هواساز از اصلی‌ترین و کاربردی‌ترین سیستم های تهویه مطبوع در میان سایر تجهیزات سرمایشی و گرمایشی به شمار می‌آید. هواسازها در انواع مدل‌ها و طرح‌ها با امکانات مختلف به تولید رسیده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. در یک دسته بندی کلی، هواسازها را می‌توان به انواع “یک منطقهای” و “دو منطقهای” تقسیم کرد. هواسازهای یک منطقهای و دو منطقهای به لحاظ سازوکار سرمایشی و گرمایشی ثانویه که ترمینال باکس نامیده می‌شود، با هم تفاوت دارند. در ادامه این مقاله علاوه بر معرفی هواساز یک منطقه و هواساز چند منطقهای، به توضیح تفاوت میان این دو دستگاه خواهیم پرداخت.
هواساز یک منطقه ای چیست؟
هواساز یک منطقهای (Single Zone) به شکل مرکزی در خارج از ساختمان نصب شده و می‌تواند جریان‌های هوای سرد یا گرم را با سطح دما و رطوبت مطلوب به واسطه کانال‌های تعبیه شده، در بخش‌های مختلف ساختمان به صورت یکسان و یکنواخت توزیع نماید. در حالت کلی نحوه توزیع جریان‌های هوا در بخش‌های مختلف محیط به دو شکل صورت می‌گیرد. چنانچه همه بخش‌ها شامل سالن، اتاق‌ها و سایر قسمت‌ها در فضاهای مسکونی، تجاری، اداری و صنعتی که به واسطه چند کانال به هواساز وصل می‌شوند، یک منطقه واحد در نظر گرفته شده و جریان‌های هوا با دما و رطوبت تنظیم شده در همه قسمت‌ها (به شکل متوازن و هم دما) توزیع شود، به این دستگاه هواساز یک منطقهای می‌گویند.
از آنجایی که هواسازهای یک منطقهای قابلیت تامین نیازهای دمایی هر بخش به صورت جداگانه و مجزا را ندارند، امروزه کمتر مورد استفاده و استقبال قرار گرفته‌اند. از این رو به منظور رفع نیازهای دمایی هر بخش از ساختمان به شکل مجزا، از هواساز چند منطقهای (Multi zone) استفاده می‌شود. با این وجود ممکن است در مواردی، تنها یک محیط واحد (مثلا یک سالن بزرگ) برای تهویه وجود داشته باشد و کل فضای مورد نظر به تهویه یکنواخت نیاز داشته باشد. اگر فضای قابل تهویه به طور مثال از یک سالن بزرگ به همراه یک یا دو اتاق کوچک تشکیل شده باشد، می‌توان کل محیط (هم سالن و هم اتاق‌ها) را یک منطقه واحد در نظر گرفته و از هواساز یک منطقهای جهت تولید و توزیع جریان‌های هوای مطبوع به وسیله این دستگاه کمک گرفت.
در هواساز یک منطقهای، جریان‌های هوا بعد از سرد یا گرم شدن به واسطه شبکه خروجی در همه بخش‌های سالن و اتاق‌ها توزیع می‌شود. هواسازهای یک منطقهای در کنار دستگاه چیلر (سرد کننده آب) و بویلر (گرم کننده آب) که در بخش موتورخانه ساختمان وجود دارند، به خنک سازی یا ایجاد گرمایش پایدار در محیط ساختمان کمک می‌کنند. فرایند سرمایش و گرمایش محیط توسط هواساز، به کمک تجهیزات زیر امکان پذیر است:
- هواساز Air Handler))
۲ . کانال‌های ورود جریان‌های هوای سرد و گرم به هر اتاق یا سالن Diffusers))
۳ . فن خارج کننده هوا از ساختمان (Exhaust Fan)
۴ . برج خنک کننده (Water Tower) در صورت آب خنک بودن چیلر مورد استفاده است
۵ . پمپ‌های (Pumps) انتقال دهنده آب سرد و گرم به هواساز
هواساز چند منطقه ای چیست؟
هواساز چند منطقهای (Multi zone) دارای سازوکار بهینه جهت تنظیم و کنترل درجه دمای هر بخش از یک ساختمان به شکل مستقل و مجزا از قسمت‌های دیگر است. با استفاده از این نوع هواساز می‌توان به شکل دلخواه و با توجه به شرایط موجود، دما و رطوبت هر بخش از محیط را به صورت جداگانه تنظیم کرد. برای استفاده از این هواساز، هر قسمت از محیط ساختمان توسط یک کانال اصلی و چند کانال فرعی به دستگاه متصل می‌شود.
