تاریخچه ای از تهویه مطبوع
تاریخچه ای از تهویه مطبوع
در سالهای دور، بشر برای ایجاد آتش از گرما استفاده می کرد. به این ترتیب، هوایی که به واسطه آتش گرم می شد، شرایط مناسب برای ساکنان را حاصل می نمود. پس از چندی، همگام با ساخت کوره های مرکزی با لوله بخار یا آب گرم، نیاز به تهویه جداگامه ملموس تر شد. در اواخر دهه ۱۸۸۰ میلادی طراحی های ساده و اولیه از سیستم های تهویه مطبوع پدیدار شد و در مناطق بسیاری مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۸۵۱ دکتر جان گری حق انحصار ۸۰۸۰ آمریکا را برای ابداع یک دستگاه برودتی به خود اختصاص داد. در دهه ۱۸۸۰، این ماشین نقش خود را در امور صنعتی آغاز کرد. در ابتدا ار این دستگاه بیشتر به دو منظور استفاده می شد: تهویه یخ و منجمد کردن گوشت برای جابه جایی آن. اما در دهه آغازین قرن بیستم، روش جدیدی برای خنک کردن ساختمان ها ابداع شد. سیستم سرمایش به کار رفته در بازار بورس نیویورک در سال ۱۹۰۲ یکی از اولین تجهیزات سرمایشی برای ساختمان ها به شمار می رفت که به آن ” ایرکاندیشن” یا همان سیستم تهویه مطبوع می گفتند. امروزه تهویه مطبوع معانی گسترده تری را نسبت به آن زمان در بر می گیرد و شامل کنترل عوامل زیر می شود: دما رطوبت تأمین هوای تازه پاک سازی آلاینده های هوا ایجاد جریان در یک محیط بسته مرور تاریخچه تهویه مطبوع در حقیقت مروری بر سیر تکامل فنی و علمی در زمینه های مرتبط است. پیشگامانی چون رابرت بویل، سعدی کارنو، جان دالتون، جیمز وات، بنجامین فرانکلین، جان گری، لرد کلوین، فردیناند کری، ویلیس کریر و توماس میدلی به همراه بسیاری دیگر از نام آوران این عرصه، ما را به دانش امروز رسانده اند.فناوری تهویه مطبوع از سال ۱۹۰۰ با ایجاد ارتباطی عمیق بین مباحث علمی و مباحث مهندسی رشد پیدا کرد.پیشرفتهای حاصل شده در علوم مختلفی مانند ترمودینامیک، مکانیک سیالات، الکتریسیته، الکترونیک، سازه، مهندسی مواد، داروسازی و تجهیزات کنترلی در واقع سنگ بنای تهویه مطبوع هستند. تعریف تهویه مطبوع فقط خنک کردن یا گرم کردن نیست.به وسیله علم تهویه مطبوع ما امکان کنترل رطوبت هوا , دِبی هوا,آلودگی هوا و سرعت هوا را در دست خواهیم داشت.به وسیله علم تهویه مطبوع می توان ذرات معلق در هوا و آلودگی های موجود در هوا را از بین برد.رطوبت زائد را از هوا گرفت و میزان گرما یا سرمای مورد نیاز محیط را به صورت اتوماتیک حفظ کرد.انسان به چند عامل مهم جهت آرامش و عملکرد بهتر کاری نیاز دارد.از جمله می توان به آرامش فکری و محیطی اشاره کرد و علم تهویه مطبوع می تواند دمای محیط را که عاملی مهم در تأمین این نیاز انسان است برای ما مهیا کند . تهویه مطبوع ساختمان یکی از مهمترین بخش های هر ساختمان را می توان بخش تهویه مطبوع آن دانست.این بخش دقیقا می تواند بروی رفاه و آسایش انسان بسیار تاثیر گذار باشد چرا که در واقع عمل هوا رسانی چه برای فصول سرد و چه برای فصول گرم برای مکان های مختلف امری بسیار مهم و ضروری می باشد و شاید برای همین است که امروزه مبحث تهویه مطبوع ساختمان نسبت به گذشته بسیار به آن به صورت علمی و عملی پرداخته می شود.در واقع در معنای لغوی تهویه مطبوع یعنی هوا رسانی دلپذیر و این فرآیند شاخه¬ای از رشته مهندسی مکانیک محسوب می شود. در واقع در بسیاری از کارخانجات نگهداری مواد غذایی مبحث تهویه مطبوع ساختمان جز مهم و لاینفک آن واحد تولیدی می باشد چرا که اگر امر هوا رسانی و تهویه خوب صورت گیرد در واقع تاثیر مثبتی بر ماندگاری بیشتر محصولات خوراکی و فاسد شدنی می گذارد. با توجه به میزان حجم هوا رسانی و در واقع میزان کیفیت مورد نیاز برای تهویه مطبوع ساختمان می بایست از دستگاه هایی با ظرفیت مناسب استفاده کرد و در طول سال نیز مورد کنترل قرار گیرند.