یکی از تجهیزات بسیار مهم و کاربردی و البته بدون جایگزین جهت تهویه مطبوع تابستانی و زمستانی دستگاه هواساز یا هوارسان است.

این دستگاه با توجه به مشخصات پروژه و نوع کاربری آن دارای تنوع و پیچیدگی زیادی می‌تواند باشد که در این مقاله به تک تک جزئیات آن می‌پردازیم.

هواساز چیست ؟

هواساز یا هوارسان به دستگاهی گفته می شود که عملیات گرماگیری از محیط و یا گرمادهی به محیط را در حجم هوای زیاد و با فشار استاتیک بالا جهت پرتاب بیشتر از طریق کانال امکان پذیر می سازد . هواسازها همانند فن کویل ها با داشتن فن دمنده و مبدل حرارتی و البته تجهیزات بیشتر و پیشرفته تر از جمله دستگاههای نام آشنای سیستم های تهویه مطبوع به شمار می روند.

خروجی هواساز، هوای مطبوع و مناسب محیط است که حجم، رطوبت، میزان آلایندگی و دمای خروجی در آن ها قابل تنظیم است.

دستگاه هواساز ، دستگاهی برای فیلتر نمودن ، تنظیم دما ، تنظیم رطوبت ، کنترل سرعت ، جهت و توزیع هوای ورودی به ساختمان ، آپارتمان ، سوله صنعتی و یا هر نوع ساختمان دیگری است و به همین خاطر از نظر کاربرد به انواع هواساز ساختمانی (آپارتمانی یا همان هواساز خانگی) و نیز هواساز صنعتی دسته بندی می شود. سیستم هواساز به همراه دستگاه های سرمایشی مانند چیلر ، دستگاه های گرمایشی مانند بویلر و یا دستگاه های سرمایشی گرمایشی مانند GHP , VRF و غیره مورد استفاده قرار می گیرد زیرا هواساز دستگاه تولید کننده حرارت و برودت نیست بلکه فقط دستگاه توزیع کننده هوای سرد و گرم است.

در مجموع می توان اهداف اصلی استفاده از این سیستم را به این ترتیب نام برد:

1. کنترل دما
2. تنظیم اکسیژن
3. تصفیه هوا
4. تنظیم رطوبت

کاربرد هواساز

این سیستم یکی از پرمصرف ترین دستگاه های صنعت HVAC بشمار می رود که می تواند نیازهای متعددی را در این زمینه برآورده سازد؛ لذا، گستره وسیعی از کاربردها را پوشش می دهد و به همین علت است که تنوع بسیاری در طراحی آن وجود دارد.

اما بطور کلی می توان گفت، استفاده از دستگاه هواساز برای فضاهایی رایج است که مساحت زیاد و یکپارچه ای داشته و یا به حجم قابل توجهی هوای تازه نیاز دارند. با توجه به اینکه این سیستم غالباً بعنوان یک دستگاه مرکزی بکار گرفته می شوند، نمی توانند برای فضاهای تفکیک شده ای مثل واحدهای مسکونی و اداری یا مغازه های یک مرکز تجاری که نیاز به کنترل مستقلی دارند، انتخاب مناسبی باشند.

در دستگاه های هواساز فیلترهای مختلف با کاربرد های متفاوتی وجود دارند :

• پیش فیلتر فلزی
• پیش فیلتر الیاف شیشه ای (فایبرگلاس)
• پیش فیلتر پلیتد (پانل)
• فیلتر کیسه ای
• فیلتر هپا
• فیلتر اولپا

معرفی انواع هواساز

سیستم تهویه هوا شامل اتاق فن، موتور الکتریکی، کویل های گرمایش و سرمایش، فیلتر و دمپر از اجزای اصلی سیستم می باشد که بسته به نوع کاربرد می توان آن را به اتاق میکس هوا، اتاق شستشوی هوا، فیلتر کیسه ای و نوع رطوبت ساز مجهز کرد.

تهویه مطبوع هوای تازه: این سیستم ها در مجتمع های مسکونی، اداری و تجاری مورد استفاده قرار می گیرند.
تهویه مطبوع صنعتی: از این سیستم ها در محیط های صنعتی با حجم بالا نیز استفاده می شود.

همچنین از نظر ساخت و نصب، ایرواشر ها را می توان به دو نوع دیگر تقسیم کرد که در زیر معرفی می شوند:

مدل های عمودی: این دستگاه ها ارتفاع بیشتری دارند اما سطح کمتری را اشغال می کنند.
مدل های افقی: این مدل ارتفاع کمتری نیز دارد و رد پای بزرگتری دارد. این نوع کولرگازی ها بسیار رایج تر و محبوب تر هستند.
البته در یک تقسیم بندی کلی دیگر می توان این سیستم ها را از نظر نوع فن، سیستم گرمایش و سرمایش، نوع کویل، نوع موتور، نوع رطوبت ساز، سیستم کنترل، ظرفیت و اندازه تقسیم بندی کرد.

