مقاله در مورد سیستم های جابجایی هوا

پروژه کمکی درس تهویه صنعتی
سیستم جابجایی هوا
تا نیمه دهه 1960 توجه کمی به نیازجابجایی هوا در سیستم های تهویه صنعتی شده بود. سیستم های خروجی با کیفیت بالا بوسیله ی سرویسهای مهندسی ای طراحی شده بودند که گهگاهی و یا به طور اتفاقی جابجایی هوا را از محیط کار طراحی می کردند. اما به طور معمول یک پیمان کار معمولی یک سیستم خروجی را بدون درنظر گرفتن سیستم جابجایی هوا نصب می کرد. بسیاری از مشکلات به حساب نیامده در اجرا و انجام سیستم های خروجی تهویه در گذشته به فقدان جابجایی مناسب هوا نسبت داده شده است.

این مشکلات کهنه و قدیمی برای تولید افزایش سوددهی در دهه 1960 شروع شدند، زمانی که یک مقداری از مکانها و آژانسهای محلی تقاضای سیستم های جابجایی هوا را برای ارتباط با سیستم های جدید خروجی کردند. قابل فهم نبود که حتی بدون یک سیستم جابجایی هوا، هوا می تواند بوسیله ی نفوذ و گرما به درون ساختمان کشیده شود، قبل از اینکه خارج شود.

سیستم های جابجایی هوایی که خوب طراحی شده بودند مقدار بیشتری هوای گرم را نسبت به طریقه معمول تهیه می کردند. (شکل 1-12)

حتی طراحان وظیفه شناس ضرورت ایجاد جابجایی هوا و قابل دسترس ساختن یک تنوعی از واحدهای پکیج شده برپایه ورودی هود، فیلتر، فن و مدلهای گرمایی و سرمایی و شبکه های خروجی که برای نصب این سیستم ها به طور تکنیکی و اقتصادی قابل توجه ساخته شده بودند، پذیرفتند بعلاوه هزینه بالا از حالت خروج هوا در نیمکره شمالی تشویق کرده است معمول کردن طراحی برای اینکه گرما را از جریانهای بزرگ خروجی بازیافت کند.

ریسر کوله کردن جریانهای خروجی بعد از اینکه هوا به طور مناسب پاک شد در یک حد محدود عمل می کند. این فصل در مورد 3 تا از این خروجی ها بحث خواهد کرد، با تاکید بر روی خروجی پایه از جابجایی اولیه هوا در نصب بازیافت گرما و چرخش هوا از جریان خروجی در این فصل ما از یک مطالعه موردی در مورد کارخانه ی ذوب فولاد در شمال نیویورک که یک نقصی در مورد جابجایی هوا دارد استفاده شده و شرح داده شده که چطور طراح اول باید کیمت هوای جابجا شده ی مورد نیاز راحساب کند برای تعادل جریان خروجی و سپس روشها را برای تعیین محل واحد جابجایی هوا جایی که تماس کارگر را برای تماس با هوای آلوده را کاهش بدهد بررسی کند.

برای حل این مشکل و دیگر صنایع سنگین یک سیستم تولید هوا در طول فصل زمستان و پاییز تهیه می کنند. شکل 1-12: سیستم های جابجایی هوا (RAS- A and RAS- B) B, A شامل واحدهای پایه و مجراهای توزیع هستند. در هردوحالت واحدها بوسیله ی خروجی هایی که در سطح زیرزمینی قراردارند ترقی داده شده اند. در RAS- A مجرای توزیع موقعیتش در امتداد محیط ساختمان با 3 انشعاب مجراهای نفوذی که در کنار دیوار با یک دیفیوزر در کناره ی ساختمان خاتمه پیدا می کند. یک دیوار نفوذی مجزا از واحد در RAS- B به یک توزیع چند برابر هدایت می کن بر روی یک دیوار کناری با یک سری دیفیوزرهای که سرعت پایین هوا را در ارتفاع کاری تولید می کنند.