در واقع باید بدانیم که با چه روشی می خواهیم میزان بار بروی دستگاه را تخمین بزنیم و بر این اساس می توان راندمان واقعی ان را نیز محاسبه کرد و اگر نیاز بود از دستگاهی با حجم و ظرفیت بیشتر استفاده کرد.اصولاً تهویه مطبوع شامل مواردی همچون سرمایش-گرمایش-رطوبت زنی و رطوبت زدایی هوا می باشد.ما درتهویه مطبوع ساختمان باید بتوانیم سه فاکتور رطوبت و دما و سرعت جربان هوا را تحت کنترل خود داشته باشیم و با کنترل این سه فاکتور می توان امیدوار بود که هوا رسانی به نحو احسن و مطبوع صورت می گیرد. ما ممکن است از این دستگاه در محیط های مختلف بخواهیم استفاده کنیم بر همین اساس با توجه به نوع سیال این دستگاه ها را به سه دسته تقسیم بندی می کنند که عبارتند از: سیستم تهویه مطبوع تمام هوا سیستم تهویه مطبوع تمام آب سیستم‌های آب و هوا سیستم های انبساط مستقیم سیستم های پمپ حرارتی سیستم تهویه مطبوع تمام هوا در سیستم تهویه مطبوع تمام هوا دستگاه تولید کننده هوای مطبوع در محلی دور از فضای مورد تهویه قرار می گیرد. سیال ناقل حرارت به داخل کویل های دستگاه تهویه مطبوع مرکزی (هوا ساز) ارسال شده هوایی را که توسط باد زن به سرعت از روی این کویل ها عبور داده می شود سرد یا گرم می کند. این هوا پس از گذر از تحولاتی مانند رطوبت زنی و … از طریق کانال به فضای مورد تهویه ارسال می گردد. این سیستم نیاز به فضای قابل توجه کانال در هر منطقه دارد به همین دلیل یکی از عیوب تهویه مطبوع تمام هوا اشغال کردن جای زیاد است. برای جبران کردن بارهای برودتی باید کمی مقداری هوای سرد به فضای مورد نظر وارد شود تا گرمای ورودی به فضا را به خود جذب نماید. سیستم تهویه مطبوع تمام آب در تهویه مطبوع تمام آب – All-water systems آب ، سیال انتقال حرارت است و در موتور خانه در دستگاه‌های حرارتی نظیر دیگ بخارگرم می‌شوند و برای فصول گرم سال در موتورخانه از چیلر یا آبسرد کن جهت تهیه آب سرد استفاده می‌شود. آب گرم و آب سرد تولید شده به داخل کویل‌های مبدل حرارتی اتاق‌ها (مثل فن کویل) ارسال می گردد. بادبزن یا فن متعلق به این دستگاه هوا را از روی کویل عبور داده و باعث گرمایش یا سرمایش اتاق‌های داخلی ساختمان می‌گردد. یکی از معایب اساسی تهویه مطبوع تمام آب عدم تغییر رطوبت محیط است. مزایای تهویه مطبوع تمام آب : هزینه نگهداری کم. هزینه راه اندازی پایین است. حجم تاسیسات کم . نیاز به کانال کشی نیست. سیستم تهویه مطبوع آب و هوا در سیستم تهویه مطبوع ساختمان که از مدل آب و هوا استفاده می کنند در واقع مزیت ها و معایب روش های تمام هوا و تمام آب را در خود جای داده اند.گرمایش در این سیستم ها معمولاً توسط آب انجام می شود و عمل سرمایش نیز توسط هوا رخ می دهد.عمل گرمایش توسط آب نیز به دو روش مختلف می تواند در یک سیستم تهویه مطبوع ساختمان صورت بپذیرد.در روش اول گرمایش با آب گرم که دارای دمای ۷۰ تا ۹۰ درجه می باشد انجام می شود. و در روش دوم نیز با اب داغ همراه با فشار قرار دادن کل سیستم انجام می شود که این عمل منجر به افزایش درجه حرارت آب تا ۱۸۰ درجه خواهد شد. سیستم تهویهانبساط مستقیم این سیستم شامل یک واحد تهویه کننده خود کفاست که می تواند در داخل فضای مورد تهویه یا در مجاورت آن نصب شود. مایع مبرد مستقیماً در داخل کویل های این واحد تبخیر گردیده هوای عبوری از روی کویل ها و در نتیجه فضای اتاق را خنک می کند.گرمایش فضای مورد تهویه می تواند توسط همین واحد و یا به طور جداگانه صورت پذیرد. سیستم پمپ حرارتی سیستمی است که قابلیت سرمایش یا گرمایش ساختمان را به اقتضای فصل دارد.این سیستم اساساً یک واحد تبرید است که می توان از طریق یک شیر مخصوص، مسیر سیال مبرد را که در آن تغییر داده اواپراتور آنرا به کندانسور یا بالعکس تبدیل نمود. بدین ترتیب هوا در عبور از روی کویلی که در تابستان نقش را بازی می کند، خنک شده و در زمستان با گذر از روی همین کویل که توسط شیر مخصوص تبدیل به کندانسور شده است، گرم می گردد.