علاوه بر این به منظور تنظیم و کنترل دما و جریان هوای سرد و گرم، قبل از کانال خروجی هوا به کانال های فرعی، از یک ترمینال باکس (VAV Terminals) یا یونیت باکس نیز استفاده شده است. کنترل دمپر تعبیه شده در ترمینال باکس و کویل ثانویه آن به شکل خودکار و به واسطه ترموستات موجود در هر بخش ساختمان صورت می‌گیرد. میزان دبی جریان ورودی و دمای هوای قابل توزیع در هر بخش بر اساس نیاز دمایی تعیین شده از جانب کاربر به شکل خودکار افزایش یا کاهش خواهد یافت. علاوه بر این، با درخواست افزایش یا کاهش درجه دمایی از سوی کاربر، کویل ثانویه تعبیه شده در هر یونیت باکس که به مدار آب سرد و گرم چیلر و بویلر وصل شده است، فعال شده و می‌تواند میزان دمای هوا را افزایش یا کاهش دهد.
عملکرد هواساز چند منطقه ای چگونه است؟
هواساز چند منطقهای به الکتروموتورهای دور متغیر یا اینورتر مجهز شده است. این سیستم‌هت دمای هر ناحیه را به بهترین شکل تنظیم و کنترل می‌کنند. توزیع جریان‌های هوای سرد و گرم به واسطه دو کانال به جعبه هایی به نام ترمینال باکس انجام‌می‌شود. دریچه هوای سرد و گرم موجود در سیستم هواساز، به دمپر مجهز شده است تا فرمان تغییر دما صادر شود. به این ترتیب جریان‌های هوای سرد و گرم با حجم و اندازه مختلف با یکدیگر ترکیب شده و وارد اتاق می‌شوند تا دمای اتاق بر روی مناسب‌ترین درجه ممکن تنظیم شود.
تفاوت هواساز یک منطقه ای و چند منطقه ای
تفاوت هواساز چند منطقهای یا مولتی زون با هواساز یک منطقهای را می‌توان به سازوکارها و تجهیزات خنک کننده، گرم کننده و تهویه‌ای اضافه شده به هواساز چند منطقهای نسبت داد. به عبارت دیگر در هواساز چند منطقهای، مکانیسم‌هایی مانند یونیت باکس (ترمینال باکس) که هر کدام از کویل آب سرد و آب گرم ثانویه، دریچه باز و بست شونده و کانال‌های فرعی تشکیل شده‌اند، به همان هواساز یک منطقهای اضافه شده‌اند. اگر در فضایی متشکل از چند سالن و چند اتاق یا بخش با نیازهای دمایی و رطوبتی مختلف از هواساز تک منطقهای بهره بگیریم، نمی‌توان تمامی قسمت‌ها را با یک درجه دمایی یکسان تهویه نمود. در این شرایط لازم است از هواساز چند منطقهای استفاده شود تا برای هر سالن یک یونیت باکس و برای هر اتاق یا بخش یک کانال فرعی وجود داشته باشد. به این ترتیب درجه دمای جریان‌های هوای وارد شده از کانال اصلی به یونیت باکس، مجددا با توجه به نیاز کاربران توسط کویل ثانویه کم یا زیاد شده و دبی آن نیز توسط دریچه تنظیم می‌شود. به این شکل هر قسمت از محیط ساختمان دمای خاص خود را خواهد داشت و آسایش کاربری فراهم می‌شود.
