عملکرد سیستم تهویه

در یک سیستم تهویه مطبوع، سیستم کانال کشی یکی از اجزای مهم به شمار می رود.

در یک سیستم تهویه مطبوع، سیستم کانال کشی یکی از اجزای مهم به شمار می رود.

در یک سیستم تهویه مطبوع، سیستم کانال کشی یکی از اجزای مهم به شمار می رود. این سیستم می تواند شامل اجزای گوناگونی مانند دمپرهای کنترل هوا، مبدل های حرارتی، فیلتر، دیفیوزر و صداگیرها باشد. کاربرد اصلی کانال هوا انتقال جریان به محل مورد نظر، استقرار و محافظت سایر اجزای سیستم تهویه که بسته به نوع کاربردشان متفاوت هستند، می باشد.

شکل ۱:  سیستم تهویه و هدایت هوا همراه با فن

الف : منحنی سیستم

منحنی سیستم، فشار استاتیک را در دبی های متفاوت سیال نمایش می دهد. فشار استاتیک مجموع افت فشارهای مستقل در سیستم مانند افت فشار در کانال، دمپر، فیلتر و اتصالات می باشد.
افت فشار استاتیک متناسب با مربع دبی جریان می باشد. افت فشار در یک جزء سیستم از رابطه زیر محاسبه می گردد.
ΔP = C ×(〖V/1097)〗^۲×ρ Δ

در این معادلهΔP بیانگر افت فشار بر حسب اینچ آب، C ضریب افت فشار،V سرعت بر حسب fpm و ρ چگالی جریان می باشد که در شرایط استاندارد ۰۷۵/۰ پوند بر فوت مکعب است.

در صورتی که اجزای سیستم به صورت سری نصب شده باشند، افت فشار کل سیستم برابر با مجموع افت فشار این اجزا خواهد بود. همان طور که در شکل ۲ نشان داده شده است منحنی افت فشار بر حسب دبی جریان به صورت سهمی می باشد. این نمودار، منحنی سیستم را با این فرض که اجزا به صورت سری نصب شده اند، نمایش می دهد.
در واقعیت به دلیل افزایش گرداب ها و انتشار غیر یکنواخت جریان که ناشی از تصادف جریان با اجزا می باشد، دبی نیز تقریبا غیر یکنواخت است. لذا افت فشار واقعی کل بزرگتر از مقدار تئوری آن است. در اثر این افزایش افت فشار، شیب منحنی سیستم افزایش می یابد. این افزایش شیب به تاثیر سیستم (System Effect) موسوم است.
سیستم های کانال کشی که دارای موانع، گوشه های تیز و تغییر مسیرهای زیادی هستند، شاخص تاثیر سیستم در آنها بالاتر است و در سیستم هایی که مسیر جریان سیال در آنها مستقیم است، افت فشار کمتر و در نتیجه شاخص تاثیر سیستم کمتری نیز دارند.
شرایطی که یک سیستم تهویه در آن کار می کند به نقطه تعادل (Balance Point) موسوم است. همانطور که در شکل ۲ مشاهده می شود، این نقطه مربوط به تقاطع منحنی سیستم و منحنی مشخصه فن می باشد. بر روی این نمودار و بر روی منحنی مربوط به سیستم، منحنی تئوری سیستم و همچنین منحنی اصلاح شده سیستم (با لحاظ تاثیر سیستم) نمایش داده شده است. این دو منحنی با قطع منحنی مشخصه فن، دو نقطه به دست می دهند. نقطه تعادل تئوری (A) و نقطه تعادل حقیقی (B) .
با مقایسه مقادیر فشار با دبی در این دو نقطه، مشخص می شود که عملکرد سیستم طبق منحنی تئوری آن (A) به طور قابل ملاحظه ای متفاوت (افت فشار کم و دبی جریان بیشتر) از عملکرد واقعی سیستم در نقطه B می باشد ( افت فشار بالاتر و دبی جریان کمتر که باعث افزایش توان مصرفی سیستم می شود). به دلیل آن که پیش بینی دقیق مقدار تاثیر سیستم دشوار است، لذا طراحان سیستم جهت اطمینان از تامین دبی و فشار لازم برای فرآیند مورد نظر، ظرفیت فن را تا یک مقدار مشخصی بالاتر از ظرفیت طراحی در نظر می گیرند. اگرچه باید در نظر داشت که تاثیر سیستم با ایجاد جریان یکنواخت می تواند به حداقل برسد و بدین ترتیب عملکرد واقعی و تئوری به هم نزدیک تر شده و نیاز به در نظرگیری ظرفیت اضافه برای آن غیر ضروری می گردد.

شکل ۲: تاثیر سیستم برای یک فن و سیستم معمولی

ب : ملاحظات عملکرد سیستم

از آنجاییکه عملکرد فن تحت تاثیر اجزای سیستم می باشد، لذا داشتن دید کلی نسبت به کل سیستم جهت بهینه سازی عملکرد و کاهش اتلاف انرژی ضروری می باشد. پارامترهای مد نظر برای انتخاب یک سیستم بهینه به لحاظ عملکرد و مصرف انرژی عبارت اند از:

انتخاب مناسبترین فن برای یک کاربرد معین

انتخاب صحیح الکتروموتور

سیستم کنترل فن و عواملی که در انتخاب آن بسته به نوع کاربرد دخیل هستند.

