هواساز یا هوارسان (Air Handling Unit) یا به اختصار AHU، دستگاهی است که هوای خنک یا گرم را درون سیستم تهویه مطبوع در ساختمان ها، فضاهای صنعتی و تجاری، بیمارستان ها، هتل ها و سایر مکان ها تامین می‌کند. هواساز معمولا شامل یک واحد فیلتراسیون، واحد گرمایش و سرمایش، مبدل حرارتی، فن، مخازن آب، مخازن بخار و سیستم کنترل و مانیتورینگ است.
وظیفه هواساز در تأمین هوای تمیز و مناسب برای تهویه مطبوع در فضاهای مختلف، از جمله تأمین هوای خنک یا گرم، تصفیه هوا از گرد و غبار و مواد شیمیایی، مرطوب سازی هوا، تنظیم رطوبت و دمای هوا و کنترل رطوبت هواست. هواساز همچنین به عنوان قلب تهویه مطبوع در سیستم های تهویه مطبوع عمل می کند.
هواساز چگونه کار می کند؟
هواساز به منظور تهویه مطبوع در ساختمان ها، فضاهای صنعتی و تجاری و سایر مکان‌ه ا کار می‌کند. این دستگاه شامل چند بخش است که هر بخش وظایف خاص خود را دارد:
بخش فیلتراسیون: هوای بیرون از طریق فیلترهای گوناگون عبور می کند تا از گرد و غبار، مواد شیمیایی و دیگر ذرات آلوده پاک شود.
بخش گرمایش و سرمایش: هوای تمیز پس از فیلتراسیون وارد بخش گرمایش و سرمایش می شود. در این بخش، هوا به وسیله مبدل حرارتی، گرما یا سرما را جذب می‌کند و دمای آن تنظیم می شود.
بخش فن: هوای خنک یا گرم پس از گذر از بخش گرمایش و سرمایش به وسیله فن به فضای داخلی منتقل می شود.
مخازن آب و بخار: در صورت لزوم، آب یا بخار به هوا اضافه می شود تا رطوبت و دمای هوا را تنظیم کند.
سیستم کنترل هواساز: با استفاده از سیستم کنترل، به عنوان قلب سیستم تهویه مطبوع، برای تنظیم دما، رطوبت و جریان هوا به کار می رود.
در کل، هواساز از طریق ترکیب بخش های فیلتراسیون، گرمایش و سرمایش، فن، مخازن آب و بخار و سیستم کنترل و مانیتورینگ به تهویه مطبوع در فضاهای مختلف کمک می کند.
عملکرد هواساز چگونه است؟
عملکرد هواساز بر اساس نیاز و تنظیمات مشخص شده برای تهویه مطبوع در فضای مورد نظر تعیین می شود. در ابتدا، هوای بیرون از طریق فیلترهای گوناگون عبور می‌کند تا از گرد و غبار، مواد شیمیایی و دیگر ذرات آلوده پاک شود. سپس هوای تمیز وارد بخش گرمایش و سرمایش می شود و به وسیله مبدل حرارتی گرما یا سرما را جذب می کند و دمای آن تنظیم می شود.
بعد از بخش گرمایش و سرمایش، هوای خنک یا گرم پس از گذر از بخش فن به فضای داخلی منتقل می شود. در صورت لزوم، آب یا بخار به هوا اضافه می‌شود تا رطوبت و دمای هوا را تنظیم کند. به عنوان مثال، در زمستان، هوای خارجی سرد است و برای رفع سرمای فضا، هوا با استفاده از گرمایشی که در هواساز وجود دارد، گرم می شود و سپس به فضای داخلی منتقل می شود. در تابستان، هوای خارجی گرم است و برای خنک کردن فضا، هوا با استفاده از سیستم تبریدی که در هواساز وجود دارد، خنک می شود و سپس به فضای داخلی منتقل می شود.
