بالا بودن میزان مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی باعث شده است تا امروزه مسئولان این حوزه به دنبال راه حلی برای کاهش آن باشند. بررسی های انجام شده نشان می دهد که بخش زیادی از هزینه های مرتبط با ساختمان، به دلیل مطبوع ساختن هوای داخل اتاق است.

امروزه راه های متعددی برای کاهش میزان مصرف انرژی در ساختمان های مسکونی، اداری و‌ تجاری وجود دارد؛ اما از میان آن ها استفاده از سیستم VAV نقش موثرتری در بهینه سازی مصرف انرژی ایفا کرده است. دمای مطلوب محیط در محیط های اداری از اهمیت بالایی برخوردار است؛ زیرا می تواند در بهبود عملکرد کارکنان و همچنین افزایش راندمان یا بازدهی آن شرکت نقش چشمگیری داشته باشد.

همه چیز درباره سیستم تهویه مطبوع VAV

سیستم تهویه مطبوع هوای ساختمان VAV با کنترل و تعیین حجم دقیق هوای مطبوع برای هر فضا توانسته است نقش قابل توجهی در کاهش هزینه های مصرف انرژی داشته باشد. VAV یا ” variable air volume” یک سیستم مقرون به صرفه برای کنترل کردن تهویه ساختمان هایی است که داری بار حرارتی متغیری هستند. سیستم حجم هوای متغیر متناسب با تغییراتی که در فضای موردنظر ایجاد می شود؛ به تغییر کیفیت هوا می پردازد.

برای مثال اگر از این سیستم در یک محیط اداری تعبیه شود؛ به کمک سنسور اندازه گیری گاز co2 به تنظیم دقیق کیفیت هوا می پردازد. چنانچه از تعداد کارکنان آن محیط اضافه یا کاسته شود، کیفیت هوا نیز تغییر می کند و این سیستم با توجه به تغییراتی که اعمال شده، به تنظیم مجدد تهویه هوای آن محیط می پردازد. علاوه بر تعداد نفرات، عواملی نظیر میزان تابش نور خورشید، تعداد سیستم های روشن یا خاموش و… می توانند در گرمایش یا سرمایش محیط مورد نظر نقش داشته باشند.

این دستگاه با قرار گرفتن در سیستم تهویه مطبوع، میزان دمای خروجی از سیستم را ثابت نگه می دارد و با توجه به تغییراتی که در طول شبانه روز اتفاق می افتد، حجم هوا را کنترل می کند و باعث خنثی شدن بار گرمایی می شود.

کنترل و تنظیم فشار داخلی ساختمان و جریان

کنترل فشار ثابت در کانال های اصلی اولین چیزی است که باید در سیستم تهویه VAV به آن توجه شود. کنترل این بخش با تنظیم سرعت فن امکان پذیر است. علاوه بر کنترل فشار ثابت در کانال های اصلی، در تمام انشعابات که وظیفه تقسیم هوا را بر عهده دارند؛ فشار هوای داخل باید بدون تغییر نگه داشته شود.
در سیستم کانال کشی از دو شاخصه تنظیم فشار و تنظیم جریان کنترل می شوند. برای تنظیم کردن جریان هوا از سنسورهای اندازه گیری موجود در سیستم VAV استفاده می شود.

این سنسورها در سیستم تهویه VAV بعد از تعیین اندازه حداقل و حداکثر جریان هوا، به محاسبه هوا در کانال می پردازند و با کمک دمپرهای تعبیه شده در این سیستم هوای درون کانال تنظیم می شود.

تنظیم فشار در کانال ها و انشعابات

تنظیم کردن فشار در سیستم تهویه مطبوع موجب می شود تا هوای رفت در انشعابات اصلی از کیفیت بهتری برخوردار باشد. سیستم های VAV در هر وضعیتی که باشند؛ فشار هوا باید در تمام شاخه ثابت باشد. در انتهای کانال سنسوری تعبیه شده است که فشار استاتیکی را تشخیص می دهد و با انتقال دادن آن به دستگاه الکترونیکی تنظیم فشار، به ثابت نگه داشتن این شاخصه در تمام مراحل تهویه هوا کمک می کند.

در کانال های توزیع هوا، افت فشار نباید از چهل درصد فشار استاتیکی بالاتر برود. در صورتی که رگولاتور تنظیم فشار که در کانال های توزیع هوا تعبیه شده اند؛ اگر در مسیر اگزاست با رگولاتور جریان هوا به صورت همزمان و با یکدیگر کار کنند؛ می توانند باعث یکسان شدن میزان جریان هوای ورودی و خروجی شوند.

انتخاب نوع تنظیم کننده بالانس هوایی

معمولاً پیشنهاد می شود تا در محیط های کوچکی که فشار یکسان است؛ در کانال های رفت و برگشتی از دستگاه تنظیم کننده فشار استفاده شود؛ اما اگر در کانال های رفت و برگشتی انشعابات اصلی دریچه موتورایز VAV تعبیه شود؛ استفاده از دستگاه تنظیم کننده فشار ضروری است؛ اما با توجه به اینکه در محیط های بزرگ، احتمال تغییرات دمایی پایین است؛ پیشنهاد می شود بالانس هوای برگشتی به صورت مرکزی تنظیم شود‌.

