شرایط طرح داخل دما و رطوبتی است که سعی می کنیم درون ساختمان نگاه داریم و برای زمستان و تابستان به دلیل صرفه جویی انرژی متفاوت است

Indoor Conditions. Indoor conditions assumed for design purposes depend on building use, type of occupancy, and/or code requirements.

Chapter 9 and ASHRAE Standard 55 define the relationship between indoor conditions and comfort.

Typical practice for cooling is to design for indoor conditions of 24°C db and a maximum of 50 to 65% rh.

For heating, 20°C db and 30% rh are common design values. These conditions are the default values used throughout this chapter.

 نقطه دمای طرح داخل ساختمان در تابستان برنگ آبی و طرح خارج در تهران به رنگ سبز بر نمودار سایکومتری که نشان می دهد چرا در تهران تبرید کولر آبی خیلی خوب جواب می دهد

شرایط طرح خارج ماکزیمم و بدترین حالات دما و رطوبت است که در خارج از ساختمان در تابستان و زمستان اتفاق می افتد و اتلاف انرژی را حداکثر می کند و بر اساس ان باید طراحی تهویه مطبوع صورت گیرد. جدول بالا شرایط طرح خارج برگرفته ازهندبوک اشری 2017 برای برخی شهرهای ایران می باشد. در مورد تهران مهراباد معیار بوده است

نمودار سایکومتری بخار در هوا که در آن نسبت رطوبت و دما تعیین کننده خواص مخلوط هوا خواهد بود برای ارتفاعهای مختلف از سطح دریا متفاوت خواهد بود تا 1000 فوت یا 300 متر اختلاف ارتفاع می توان از یک منحنی استفاده کرد برای تهران ارتفاع مهرآباد طبق جدول بالا 1200 متر است و بالاترین ارتفاع معمول در سطح تهران 1800 و پایینترین آن را می توان 1000 متر گرفت در این صورت می توان از منحنی سایکومتری ارتفاع 1500 متر برای محدوده ارتفاع بالاتر از خیابان آزادی تا تجریش استفاده کرد توجه شود که دمای 24 و رطوبت نسبی 50 درصد به عنوان شرایط آسایش ایده آل در تابستان در منحنی نشان داده شده است  

توجه شود که  مطابق نمودار پایین دمای 24 و رطوبت نسبی بین 50 تا 65 درصد را به عنوان شرایط آسایش در تابستان می گیریم که در منحنی با خط سبز نشان داده شده است. شرایط طرح خارج تابستان درتهران را که دمای خشک 37.4 و دمای تر 17.9 یا دمای خشک 38.8 و دمای تر 18.1 است در همین منحنی با رنگ قرمز می ببینیم. نکته جالب این است که اگر شرایط طرح خارج تهران را در نظر بگیریم  کولر آبی که فرآیند دمای تر ثابت است به راحتی شرایط طرح خارج در تهران را به شرایط مساعد مناسب اسایش داخل می رساند و نیازی به کولرهای گازی و اسپیلت با هزینه برق چند برابر نیست البته حتی در تهران در ساختمانی که بار سرمایش نامحسوس یا نهان یا همان بخار تولیدی در داخل ساختمان زیاد است کولر ابی کاراییش کم می شود.

کولر آبی مناسب برای یک فضا را می توان از دو جدول زیر بصورت سرانگشتی حساب کرد. از جدول اول حداکثر زمان مجاز تعویض کل هوای فضا برای کاربری خصوصی در سردسیر هر ۳ دقیقه و معتدل هر ۲.۵ دقیقه و گرمسیر هر ۲ دقیقه است.سپس مقدار حجم هوای لازم در دقیقه از حجم فضا و این اعداد با فرمول حساب می شود و در جدول بعدی مدل کولر با توجه به این مقدار حجم لازم هوا در دقیقه انتخاب می گردد. در تصویر اول یک مثال حل شده را نیز می بینیم البته اشکال ظاهری این جدول این است که درصد رطوبت محل در آن تأثیری ندارد البته می توان حدس زد که حتما این درصد رطوبت به جهت امکان استفاده از کولر آبی پایین فرض شده است.

