تماس با ما
021-25441600
021-25441500
تهویه مطبوع

تهویه مطبوع

تهویه مطبوع به طور دقیق عبارت است از  فن آوری رساندن شرایط طرح داخل به شرایط استاندارد یا آسایش مطلوب. شرایط می تواند شامل کیفیت هوا، دما، رطوبت و فشار باشد. طراحی سیستم تهویه مطبوع را مهندس مکانیک با استفاده از اصول ترمودینامیک، مکانیک سیالات و اصول انتقال حرارت انجام می دهد. در برخی از مواقع لغت تبرید نیز به دنبال تهویه مطبوع می آید.

استاندارد مرجع تهویه مطبوع در کشور آمریکا استاندارد اشری ASHRAE است و به عنوان مرجع طراحی در کنار مباحث چهاردهم و شانزدهم  نظام مهندسی مورد استفاده قرار می گیرد. نرم افزار محبوب محاسبه ی بارهای حرارتی و برودتی در بین مهندسین ایران، نرم افزار آنالیز ساعتی کریر Carrier HAP است.

بر همین اساس شرکت تهویه آذین البرزطبق استاندارهای مرجع تهویه مطبوع اشری ASHRAE اقدام به واردات سیستم های تهویه مطبوع با برند تجاری لنزور LENZOR نموده است.

انواع سیستم های تهویه مطبوع لنزور

با رویکرد های مختلف می توان سیستم های تهویه مطبوع لنزور را طبقه بندی نمود. از نظر کاربر این سیستم ها می توانند مرکزی، مجزا یا ترکیبی باشند.

  • از سیستم های تهویه مطبوع مرکزی می توان به چیلر لنزور و فن کویل لنزور اشاره کرد.
  • سیستم ترکیبی نیز شامل داکت اسپلیت لنزور  به همراه کویل آبگرم (تامین آبگرم توسط پکیج یا موتورخانه مرکزی) جهت  تامین سرمایش  و گرمایش است.
  • از دیدگاه انرژی مصرفی می توان سیستم های تهویه مطبوع لنزور را در زمینه ی سرمایش به دو دسته ی زیر تقسیم بندی کرد:
  • سیستم های تمام برقی مانند چیلرهای تراکمی ، وی آر اف لنزور Lenzor VRF و داکت اسپیلت لنزور Duct Split Lenzor.
  • ترکیبی گاز و برق همانند چیلرهای جذبی .

از دیدگاه طرز خنک سازی کندانسور می توان سیستم های تهویه مطبوع  لنزور را به دو سیستم تقسیم کرد:

  • آب خنک همانند چیلرهای جذبی یا تراکمی آب خنک لنزور که نیاز به برج خنک کننده دارند.
  • سیستم هواخنک مانند چیلر تراکمی هوا خنک، داکت اسپلیت کانالی لنزور و وی آر اف لنزور Lenzor VRF.
 
تاریخچه

تهویه مطبوع یکی از مهمترین اختراعات بشر مدرن است. انجام عملیات مختلف بر روی هوا جهت تامین آسایش یا ایجاد شرایط طرح  مورد نظر از عوامل کلیدی زندگی مدرن به شمار می آید. بدون استفاده از این سیستم ، بسیاری از ساختمانهای امروزی بی استفاده می گردید.  تهویه مطبوع کمک شایانی به زندگی در مناطق غیر قابل سکونت نموده است و به طور محسوس در پراکندگی جعرافیایی جمعیت کشورها تاثیر داشته است. جالب است بدانیم که تهویه مطبوع در بیمارستانها باعث نجات جان بسیاری از بیماران گردیده است و میزان مصرف آنتی بیوتیک بعد از عمل و در دوره ی بهبودی را به طرز چشمگیری کاهش داده است. تهویه مطبوع و اتاقهای تمیز  در صنعت داروسازی با تاثیر مستقیم در تولید انواع دارو در راستای بهبود سلامت بشر گام نهاده است. به جرات می توان گفت که بدون استفاده از تهویه مطبوع دیتا سنتر ها و متعاقب آن اینترنت قابلیت عملکردی نداشت. در ادامه تاریخچه ای مختصر در خصوص اتفاقات تاریخی و اختراع تهیه مطبوع را به استحضار می رسانم.