به عنوان قلب سیستم تهویه مطبوع، هواساز با استفاده از سیستم کنترل، جریان هوا، دما و رطوبت را تنظیم می‌کند تا شرایط تهویه مطبوع مطابق با نیازهای فضای مورد نظر فراهم شود. در نتیجه، هواساز عملکردی مؤثر و کارآمد برای تهویه مطبوع در ساختمان ها و فضاهای صنعتی و تجاری دارد.
اجزای هواساز
هواساز شامل اجزای مختلفی است که به طور کلی شامل اجزای ورودی، اجزای پردازش، و اجزای خروجی می‌شود. بخش های مختلف هواساز به شرح زیر است:
اجزای ورودی:
فیلتر: برای پاکسازی هوا از گرد و غبار، مواد شیمیایی و ذرات آلوده
فیلتر هواساز برای پاک کردن هوایی که وارد هواساز می شود، به کار می رود. این فیلترها معمولا از موادی مانند الیاف شیشه ای، الیاف پلی استر یا الیاف ذغالی تشکیل شده اند. ذرات گرد و غبار و دیگر مواد معلق در هوا توسط فیلتر جذب شده و هوای پاک و بهداشتی به سیستم تهویه مطبوع وارد می شود.
فیلتر هواساز به عنوان یک عنصر مهم در بهداشت هوای داخل ساختمان ها مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از فیلترهای مناسب باعث بهبود کیفیت هوای محیط می شود و می تواند در کاهش احتمال بروز آلرژی ها، عفونت ها و بیماری های تنفسی که ناشی از هوای آلوده است، مؤثر باشد.
دریچه های هوا: برای ورود هوا به هواساز
دریچه های هوای هواساز در واقع به منظور کنترل جریان هوایی در سیستم تهویه مطبوع طراحی شده اند. این دریچه ها می توانند جریان هوایی را کنترل کرده و همچنین هوای داخل سیستم تهویه مطبوع را به سمت محل های مختلف انتقال دهند.
دریچه ها معمولا از جنس فلزی ساخته می شوند و دارای پره های قابل حرکت هستند. این پره ها می توانند در چندین جهت به طور دستی یا با استفاده از سیستم کنترل هوشمند کنترل شوند. با باز کردن یا بستن پره های دریچه، میزان جریان هوا کنترل می شود. بستن پره ها موجب کاهش جریان هوا و باز کردن آنها موجب افزایش جریان هوا می شود.
دریچه های هوای هواساز همچنین می‌توانند باعث تغییر جهت جریان هوا شوند و هوا را به سمت محل های مورد نظر در ساختمان هدایت کنند. به طور کلی، دریچه های هوای هواساز جهت کنترل و تنظیم جریان هوا در سیستم تهویه مطبوع بسیار مهم هستند.
سیستم میله های برفکی: برای تنظیم جریان هوا به داخل هواساز
سیستم میله های برفکی در هواساز به منظور کاهش رطوبت نسبی هوا ایجاد شده است. این سیستم در واقع شامل یک سطح خنک‌کننده و یک سطح گرم کننده می شود.
ابتدا هوای آلوده و گرم به سمت داخل هواساز وارد شده و سپس به سمت سطح خنک کننده می رود. در اینجا، هوا با استفاده از میله های برفکی از روی سطح خنک کننده عبور می کند و به دلیل اختلاف دما، رطوبت نسبی آن افزایش می یابد. این به این معنی است که هوا سردتر می شود و در نتیجه بخار آب در هوا به شکل مایع تبدیل شده و به سطح خنک کننده چسبیده و به شکل نوارهای برفکی ظاهر می شود.
در مرحله بعدی، هوا به سمت سطح گرم کننده هدایت می‌شود که در آنجا برای تغییر دادن دمای هوا از گرمای خارجی استفاده می شود. با افزایش دما، رطوبت نسبی هوا کاهش می یابد و هوا دوباره به فضای داخلی ساختمان بازگشت داده می شود.
با کنترل دقیق دمای سطح خنک کننده و سطح گرم کننده، می توان رطوبت نسبی هوا را کنترل کرد و به راحتی تنظیم کرد. سیستم میله های برفکی برای کاهش رطوبت نسبی هوا در سیستم های تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می گیرد.
