوند تا با دیوار فضاهایی که در آنها به صدای تجهیزات اعتراض می‌شود تماس نداشته باشند. هوا را می‌توان از طریق کانال یا مستقیماً به موتورخانه برگشت داد.

 

 

جانمایی

هواساز، بسته به جهت جریان هوای ورودی به کابینت فن، ممکن است از نوع افقی یا عمودی باشد. این یونیت را می‌توان روی کف نصب کرد یا، در مورد یونیت‌های افقی، از سقف آویزان نمود. انتخاب شیوه‌ی نصب یونیت معمولاً به شرایط فضا و طرح جانمایی بهینه‌ی کانال بستگی دارد. در صورت لزوم، چنان‌که در بحث لرزه‌گیری شرح داده شد، می‌توان از پایه‌ی تکیه‌گاه استفاده کرد. در عمل، هنگام تعیین محل باید نیاز به خدمات‌رسانی مؤثر به یونیت را در نظر داشت. بین یونیت و نزدیک‌ترین دیوار باید دست‌کم ۳۰ اینچ فاصله برای دسترسی باشد. به‌این‌ترتیب سرویس تله‌های بخار، یاتاقان‌های فن، موتورهای دمپرها و موتور فن به‌آسانی امکان‌پذیر می‌شود. به‌علاوه، در اطراف یونیت باید فضای سرویس در نظر گرفت تا برای باز کردن فیلتر، باز کردن کویل، باز کردن محور فن، و تمیزکاری کویل های قابل تمیزکاری بتوان از آن استفاده کرد. در صورت امکان یونیت‌های معلق باید از بالا دسترسی‌پذیر باشند. اگر دسترسی مکرر ضرورت داشته باشد و فضای لازم هم در اختیار باشد، می‌توان گربه‌رو احداث کرد. باید بین بخش فیلتر و کویل هواساز افشانه‌ای، پلنوم و دریچه‌ی دسترسی تعبیه کرد. تأمین این دسترسی بازرسی و تمیزکاری ادواری افشانه‌ها و تشتک تخلیه را امکان‌پذیر می‌کند. یونیت باید تراز باشد تا تخلیه‌ی مناسب از کویل ها و تشتک تخلیه تضمین شود. سازندگان لرزه‌گیرهای فنری معمولاً وسایل تراز کننده‌ای دارند تا بتوان اختلاف تغییر شکل را جبران کرد. یونیت‌هایی که در فضای بیرون نصب می‌شوند باید موتورهای مناسب داشته باشند و از مکانیسم محرک فن و یاتاقان‌های محور آن، همچنین عایق‌کاری، به شرح زیر محافظت شود.

 

 

عایق‌کاری

در هواساز، پوسته‌ای که بخش فن، بخش کویل سرمایش و اجزای پایین‌دستی آن را در خود جای‌داده است، معمولاً از داخل عایق‌کاری می‌شود. این عایق‌کاری برای کاربردهای معمول داخلی کافی نیست. کانال دریافت هوای بیرون را باید عایق‌کاری و بخار بندی کرد تا از چگالش روی سطح کانال در هوای سرد جلوگیری شود. اگر طول این کانال به حداقل ممکن کاهش یابد، هزینه‌های عایق‌کاری حداقل می‌شود، عایق‌کاری و بخار بندی محفظه‌ی اختلاط نیز، بسته به مقدار هوای بیرون ورودی به محفظه و دمای طرح زمستانی، ممکن است ضرورت یابد. کانال‌های دریافت هوا برای واحدهایی با %۱۰۰ گردش هوای بیرون را باید تا محل پیش گرم‌کن عایق‌کاری کرد. یونیت‌های واقع در فضای بیرون را باید با مواد مقاوم در برابر هوازدگی کاملاً پوشاند و درزگیری کرد. اگر احتمال می‌رود دمای هوای بیرون از نقطه‌ی شبنم هوای داخل یونیت پایین‌تر برود، باید یونیت را از بیرون عایق‌کاری، بخار بندی و مقاوم در برابر هوازدگی کرد تا از چگالش داخلی جلوگیری شود و اتلاف گرما به حداقل برسد. عایق‌کاری روی سطوح بالایی یونیت باید اندکی محدب باشد تا آب روی آن جمع نشود.