مهمترین دانشمندی که شروع به نظریه پردازی در این خصوص نمود آقای سعدی کارنو بود که سیکل کارنو را در سال 1890 تئوریزه کرد اگرچه دانشمندان زیادی قبل از ایشان کمک شایانی به پیشرفت علم نمودند ولی نقش کارنوی فرانسوی غیر قابل انکار است.

از نظر تاریخی و بر اساس اشری ASHRAE  می توان تاریخ های مهم را به شرح زیر بر شمرد:

1748 G.Richmann مقالات مربوط به تجربه سرما را در آکادمی علوم سنپترزبورگ منتشر کرد
1803 Thomas Moore  از مریلند حق ثبت اختراع دستگاه تبرید را دریافت کرد، اولین حق ثبت اختراع تبرید در امریکا
1805 Oliver Evans سیستم سیکل بسته تبرید کمپرسور بخار را در   Young Steam Engineer’s Guideمطرح کرد
1834 لاستیک طبیعی، تقطیر لاستیک طبیعی، به عنوان یک مبرد توسط John Hague در اولین مدل از دستگاه تبرید کمپرسور بخار استفاده شد
1844 DR. John Gorrie دستگاه مبرد سیکل هوا برای ساخت یخ را پیشنهاد کرد
1854 John Harrison با فشرده سازی بخار برای ساخت یخ در ویکتوریا استرالیا شروع به کار کرد
1855 اولین ایده تولید یخ با استفاده از تبرید کمپرسور بخار در کلیولند، اوهایو توسط Alexander Twining  مطرح شد
1860 Ferdinand Carre ، حق امتیاز انحصاری تبرید جذبی آمونیاکی را ثبت کرد
1868 Peter Van der Weyde  کنترل ترموستاتیکی سیستم تبرید را اختراع کرد
1870 Carl Linde مقاله ای را با استفاده از یک روش ترمودینامیکی دقیق برای تبرید: “استخراج گرما در دمای پایین با استفاده از ابزار مکانیکی” منتشر کرد
1875 کارخانه ذخیره سازی سرما با استفاده از یخچال مکانیکی توسط Thomas Mort از استرالیا
1879 Charles Tellier از کشتی یخچالی Le Frigorifique برای حمل گوشت از فرانسه به آمریکای جنوبی استفاده کرد
1891 مجله Ice and Refrigeration شروع به انتشار کرد
1892 اولین خانه مجهز به سیستم تهویه مطبوع در امریکا در سنلرنز توسط M. Dillenberg  از سانفرانسیسکو
1893 کمیسیون برای “استاندارد تن تبرید” توسط انجمن مهندسان مکانیک آمریکایی ایجاد شد
1894 سیستم تبرید Hermetically sealed توسط Marcel Audiffren در فرانسه اختراع شد
1901 سیستم تهویه مطبوع 300 تنی در بورس نیویورک نصب شد
1902 در Armor Building، کانزاس سیتی، سیستم تهویه مطبوع دو کاناله نصب شد؛ هر اتاق به صورت مجزا با یک ترموستات کنترل می شد
1904 اولین تهویه مطبوع در ساختمان دولتی میسوری، نمایشگاه Louis World’s
1904 انجمن Refrigerating Engineers آمریکا تاسیس شد
1906 اصطلاح “تهویه مطبوع” توسط Stuart Cramer ابداع شد
1906 اولین بیمارستان مجهز به تهویه مطبوع: بیمارستان Floating بوستون
1906 Willis Carrier سیستم يDew Point Control را برای کنترل دقیق رطوبت در یک اتاق را به ثبت رساند
1908 اولین کنگره بین المللی تبرید. پاریس
1911 انبساط ثابت مبرد سوپرهیت شده در یک سیستم تبرید اواپراتور چندگانه جهت سیکل تبرید توسط Albert Marshall اختراع شد
