خیابان دکتر شریعتی، جنب حسینیه ارشاد، خیابان قبا، پلاک 33
021-2705

طراحی و انتخاب سیستم های تهویه مطبوع

طراحی و انتخاب سیستم های تهویه مطبوع

عواملی که در طراحی سیستم تهویه مطبوع استخرهای سرپوشیده مد نظر قرار می گیرد به شرح زیر است

1. کنترل دما و رطوبت نسبی

2. گرمایش هوا

3. تامین مقدار هوای تازه مورد نیاز

4. نحوه توزیع هوا در حاشیه استخرها و جایگاه تماشاچیان

5. طراحی کانال ها و محل قرارگیری دریچه های ورود و خروج هوا

کنترل دما و رطوبت نسبی:

ساخت استخر

همان طور که پیش از این مطرح شد، دو عامل دما و رطوبت نسبی، از جمله پارامترهای تاثیرگذار در ایجاد شرایط آسایش شناگران است. کنترل دما در محیط های ورزشی معمولا به وسیله ترموستات انجام می گیرد و حفظ دما در محدوده مطلوب، کار دشواری نیست. اما آنچه حایز اهمیت است حفظ رطوبت نسبی در محدوده ایده آل است؛ زیرا این عامل، علاوه بر آسایش افراد، در حفظ سلامت آنان نیز تاثیر بسزایی دارد.

در فضای سرپوشیده مجموعه های ورزشی، گرمایش آب استخر می تواند سبب تبخیر 100 گالن آب در روز و افزایش رطوبت نسبی هوا شود.

در این شرایط به منظور پیش گیری از فرسایش و تخریب تجهیزات، اقتصادی بودن و عملکرد آن ها و ایجاد محیطی سالم، باید در مراحل اولیه ساخت و طراحی سالن و تاسیسات مکانیکی، پیش بینی های لازم جهت کنترل رطوبت هوا صورت گیرد. معمولا بهترین گزینه جهت گرمایش هوا، رطوبت زدایی، پاکسازی هوا و تنظیم سرعت هوای ورودی به سالن استخرها، استفاده از هواساز مجهز به سیستم رطوبت زدایی مکانیکی است که ویژگی اصلی این سیستم ها صرفه جویی و بازگردانی انرژی و کنترل رطوبت نسبی در تمام فصول سال می باشد.

تصویر زیر نمایی از نحوه عملکرد این نوع سیستم ها را نمایش می دهد.

دستگاه های هواساز با تنظیم دما و رطوبت نسبی، تامین هوای تازه مورد نیاز و پاکسازی آن، فرآیند تهویه مطبوع تابستانی و زمستانی را انجام می دهند و معمولا دارای کارکرد و ساختار یکسان هستند. در این نوع سیستم ها، هوای تازه ورودی و هوای برگشتی از استخر پس از عبور از فیلتر مخصوص و به وسیله مجاری جداگانه وارد دستگاه شده و پس ازاختلاط، با عبور از روی سطح سرد کویل سرمایی که دمای آن پایین تر از دمای نقطه شبنم هوای استخر است رطوبت زدایی می شوند. پس از طی این فرآیند، هوای خشک و سرد از روی سطح گرم کویل گرمایی عبور کرده و با افزایش دما و رسیدن به درجه حرارت مطلوب، به وسیله فن دمنده وارد محیط استخر می شود.

نکته دیگر در رابطه با نحوه عملکرد این سیستم ها، این است که در فصل زمستان جهت گرمایش هوای عبوری از سطح کویل گرم معمولا از آب گرم تهیه شده در بویلر استفاده می شود، که پس از گردش آن در داخل کویل و گرمایش هوای عبوری مجددا توسط سیستم لوله کشی به دیگ بازگردانده خواهد شد. درمورد کویل سرمایی نیز همین فرآیند تکرار می شود با این تفاوت که در اینجا آب سرد از چیلر به کویل منتقل شده و فرآیند رطوبت زدایی را انجام می دهد.

علاوه بر کنترل نسبی، تنظیم دما در این سیستم ها به دو روش صورت می گیرد؛ در روش اول؛ کنترل دما به واسطه قطع و وصل و یا کم و زیاد شدن جریان آب عبوری از لوله های کویل انجام می شود که فرآیند کنترل جریان در این حالت توسط شیر سه راه برقی یا موتوری نصب شده روی لوله رفت و برگشت کویل و ترموستاتی که در کانال برگشت هوا به هواساز، تعبیه شده انجام می گیرد. در روش دوم؛ کنترل دما به وسیله ترموستات نصب شده در اتاق، راه رو یا مکان مناسب دیگر (مشابه فن کویل) صورت می گیرد؛ که در این حالت، ترموستات به فن دستگاه هواساز فرمان خاموش و روشن داده و سبب تنظیم دمای محیط می شود. در هر صورت، بهتر است سیستم کنترل به گونه ای طراحی شود که ابتدا مجموعه ترموستات کانالی و شیر سه راهی عمل نماید و سپس در صورت لزوم، ترموستات اتاقی به بادزن دستگاه فرمان دهد.

