اصول HVAC
کل مدیران نگهداری از تأسیسات، پیمانکاران HVAC، اعضاء هیئت مدیره HOA[۱]، مدیران ساختمان‌های بلند مرتبه (آسمانخراش‌ها) و املاک، مهندسان تأسیسات و ساختمان و مدیران املاک تجاری مسئول تفکر در باب «بهره‌برداری از HVAC» می‌باشند. گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع در واقع برای هر بخش از املاک و مستغلات حیاتی می‌باشند (برای هر نوع از هدف‌های مسکونی، تجاری و یا صنعتی)
در بخش ذیل، قوانین بنیادین سامانه‌های HVAC ارائه شده‌اند.
HVAC چیست؟
عملکرد سامانه‌های گرمایش، تهویه و تهویه‌مطبوع (HVAC) در واقع شامل گردش هوای تازه در «فضای داخلی تحت سکنی»، در ضمن نگهداری دمای بهینه برای ابقاء شرایط آسایش ساکنان می‌باشد. نگهداری از یک سامانه HVAC کارآ، در راستای ابقاء مدیریت آسان و تأمین آسایش حرارتی ساکنان الزامی می‌باشد.
بخش‌های یک سامانه HVAC
مدیران ساختمان‌ها باید از شیوه بهره‌برداری از سامانه‌های HVAC و شیوه‌های رفع مشکل‌های احتمالی آتی آن‌ها کاملاً مطلع باشند.
در بخش‌های ذیل، مهمترین نکته‌های لازم در باب هر بخش از یک سامانه HVAC ارائه شده‌اند:
کمپرسور
کمپرسور به‌عنوان قلب یک سامانه HVAC در واقع مبرد را از میان اجزاء لازم، در یک الگوی حلقوی (سیکل بسته) پمپاژ می‌کند. مبرد در حالت بخار فشار پایین وارد کمپرسور می‌شود و در حالت بخار فشار بالا نیز از کمپرسور خارج می‌شود.
کویل چگالنده
کویل چگالنده در واقع مسئول دفع بار گرمایی جذب شده توسط کویل تبخیرکننده می‌باشد. در شرایط عدم روغن‌کاری و یا روغن‌کاری نامطبوع چگالنده، سرمایش ناصحیح منتج به فشار هد- بالا می‌شود.
کویل تبخیرکننده
کویل تبخبرکننده در واقع مسئول جذب‌سازی بار گرمایی مبرد برای دفع نهائی آن در کویل چگالنده می‌باشد. انسداد یا کثیفی کویل تبخیرکننده منتج به سرمایش ناصحیح سامانه HVAC و فشار مکش پایین آن می‌شود.
موتور بادزن چگالنده
موتورهای بادزن چگالنده منتج به ارتقاء دفع بار گرمایی و ابقاء فشار هد بهینه برای عملکرد بهینه کمپرسور می‌شوند.
موتور دمنده تبخیرکننده
موتور دمنده تبخیرکننده نیز برای انتقال (دمش) اجباری هوا (هوای سرد یا گرم) از میان کانال‌ها طراحی می‌شود.
شیر انبساط ترموستاتیکی
شیر انبساط ترموستاتیکی (TXV)[۲] در واقع مقدار مبرد مایع عبوری از میان تبخیرکننده را تنظیم می‌نماید. TXV در واقع بازده تبخیرکننده را در ضمن تغییر مسیر جریان مبرد اضافی به درون کمپرسور (با نام دیگر «جریان برگشتی[۳]») بیشنه‌سازی می‌نماید.
برج خنک‌کن
برج خنک‌کن یک سامانه HVAC، بار گرمایی جذب شده توسط پمپ حرارتی و یا کویل تبخیرکننده را به جریان آب منتقل می‌سازد و از این طریق گرمای تولیدی را دفع می‌نماید. بار گرمایی جذب شده توسط کویل تبخیرکننده از طریق آب داخل برج خنک‌کن دفع می‌شود. آب عبوری از میان مبدل‌حرارتی مذکور (برج خنک‌کن) منتج به بهنجارسازی فشار هد می‌شود.
چیلر
چیلر درواقع یک دستگاه برای تأمین آب سرد می‌باشد; آب سرد تولیدی در چیلر در سامانه سرمایش HVAC استفاده می‌شود.
