فرمت فایل : WORD (قابل ویرایش)
تعداد صفحات:128
چکیده:
فصل اول
کاربرد های تبرید و تهویه مطبوع
1-1. کاربردهای عمده
مباحث تهویة مطبوع و تبرید با یکدیگر پیوند متقابل دارند و در عین حال هر یک نیز کاربردهای خاص خود را دارا هستند. این ارتباط و استقلال را می توان در شکل 1-1 مشاهده نمود. وسیعترین کاربرد تبرید که همان فرآیند سرمایش باشد، در تهویة مطبوع است. به علاوه تبرید شامل تبرید صنعتی یعنی فرآیندها و نگهداری مواد غذایی و خنک کردن مواد در صنایع شیمیایی ، نفت و پتروشیمی بوده و کاربردهای مخصوص و بی شماری در تولید و ساخت صنایع دارد.
به همین ترتیب تهویة مطبوع نیز فقط سرمایش را شامل نمی شود. تعریف تهویة مطبوع رفاهی عبارت است از « فرآیند بهسازی هوا برای کنترل همزمان درجه حرارت، رطوبت ، پاکی و توزیع آن برای رفاه افراد محیط تهویه شده » بنابراین تهویة مطبوع شامل تمام عملیات گرمایش ( که عملیات تبرید را در بر نمی گیرد مگر در مورد پمپ‌های حرارتی ) و تنظیم سرعت و درجه حرارت و کیفیت هوا و زدودن ذرات خارجی و بخار موجود در آن می باشد.
گروهی از مهندسان در تحقیق ، توسعه و کاربرد دستگاههای مربوط به این زمینه‌ها مشغول به کار می باشند. و برخی دیگر نیز مسئولیت طراحی سیستم های به کار گیرندة این دستگاهها را بر عهده دارند. در حالی که هیچ گونه مانعی پیش پای آنان در گام نهادن به قسمتهای مختلف شکل 1-1 وجود ندارد، با وجود این توجه شرکتهای تجاری و خواه ناخواه مهندسان آنها، بیشتر به تهویة مطبوع یا تبرید صنعتی معطوف می شود. محدودة درجة حرارت مورد نظر در تبرید صنعتی احتمالاً تا oC60- نیز می رسد . یک زمینه دیگر ، سرمازایی است که شامل درجه حرارت های پایین تری نیز می شود و کاربردهای آن در فرآیندهای گاز صنعتی ( جدا کردن نیتروژن و اکسیژن هوا)، گاز طبیعی مایع و کوشش در رسیدن به دمای صفر مطلق می باشد.
این فصل سعی در ارائه برخی از کاربردهای وسیع و گوناگون تبرید و تهویة مطبوع دارد . بعضی از کاربردهای دسته بندی شدة تهویة مطبوع مانند ساختمانهای بزرگ و متوسط، صنعتی و مسکونی و وسایط نقلیه ، مورد بررسی قرار گرفته اند . همچنین مثالهایی نیز برای تبرید صنعتی مانند صنایع غذایی و حرارتی ذکر شده است .
شکل 1-1 : رابطه زمینه های تبرید و تهویة مطبوع
با وجود اینکه ظرفیت سرمایی مربوط به کاربردهای مخصوص تبرید نسبت به تهویة مطبوع یا تبرید مواد غذایی کمتر است، با این حال بسیاری از این کاربردهای خاص جذاب و از نظر فنی متنوع اند.
1-2 تهویه مطبوع ساختمانهای بزرگ و متوسط
بسیاری از واحدهای تهویة مطبوع در خدمت تهویة مطبوع رفاهی می باشند و هدف این کار تأمین رفاه افراد است. سیستم های سرمایش تابستانی در ساختمانهای بزرگ دنیا به صورت همه گیر درآمده اند.
حتی در آن مناطق آب و هوایی که درجه حرارت کم است، ساختمانهای بزرگ می باید برای زدودن گرمایی که افراد ، چراغها و سایر وسایل برقی تولید می کنند خنک شوند . در آب و هوای داغ عدم وجود سیستم های سرمایش تابستانی باعث عدم کارایی کارگران می شود. معمولاً برخی از سیستم های مرکزی در ساختمانهای بزرگ به کار گرفته می شوند. این سیستم ها شامل یک یا چند واحد سرد کنندة آب ( چیلر) و یک گرمکن آب ( معمولاً دیگ بخار نامیده می شود ) واقع در موتور خانه می باشند.