در بعضی حالتها جایی که موقعیت اجازه می دهد واحدهای جابجایی هوا در صنایع سنگین ممکن است شامل یک سردکننده تبخیر کننده برای موقعیتهای تابستان باشد.

در صنایع با تکنولوژی بالا و در تحقیقات و آزمایشگاههای ساده جایی که سیستم های صحیح HVAC تجهیزات انتخابی را بر پایه ی ASHRAE 2000 مشخص می کنند.

1-12 انواع واحدهای جابجا کننده هوا
همانطور که در بالا اشاره شد یک تنوعی از گرم کننده ها، تهویه ها و سیستم های HVAC در ASHRAE 2000 توصیف شده است که می تواند به عنوان واحدهای جابجا کننده ی هوا استفاده شود. این سیستم های پکیج شده قابل دسترس هستند برای: 1- برای استفاده با آب گرم یا بخار 2- به عنوان سیستم های غیر مستقیم سوخته شده بوسیله ی گاز یا روغن با منفذی از تولیدات احتراق در خارج 3- به عنوان واحدهای مستقیم سوزاندن گاز ازنوع استفاده شده در مثال کارخانه ی ذوب فلز که در این فصل آشنا شدید.

به طور قراردادی واحدهای جابجایی هوا آب داغ و بخار به عنوان واحدهای پکیج شده قابل دسترس هستند و یا می توانند ترکیباتی را در آن مکان جمع آوری کنند برای اینکه جریان خاص مورد نیاز را بدست آورند. واحدهای بخار احتیاج دارند به سرویس نیروگاه مهم و اغلب برای تاسیسات بزرگتر معمول هستند. واحدهای آب داغ تقریباً در سیستم های کوچک استفاده می شوند. واحد جابجایی هوای پکیج شده بوسیله ی گاز یا روغن با یک بخش مبادله گرما که برای سیستم های متوسط و بزرگ استفاده می شود که اقتصادی و قابل انعطاف هستند.

این طرح کارایی بالا را عرضه می کند و هنگامی که تولیدات احتراق به محیط خارج نفوذ می کنند، برای همه ی کاربردهایش سالم درنظر گرفته شده است.

جایی که گاز نسبتاً ارزان می باشد، به طور مستقیم واحدهای سوزاندن گاز برای سیستم های بزرگتر از 10000cfm مناسب هستند. این واحدها با کنترل های احتراق وسیع برای بهینه سازی بازده احتراق برای دستیابی به انتشار مجاز تولیدات احتراق به مکان تهویه شده طراحی شده اند. ریسر کوله کردن هوای محیط کار از منطقه احتراق از فساد تدریجی گرمایی محصولات، هوای آلوده ی صنایع خاصی از قبیل حلالهای کلرینه شده که ممکن است به طور جدی برای سلامتی خطرناک باشند جلوگیری می کند. مستقیماً واحدهای سوزاندن گاز از قبل برای سهولت تحویل دادن گاز و تاسیسات در محل پکیج شده اند. به طول معمول نوع مدلهای موازی برای بالا بردن مقاومت مجرا در حدود قابل استفاده هستند.

مدلهای سانتریفیوژ برای بالابردن مقاومت بیرونی یا خارجی در حدود مناسب هستند.

شکل 2-12 واحدهای جابجایی گاز سوزانده شده (RAUS).

واحد غیرمستقیم سوزاندن به یک حوضچه احتراق و مبدل حرارتی مجهز شده است. بنابراین جابجایی بخار هوا و پروسه احتراق گاز جدا هستند. این واحدها به یک دمپرزهای ریسرکوله شده مجهز هستند. تولیدات از واحد احتراق گاز به طور مستقیم به محیط کار خارج می شوند. بر طبق این متن اگر هوا در محل کار به چرخش درآید آن می بایست جریان پایین تر از احتراق را واردکند. از جهت دیگر هوای ناپایدار آلوده در اثر سوختن تجزیه حرارتی می شود و به فضا وارد می شود. واحدهای جابجایی هوای سوخته شده به طور مستقیم با کنترلهای استادانه که یک اپراتوری سالم را بوجود آورده است، مجهز شده اند.

