سیستم کنترل دبی هوای متغیر راهکار پیشرفته در هواساز

سیستم کنترل دبی هوای متغیر : راهکار پیشرفته در هواساز

سیستم کنترل دبی هوای متغیر (Variable Air Volume – $\text{VAV}$) یک روش پیشرفته در تهویه مطبوع است که به جای تنظیم دمای هوای خروجی از هواساز ($\text{AHU}$)، حجم (دبی) هوای ارسال شده به فضاهای مختلف ساختمان را بر اساس نیاز لحظه‌ای سرمایش یا گرمایش آن‌ها تنظیم می‌کند. این سیستم، بهینه‌ترین راهکار برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی در ساختمان‌های بزرگ با بارهای حرارتی متغیر است.

۱. عملکرد و مفهوم VAV

در یک سیستم VAV، هواساز مرکزی، هوای تهویه شده (معمولاً سرد و با دمای ثابت) را به شبکه کانال‌کشی ارسال می‌کند. تنظیم نهایی ظرفیت سرمایش در هر منطقه (زون) توسط باکس‌های VAV انجام می‌شود.

الف. اصل عملکرد

1. هوای مرکزی: هواساز AHU یک جریان هوای اصلی با دمای ثابت (مثلاً 13^circ تولید می‌کند.

2. تنظیم منطقه‌ای: باکس‌های $\text{VAV}$ که در ابتدای کانال هر منطقه نصب شده‌اند، با استفاده از دمپرهای موتوری، حجم هوای وارد شده به آن منطقه را کم یا زیاد می‌کنند تا دمای تنظیم شده توسط ترموستات آن منطقه حفظ شود.

3. پاسخ هواساز: با کم شدن دبی هوا توسط باکس‌ها، فشار در کانال اصلی افزایش می‌یابد. یک حسگر فشار در کانال اصلی، این افزایش را به فن هواساز گزارش می‌دهد. فن هواساز که معمولاً مجهز به درایو فرکانس متغیر ($\text{VFD}$) است، سرعت خود را کاهش می‌دهد تا دبی کل هوا و در نتیجه فشار در کانال اصلی تنظیم شود.

ب. مقایسه با سیستم CAV (دبی هوای ثابت)

۲. اجزای اصلی سیستم VAV

سیستم VAV شامل سه جزء اصلی است:

الف. هواساز (AHU)

• هواساز VAV باید قابلیت تنظیم دبی کل هوا را داشته باشد. این امر معمولاً با استفاده از فن‌های سانتریفیوژ یا محوری مجهز به درایو فرکانس متغیر VFD انجام می‌شود.

• $\text{VFD}$ سرعت فن را کاهش می‌دهد تا توان مصرفی فن متناسب با نیاز کل ساختمان کم شود و در نتیجه مصرف برق به صورت مکعبی کاهش یابد.

ب. باکس VAV (VAV Box)

• این جعبه مهم‌ترین بخش سیستم {VAV} در سطح منطقه است.

• دمپر کنترلی: دمپری با قابلیت تنظیم دقیق که میزان هوای وارد شده به منطقه را کنترل می‌کند.

• سنسور دبی هوا: برای اندازه‌گیری دقیق حجم هوای عبوری.

• کویل گرمایش مجدد (اختیاری): برخی باکس‌های VAV دارای یک کویل آب گرم یا هیتر برقی داخلی هستند. این کویل برای گرمایش مجدد (Reheat) هوا در مواقعی که یک منطقه نیاز به گرمایش دارد، در حالی که مناطق دیگر نیاز به سرمایش دارند، استفاده می‌شود.

ج. ترموستات و حسگرهای منطقه‌ای

• ترموستات هر منطقه، دمای مورد نظر کاربر را به کنترل‌کننده باکس VAV گزارش می‌دهد تا بر اساس آن، دمپر تنظیم شود.

۳. مزایای کلیدی VAV در مصرف انرژی

سیستم‌های VAV به دلیل نحوه پاسخگویی به بارهای جزئی، منجر به صرفه‌جویی قابل توجه در انرژی می‌شوند:

1. صرفه‌جویی در مصرف برق فن: از آنجایی که اکثر ساعات کارکرد یک ساختمان در حالت بار جزئی است، فن هواساز با سرعت کمتری کار می‌کند. همانطور که در بخش‌های قبلی اشاره شد، توان فن متناسب با توان سوم سرعت آن کاهش می‌یابد (\{Power} \propto \{Speed}^3). این بزرگترین منبع صرفه‌جویی در سیستم {VAV} است.

2. صرفه‌جویی در تولید انرژی: با کاهش دبی هوا، نیاز به سرمایش یا گرمایش کل (انرژی مورد نیاز چیلر و دیگ) نیز کاهش می‌یابد.

3. انعطاف‌پذیری منطقه به منطقه: VAV به طور مؤثری بارهای متناقض را مدیریت می‌کند؛ مثلاً در یک روز زمستانی، سمت جنوبی ساختمان که در معرض آفتاب است را خنک می‌کند و در عین حال سمت شمالی را گرم نگه می‌دارد.

به طور کلی، سیستم VAV یک استاندارد صنعتی برای ساختمان‌های مدرن و بزرگ است که هدف اصلی آن‌ها دستیابی به راندمان بالا در کنار حفظ آسایش و کیفیت هوای مطلوب است.

عوامل مؤثر بر راندمان برج‌های خنک‌کننده

معرفی کامل هواساز و اجزای داخلی آن

عایق‌کاری ساختمان: قوی‌ترین راهکار برای کاهش مصرف HVAC

روش‌های کنترل ظرفیت کمپرسور