هواساز چند منطقهای ضمن کمک به ارتقای سطح آسایش کل ساختمان، در بهینه سازی مصرف انرژی متناسب با نیاز مصرف کنندگان نیز تاثیر بسزایی دارد. هواسازهای مولتی زون غالبا به موتور فن‌های اینورتر (دور متغیر) مجهز شده‌اند تا ثابت نگه داشتن سطح دمای کویل‌های اولیه، باعث شود حجم هوای قابل عبور به شکل مداوم و کنترل شده کم و زیاد شود (این در صورتی است که تنهت کانال اصلی وجود داشته باشد). علاوه بر این، قرار گرفتن یک کویل ثانویه در هر ترمینال باکس و ثابت نگه داشتن دور فن، باعث می‌شود میزان دمای هوای ورودی به هر بخش قابل تغییر باشد. هواساز چند منطقهای به همراه تجهیزات تولید کننده آب سرد و گرم (چیلر و بویلر) و ترمینال باکس‌هایی با حجم متغیر که در هر طبقه یا هر بخش از ساختمان وجود دارند، فرایند سرمایش و گرمایش قسمت‌های مختلف به صورت مجزا را تسهیل می‌کنند. در فرایند کارکرد این دستگاه‌ها، جریان‌های هوا، بعد خارج شدن از هواساز و پیش از ورود به هر سالن یا قسمت اصلی از ساختمان، ابتدا به ترمینال باکس‌هایی با کویل ثانویه وارد می‌شوند تا امکان تنظیم و کنترل دمای هوای هر سالم نسبت به سایر بخش‌ها به شکل مستقل و تفکیک شده فراهم شود.
نکته: برای انتخاب نوع هواساز لازم است ظرفیت هوادهی، ظرفیت سرمایشی و گرمایشی، افقی یا عمودی بودن و … را در نظر گرفته و با توجه به شرایط موجود به خرید هواساز چند منطقهای (Multi-Zone) یا یک منطقهای (Single-Zone) بپردازید.
مزایای هواساز یک منطقه ای یا سینگل زون
- هواساز یک منطقهای در مقایسه با سایر سیستم‌ها، فرایند نصب و جاگیری آسان‌تری دارد. لوله‌های این نوع سیستم کوچک‌تر و در عین حال ساده‌تر هستند.
- بروز هر نوع مشکل در واحد سیستم‌های هواساز یک منطقهای تنها یک منطقه از محیط را تحت تاثیر قرار می‌دهد؛ لذا در صورت وجود مشکل در یک منطقه، سایر بخش‌ها دچار نقص و خرابی نخواهند شد.
مزایای هواساز چند منطقه ای یا مولتی زون
- این هواسازها دارای راندمان عملکرد بالایی بوده و تهویه محیط را با بازدهی چشمگیری انجام می‌دهند.
- لرزش و صدای تولیدی توسط هواسازهای مولتی زون در هنگام کارکرد بسیار پایین است که این موضوع سبب افزایش سهولت و آسایش کاربری می‌شود.
- این دستگاه‌ها به رطوبت زن (بر حسب سفارش) مجهز شده‌اند.
- هواساز چند مرحله‌ای به دلیل بهره‌مندی از قطعات و تجهیزات باکیفیت و مرغوب دارای طول عمر و دوام بالا بوده و به زودی دچار استهلاک نمی‌شود.
- این دستگاه‌ها دارای سیستم‌های فیلتراسیون قوی جهت دفع آلاینده‌های محیطی هستند.
- از هواسازهای چند مرحله‌ای می‌توان برای تولید سرمایش و گرمایش کافی و پایدار در مناطق آب و هوایی مختلف استفاده نمود.
- در گرما و سرمای شدید یا متعادل می‌توان درجه دمایی این دستگاه‌ها را به راحتی تنظیم نمود.
- سیستم بدون توقف دستگاه هواساز چند مرحله‌ای تغییر حالت می دهد.
- این دستگاه‌های تهویه‌ای از پوشش ضد خوردگی و ضد زنگ و بدنه گالوانیزه با ضخامت و دوام بالا ساخته شده‌اند.
- به منظور عایق بندی هر چه بهتر، هواساز چند منطقهای را پس از ساخت با رنگ اپوکسی کاور می‌کنند.
- هواساز چند مرحله‌ای را می‌توان ایده آل‌ترین سیستم برای بارهای سرمایی و بارهای حرارتی بالا تلقی کرد.
- این دستگاه در انواع شکل‌های عمودی، افقی و L شکل به طراحی می‌رسند.
- این هواسازها دارای ترموستات و ابزار دقیق کنترل فشار و رطوبت هوا هستند.
- هواساز مولتی زون به سیستم اینورتر (Inverter) برای افزایش راندمان عملکرد مجهز شده است.