 

 

کنترل

اگر قرار باشد تجهیزات تهویه مطبوع تحت بار جزئی عملکرد رضایت‌بخش داشته باشد، باید تدبیری برای کاهش ظرفیت متناسب با بار لحظه‌ای اندیشید. سه روش متداول‌تر برای تنظیم ظرفیت عبارت‌اند از کنترل به ای پس، کنترل آب سرد، و کنترل حجم هوا. با افت بار اتاق، معمولاً نسبت گرمای محسوس کاهش می‌یابد، زیرا بار نهان اتاق ثابت می‌ماند. این وضعیت معمولاً در ناحیه‌هایی ایجاد می‌شود که ممکن است بخش نسبتاً بزرگی از بار محسوس، مانند بار ناشی از جذب گرمای خورشید، کاهش یابد، بدون آن‌که بر بار نهان، مثلاً بار ناشی از افراد حاضر در اتاق یا نفوذ هوای بیرون، تأثیری بگذارد. به‌منظور حفظ شرایط طرح در بارهای جزئی، و با کاهش نسبت گرمای محسوس، دمای مؤثر سطح کویل را باید از دمای مؤثر مربوط به شرایط طرح تحت بار کامل پایین‌تر آورد. این شرایط در شکل ۳۴ نشان داده‌شده است. رابطه‌ی بین دمای مؤثر سطح کویل و درصد گرمای محسوس طرح اتاق به حجم هوای بیرون که توسط کویل مطبوع می‌شود بستگی دارد. اما کاهش جریان آب سرد عبوری از کویل، به‌منزله‌ی راهی برای تنظیم ظرفیت سبب می‌شود که با کاهش بار، دمای مؤثر سطح کویل افزایش یابد. بنابراین رطوبت اتاق نیز بالا می‌رود. به همین سبب ترجیح می‌دهند جریان آب سرد عبوری از کویل را همواره برقرار نگه‌دارند.

 

 

 

شکل ۳۵ (الف) فرایند نمونه وار یک کویل سرمایش را تحت بار کامل و به ازای مجموعه‌ی مفروضی از شرایط هوا و آب ورودی نشان می‌دهد. شکل‌های ۳۵ (ب)، ۳۵ (ج) و ۳۵ (د) سه روش تنظیم ظرفیت ذکرشده تحت بار %۵۰ و تأثیر هر یک بر دمای مؤثر سطح را نشان می‌دهند. کنترل حجم هوا اثری شبیه کنترل به ای پس هوا دارد. اما به ای پس کردن هوا از اطراف کویل سبب می‌شود هوا با آهنگی نسبتاً ثابت تحویل داده شود. چنان‌که در بخش ۱ شرح داده شد، در کاربردهایی با بارهای نهان بالا ممکن است کنترل دمای پیش گرم ضرورت پیدا کند. در شکل ۳۶ مقدار پیش گرم لازم برای حفظ رطوبت نسبی طرح در نسبت‌های مختلف گرمای محسوس، بر اساس گرمای کل اتاق، نشان داده‌شده است.

 

 

جلوگیری از یخ زدن کویل

یخ زدن آب در کویل های آب پیش گرم، گرمایش مجدد و سرد ممکن است به کویل صدمه بزند و به تعمیرات پرهزینه منجر شود. یخ زدن ممکن است به کویلهای یونیت‌هایی که در هوای سرد کار می‌کنند محدود نشود و کویل یونیت‌هایی که کار نمی‌کنند نیز دچار یخ‌زدگی شود. درنتیجه‌ی لایه‌ای شدن دمای هوا، هوای بیرون در دماهای زیر نقطه‌ی انجماد آب غالباً با سطوح انتقال حرارت تماس پیدا می‌کند. لایه‌ای شدن معمولاً از اختلاط ناقص هوای برگشت و هوای بیرون، یا افزایش دمای غیریکنواخت در کویل پیش گرم‌کن در نتیجه‌ی کاهش فشار در کویل رخ می‌دهد. با آرایش و طراحی مناسب سیستم کانال‌کشی، می‌توان به اختلاط کامل هوا کمک کرد. روش جلوگیری از افزایش دمای غیریکنواخت در کویل های پیش گرم و یخ زدن کویل گرمایش را در فصل ۱ همین بخش شرح دادیم. یخ‌زدگی کویل ممکن است از ورود مستقیم هوای سرد از طریق کویل حفاظت نشده نیز رخ دهد. ممکن است درنتیجه‌ی اثر دودکشی در هواساز داخلی که در حال کار نیست، به‌ویژه اگر یونیت در طبقات پایین ساختمانی بلند نصب‌شده باشد، هوا سیرکولاسیون انجام دهد.