پمپ‌ها
پمپ‌ها اجزائی از سامانه HVAC برای انتقال آب می‌باشند. پمپ‌ها در بخش‌های توزیع آب چگالنده و آب سرد استفاده می‌شوند. پمپ‌ها، آب سردی با دمای ۴۴ درجه‌ای را به فن‌کویل‌ها منتقل می‌سازند. در زمان ورود آب سرد به فن‌کویل‌ها، دمای آب تا میزان تقریبی ۵۲-۴۷ درجه‌ای افزایش می‌یابد. آب چگالنده نیز در دماهای سرمایش ۹۰ تا ۱۰۰ درجه‌ای از طریق پمپ‌ها، پمپاژ می‌شود. پارامترهایی نظیر بار تقاضا، محیط پیرامون، شرایط سطوح شبکه‌ای برج خنک‌کن و صافی‌ها می‌توانند منتج به تغییر دما در طول گردش آب شوند.
سامانه کانال‌‌کشی
کانال‌ها دارای شکل‌های مستطیلی و یا دایروی می‌باشند و از طریق اتصال‌های فلنجی یا مستقیم (Cشکل) به یکدیگر متصل می‌گردند. خط کانال اصلی درواقع جریان‌های هوای اصلی HVAC را به انشعاب‌های سایز پایین منتقل می‌سازد. کانال‌های انشعابی نیز جریان‌های هوای گرم و سرد را به درون اتاقهای گوناگون (برای مثال دفاتر کوچک و اتاقهای کنفرانس بزرگ ساختمان‌های تجاری) منتقل می‌سازند.
دیگ
دیگ در واقع یک تجهیز تحت فشار برای گرمایش آب می‌باشد. در زمان گزینش دیگ‌ها، انواع دیگ‌های فشار بالا و یا فشار پایین و یا دیگ‌های آب داغ و بخار در دسترس می‌باشند.
سامانه‌های پایش و مدیریت انرژی
سامانه‌های فوق را «سامانه‌های اتوماسیون ساختمان (BAS)[۴]» نیز می‌نامند. سامانه‌های فوق قادر به برنامه‌ریزی، کنترل و پایش تجهیزهای تجاری نظیر برج‌های خنک‌کن، پمپ‌ها، واحدهای پکیجی، کمپرسورهای هوا و هواسازها، دیگ‌ها، حس‌گرهای دما، چیلرها و جعبه‌های VAV واقع در فضاهای اداری و فضاهای قابل‌کاربرد دیگر می‌باشند.
نکته‌های لازم در باب HVAC
سامانه‌های HVAC به شیوه‌های متنوع برای مدیران ساختمان‌ها حیاتی می‌باشند.
در منازل اجاره‌ای، ساختمان‌های آپارتمانی، مجتمع‌های تجاری و یا ساختمان‌های بزرگ صنعتی، سامانه‌های HVAC قادر به ابقاء دماهای بهینه‌ای در داخل فضاهای کاری می‌باشند.
مدیران ساختمان‌ها مسئول نگهداری منظم (دوره‌ای) از سامانه‌هایHVAC، در راستای ابقاء عملکرد صحیح و بدون‌اشکال آن‌ها و اطمینان از دوره بهره‌برداری طولانی‌تر آن‌ها می‌باشند.
شیوه شناسایی انواع تجهیزهای گوناگون HVAC
سامانه‌های دوتکه‌ای (اسپلیت)
یک سامانه دوتکه‌ای (اسپلیت) درواقع سامانه‌ای با اجزاء گرمایشی و سرمایشی درون و بیرون ساختمانی می‌باشد (برخی از تجهیزها در داخل و برخی از آن‌ها نیز در خارج ساختمان قرار می‌گیرند) سامانه دوتکه‌ای درواقع پرکاربردترین نوع در میان هر دو سامانه‌های گرمایش و تهویه‌مطبوع می‌باشد.
سامانه‌های دوتکه‌ای را می‌توانید در اکثر مجتمع‌های تجاری مشاهده نمایید; سامانه‌های مذکور دارای اجزائی در داخل و خارج مجتمع‌ها می‌باشند.