- این دستگاه مصرف بهینه انرژی را تضمین کرده و می‌توان به جای خرید چند نوع هواساز تک منطقهای از آن استفاده نمود.
- در همه مدل‌ها و فن‌های هواساز مولتی زون از شفت‌های فولادی مقاوم و مستحکم استفاده شده است.
- خرید هواساز چند مرحله‌ای گزینه‌ای مناسب برای ساختمان‌هایی با ریت تغییرات بار برودتی و حرارتی در نواحی مختلف است.
- از این دستگاه می‌توان در کنار انواع سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی ماننو کویل‌های آب گرم ، آب سرد ، بخار و … استفاده نمود.
- این دستگاه دارای سنسورهای دقیق برای تنظیم فشار هوا در سیستم های توزیع در مناطق مختلف است.
جمع بندی
هواساز یک منطقهای (SINGLE- zone) به شکل مرکزی در فضای خارجی ساختمان نصب می‌شود. در این هواساز بخش‌های مختلف ساختمان‌های مسکونی، تجاری، اداری، صنعتی و … که به واسطه چند کانال با هم در ارتباط هستند، به عنوان یک بخش واحد در نظر گرفته شده و جریان‌های هوای تولید شده با دما و رطوبت تنظیم شده در تمامی بخش‌ها به شکل یکسان توزیع می‌شود. این هواسازها قابلیت تامین جریان‌های هوا به صورت تفکیک شده در هر قسمت از ساختمان را ندارند. در صورتی که فضایی با وسعت بالا (سالن یا سوله بزرگ) در اختیار باشد و نیاز باشر هوای کل فضا به شکل یکنواخت تنظیم و کنترل شود، می‌توان از هواساز یک منطقهای استفاده نمود.
هواساز چند منطقهای (MULTI-ZONE) زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که لزوم کنترل دمای هر قسمت از ساختمان به شکل مستقل از بخش‌های دیگر مطرح باشد. هر قسمت از ساختمان به واسطه یک کانال اصلی و تعدادی کانال فرعی به هواساز چند منطقهای متصل می‌شود. ترمینال باکس یا یونیت باکس قبل از دریچه خروجی هوا به کانال های فرعی تعبیه شده است و وظیفه کنترل دمای هر بخش از ساختمان را بر عهده دارد. ترمینال باکس‌ها از کویل آب سرد و آب گرم ثانویه، شیر موتوری برقی سه راهه، دمپر خودکار هوا و چند دریچه فرعی (به ازای هر بخش) تشکیل شده‌اند.
تفاوت اصلی هواساز یک منطقهای و هواساز چند منطقهای به قابلیت تفکیک هوای هر بخش از ساختمان مربوط است. در حالی که هواسازهای یک منطقهای تنها قادر به تامین یک نوع هوا در قسمت‌های مختلف ساختمان هستند، هواسازهای چند منطقهای با قابلیت تامین چند نوع هوا در قسمت‌های مختلف به واسطه شبکه‌های مجزای متصل به یونیت‌های هواساز، نیازهای مبنی بر تامین هوا در هر بخش را فقط با تعبیه یک هواساز برطرف می‌کنند. استفاده از هواسازهای چند مرحله‌ای علاوه بر کمک به کاهش هزینه‌های ناشی از مصرف انرژی الکتریکی، هزینه‌های خرید و نصب چند هواساز مختلف را نیز کاهش می‌دهد.
کلام آخر
در این مطلب علاوه بر معرفی هواساز چند منطقهای و یک منطقهای، تفاوت‌های این دو دستگاه نسبت به هم را بررسی نمودیم. در روند انتخاب و خرید هواساز یک مرحله‌ای یا چند مرحله‌ای لازم است نیاز به وجود هوای تفکیک شده در بخش‌های مختلف ساختمان بررسی شود. در صورتی که تنها به وجود یک نوع هوای خاص در محیط نیاز دارید، خرید هواساز سینگل زون گزینه مناسبی تلقی می‌شود اما چنانچه به تفکیک دمایی در قسمت‌های مختلف محیط نیاز باشد، لازم است از هواساز مولتی زون برای تامین سرمایش و گرمایش و تهویه فضا بهره بگیرید.