علاوه بر رعایت نکات لازم برای جلوگیری از لایه‌ای شدن هنگام طراحی، از روش‌های زیر نیز می‌توان برای حفاظت از کویل آب استفاده کرد:

۱٫ در فصل زمستان آب کویل را خالی کنید.
۲٫ پمپ آب سرد را به‌کار بیندازید.
۳٫ نقطه‌ی انجماد آب کویل را پایین بیاورید.

خالی کردن آب کویل باید با دمیدن هوا به داخل کویل، با استفاده از دمنده‌ی سیار، به‌منظور حذف آب باقیمانده همراه باشد. روش دیگر جلوگیری از یخ زدن کویل به گردش درآوردن محلول ضد یخ در کویل، پیش از تخلیه‌ی نهایی آن است.
استفاده از پمپ آب سرد در فصل زمستان راه‌حلی پرهزینه برای مشکل یخ‌زدگی است. به‌علاوه، این روش نتیجه‌ی قطعی ندارد، زیرا بازهم ممکن است لوله‌ای که گرفتگی دارد، یخ بزند. روش استفاده از شوراب الکلی حاوی ماده‌ی بازدارنده یا ضدیخ در سرتاسر سال برای جلوگیری از یخ زدن کویل متداول‌تر می‌شود. در حال حاضر شوراب‌هایی برای این کاربرد خاص تهیه‌شده و در بازار عرضه می‌شوند. رجوع کنید به بخش ۴٫

 

 

ایرواشر

متداول‌ترین تجهیزات هوا شویی کاربردی، ایرواشر مرکزی (شکل ۳۷) است، که برای به‌کارگیری در دستگاه‌هایی که در محل مونتاژ می‌شوند طراحی‌شده است. در شکل ۳۸ مقطع همین نوع ایرواشر و جهت جریان هوا در آن نشان داده‌شده است. این دستگاه ایرواشر از یک اتاقک فولادی مستطیلی تشکیل‌شده است که بالا و اطراف آن بسته است و روی مخزن آب‌بندی‌شده‌ی کم‌عمقی از جنس فولاد یا بتن نصب می‌شود. موج گیرهای ورودی که در سمت ورودی ایرواشر تعبیه‌شده‌اند، به یکنواخت شدن سرعت هوا در ایرواشر و کاهش برگشت آب به محفظه‌ی ورودی درنتیجه‌ی جریان گردابی هوا کمک می‌کنند. در سمت خروجی هوا، قطره گیرهایی تعبیه‌شده‌اند که قطرات آب را از هوا جدا می‌کنند. در داخل اتاقک افشانه‌ی ایرواشر دو ردیف نازل افشانه در مقابل هم قرار دارند که قطره‌های کوچک آب را به‌طور یکنواخت توزیع می‌کنند. قطره‌های آب، پس از تماس با هوا، در مخزن جمع می‌شوند و پمپ سیرکولاسیون آنها را به افشانه‌ها برمی‌گرداند.
ایرواشر مرکزی را می‌توان برای کاربرد به‌صورت رطوبت زن یا رطوبت‌زدا طراحی کرد. آرایش فیزیکی در هر دو مورد یکسان است. طول دستگاه رطوبت‌زدا در مسیر هوا کوتاه‌تر از دستگاه رطوبت زن است.

 

 

 

ایرواشرها را به‌صورت یونیتی نیز می‌سازند. یک ایرواشر افشانه‌ای یونیتی، که ازلحاظ طرح و کارکرد مشابه ایرواشر مرکزی است، در شکل ۳۹ نشان داده‌شده است. انواع دیگر ایرواشر یونیتی شامل خیس کردن پرکن الیافی یا مجموعه‌ای از بالشتک‌های تعبیه‌شده در جریان هواست. ایرواشری که در شکل ۳۹ نشان داده‌شده، با سرعت‌بالای هوا در اتاقک افشانه کار می‌کند و، بنابراین، از ایرواشر مرکزی با حجم هوای مساوی، کوچک‌تر است. در شکل ۴۰ مسیر هوای عبوری از اجزای یونیت نشان داده‌شده است. این یونیت شامل پلنوم اختلاط هوای ورودی، فن محوری پره‌ای، بخش دیفیوزر، بخش افشانه و قطره گیری چرخان است. دو تا شش ردیف افشانه هوا را می‌شویند و آن را از گردوغبار و سایر ذرات هوابرد پاک می‌کنند. قطرات آب، پس از تماس با هوا از بخش افشانه تخلیه‌شده به مخزنی مرکزی می‌روند و ازآنجا دوباره وارد مدار می‌شوند.