1913 برگزاری اولین کنگره بین المللی نمایشگاه تبرید در شیکاگو برگزار شد
1913 M. T. Zarotschenzeff آزمایشات را در زمینه انجماد سریع شروع کرد
1914 یک واحد یخچال خانگی خنک کننده خودکار الکتریکی، DOMELRE توسط Fred Wolf Jr به بازار عرضه شد
1916 Clarence Birdseye شروع به آزمایشات انجماد سریع کرد
1925 الکترولوکس سوئد اولین چیلر جذبی گازسوز را اختراع کرد.
1925  Tile Aerologist. اولین مجله بازرگانی تهویه مطبوع توسط E Vemon Hill منتشر شد
1926 کنترل لوله مويین  توسط  Thomas Carpenterاختراع شد
1928 مبرد های کلروفلوئوروکربن توسط تیم توماس میدگلی در آزمایشگاه تحقیقاتی جنرال موتورز تولید شد.
1930 در خانه ای در توسان، اولین هیت پمپ توسط AZ  نصب شد
1931 Frigidaire سیستم تهویه مطبوع مرکزی سالانه  “Hot-Kold” را برای خانه ها وارد بازار کرد
1932 Chesapeake & Ohio Railroad شروع به راه اندازی اولین قطار شبانه مجهز به سیستم تهویه مطبوع “جورج واشنگتن” بین نیویورک و واشنگتن کردند
1936 خطوط هوایی امریکا از سیستم تهویه مطبوع در هواپیماهای مسافری “Three mile a minute” استفاده می کند
1936 Albert Henne. مخترع کلر فلوئوروکربن ها، مبرد R134a را اختراع کرد.
1938 سیستم تهویه مطبوع پنجراه ای توسط Philco York وارد بازار شد
1939 Packard اولین سیستم تهویه مطبوع اتوماتیک  را وارد بازار کرد
1939 خشک‌کردن انجمادی پنی سیلین. آزمایشات اولیه در بریتانیا.  آماده سازی صنعتی در سال 1943.
1940 دستگاه تبرید جذبی با استفاده از لیتیوم بروماید: آب. مطالعات توسط سرول و کریر.اولین Carrier Machine بزرگ در سال 1945 ساخته شد.
1942 لوله گرما  ( هیت پایپ) توسط R.S. Gaugler اختراع شد، (ثبت اختراع ایالات متحده در سال 1944)
1944 دستگاه سرد کن سیکلی هوا برای خنک کردن هواپیما مورد استفاده قرار گرفت
1949  – Peltier یخچال فریزر خانگی ترموالکتریکی
1950 شروع توسعه تجاری پمپ های حرارتی ( هیت پمپ ها) که 2000 دستگاه در سال    1954 و 76،000 دستگاه در سال 1963 و 300،000 دستگاه در سال 1976
1953 دو انجمن سازندگان تجهیزات تبرید (  ( REMA انجمن تجهیزات سردخانه ای و تهویه مطبوع (ACRMA)،  برای ایجاد موسسه تبرید و تهویه مطبوع (ARI  ) در 23 آوریل متحد شدند.
1958 در ماه دسامبر، اعضای ASRE و ASHAE برای رایزنی با انجمن صنایع گرمایی، یخچال و تهویه مطبوع (ASHRAE)  رای گیری کردند
1966 اولين مدرسه آموزشي تهویه مطبوع بدون پنجره (نيويورک)
1968-72 R-22 مبرد استانداردی برای واحد تهویه مطبوع و پمپ های حرارتی شد
1969 54٪ از ماشین های جدید مجهز به سیستم تهویه مطبوع شدند
1975 استاندارد اشری ASHRAE Standards 90-75 جهت بهینه سازی مصرف انرژی در طراحی ساختمان های جدید نقش اساسی در کد های ساختمان آمریکا ایفا کرد.
1988 سناتور های آمریکایی پروتکل مونترال را جهت حفاظت از لایه ازن تصویب کردند.
1994 استفاده از مبرد R134a در کولر ماشین
 