محیطهای تهویه شده مجهز به یک یا چند سیستم رفت و برگشت هوا می باشند، یا اینکه آب سردوگرم وارد مبدلهای حرارتی واقع در محیط تهویه شده می شود.
ساختمانهای تجاری تک واحدی مانند فروشگاهها و کارخانه ها اغلب مجهز به واحدهای پشت بامی ( شکل 2-1 ) واقع بر روی بام که هوای لازم برای تهویة قسمتهای زیرین را تأمین می کند، می باشند. واحد شکل 2-1 یک پمپ حرارتی است که قادر به سرد یا گرم کردن محیط مورد نظر می باشد.
شکل 2 - 1 : یک واحد پشت بامی
نوع مهم دیگر تأسیسات ، تهویة مطبوع بیمارستانها و ساختمانهای پزشکی می‌باشد. بسیاری از نکات تهویه مطبوع ساختمانهای اداری در مورد بیمارستانها نیز به کار می رود، اما نکات اضافی دیگری نیز مورد نظر هستند. لزوم تجدید هوا اغلب استفادة صد درصد از هوای تازه را ایجاب می کند و در اتاقهای عمل برای جلوگیری از ایجاد الکتریسیته ساکن، رطوبت نقش بسیار مهمی را بازی می کند. طراحی یک سیستم با کارآیی انرژی بالا برای بیمارستان یا مکانهای ویپه باعث ایجاد رقابت در کارکرد مهندسان می شود.
1-3 تهویه مطبوع ساختمانهای صنعتی
اصطلاح تهویة مطبوع صنعتی در اینجا به منظور فراهم کردن حداقل رفاه برای کارگران در محیطهای کاری سخت به کار می رود، اما شرایط هوا باید به گونه ای کنترل شود که کارگران با علاقه به تولید محصول مورد نظر بپردازند.
گرمایش نقطه ای
در هوای سرد ، گرم کردن یک ناحیة مشخص برای کار کارگر عملی تر است . چنین کاری را می توان به کمک گرمکن مادون قرمز انجام داد. سطوح این گرمکن را می توان با یک مشعل یا جریان برق به درجه حرارت بالایی رسانید که این سطوح با تشعشع ، حرارت را به محیط انتقال خواهند داد.
سرمایش نقطه ای
امکان دارد سرمایش تمام کارخانة ذوب آهن عملی نباشد، اما می باید محیط کاری را با هدایت کردن یک جریان هوای سرد به نواحی کار کارگران قابل تحول نگه داشت.
آزمایشگاههای تحقیقاتی
نقش تهویة مطبوع از یک آزمایشگاه تحقیقاتی تا آزمایشگاه دیگر تفاوت دارد. در یکی از این آزمایشگاهها باید برای آزمایشگاه تحقیقاتی تا آزمایشگاه دیگر تفاوت دارد. در یکی از این آزمایشگاهها باید برای آزمایش موتور در درجه حرارت های پائین، دما را به oC 40- نیز رسانید و در دیگری باید درجه حرارت و رطوبت بالا برای مطالعه رفتار حیوانات در مناطق استوایی ثابت نگه داشته شود.
رنگ زنی
کنترل رطوبت یکی از علل اولیة تهویة مطبوع کارخانجات رنگ زنی می باشد. در برخی از فرآیندهای رنگ زنی، کاغذ از پرس های متعدد و مختلفی عبور می کند و برای فراهم کردن چاپ مناسب، تهویة مطبوع باید به خوبی انجام گیرد. سایر دردسرهایی که از عدم کنترل مناسب رطوبت به وجود می آیند شامل الکتریسیتة ساکن، پیچیده شدن و تاب برداشتن کاغذ و یا خشک نشدن جوهر می باشند.
محصولات نساجی
محصولات نساجی نیز مانند کاغذ در مقابل تغییرات رطوبت حساس می باشند ، ولی نسبت به تغییرات درجه حرارت حساسیت کمتری از خود نشان می دهند. نخ بافندگی در کارخانجات نساجی با سرعت زیادی حرکت می کند، باید از تغییرات خاصیت ارتجاعی و مقاومت این مواد یا ایجاد الکتریسیته ساکن جلوگیری کرد.