 

 

کاربرد

از ایرواشر عمدتاً در کاربردهای صنعتی تهویه مطبوع استفاده می‌کنند. استفاده از افشانه رطوبت زنی، رطوبت‌زدایی، یا سرمایش تبخیری را، در صورت نیاز، ممکن می‌کند. به‌علاوه افشانه‌ها کنترل رطوبت به درجات مختلف را امکان‌پذیر می‌کنند؛ کاری که با استفاده از کویل های تنها ممکن نیست. تجهیزات ایرواشر در حذف انواع خاصی از بو و گردوغبار از هوا مؤثرند. در کاربردهایی که احتمال گرفتگی کویل ها با ذرات جامد هوابرد وجود دارد، با به‌کارگیری ایرواشر، تعمیرات به حداقل کاهش می‌یابد. این انعطاف‌پذیری کارکرد با هزینه‌ای پایین به ازای هر واحد هوای تحویلی حاصل می‌شود. با استفاده از تجهیزاتی سبک‌وزن می‌توان به ظرفیت هوا شویی بالایی دست‌یافت. اما این نوع تجهیزات ازلحاظ هیدرولیکی بازند و بنابراین مشکلاتی ازلحاظ طرح لوله‌کشی و موازنه‌ی سیستم ایجاد می‌کنند. چون جریان هوا و آب در این دستگاه‌ها موازی است، و ازآنجاکه معمولاً در کاربرد رطوبت‌زدایی از برگشت ثقلی آب استفاده می‌کنند، اندازه‌ی لوله‌ها در سیستم باز بزرگ‌تر و هزینه‌ی لوله‌کشی و عایق‌کاری بالاتر است.
افشاندن آب با فشارهای بالا، مانند فشار لازم در تجهیزات ایرواشر صدای زیادی ایجاد می‌کند که در بعضی موارد ممکن است به آن اعتراض شود. معمولاً تجهیزاتی که در نواحی تولیدی یا جاهایی که تراز صدای محیط بالا هست نصب می‌شوند، نیازی به تمهیدات کاهش صدا ندارند. در کاربردهای حساس‌تر، باید در موردنیاز به صداگیری تحقیق کرد. ایرواشرافشانه ای یونیتی که در شکل ۳۹ نشان داده‌شده است به فضایی بسیار کمتر از فضای لازم برای ایرواشر مرکزی نیاز دارد و اتاق خاصی هم برای آن لازم نیست. این ایرواشر در پاسخگویی به‌ضرورت تغییر طرح جانمایی سیستم انعطاف‌پذیرتر است و با منطقه بندی بهتر وفق می‌یابد. ارزش اسقاطی آن بالا و وزن آن حین بهره‌برداری پایین است.

 

با نصب ایرواشر مرکزی تراز صدای فن پایین می‌آید و هزینه‌ی بهره‌برداری از آن کاهش خواهد یافت. چون تعداد ایرواشرهای مرکزی کمتر از ایرواشرهای یونیتی است و در نواحی مرکزی سیستم نصب می‌شوند، وقتی در تأسیسات خاصی به‌صورت رطوبت‌زدا به‌کار روند، به لوله‌کشی کمتری نیاز دارند. ایرواشرهای مرکزی با ظرفیت تحویل هوای ۲۰۰۰ تا cfm 336000 در دسترس است. ایرواشرهای افشانه‌ای در گستره‌ی تحویل ۷۸۰۰ تا cfm 47000 موجودند.