از آنجا که در بسیاری از استخرها و اماکنی با درصد رطوبت نسبی بالا از مقداری هوای برگشتی جهت صرفه جویی در مصرف انرژی استفاده می کنند، شاید این سوال مطرح شود که چرا در این گونه مکان ها از 100% هوای تازه استفاده نمی شود؟

البته، سیستم هایی به منظور سرمایش و رطوبت زدایی برای استفاده در مناطق گرمسیری طراحی شده اند که از 100% هوای تازه تغذیه می شود و همچنین ممکن است در طراحی سیستم تهویه مطبوع انواع استخر به خصوص استخرهای درمانی به منظور رفاه حال پزشکان و متخصصان فیزیوتراپی که اغلب تمام طول روز را در سالن به سر می برند، از 100% هوای تازه بهره برد؛ (در صورتی که دمای هوای خارج بیشتر از (60˚F)15.6˚C باشد). اما وسعت زیاد مجموعه های ورزشی و تخلیه کامل هوای داخل سالن به وسیله اگزاست فن ها، سبب تحمیل بار حرارتی زیادی بر روی سیستم گرمایش در طول زمستان خواهد شد که با استفاده از هوای برگشتی می توان از گرمای ذخیره شده در آن بهره برد و هزینه های گرمایش را کاهش داد.

نکته قابل توجه در مورد این سیستم ها این است که اغلب آن ها مجهز به سنسور سنجش دما هستند و این عامل، در فصول سرد سال، مانع ایجاد میعان و انجماد در دستگاه ها می شود. در فصل زمستان و زمانی که هوای سرد ورودی به سیستم با هوای گرم و مرطوب برگشتی ترکیب می شود، احتمال چگالش آب روی جداره های کانال افزایش می یابد. در این هنگام، اگر دمای هوای مخلوط کمتر از 40˚F باشد، سیستم پیش گرمکن تعبیه شده در ورودی هوای تازه، فعال شده و با اندکی افزایش دمای هوای تازه از انجماد جداره کانال جلوگیری می کند. علاوه بر این، اگر دمای هوای خارج زیر صفر باشد، دمپر ورودی هوای تازه کاملا بسته شده و مانع ورود هوای تازه خواهد شد.

طراحان سیستم های تهویه مطبوع برای طراحی و انتخاب دستگاه مورد نظر، دامنه انتخاب وسیعی دارند و بسته به نوع طراحی می توانند هریک از عملیات یاد شده را از سیستم حدف کرده یا آن را به روشی دیگر به انجام رسانند. برای مثال؛ می توان از واحدهای هوارسان با 100% هوای تازه (بدون کانال برگشت) استفاده نمود و یا علاوه بر گرمایش و رطوبت زدایی استخر به منظور سرمایش و تهویه جایگاه تماشاگران در استخرهای قهرمانی از واحدهای هواساز دوکانالی بهره برد. همچنین، می توان به منظور سرمایش بخش های اداری و جایگاه تماشاگران از واحدهای سرمایش منطقه ای استفاده کرد. البته، از آنجا که هوای مرطوب برگشتی از محیط استخر، شامل مقدار زیادی گاز کلرآمین است، بهتراست از ورود آن به ناحیه تماشاگران جلوگیری کرده و این قسمت هوادهی مجزا داشته باشد.

نکته دیگر در مورد نحوه استفاده از سیستم های تهویه مطبوع این است که آیا بهره گیری از دستگاه های رطوبت زدا در طول شب و زمانی که کاربران در استخر حضور ندارند الزامی است یا خیر؟

پاسخ های متعددی در منابع فنی برای این سوال مطرح شده؛ برخی از متخصصان معتقدند که نباید استخرها را در طول شب به حال خود رها کرد و استفاده از سیستم های تهویه حتی در هنگام عدم حضور شناگران نیز الزامی است؛ زیرا در این زمان و در صورت عدم استفاده از سیستم گرمایش، دمای هوا کاهش یافته و نرخ تبخیر آب از سطح آزاد استخر افزایش خواهد یافت و این عامل در زمان آغاز به کار استخر سبب کاهش کیفیت هوا و اعمال بار مضاعف برروی دستگاه های رطوبت زدا خواهد شد.

بنابراین، کارکرد مداوم تجهیزات در طول شبانه روز اجتناب ناپذیر است و می توان در طول شب با ظرفیت کمتر، از سیستم تهویه استفاده کرد. از سوی دیگر، برخی براین باورند که استفاده مداوم از دستگاه ها مورد تایید هیچ طراح و سازنده ای نیست و در طول شب می توان از کاور و پوشش مخصوص، جهت پوشاندن سطح استخر و کاهش نرخ تبخیر آب استفاده نمود.

در این روش، می توان با خاموشی سیستم ها یا کاهش ظرفیت آن ها در طول شب، به کاهش بار و استهلاک تجهیزات و صرفه جویی در مصرف انرژی کمک کرد. پوشاندن سطح استخر در هنگام عدم استفاده از آن، علاوه بر صرفه جویی در مصرف انرژی سبب کاهش چشمگیر نرخ تبخیر آب خواهد شد.

نمایی از یک استخر، که بخشی از سطح آن به کمک کاور پوشانده شده

در هر صورت، بهره گیری از موارد فوق به نظر طراح، شرایط مکانی و آب و هوای منطقه، تعداد شناگران، ظرفیت مجموعه، بودجه در نظر گرفته شده برای پروژه و ... بستگی خواهد داشت.

در نهایت، به منظور انتخاب دستگاه مورد نظر با استفاده از نرم افزار کریر می توان بار حرارتی و برودتی مجموعه را محاسبه کرد و با توجه به ظرفیت کویل محاسبه شده و مقدار هوای ارسالی به مجموعه (براساس تعداد دفعات تعویض هوا)، واحد هواساز مورد نظر را انتخاب نمود.