همانطور که در شکل دیده می شود سفتی تسمه کولر آبی را می توان با میزان انعطاف پذیری آن بر اثر نیروی انگشت اشاره سنجید و مقدار قابلیت انعطاف باید بین ۱۹ تا ۲۸ میلیمتر یا حدود ۱ اینچ یا حدود یک بند انگشت باشد

فرآیند عبور هوا از کویل سرمایش جهت تهویه مطبوع که در آن ان شرایط هوای بیرون تی شرایط هوای درون و سی مخلوط هوای برگشتی و تازه از بیرون و اس نقطه شبنم دستگاه خنک کننده و بی اف نسبت هوای بای پس شده بدون تغییر دما از روی کویل دستگاه و جی اس اچ اف فرآیند سرمایش بر کویل و ار اس اچ اف فرآیند گرم شدن هوای ورودی در اتاق در اثر بار سرمایشی می باشد در محاسبات سرمایش این امر مهم است که چقدر از بار سرمایش ناشی از رطوبت است و باید رطوبت گیری انجام شود و چقدر بار سرمایش ناشی از دمای هواست و صرفا کاهش می خواهد شیب خطوط ار اس اچ اف و جی اس اچ اف نشان دهنده این نسبت بار سرمایش گرمای نهان به گرمای محسوس است

چند تعریف کوتاه شده برای چند اصطلاح در تهویه مطبوع

Air Handling Unit (AHU)

کانکسی طویل شامل چند جعبه فلزی پشت سر هم (چند بخش) که معمولا در پشت بام قرار دارد و هوای بیرون را پس از چند مرحله آماده سازی حرارتی و رطوبتی بوسیله کانال بدرون ساختمان می فرستد (هوا سیال حامل برودت)

Chiller

وسیله سرمایشی شامل یک سیکل تبرید تراکمی که مایعی مثل آب را خنک می کند و به جایی مثلا فن کویلها درون ساختمان یا یک کارگاه فرآیند شیمیایی یا یک واحد هواساز می فرستد (آب سیال حامل برودت)

Variable refrigerant flow (VRF)

سیستمهایی شبیه کولر گازی یا اسپلیتهای بدون داکت کوچک که کندانسور آنها خارج ساختمان و اواپوراتور آنها درون ساختمان است و مایع مبرد بین این دو حرارت را منتقل می کند (مبرد سیال حامل برودت)

Air Handling Unit (AHU)

کانکسی طویل شامل چندین جعبه فلزی پشت سرهم که بر روی هوای ورودی آماده سازی هایی را انجام می دهد و سپس هوای مطبوع شده از دید حرارتی و رطوبتی را از طریق کانالی به درون ساختمان می فرستد. فرآیندهایی که بر روی هوا انجام می گردد شامل تصفیه – ضد عفونی کردن – رطوبت زنی – رطوبت گیری – گرمایش – سرمایش – افزایش فشار است. در این شیوه تهویه مطبوع بخشی از هوای رفت به ساختمان می تواند از هوای برگشت از آن و بخشی هم از هوای تازه بیرون باشد. همچنین می توان از بازیافت حرارتی هم استفاده نمود یعنی هوای بازگشتی از ساختمان به ساختمان بر نگردد بلکه بصورت بسته با هوای تازه از بیرون تبادل حرارتی کند و این هوای تازه را مطبوع تر کند. گند زدایی و ضدعفونی کردن هوا می تواند توسط اشعه ماورا بنفش و فیلتر هپا صورت گیرد و تصفیه هوا توسط فیلتر خواهد بود. رطوبت گیری می تواند توسط سرمایش و احیانا پس از آن گرمایش مجدد انجام شود. رطوبت زنی هم توسط دستگاه رطوبت زنی انجام می شود. گرمایش در این سیستم می تواند توسط کویل برقی باشد و برای گرمایش و سرمایش مایع عبوری از کویلها می تواند .آب خروجی از یک بویلر یا چیلر یا مستقیما مبرد یک سیستم سرمایشی باشد. افزایش فشار توسط دمش فن انجام می شود که می تواند محوری و یا غالبا سانتریفیوژ باشد