 

 

 

رطوبت زن

 

رطوبت زن افشانه‌ای در سرتاسر سال، برحسب نیاز، سرمایش تبخیری، و در فصل زمستان، در صورت ضرورت، گرمایش انجام می‌دهد. این نوع ایرواشر به‌ویژه برای کاربردهایی مناسب است که در آنها مقدار زیادی گرمای محسوس را باید حذف کرد، یا درجاهایی که رطوبت نسبی نسبتاً بالایی را باید به‌طور یکنواخت حفظ کرد، بدون این‌که به کنترل دمای خشک در بالای مقدار حداقل مشخص‌شده نیاز باشد. از این نوع ایرواشر در تأسیسات صنعتی درگیر در تولید یا فراوری مواد نم‌گیر به گستردگی استفاده می‌شود. به‌عنوان نمونه می‌توان از صنایع نساجی، کاغذسازی، چاپ و فراوری توتون نام برد. غالباً سیستمی تکمیلی از پودر سازهای اتاقی نیز در کنار رطوبت زن افشانه‌ای به‌کار گرفته می‌شود تا هزینه‌ی اولیه‌ی سیستم کاهش یابد. در بخش ۱ ویژگی‌های سایکرومتریکی این نوع سیستم ترکیبی شرح داده شد. رطوبت زن‌های افشانه‌ای به سیرکولاسیون مجدد آب، بدون تبرید، نیاز دارند. سیرکولاسیون مجدد آب در دستگاه، در مورد ایرواشرهای مرکزی انجام می‌گیرد. در ایرواشرهای یونیتی، سیرکولاسیون مجدد به‌صورت مرکزی انجام می‌شود.

 

 

رطوبت‌زدا

رطوبت‌زدای افشانه‌ای در فصل تابستان سرمایش محسوس و رطوبت‌زدایی، و در بقیه‌ی ایام سال سرمایش تبخیری و در فصل زمستان، در صورت نیاز، گرمایش انجام می‌دهد. هنگامی از این دستگاه استفاده می‌شود که بخواهیم رطوبت نسبی پایین را به‌طور یکنواخت حفظ کرده، دمایی خشک را در ترازی آسایش‌بخش نگه‌داریم. در این کاربرد به منبع آب سرد نیاز است. در تأسیساتی با چند سیستم ایرواشر مرکزی، مقدار آب در گردش در هر ایرواشر ثابت می‌ماند و آب سرد به مقادیر مختلف وارد بخش مکنده‌ی پمپ می‌شود. آب اضافی برگشتی به مخزن ایرواشر با پمپ به مخزن جمع‌آوری مرکزی برمی‌گردد، یا به‌صورتی که متداول‌تر است، به‌واسطه‌ی نیروی وزن خود از ایرواشر در مخزن مرکزی تخلیه می‌شود. اگر از سیستم برگشت ثقلی استفاده شود، باید در مخزن ایرواشر نوعی بند سرریز تعبیه کرد تا تراز آب در مخزن ثابت بماند. در صورت استفاده از پمپ می‌توان آهنگ برگشت را به کمک شیر کنترلی که با تراز آب در مخزن کار اندازی می‌شود، کنترل کرد. اندازه‌ی پمپ برگشت را باید چنان انتخاب کرد که ظرفیتی ۱۰ تا %۲۰ بالاتر از مقدار لازم داشته باشد. در هر حالت، مقدار آب سرد ورودی به دستگاه باید به حداکثر %۹۰ مقدار آب در گردش محدود شود.

در شکل ۴۱ آرایش‌های مختلف مخزن مرکزی نشان داده‌شده است. شکل‌های ۴۱ (الف) و ۴۱ (ب) به دستگاه‌های رطوبت‌زدا با برگشت ثقلی مربوط‌اند. شکل‌های ۴۱ (ج) و ۴۱ (د) رطوبت‌زداهای نمونه وار با پمپ برگشت یا کاربردهای سرمایش تبخیری را نشان می‌دهند. اگرچه ایرواشرهای افشانه‌ای یونیتی را می‌توان با همان آرایشی نصب کرد که ایرواشرهای مرکزی نصب می‌شوند، معمولاً به‌طور مستقیم به آنها آب سرد می‌رسانند و سیرکولاسیون مجدد در یونیت انجام نمی‌شود. بنابراین چگالی افشانه، با بار تغییر می‌کند. برگشت آب به مخزن جمع‌آوری مرکزی به‌صورت ثقلی انجام می‌گیرد. طی ماه‌هایی که به تبرید نیازی نیست، پمپ آب سردی که به رطوبت‌زدای افشانه‌ای مرکزی سرویس می‌دهد، بیکار می‌ماند. اگرچه انتقال حرارت با تماس مستقیم هوا و آب افشانه در ایرواشر انجام می‌گیرد، کارایی جریان موازی هوا و آب از کارایی جریان در جهت‌های مقابل در کویل پایین‌تر است. در شکل ۴۲ روشی برای ایجاد جریان متقابل در رطوبت‌زدای افشانه‌ای دو مرحله‌ای نشان داده‌شده است. جریان در هر مرحله موازی است. با استفاده از چنین آرایشی می‌توان از آب سرد با دمای بالاتر، یا جریان آب کمتر استفاده کرد.