اجزای پردازش:
مبدل حرارتی: برای تغییر دمای هوا با استفاده از گرمایش و سرمایش
مبدل حرارتی هواساز یک سیستم انتقال حرارتی است که هوا را از داخل یک فضا به بیرون منتقل می کند و در عین حال هوا را خنک یا گرم می کند و تصفیه می کند. این سیستم عمدتا در ساختمان های اداری، بیمارستان ها، فضاهای صنعتی و ساختمان های مسکونی استفاده می شود.
مبدل حرارتی هواساز شامل چند قسمت است: فیلترها، پیش گرم کننده، خنک کننده، گرم کننده، فن و دمیده کننده. در ابتدا، هوا توسط فیلترهای موجود در دستگاه صاف و تصفیه می شود. سپس به داخل پیش گرم کننده می رود که از قبل با استفاده از بخار یا آب گرم، گرم شده است. در این مرحله، هوا گرم می شود تا دمای مناسب برای تهویه مطبوع فراهم شود.
سپس، هوا به خنک کننده می رود تا برای رسیدن به دمای مناسب تهویه مطبوع خنک شود. در این مرحله، هوا از طریق یک سیستم خنک کننده که معمولا شامل یک کمپرسور و یک رادیاتور است، خنک می شود. پس از آن، هوا به گرم کننده می رود تا برای رسیدن به دمای مناسب تهویه مطبوع گرم شود. در این مرحله، یک سیستم گرم کننده با استفاده از بخار یا آب گرم به هوا گرما می دهد.
سپس، هوا به وسیله فن به فضاهای مختلف منتقل می شود. فن هوا را به سمت خارج از ساختمان یا به داخل فضاهای دیگر هدایت می کند. در نهایت، از دمیده کننده استفاده می شود تا هوا را خنک کند و به داخل محیط بفرستد.
رطوبت ساز: برای تنظیم رطوبت هوا با استفاده از آب یا بخار
رطوبت ساز هواساز یکی از اجزای مهم سیستم تهویه مطبوع است که برای کاهش رطوبت هوا استفاده می‌شود. این واحد شامل چندین بخش است که به صورت هماهنگ با یکدیگر عمل می کنند.
اولین قسمتی که هوا از آن عبور می‌کند، فیلترهای هوای آلوده است. سپس هوا به یک سیستم خنک کننده می رود. در اینجا هوا به کمک یک کمپرسور، خنک شده و رطوبت آن متصاعد می شود. سپس هوا به یک رطوبت ساز می رسد که در آن رطوبت به هوا اضافه می شود. این رطوبت سازها ممکن است از نوع بخاری، آلودگی زدایی، اولتراسونیک و … باشند.
بعد از اضافه شدن رطوبت به هوا، هوا به داخل یک بخش تعادل حرارتی می رود. در این بخش، هوا به کمک یک گرم کننده یا یک خنک کننده به درجه حرارت مطلوب خود می رسد.
سپس هوا به یک فن جهت دهنده می رسد که آن را به داخل سیستم تهویه مطبوع انتقال می‌دهد تا به دستگاه های دیگر (مانند شیر برقی، فیلترها، گرم کننده، خنک کننده و …) برسد.
در نهایت، هوا به فضای داخلی ساختمان تزریق می شود و رطوبت مناسب در آن حفظ می شود. در صورت نیاز، سطح رطوبت مورد نظر می تواند با تنظیم رطوبت ساز و گرم کننده تنظیم شود.
سیستم تصفیه هوا: برای پاک کردن هوا از ویروس ها، باکتری ها و دیگر ذرات معلق
سیستم تصفیه هوای هواساز در سیستم تهویه مطبوع برای پاکسازی هوای ورودی به ساختمان استفاده می شود. این سیستم شامل چندین بخش است که به صورت هماهنگ با یکدیگر عمل می کنند.
اولین قسمتی که هوا به آن وارد می شود، فیلتر هوای گرد و غبار است. این فیلترها می توانند از نوع مکانیکی، الکترواستاتیکی، ذرات نانو و … باشند و بسته به نیاز ساختمان و کاربرد، انتخاب می شوند.