تعیین دبی جریان به عنوان بخشی از فرآیند طراحی

به حداقل رسانیدن افت فشار در کل سیستم

نصب و استقرار صحیح فن، ورودی و خروجی آن

نگهداری منظم فن و سیستم

این موارد را می توان به صورت زیر توضیح داد:

مقدار انرژی مصرفی فن های مشابه برای یک عملکرد متفاوت است، لذا ضروری است تا انتخاب فن به گونه ای باشد که در عملکرد عادی خود دارای بیشترین بازدهی باشد.

انتخاب صحیح الکتروموتور بر روی هزینه های جاری و بالقوه سیستم تاثیرگذار است. بیشترین بازدهی الکتروموتورها در حدود ۷۵ درصد ظرفیت بارگذاری آنها حاصل می شود. با این وجود در بین ۵۰ تا ۱۰۰ درصد بارگذاری نیز تغییرات بازدهی اندک است. در واقع کاهش قابل ملاحظه بازدهی در ۲۵ درصد ظرفیت بارگذاری یا کمتر از آن اتفاق می افتد. در صورتی که از الکتروموتور با ظرفیت بالا برای بارگذاری کم استفاده شود علاوه بر عملکرد با بازدهی پایین ممکن است نیاز به استفاده از خازن به منظور اصلاح ضریب توان مصرفی باشد.

بسته به نوع سیستم و شرایط عملکرد غالبا نیاز به کنترل و تنظیم دبی وجود دارد. این کنترل دبی ممکن است یک بار و صرفا جهت اصلاح خطاهای اولیه در محاسبات و یا به شکل متناوب (به عنوان مثال عملکرد در تابستان و زمستان) صورت بگیرد و یا به صورت پیوسته و جهت کاربردهای متغیر باشد. کنترل می تواند با تغییر مقاومت موثر سیستم و یا با تغییر مشخصات عملکردی فن صورت گیرد. البته لازم به ذکر است که هزینه های مربوط به روش کنترل به تدریج با کاهش توان مصرفی (تلف شده) در دبی کاهش یافته جبران می گردد. باید توجه داشت که استفاده از دمپرها اگرچه ساده ترین روش برای کنترل دبی به شمار می رود اما با بستن دمپر، مقاومت در برابر جریان افزایش می یابد. افت فشار در دمپر موجب اتلاف انرژی و ایجاد سر و صداست و لذا باید تا حد امکان از آن جلوگیری شود.

موضوع مهمی که در طراحی سیستم تهویه باید در نظر گرفت، سرعت و دبی سیال است. به دلیل افت فشار و توان مصرفی کمتر، استفاده از سیستم های با سرعت پایین توصیه می گردد. البته این سیستم ها نیاز به کانال با مقطع بزرگتر و در نتیجه اشغال فضای بیشتر را ضروری می سازند.

علی رغم آن که استفاده از کانال با مقطع بزرگتر باعث کاهش افت فشار می شود اما بسته به بعضی شرایط محیطی مثل محدودیت فضا ممکن است کانال با مقطع کوچکتر مورد استفاده قرار گیرد که باعث افزایش سرعت و افت فشار می شود. مزایا و معایب سیستم های با سرعت کم، متوسط و بالا در جدول ۱ نشان داده شده است.

 

معایب مزایا (m/s) سرعت جریان در کانال اصلی
هزینه اولیه بالا توان مصرفی کم ۲ کم
نیاز به فشای بیشتر صدای کم
افزایش توان مصرفی هزینه های اولیه پایین ۸ متوسط
افزایش صدا نیاز به فضای کمتر
توان مصرفی بالا حداقل هزینه های اولیه ≥۱۲ بالا
صدای زیاد

نیاز به حداقل فضا

. شرایط ورودی و خروجی فن و نصب فن تاثیر قابل ملاحظه ای در عملکرد سیستم دارد. سه مورد از علائم رایج عملکرد ضعیف فن به دلیل نصب نادرست آن عبارت اند از نوسان سرعت خروجی و ورودی، ایجاد گرداب در ورودی فن و وضعیت نامناسب خروجی فن مثل عدم توزیع یکدست هوا و تغیرات سریع در مسیر جریان. از آن جا که این علائم قابل اندازه گیری نیستند، با توجه به شرایط احتمالی ورودی و خروجی فن می بایست نارسایی های احتمالی عملکرد فن را در مرحله طراحی سیستم و بر روی منحنی سیستم در نظر داشت. همین طور با به کارگیری یک سری تدابیر مانند عدم استفاده از اتصالات با زوایای تند نیز می توان شرایط عملکرد فن را بهبود بخشید.

. نگاهداری و سرویس منظم فن در اطمینان از عملکرد صحیح آن تاثیر مشهودی دارد. این کار شامل بازرسی دوره ای و منظم الکتروموتور، پروانه، بالانس، اتصالات انعطاف پذیر سیستم کانال کشی، بلبرینگ، شفت، تسمه و پولی می شود.

دیدگاه خود را بیان کنید
کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت برای tvazhe.com محفوظ می باشد
طراحی سایت-طراحی سایت- هاستینگ توسط سنادیتا
SANADATA | SanaCMS 7.3