 

انتخاب یونیت

انتخاب ایرواشر شامل تعیین اندازه‌ی بهینه‌ی ایرواشر و ابعاد و تعیین مقدار آب افشانه‌ی سیرکولاسیون مجدد و فشار آن است. در مورد رطوبت‌زدا، ممکن است بررسی آثار اقتصادی انتخاب ایرواشر بر اجزای دیگر، مانند لوله‌کشی یا تجهیزات تبرید، ضرورت پیدا کند. با افزایش مقدار آب سیرکولاسیون مجدد یا کاهش سرعت سطحی در ایرواشر با انتخاب ایرواشرهای بزرگ‌تر، می‌توان عملیات را با آب سرد در دمای بالاتر یا با مقدار کمتری آب سرد انجام داد.

 

اندازه‌ی یونیت

سطح ایرواشر بر اساس مقدار طرح هوا و سرعت سطحی حداکثر توصیه‌شده تعیین می‌شود. رطوبت‌زداها را معمولاً طوری طراحی می‌کنند که در سرعت‌های ۳۰۰ تا fpm 650 کار کنند. رطوبت زن‌ها معمولاً در گستره‌ی سرعت ۳۰۰ تا ۷۵۰ fpm انتخاب می‌شوند. در سرعت‌های بالاتر یا پایین‌تر از این حدود، قطره گیر عملکرد مؤثری نخواهد داشت. بنابراین اگر ناگزیر باشیم ظرفیت ایرواشر را بالاتر انتخاب کنیم تا پاسخگوی نیازهای آینده باشد، و اگر سرعت سطحی از fpm 300 پایین‌تر بیاید، کاهش سطح برای افزایش سرعت پیشنهاد می‌شود تا زمانی که به‌کل ظرفیت نیاز پیدا کنیم. به همین ترتیب، اگر از کنترل حجم برای حفظ شرایط در فضای مطبوع شده استفاده کنیم، سرعت هوا نباید از fpm 300 پایین‌تر بیاید.
برای حداکثر صرفه‌جویی اقتصادی و انعطاف‌پذیری کنترل، پیشنهاد می‌شود که ایرواشرهایی با سرعت سطحی حتی‌الامکان نزدیک به حداکثر توصیه‌شده انتخاب کنیم.

 

با تعیین سرعت سطحی تقریبی، چندین ایرواشر با ارتفاع‌ها و عرض‌های مختلف را می‌توان انتخاب کرد. اما اگر ارتفاع ایرواشر از مقدار حداکثری که سازنده مشخص می‌کند بیشتر شود، ممکن است قطره گیرها روی‌هم انباشته شوند و عملاً با دو ایرواشر سروکار پیدا کنیم. ازلحاظ اقتصادی بهتر است ایرواشر را با ارتفاعی کمتر از این مقدار حداکثر انتخاب کرد، حتی اگر عرض آن از ارتفاعش بیشتر شود. با افزایش سرعت سطحی، بازده اشباع ایرواشر یا ضریب تماس آن کاهش می‌یابد. بنابراین به ازای افزایش دمای موردنظر، وقتی سرعت سطحی ایرواشر بالاتر باشد، به مقدار بیشتری هوا نیاز خواهیم داشت. اما این اثر ازلحاظ اقتصادی به‌اندازه‌ی کافی درخور اعتنا نیست که پایین بودن سرعت سطحی ایرواشر را توجیه کند. ایرواشر افشانه‌ای یونیتی (شکل ۳۹) در سرعت‌های تا ۲۶۰۰ fpm کار می‌کند و در این سرعت‌ها می‌تواند رطوبت را به‌طور مؤثری حذف کند. این نوع ایرواشر برای شستن مقدار نامی معینی هوا طراحی می‌شود و انتخاب‌ها در گستره‌ی %۷۵ تا ۱۰۵% مقدار نامی انجام می‌گیرد.