هواساز ساختمانی چیست ؟

همانطور که گفته شد هواسازها به دو دسته کلی هواساز ساختمانی (آپارتمانی) و صنعتی تقسیم بندی می شوند. از هواساز ساختمانی می توان در اماکن مختلف مسکونی ، اداری ، تجاری ، آموزشی و غیره استفاده نمود. از نظر ساختاری بین این دستگاه ها تفاوتی وجود ندارد و فقط ابعاد آنها ، نوع فیلترهای به کار رفته ، مجهز بودن یا نبودن به تجهیزات رطوبت گیر و رطوبت زن و نیز درصد هوای برگشتی به دستگاه ها متفاوت است. برای مثال یک هواساز صنعتی که در محیطی آلوده کار می کند بهتر است که به فیلترهای مخصوص جذب کننده آلاینده ها مجهز شود و یا اینکه در یک هواساز خانگی (آپارتمانی) مسئله تنظیم و کنترل رطوبت نیز اهمیت پیدا می کند.

هواساز صنعتی چیست ؟

کولرهای صنعتی مناسب کولرهای سوله ای صنعتی، کولرهای انباری، کارگاه های بزرگ تولیدی، سالن های ورزشی و ... می باشد. با توجه به فضای زیاد سوله، افزایش گردش هوا (گردش هوا) و استفاده از فیلترهای مختلف برای صرفه جویی در مصرف انرژی گردش هوا و جلوگیری از ورود یا انتقال آلاینده های صنعتی توصیه می شود، اما به طور کلی عملکرد آن مشابه نوع ساختمان است.

کاربرد هواساز 

کاربرد دستگاه هواساز در سیستم تهویه یک ساختمان یا سوله معمولا در یکی از شرایط زیر ضرورت پیدا می کند :

۱ . در هر نوع کاربری که به ورود هوای تازه به طور دائمی نیاز داشته باشیم.

۲ . در هر نوع کاربری که رفت و آمد در آن زیاد بوده و باید اکسیژن به میزان کافی تامین شود.

۳ . در هر نوع کاربری که بخواهیم با کانال ، هوا را توزیع کنیم.

۴ . در جاهایی که باید هوا به خوبی و متناسب با نیاز فیلتر شود.

۵ . و کاربرد هواساز در جاهایی که باید رطوبت هوا کامل تحت کنترل باشد و بتوان مقدار آن را مدیریت کرد.

روف تاپ پکیج در واقع ترکیبی از چیلر و هواساز در یک مجموعه یکپارچه است. روفتاپ پکیج ها عمل گرمایش ، سرمایش ، فیلتراسیون و تنظیم رطوبت هوا را انجام می دهند. اجزای داخلی دستگاه شامل یک چیلر هوا خنک، کویل حاوی مبرد، کویل آبگرم، فن، فیلتر و تجهیزات رطوبت زنی می شود. در حالت سرمایش، چیلر تراکمی هوا خنک کار کرده و مبرد را به کویل حاوی مبرد (اواپراتور) ارسال می کند و فن با چرخش خود و عبور دادن هوا از اطراف کویل، منجر به کاهش دمای هوا می شود. در حالت گرمایش نیز آبگرم باید از موتورخانه یا دستگاه پکیج دیواری و … به کویل آبگرم ارسال و فن با چرخش خود اینبار دمای هوا را افزایش دهد. روفتاپ پکیج نیز سه کانال هوای رفت، هوای برگشت و هوای تازه دارد. به دستگاه روفتاپ پکیج ، دستگاه پکیج یونیت نیز گفته می شود.

از روفتاپ پکیج (پکیج یونیت) جهت فیلتراسیون هوا، تأمین هوای تازه، سرمایش و یا گرمایش بصورت همزمان استفاده می‌شود. روفتاپ پکیج (روف تاپ) به دو قسمت اصلی هواساز و کندانسینگ یونیت تقسیم می‌شود که هر دوی این قسمت‌ها در قالب یک دستگاه و پکیج تولید می‌گردد.
مبنای کار روفتاپ پکیج جهت ایجاد سرمایش سیکل تبرید تراکمی بخار می باشد. لذا، سیکل برودتی آن از چهار مؤلفه اصلی تشکیل شده است:

1-کمپرسور
ظرفیت کندانسور و سطح تبادل آن در میزان ضریب عملکرد کندانسینگ یونیت و در نهایت روفتاپ پکیج دارد. در واقع میزان heat rejection باید کاملاً مناسب جهت تقطیر مبرد باشد و کوچک بودن کندانسور و سطح تبادل حرارتی کم آن باعث افزایش فشار دیس‌شارژ یا دهش و کاهش ضریب عملکرد شود.