2-12 ضرورت جابجایی هوا
امروزه توافق نامه هایی برای ورود و خروج هوا وجود دارد، وقتی که هوا از محل کار خارج می شود باید هوایی جایگزین آن شود، این تعادل ساده نیازمند تغییر و گزارش می باشد. اگر یک مغازه آبکاری و پرداخت نقره با خروجی کلی 100000cfm اضافه از یک. مقدار کمی احتیاجات 2000cfm اضافی از خروجی نباید به طوری فوری از سیستم جابجایی هوا (RAS) بالابرده شود. در عمل، یک سیستم جابجایی هوا نمی تواند تا وقتی که از حالت تعادل بیش از 10% خارج شده است ترفیع داده شود. راه دیگر ارزیابی ضرورت یک سیستم جابجایی هوا مقایسه حجم اتاق در برابر میزان هوای خروجی مورد نیاز می باشد.

حالتی که اثبات شده نشان می دهد که جابجایی هوا زمانی که حجم خروجی ساعتی از 3 برابر حجم ساختمان تجاوز کند ضروری می باشد، هیچ توجیهی برای دسترسی به این حقیقت بدست نیامده است. اگر در تاسیساتی مثل چاپگر رنگ جدید در یک اتاق با حجم 10000 فوت مکعب به خروجی ای در حدود 1000cfm که یک RAS مجزا یا استفاده از یک شاخه ی تولیدی 1000cfm از یک سیستم موجود را تضمین می کند.

در یک کارخانه بزرگ ذوب فولاد در مطالعه موردی ما تهویه خروجی کلی در حدود 232800cfm بدون جابجایی هوا می باشد.

شکایتهایی بوسیله ی مدیرانی که به طور ثابت در آنجاهستند درمورد نقص قابل توجهی از جابجایی هوا دریافت شد. به همین منظور هوای مجزای باقی مانده در ساختمان، هوای خارج است که از تمام درزها و شکافها و قسمتهای باز به درون کشیده می شود. کارگرها در قسمتهای ایزوله شده که با دیوارهایی برای در امان ماندن از اغتشاشات هوا و یا هوای سرد زمستان قرار می گیرند.

بعضی مشکلات از توجه به فشار منفی در حدود شروع شد. خیلی مشکل است بازکردن درها و پنجره ها وقتی فشار منفی از تجاوز کند. کارگرها به وضوح از بسته شدن شدید درها می گریزند.

به خاطر فقدان جابجایی هوا در این ساختمان، یک فن خروجی معمولی استاتیکی به طور معمول در سقف قرارداده می شود که فشار منفی ای در حدود تولید می کند. این موقعیت سبب برگشت از دودکش واحدگرم کننده و آونها می شود و باعث آلوده شدن محیط کار بوسیله ی منوکسید کربن می شود.

در سطوح اجرایی از این فشار استاتیکی پایین، حجم محوری بالای تهویه کننده ها باعث شده است که بوسیله ی عملکرد فن های استاتیکی بزرگ که در سیستم های محلی استفاده شده است، به طور مخالف تاثیر بپذیرد.

این 4 فن درکارخانه ذوب فلز در این مورد نرخ جریانی در حدود 18000cfm دریک فشار استاتیکی دارد. به خاطر کمبود هوای موجود باعث فشار منفی در حدود می شود. جریان واقعی خروجی از سقف در حدود 5-10% می باشد.

شکل 3-12 شمایی از ساختمان کارخانه را به طور کامل با موقعیتهای تقریبی و نرخ های جریان از سیستم های خروجی در 4 محل مهم ساختمان که در جدول 2-12 توصیف شده است، را نشان می دهد.