سپس هوا به یک بخش خنک کننده می رسد. در این بخش، هوا با استفاده از یک کمپرسور خنک می شود و درجه حرارت آن کاهش پیدا می کند. در این مرحله، برخی از ذرات جامد در هوا نیز حذف می شوند.
در بخش بعدی، هوا به یک بخش تصفیه‌کننده می رسد. در این بخش، هوا با استفاده از یکی از روش های زیر پاکسازی می شود:
- لامپ UV: در این روش از نور فرابنفش استفاده می شود تا باعث از بین رفتن باکتری ها، ویروس ها و قارچ ها در هوا شود.
- فیلتر هپا: در این روش از فیلترهای هپا HEPA (High-Efficiency Particulate Air) استفاده می شود که قادر به حذف ذرات نازک و با اندازه بالا در هوا هستند. این فیلترها می‌توانند تا 99.97٪ از ذرات در اندازه 0.3 میکرون را حذف کنند.
3- ذرات الکتریکی: در این روش از یک بار الکتریکی برای حذف ذرات در هوا استفاده می شود.
اجزای خروجی:
فن: برای جریان دادن هوا به خارج از هواساز
فن هواساز دستگاهی است که برای ایجاد شرایط مناسب هوای داخلی ساختمان استفاده می شود. این دستگاه با ترکیب چندین تجهیزات مختلف از جمله فیلتر، گرم کن، سرمایش کن، هواساز و فن، هوای داخلی را پاک، خنک یا گرم، تر و خشک می کند.
فرایند کار فن هواساز به این صورت است که هوای خارجی از طریق محلولیت های هوایی یا دریچه های هوا وارد دستگاه می شود. اولین مرحله در فرایند پاکسازی هوا، عبور هوا از فیلترهاست که ذرات آلوده و ذرات معلق در هوا را حذف می کند. پس از پاکسازی، هوا به گرم کن یا سرمایش کن هدایت می شود. در این مرحله، اگر هوا نیاز به گرمایش داشته باشد، گرم کن با استفاده از گاز، بخار یا روغن، هوا را گرم می کند و اگر هوا نیاز به خنکایی دارد، سیستم سرمایشی که می تواند شامل کمپرسور یا کولر آبی باشد، هوا را خنک می کند.
در مرحله بعدی، هواساز کار خود را آغاز می کند. در این مرحله، رطوبت هوا کاهش یا افزایش می یابد تا هوا را به شرایط مناسبی برای استفاده در داخل ساختمان برساند. در نهایت، هوای تولید شده از طریق فن هواساز به اتاق های داخلی ساختمان هدایت می شود تا شرایط مناسب هوای داخلی ساختمان فراهم شود.
میله های برفکی: برای تنظیم جریان هوا به خارج از هواساز
دریچه های خروجی: برای خروج هوا از هواساز
همه این اجزا با یکدیگر تعامل دارند تا هوا از طریق هواساز عبور کرده و شرایط تهویه مطبوع در فضای مورد نظر ایجاد شود. اجزای هواساز در ساختمان ها و فضاهای صنعتی و تجاری بسیار مهم هستند و در جلوگیری از بروز بیماری های ناشی از هوای آلوده نیز نقش مهمی دارند.
انواع هواساز (هوارسان)
انواع هواساز به شرح زیر است:
۱- هواساز با تهویه مطبوع
از این نوع هواساز برای ایجاد شرایط مناسب هوای داخلی ساختمان با در نظر گرفتن دما، رطوبت و ترکیب گازهای مختلف استفاده می شود. این دستگاه معمولا دارای گرم کن و سرمایش کن است.
۲- هواساز با تهویه مکانیکی
این نوع هواساز از فن برای جابجایی هوا استفاده می کند و هوای داخلی ساختمان را تصفیه و خنک یا گرم می کند. این دستگاه معمولا برای ساختمان های کوچک و متوسط استفاده می شود.