 

 

آب افشانه

بازده اشباع ایرواشر و ضریب تماس بر اساس مشخصه‌های مختلف افشانه، به علاوه‌ی سرعت سطحی، تعیین می‌شود. این مشخصه‌ها عبارت‌اند از تعداد ردیف‌های افشانه و فشار آب افشانه. به ازای فشار مفروض آب افشانه، مقدار آب را می‌توان در گستره‌ی نسبتاً وسیعی تغییر داد بدون این‌که ضریب تماس یا بازده اشباع تغییر چندانی پیدا کند. این کار را می‌توان با تلفیق‌های مختلف اندازه‌ی سوراخ نازل و تعداد نازل‌ها انجام داد. فشار افشانه معمولاً در گستره‌ی ۲۰ تا psig 40 است و فشارهای بالاتر بازده اشباع بالاتری ایجاد می‌کنند. رطوبت‌زداها، در مقایسه با رطوبت‌گیرها، معمولاً به فشار افشانه‌ی پایین‌تری نیاز دارند. به ازای مقدار مفروضی آب با سیرکولاسیون مجدد، هر چه تعداد ردیف‌های نازل کمتر باشد، بازده اشباع بیشتر می‌شود، زیرا فشار اشباع افشانه بالاتر خواهد بود. اما در طراحی و تعیین ظرفیت نامی ایرواشرهای مرکزی، تعداد ردیف‌های افشانه‌ی دسترس‌پذیر معمولاً استاندارد و محدود است.

 

بازده بهینه‌ی رطوبت‌زدا معمولاً به ازای مقدار آب افشانه‌ای تقریباً برابر gpm 5 بر هر فوت مربع و فشار psig 25 حاصل می‌شود. چگالی افشانه ممکن است بین ۳ تا gpm 11 بر فوت مربع تغییر کند، بدون این‌که اثر درخور اعتنایی بر عملکرد داشته باشد، به این شرط که فشار psig 25 برای نازل‌ها تأمین شود. چگالی افشانه‌های رطوبت زن، بسته به تعداد و اندازه‌ی نازل‌های مورداستفاده، بین ۲ تا gpm 3.0 بر فوت مربع تغییر می‌کند. در کاربردهای سرمایش تبخیری فقط به دانستن اندازه و بازده اشباع نیاز داریم تا بتوانیم انتخاب قطعی انجام دهیم. اما، برای انتخاب رطوبت‌زدا، باید رابطه‌ی بین دمای تر هوای خروجی و دمای آب سیرکولاسیون مجدد بعد از تماس هوا را بدانیم. این اطلاع برای محاسبه‌ی مقدار آب سرد لازم در دمای مفروض لازم است. در نمودار ۸ مقادیر نامی رطوبت‌زداها نشان داده‌شده است.

ایرواشر افشانه‌ای یونیتی را می‌توان با مقادیر آب مختلف انتخاب کرد. بنابراین تعداد ردیف‌های افشانه را می‌توان انتخاب کرد، به‌طوری‌که گستره‌ای از ضرایب تماس حاصل شود. ظرفیت نامی رطوبت‌زداها، مانند یونیت‌های هواساز، بر اساس نقطه‌ی شبنم دستگاه تعیین می‌شود. در نمودار و عملکرد نمونه وار رطوبت‌زدایی با اندازه‌ی مفروض نشان داده‌شده است. هد پمپ سیرکولاسیون مجدد برای ایرواشرهای مرکزی معمولاً از ۵۰ تا ft wg 85 در تغییر است، به‌شرط این‌که پمپ به ایرواشر نزدیک باشد. هد پمپ اصولاً براساس فشار نازل افشانه تعیین می‌شود. ضریب رسوب‌گذاری مورداستفاده برای انتخاب تجهیزات تبریدی که همراه ایرواشر به‌کار می‌روند باید دست‌کم ۰٫۰۰۱ باشد.

 

تصحیحات اتمسفریک

مقدار نامی ایرواشری که در ارتفاعی بالاتر از سطح دریا کار می‌کند نیازی به تصحیح ندارد.
فن باید بر اساس روش پیشنهادی در فصل ۱ همین بخش انتخاب شود. در بخش ۸ نحوه‌ی انتخاب موتور برای کار در ارتفاعات بالاتر از سطح دریا شرح داده می‌شود.