Chiller

چیلر یک دستگاه خنک کننده مایع (مثلا آب) بر اساس سیکل تبرید تراکمی و مبرد است که شامل چهار مرحله سیکل تبرید یعنی کمپرسور- کندانسور – شیر اختناق و اواپراتور می باشد. در کمپرسور مبرد فشرده شده و دما و فشار آن بالا می رود و در کندانسور حرارت خود را به محیط می دهد. این محیط می تواند مایع خنک کننده ای باشد که به برج خنک کن می رود یا هوای محیط باشد که با فن از کندانسور در حال عبور است. به چیلر نوع اول آب خنک و به چیلر نوع دوم هوا خنک گویند. در مرحله بعد سیکل تبرید چیلر مبرد به شیر اختناق می رود و فشار و دمای آن به یکباره کاهش می یابد. مبرد با دمای پایین به اواپراتور می رود و گرمای مایع چیلر (آب) را جذب می کند و آن را خنک می نماید. اواپوراتور چیلرها چون معمولا دارای دو سیال (مبرد و مایع خنک) و بنابراین از نوع مبدل لوله پوسته می باشد، ولی کندانسور چیلر در صورت آب خنک بودن از نوع لوله پوسته است. آب خنک شده توسط چیلر می تواند برای فن کویل ساختمانها یا فرآیندها یا تبرید در واحد تهویه هوا بکار رود. چیلر می تواند بدون کندانسور درون ساختمان قرار گیرد و مایع مبرد  برای حرارت دهی به کندانسور واقع در بیرون ساختمان برود. همچنین چیلر آب خنک می تواند درون ساختمان باشد و برج خنک کن آن بیرون ساختمان باشد. از حرارت خروجی از کندانسور سیستمهای سرمایش مثل چیلر بخصوص در صنعت می توان در فرآیندهای موازی که گرمایش می خواهد استفاده کرد

Variable Refrigerant Flow

با مفهوم اسپلیت یا همان کولر گاز آشنا هستیم . اسپلیت یک سیکل تراکمی با مبرد است که کندانسور و کمپرسور آن در خارج از ساختمان (یونیت خارجی) و کویل اواپوراتور آن درون ساختمان (یونیت داخلی) قرار دارد و مبرد این فاصله را می چرخد. در کمپرسور مبرد فشرده شده و دما و فشار آن بالا می رود و در کندانسورحرارت خود را به محیط می دهد. این محیط هوایی است که با فن از کندانسور در حال عبور است. در مرحله بعد سیکل تبرید چیلر مبرد به شیر اختناق می رود و فشار و دمای آن به یکباره کاهش می یابد. مبرد با دمای پایین به اواپراتور می رود و گرمای ساختمان را جذب می کند و آن را خنک می نماید. وی آر اف ها اسپلیتهایی هستند که در آنها برای هر واحد خارجی چند واحد داخلی وجود دارد و این یونیتهای داخلی می تواند مخصوص کانال باشد که با کانال کشی سرمایش خود را به فضاها انتقال دهد. حرارت کندانسور سیستمهای تبرید می تواند برای گرمایش آب گرم مصرفی هم بکار رود.

Hybrid Variable Refrigerant Flow

بدلیل لزوم گذاشتن دتکتور مبرد در ساختمانهای با مبرد زیاد در استاندارد برخی کشورها و با توجه به بازده بالای سیستمهای وی آر اف به نسبت چیلرها مزایای این دو سیستم را با هم ترکیب می کنند و در این سیستم هیبرید، مبرد تا بیرون هر طبقه آمده و سپس درون کنرل کننده شاخه هیبرید، آب در گردش درون هر طبقه را خنک می کند و بدون ورود به ساختمان به یونیت خارجی بر می گردد. در این حالت مبردی بصورت در گردش درون ساختمان وجود ندارد و این آب خنک است که درون فن کویلها و یا دیگر کویلهای درون ساختمان می چرخد.

اگر در زمستان جهت کار اسپیلت را بتوان عوض کرد به پمپ حرارتی تبدیل می شود و گرما را از بیرون به درون می آورد  

سیستم اسپیلت به دلیل محدودیت پمپ کندانسور یونیت خود، از دید اختلاف ارتفاع کندانسور با دورترین اسپیلت و اختلاف ارتفاع دو اسپیلت وصل به یک کندانسور و کلا طول مسیر لوله کشی و طول مسیر بین دورترین اسپیلتهای وصل به یک کندانسور محدودیت دارد

 در برخی از اسپلیتها کمپرسور یونیت خارجی اسپلیت تنها ده متر اختلاف ارتفاع بین یونیت داخلی و خارجی را ساپورت می کند و بنابراین برای طبقات اول و دوم ساختمان پنج طبقه که یونیت خارجی ان در پشت بام است مناسب نیست