۳- هواساز با بازیابی گرما
این نوع هواساز از طریق بازیابی گرمای خروجی هوا، به کاهش مصرف انرژی کمک می کند. این دستگاه برای ساختمان هایی با نیاز به گرمایی و سرمایشی همزمان مناسب است.
۴- هواساز با تصفیه بالا
این نوع هواساز برای ایجاد شرایط مناسب هوای داخلی در ساختمان هایی با نیاز به تصفیه هوای بسیار بالا استفاده می شود. این دستگاه دارای فیلترهای بسیار پیشرفته است که می تواند ذرات بسیار کوچک را از هوا حذف کند.
۵- هواساز با تصفیه نوری
این نوع هواساز برای ایجاد شرایط مناسب هوای داخلی در ساختمان هایی با نیاز به تصفیه هوای بالا و کاهش بیماری های ناشی از باکتری ها و ویروس ها استفاده می شود. این دستگاه با استفاده از نور فرابنفش، باکتری ها و ویروس ها را از هوا حذف می کند.
تفاوت هواساز خانگی و صنعتی چیست؟
تفاوت هواساز صنعتی و خانگی عمدتا در اندازه، قابلیت، و کاربرد آنها است.
هواساز خانگی معمولاً در ساختمان های مسکونی استفاده می شود و به منظور جابجایی هوا، تصفیه و گرمایش یا خنک کردن آن استفاده می شود. این دستگاه ها معمولاً در اندازه کوچکتری ساخته شده اند و قابلیت کنترل و تنظیم آنها توسط کاربر می باشد.
اما هواساز صنعتی برای ساختمان های بزرگی طراحی شده است که به دلیل حجم بالای هوایی که باید جابجا کند، دارای اندازه و قابلیت بیشتری است. هواساز صنعتی معمولا به منظور جابجایی هوا، تصفیه، گرمایش، خنک کردن، مرطوب سازی، خشک کردن و کنترل رطوبت هوا به کار می رود. همچنین این دستگاه ها دارای امکاناتی مانند سیستم های تهویه مطبوع، بازیابی گرما و تهویه مکانیکی هستند و عموما به صورت اتوماتیک کنترل می شوند.
هواساز هیت ریکاوری
هواساز هیت ریکاوری (Heat Recovery Air Handling Unit) نوعی سیستم تهویه مطبوع است که علاوه بر تهویه و تصفیه هوا، قابلیت بازیابی حرارت را نیز دارد. این دستگاه با استفاده از مبدل حرارتی، گرما یا سرمای هوای خروجی از ساختمان را به هوای ورودی منتقل می کند، بدون آنکه جریان دو هوا با هم ترکیب شوند.
به این ترتیب، در فصول سرد، هوای تازه ی ورودی پیش گرم می شود و در فصول گرم، پیش سرد، که منجر به کاهش مصرف انرژی و افزایش راندمان سیستم تهویه می شود.
هواسازهای هیت ریکاوری برای ساختمان هایی که نیاز به تهویه مداوم دارند مانند بیمارستان ها، ادارات و ساختمان های سبز بسیار کاربردی و اقتصادی هستند.
هواساز هایژنیک یا بیمارستانی
هواساز بیمارستانی یا هواساز هایژنیک (Hygienic Air Handling Unit) نوعی دستگاه تهویه مطبوع پیشرفته است که به طور خاص برای محیط های حساس مانند بیمارستان ها، اتاق های عمل، آزمایشگاه ها و مراکز دارویی طراحی شده است.
این هواسازها با استفاده از فیلترهای چندمرحله ای (مانند فیلترهای هپا و فیلتر اولپا)، سیستم کنترل دقیق دما و رطوبت، بدنه های آنتی باکتریال و طراحی بدون درز، قادرند هوای بسیار پاک و عاری از ذرات، میکروارگانیسم ها و آلودگی های شیمیایی را تأمین کنند.
هدف اصلی این سیستم ها، حفظ سطح بالای بهداشت، جلوگیری از انتقال عفونت ها و تضمین کیفیت هوای داخلی مطابق با استانداردهای بین المللی است.