اسپلیت گرمایش هیبریدی[۵]
یک سامانه «هیبرید[۶]» در واقع گونه پیشرفته‌تری از «HVAC نوع اسپلیت» می‌باشد; در نوع «هیبرید»، بازده انرژی بالاتری در قیاس با «HVAC نوع اسپلیت» حاصل می‌شود. در نوع «هیبرید»، الحاق یک پمپ حرارتی برقی منتج به بازده بالاتر سامانه HVAC در قیاس با انواع سامانه‌های HVACیی با کوره‌های گازسوز متداول شده است.
سامانه اسپلیت بدون–کانال[۷]
سامانه بدون-کانال دارای هیچ «کانال عبور هوا» برای تنظیم بهینه هوا در داخل منازل و یا ساختمان‌ها نمی‌باشد. این نوع از سامانه HVAC غالباً در فضاهایی (نظیر گاراژها، اتاقهای ورزش و اتاقهای نمایش خانگی)، با عدم امکان امتداد کانال‌ها استفاده می‌شود.
سامانه‌های پکیجی[۸]
سامانه‌های پکیجی معمولاً شامل یک و یا دو واحد گرمایش و یا سرمایش برای بیشینه‌سازی بازده یک واحد یکپارچه می‌باشند.
نقش‌ها و مسئولیت‌های تجهیزهای HVAC
برای اطمینان از نگهداری صحیح سامانه‌های HVAC توسط مستأجران و به‌علاوه برای اطمینان از عدم وقوع مشکل‌های قابل‌توجه‌ای در سامانه‌های HVAC، بازرسی کامل سامانه‌های HVAC توسط مالکان ساختمان‌های مسکونی و تجاری در بازه‌های ۲ تا ۳ بار در سال الزامی می‌باشد. مدیران ساختمان‌ها باید فرایندهای بازرسی و نگهداری از سامانه‌های HVAC شان را در طول وارسی‌های فوق بگنجانند.
«سرویس‌های مدیریت املاک» نیز باید همگام با تقاضاهای مستأجران در باب مشکل‌های گرمایش و سرمایش عمل نمایند. شکایت‌های مستأجران در باب هوای گرم و یا سرد ناکافی باید فوراً پپیگری شوند.
همکاری با یک کارشناس سامانه‌های HVAC لازم و حیاتی می‌باشد. کارشناس مذکور باید دارای دانش بالایی از طراحی و عملکرد سامانه‌های HVAC باشد. کارشناس و یا کارشناسان سامانه‌های HVAC باید دارای دانش کافی در راستای تعمیر و نصب‌سازی تجهیزهای HVAC و توانایی سرویس‌کاری سامانه‌های گرمایش و سرمایش نظیر کوره‌ها، پمپ‌های حرارتی و دستگاه‌های تهویه‌مطبوع باشند.
با‌این‌حال همواره پیشگیری بهتر از تعمیر می‌باشد. برنامه زمانی نگهداری سالانه باید شامل بازرسی، تمیزکاری و تعمیر تجهیزهای HVAC، در راستای دست‌یابی به عملکرد بهینه آن‌ها می‌باشد.
مهمترین نکته‌های HVAC
هزینه‌های یوتیلیتی فضاهای تجاری غالباً یکی از بالاترین هزینه‌ها (مخارج) می‌باشند; با‌این‌حال در شرایط کنونی امکان استفاده از تجهیزهای انرژی-کارآتر و بنابراین کاهش «هزینه‌های سربار» بهره‌برداری از تجهیزهای HVAC فراهم شده است.
اطلاع دقیق از نوع سامانه HVAC در راستای بهره‌برداری صحیح و ابقاء عملکرد صحیح آن برای کل افراد دخیل در ساختمان، شامل مالکان ساختمان‌ها و مجتمع‌ها، مستأجران و پیمانکاران، لازم و حیاتی می‌باشد.
نگهداری منظم (دوره‌ای) از سامانه‌های HVAC منتج به افزایش طول عمر سامانه‌های HVAC و منتج به افزایش بهای ساختمان‌ها و مجتمع‌ها می‌شود.
[۱] Homeowners’ Association (HOA)
[۲] Thermostatic Expansion Valve (TXV)
[۳] floodback
[۴] Building Automation Systems (BAS)
[۵] Hybrid Heat Split
[۶] The hybrid
[۷] Ductless Split System
[۸] Packaged Systems