قطعات دقیق و اتاقهای تمیز
تهویة مطبوع برای سازندگان قطعات دقیق فلزی سه کار انجام می دهد :ثابت نگه داشتن درجه حرارت برای جلوگیری از انبساط و انقباض فلز ، حفظ رطوبت در حد ثابت برای جلوگیری از زنگ زدگی و فیلتراسیون هوا . فن آوری جدیدی برای به حداقل رسانیدن گردو غبار اتاقهای تمیز توسعه یافته ( شکل 3-1) تا محیطهای به منظور ساخت قطعات الکترونیکی و سایر مواد طراحی شود .
شکل 3-1 یک اتاق تمیز
محصولات عکاسی
صنعت محصولات عکاسی یکی از مصرف کنندگان بزرگ تهویة مطبوع و تبرید می باشد.
مواد خام عکاسی به سرعت در درجه حرارت و رطوبتهای بالا فاسد می شوند و سایر مواد مورد استفاده در پوشش فیلم نیز نیاز به کنترل درجه حرارت دارند.
اتاقهای کامپیوتر
سیستم تهویة مطبوع اتاقهای کامپیوتر باید درجه حرارت ، رطوبت و پاکی هوا را کنترل کند. برخی از اجزای الکترونیکی در صورت گرمای زیاد به درستی کار نمی‌کنند و روش جلوگیری از این درجه حرارت های بالا، ثابت نگه داشتن درجه حرارت اتاق کامپیوتر بین 20 تا 23 درجة سانتی گراد می باشد. اجزای الکترونیکی کامپیوتر حتی در درجه حرارت های پایین تر نیز بهتر کار می کنند ، اما این درجه حرارت ها برای افراد شاغل در اتاق پایین است . رطوبت نسبی بین 30 تا 45 درصد برای کار با کارتها مناسب می باشد، چون رطوبت پایین تر باعث ایجاد الکتریسیته ساکن در قسمت کارتها می شود . برای ذخیره کردن دراز مدت نوارهای مغناطیسی یکنواخت بودن درجه حرارت اهمیت خاصی دارد. هوای تمیز برای سهولت در استفاده و نگهداری چاپگر نوار گردان و کارت خوانها لازم است.
نیروگاهها
نیروگاههای بخار معمولی به کمک تجدید هوا با هوای تازه شرایط قابل تحملی را برای کارگران به وجود می آورند . کمبود فضا و بالا بودن شدت حرارت ، جای کافی برای کانالهای هوا باقی نمی گذارد . برای ایجاد سرمایش محیطهای معین در نیروگاههای جدید کویل های سرمایی هوا به کمک آب خنک شده و از داخل لوله ها انتقال داده می شوند خیلی کوچکتر از کانالهای معمولی هوا می باشند.
1-4 تهویه مطبوع ساختمانهای مسکونی
در ایالات متحدة آمریکا هر سال تقریباً پنج میلیون دستگاه تهویة مطبوع پنجره ای
( اتاقی ) فروخته می شود و اکثر این دستگاهها برای استفاده در ساختمانهای مسکونی به کار گرفته می شود.
در نوع دیگری از تهویة مطبوع ساختمانهای مسکونی یک سیستم واحد یا مرکزی که در آن واحد تقطیر شامل کمپرسور و کندانسور بیرون از اتاق و کویل اوپراتور در کانال هوای داخلی می باشد، مورد استفاده قرار می گیرد.
در طول چند دهة گذشته در ایالات متحدة امریکا جمعیت به طرف منطقة آفتابی جنوب کشور هجوم آورده اند . رهبران صنعت تهویة مطبوع خاطر نشان می کنند که این هجوم جمعیت به علت استفادة همه گیر از تهویة مطبوع در خانه ها و محلهای کار، تجارت و سرگرمی بوده است .
سیستم دیگر در حال توسعه برای گرمایش و سرمایش تؤام منازل ، پمپ حرارتی
می باشد . این دستگاه در اواسط دهة 1950 وارد بازار شد که پیشگویی های خوش بینانه ای در مورد چگونگی رقابت آن با دستگاههای قدیمی وجود داشت . ورود این دستگاه به بازار اشتباه و شاید به علت ضعف مکانیکی پمپ های حرارتی آن زمان بود. طرحها و کیفیتهای جدید سازندگان منجر به احیای پمپ های حرارتی در دهة 1980 شده، به طوری که اکنون سالیانه بین نیم تا یک میلیون از این دستگاه در ایالات متحدة آمریکا فروخته می شود.