نقاط قوت و ضعف تنظیمات فشار هوا و جریان هوا

تنظیم کردن جریان هوا می تواند با مزیت هایی چون کنترل جامع جریان هوا، تغییر نکردن جریان هوا در صورت تغییرات فشار، تعیین اندازه واقعی جریان و… اشاره کرد. البته تنظیمات جریان هوا با نقاط ضعفی مانند استفاده از تجهیزات مخصوص برای اعمال تغییرات کوچک و ساده در جریان هوا همراه است.

تنظیم فشارهوا مانند تنظیم جریان هوا با مزایایی چون کار کردن در هوای کم، عدم نیاز به تهیه تجهیزات مخصوص، تنظیم فشار در نقاط مختلف، نداشتن صدای زیاد و ترکیب آن با CAV همراه است. از نقاط ضعف تنظیم فشار می توان به عدم امکان تنظیم جریان هوا و لزوم یکسان بودن افت فشار در کانال های انشعابی اشاره کرد.

سیستم های کارآمد در دمپر حجم هوای متغیر (VAV)

با توجه به اینکه تنظیمات فشار و تنظیمات جریان هوا با وجود مزایای بسیار با نقاط ضعف متعددی همراه هستند؛ در دمپر حجم هوای متغیر از سیستم های کارآمد متنوعی استفاده می شود. در ادامه هفت نمونه از سیستم های مناسب برای دمپر حجم هوای متغیر یا VAV شرح داده شده است.

سیستم نوع 1
در سیستم نوع یک، هوای رفت از دریچه موتورایز VAV عبور می کند و فشار به طور همزمان در کانال ها کنترل و ثابت می شود. هوای اگزاست در این سیستم به صورت مرکزی به سیستم تهویه هوای مطبوع برگشت داده می شود.
در این سیستم جریان هوای ورودی و خروجی با شکل master-Slave اندازه گیری و کنترل می شود. مطابق عملکرد این سیستم میزان جریان هوای رفت و برگشتی تقریباً یکسان شده و از اختلاف میان آن ها تا حدودی کاسته می شود.

سیستم نوع 2
در سیستم نوع ۲ جریان هوا توسط یک دمپر موتوری در کانال کنترل می شود و جریان هوای ورودی در این سیستم از دریچه های بدون موتور CAV حرکت می کند. اندازه گیری جریان هوای ورودی و خروجی با دقت بالایی انجام می شود و مانند سیستم نوع یک، هوای اگزاست به صورت مرکزی بازگشت داده می شود.

سیستم نوع 3
در سیستم نوع 3 برای کنترل هوای ورودی از موتور CAV استفاده می شود؛ اما انتقال هوای ورودی از طریق یک دریچه بدون موتور به سمت چپ محیط انجام می شود. برای تنظیم و اعمال تغییرات در جریان هوای سمت راست محیط از Regular kombi استفاده می شود. برخلاف سیستم های نوع یک و دوم، در این سیستم کنترل هوای اگزاست توسط دستگاه مخصوص تنظیم کننده جریان انجام می شود. در سیستم نوع سوم اختلال جریان هوای ورودی و خروجی کمتر از 1 درصد است.

سیستم نوع ۴
سیستم نوع چهار عملکردی شبیه به سیستم نوع یک دارد و هوای رفت در آن با ورود به دریچه های VAV موتورایز کنترل می شود. تفاوت سیستم نوع چهار با سیستم نوع یک عدم اندازه گیری دقیق میزان هوای ورودی و خروجی در کانال انشعابات اصلی است. بالانس هوایی میان جریان ورودی و خروجی در این سیستم با روش Master-Slave انجام می شود.

سیستم نوع 5
سیستم نوع پنج عملکردی شبیه به سیستم نوع دوم دارد؛ با این تفاوت که در سیستم نوع ۵ حجم هوای ورودی و خروجی به صورت دقیق و کامل اندازه گیری نمی شود. در سیستم نوع پنج برخلاف سیستم نوع دو، کنترل حجم و کنترل فشار با یکدیگر در کانال های توزیع ترکیب می شوند.

سیستم نوع 6
در سیستم نوع ششم عبور جریان هوای رفت از دمپر VAV موتورایز انجام می شود. لازم به ذکر است که کنترل فشار در کانال بدون تغییر نگه داشته می شود. در این سیستم تامین هوای ورودی به وسیله دریچه های بدون موتور انجام می شود. در این سیستم می توان جریان هوای یکسانی را در محیط ایجاد کرد.

سیستم نوع 7
در سیستم نوع هفت کنترل میزان جریان هوای ورودی و خروجی به واسطه دستگاه تنظیم کننده هوا انجام می شود. تغییراتی که در دمای محیط اتفاق می افتد؛ باعث موازی شدن دمپرها و در نتیجه ثابت شدن جریان هوا و اعمال تغییرات ناچیز در میزان هوای رفت و برگشتی می شود. این سیستم زمانی کاربرد دارد که سیستم تهویه مطبوع با هدف تنظیم هوا در یک بخش از ساختمان نصب شده باشد.