استفاده از تهویه مطبوع در ساختمانهای مسکونی

علی رغم پیشرفت در فن آوری های سرمایشی، این سیستمها برای خانه ها بسیار بزرگ و گران قیمت بودند. شرکت فریجیدر در سال 1929 یک دستگاه اسپلیت را جهت خنک سازی منازل مسکونی معرفی نمود. این دستگاه کوچک به اندازه ی یک رادیو کابینتی بود ولی سیستم وزن زیادی داشت، گران قیمت بود و یک کندانسور مجزا نیز نیاز داشت. شرکت جنرال الکتریک طراحی ها را توسعه داد و یک کولر یکپارچه ی پنجره ای درست کرد ( از سال 1930 تا 1931 سی و یک دستگاه نمونه مشابه تولید کردند).

در همان زمان مهندسین شرکت جنرال موتور مبرد کلروفلوئورو کربن را ساختند که به عنوان اولین مبرد غیر قابل اشتعال به طور مداوم باعث بهبود عملکرد و ایمنی دستگاههای تهویه مطبوع گردید. اگرچه این مواد شیمیایی در سالهای بعد بخاطر ضرری که برای لایه ازن داشتند به وسیله ی پروتوکل مونترال سال 1990 از رده ی تولید و استفاده خارج گردید. مبرد هیدرو فلوئورو کربن که با لایه ازن سازگار بود محبوب شد ولی امروزه نام این مبرد نیز با تغییرات آب و هوایی گره خورده است.

مهندسی به نام هنری گلسون دستگاه کولر پنجره ای را توسعه داد و توانست قیمت تمام شده ی آن را کاهش دهد تا در سال 1947 در حدود 43000 دستگاه کولر پنجره ای خانگی به فروش رسید و ساکنین منازل از تهویه بدون پرداخت هزینه گزاف بهره مند گردیدند.

در اواخر دهه 1960 بیشتر خانه های پیشرفته در کشور آمریکا به سیستم های تهویه مرکزی یا مستقل مجهز شده بودند و مردم توانستند در ایالتهایی که آب و هوای گرمی دارند از جمله آریزونا و فلوریدا سکونت داشته باشند.

با افزایش تقاضا در استفاده از سیستم های تهویه و در دهه 70 میلادی، بحران انرژی در جهان رخ داد. در پاسخ به این بحران، قانون گزارهای ایالت متحده آمریکا قوانینی را به تصویب رساندند که تولید کنندگان تهویه مطبوع را ملزم به رعایت استاندارد های بهینه سازی مصرف انرژی برنامه ی استانداردهای تجهیزات و اقلام گردیدند.

از سال 1992 دپارتمان انرژی ایالت متحده آمریکا استاندارد جامعی را برای تولید کنندگان دستگاههای تهویه مطبوع خانگی و هیت پمپها منتشر نمود. پیش بینی می شود که این استاندارد در بازه زمانی 1993 تا 2023 بتواند 29 میلیارد دلار در قبوض انرژی صرفه جویی نماید. استانداردی که در سال 2006 تصویب گردید نیز می تواند 70 میلیارد دلار را در بازه ی سالهای 2006 تا 2035 در قبوض ذخیره نماید و همچنین از انتشار 369 تن دی اکسید کربن در سال که معادل 72 میلیون ماشین می باشد جلوگیری می نماید.

نتایج این قوانین منجر به توسعه بهینه سازی مصرف انرژی گردید به طوری که می توان گفت تجهیزات امروزی نسبت به سال 1990 تا 50 درصد کمتر انرژی مصرف می کنند.

لازم به ذکر است دستگاه های تهویه مطبوع اینورتر لنزور،با رعایت استانداردهای بین المللی در زمینه صرفه جویی انرژی،تا 73 درصد باعث صرفه جویی در مصرف برق و در نتیجه منجر به بهینه سازی مصرف انرژی میگردد.

مراجع:

https://www.energy.gov/articles/history-air-conditioning

/https://www.ashrae.org

مقالات مرتبط
پاسخ دهید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.قسمتهای مورد نیاز علامت گذاری شده اند *