2-کندانسور (معمولاً کندانسور هوایی)
بعلت ظرفیت برودتیِ پایین اغلب روفتاپ پکیج ها، استفاده از کندانسور آبی که به منزله بکارگیری برج خنک کننده و افزایش هزینه های بهره برداری نیز می باشد، توجیه اقتصادی نخواهد داشت. لذا، تقریباً می توان گفت کندانسورِ تمامی روفتاپ پکیج ها، از نوع هوایی می باشد. بنابراین، گاز داغ خروجی از کمپرسور به کمک هوای محیط، پس از خنک شدن، تبدیلِ به مایع می گردد.

3-شیر انبساط
به مانند چیلر، در روفتاپ پکیج ها نیز به کمک شیر انبساط که عمدتاً از نوع مکانیکی می باشد، کنترل جریان مبرد و کاهش دمای آن از طریق ایجاد فرایند اختناق محقق می شود، با این تفاوت که در روفتاپ پکیج ها، استفاده از قطعه ای بنام پخش کن (Distributer) بعد از شیر انبساط الزامی است تا مبرد به مقدار یکسان در تمامی لوله های کویل DX (اواپراتور هوایی) جریان یابد.

4-اواپراتور هوایی
کویلی است مشابه کویل آبسرد در هواسازها که جریان هوای عبوری از روی آن خنک می شود، با این تفاوت که بجای آبِ سرد، جریان سرد مبرد وارد لوله های کویل می گردد. بعلاوه، همانطور که اشاره شد از قطعه ای بنام پخش کن در ورودی کویل استفاده می شود و همچنین به دلیل تمیزی و خلوص بیشتر مبرد نسبت به آب می توان از لوله هایی با قطر کوچکتر نیز در ساخت کویل استفاده کرد.

در این سیستم، بخار مبرد پس از تراکم یافتن در کمپرسور و افزایش توأمان فشار و دما، وارد کندانسور (غالباً هوایی) شده و بعد از خنک شدن تا دمای اشباع، با از دست دادن حرارت بیشتر چگالیده خواهد شد. مایع مبرد حاصل شده، راهی قسمت هواساز دستگاه شده و از شیر انبساط عبور می­ کند. سپس بعد از افت فشار و کاهش دمای ایجادشده وارد کویل سرمایش DX می­ گردد. به این ترتیب با عبور جریان هوا از روی کویل و خنک شدن آن، مبرد ورودی بواسطه دریافت گرمای هوا تبخیر شده و پس از بازگشت به قسمت کندانسینگ یونیت دستگاه، مجدداً وارد کمپرسور می­ شود.

ظرفیت روفتاپ پکیج ها

پکیج های روفتاپ در بازه ظرفیت 1 الی 100 تن تبرید قابل طراحی و تولید میباشد. این پکیج ها در دو نوع تولید و طراحی میگردد. اولین در نوع حجم ثابت در این روش مقدار هوا دهی روفتاپ پکیج ثابت میباشد و در ظرفیت های مختلف دمای هوا تغییر میکند. نوع دوم طراحی روفتاپ پکیج حجم متغبر میباشد که دمای خروجی از روفتاپ پکیج ثابت در نظر گرفته میشود اما مقدار هوای آن در بازه های مختلف تغییر میکند. در حالت کلی تقریبا ساختار و اجزای این دو دسته از روفتاپ پکیج ها یکسان میباشد اما روفتاپ پکیج حجم متغیر دارای چندین ویژگی جدید تر نسبت به نوع حجم ثابت میباشد. روفتاپ پکیج ها با ظرفیت 2 الی 30 تن تبرید بیشتر از نوع حجم ثابت میباشد اما در ظرفیت 30 الی 100 تن تبرید ساختار آن به صورت حجم متغیر میباشد. البته این دسته بندی مطلق نمیباشد و در ظرفیت های بالاتر نیز روفتاپ پکیج ها به صورت حجم ثابت نیز موجود میباشد و در ظرفیت پایین تر نیز روفتاپ پکیج های حجم متغیر طراحی و تولید میگردند. همان طور گفته شد روفتاپ پکیج ها در حجم متغیر احتیاج به متعلقات دیگر میباشند که به جهت اقتصادی بهتر است در ظرفیت های بالا مورد استفاده قرار گیرد.

محل قرارگیری دستگاه

روف تاپ پکیج ها در فضایی آزاد و اغلب بر روی بام نصب شده و معمولا دارای سه دریچه (دریچه ورود هوای تازه ، دریچه هوای برگشتی و سیرکوله شده ساختمان ، دریچه هوای مطبوع خروجی از دستگاه به سمت بخش های مختلف ساختمان) هستند. هوای تازه با هوای برگشتی (سیرکوله شده) مخلوط و پس از گرم یا سرد شدن و نیز عبور از فیلترهای تعبیه شده در دستگاه، از دریچه خروجی دستگاه خارج شده و با کانال کشی وارد ساختمان می شود. به علت استفاده از سیکل تبرید تراکمی (همانند چیلر ، کولر گازی و …) در این دستگاه، سرمایش آن بسیار مطبوع و به علت استفاده از آبگرم موتورخانه یا پکیج، گرمایش آن نیز بسیار مطبوع است.