sevda
sevda

اصول طراحی کانال هوا

طراحی کانال هوا یکی از الزاماتی می‌باشد که تمامی مهندسین تاسیسات ساختمانی باید به آن آگاه باشند و به تمامی اصول طراحی کانال هوا مسلط باشند.

صحیح سایز زدن کانال، از پارامترهای مهمی می باشد که جهت طراحی اصولی کانال هوا الزامی می‌باشد.

بدین معنا که نه آنقدر بزرگ سایز بزنیم که هزینه ها افزایش یابد و آنقدر کوچک سایز بزنیم که سیستم با مشکل سر و صدا مواجه شود.

اصول طراحی کانال هوا

همچنینی عملیات نصب از موارد مهم دیگری است که اگر ضعیف انجام شود سبب پایین آمدن راندمان سیستم، افزایش نشتی و بالا رفتن هزینه های پروژه میگردد.

یکی از عمده دلایل ضعف مهندسین در طراحی یک سیستم تهویه مطبوع مناسب عدم توجه به سایزینگ مربوط به سیستم کانال کشی می‌باشد.

انتخاب مناسبترین نوع کانال و سایزینگ مربوط به آن جزو پایه ایی ترین اصول طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان می‌باشد و به مانند انتخاب کابل مناسب در طراحی تاسیسات برقی ساختمان می‌باشد.

طراحی کانال هوا

 

با گسترش شهر نشینی و صنعتی شدن جوامع، نیاز افراد به تامین اقتصادی تر و علمی تر هوای مطبوع و حرارت مرکزی بیشتر شد. این امر باعث پیشرفت شایانی در علم و تکنولوژی مربوط به تهویه مطبوع و حرارت مرکزی در نیم قرن اخیر گردید.

در سیستم های هوایی بعد از انجام محاسبات و برآورد بار های سرمایی و گرمایی به عواملی نیاز داریم که بتواند هوای گرم و یا هوای سرد شده را به فضای مورد نظر انتقال دهد برای این منظور در صنعت تاسیسات از کانال ها استفاده می شود که دارای اشکال و متریال متفاوت هستند.

بر اساس مطالب گفته شده هدف از ارائه این مقاله مرور اصول طراحی کانال هوا و کانال کشی به ترتیب زیر می‌باشد:

اول انتقال حجم هوای طراحی شده

دوم بررسی نویز و سر و صدا

و سوم بررسی افت فشار گفته شده که جزو مهمترین فاکتورهای طراحی کانال هستند.

هنگامی که گرمایش و سرمایش توسط سیستم های تولید هوا (اعم از چیلر، هوا ساز، پکیج یونیت و …) تحت شرایط محیطی مناسب و منطبق با اهداف کاربری فضا تامین و توزیع می گردد.

نقش کانال ها به عنوان تجهیزات انتقال هوا و دریچه ها و دمپرها به عنوان تجهیزات توزیع بالانس و پخش هوا بیش از پیش خودنمایی می کند.

به همین دلیل محاسبات و دقت در طراحی و اجراء کانال ها و اصول طراحی کانال هوا و کانال کشی از اهمیت بالایی برخوردار است.

در این مقاله سعی شده به جای پرداختن به اصول تئوری طراحی و محاسبات کانال به مباحث کاربردی برای طراحی، محاسبات و ترسیم کانال ها پرداخته شود تا دانشجویان و مهندسین تاسیسات پس از مطالعه این مقاله با اصول طراحی

کانال هوا آشنا شوند و به آسانی بتوانند برای پروژه های مختلف، جزئیات ابعاد کانال را محاسبه و نقشه های کانال هوا و تخلیه هوا را ترسیم نمایند.

 

نکات مهم در اصول طراحی کانال هوا و کانال کشی سیستم تهویه مطبوع

 

یکی از روش های تامین شرایط آسایش در یک محیط استفاده از سیستم هوارسانی است. در هوارسانی می توان هوای گرم، سرد، مرطوب و یا رطوبت گیری شده را به فضای مورد نظر ارسال کرد و هوای آلوده را تخلیه نمود.

سیستم های هوارسانی شامل هواسازها، کانال ها، دریچه ها، دمپرها، اجزا کنترلی و غیره می باشد. .

سیستم کانال یک شبکه می‌باشد که از انشعابات و مسیرهای دایره ای یا مستطیلی (عموما از جنس صفحات گالوانیزه، آلومینیومی، فایبر گلاس و یا کامپوزیت پلاستیک) که داخل دیوارها، کف و یا سقف قرار دارد بوجود آمده است.

 

این سیستم شامل کانال های رفت و برگشت هواست.

وسیله گرمایش و یا سرمایش اصلی دارای یک فن است که می تواند هوای رفت را به داخل اتاق ها هدایت کند. فن می تواند هوای رفت را با استفاده از کانال های هوای طراحی شده و از طریق دریچه های هوای رفت به داخل اتاق ها بدمد.

اکثر منازل به منظور صرفه جویی در نصب، از یک یا دو مسیر هوای برگشت در مکان های پرتردد مانند پذیرایی استفاده می کنند (بعضی از منازل سیستم کانال برگشت ندارند. اینگونه طراحی های کم هزینه معمولا دارای کیفیت پایین تر و هزینه ی انرژی بالاتر می باشند).

 

تعریف کانال تهویه مطبوع کانال تهویه مطبوع

محفظه ای برای عبور هوا می باشد. وظیفه یک سیستم کانال در تاسیسات صنعتی و ساختمانی عبارت است از انتقال هوای حامل سرما، گرما یا هوای تازه به داخل محیط ساختمان و یا تخلیه هوای داخل به محیط بیرون.

کانال ها معمولا در سطح مقطع های دایره ای یا مربع مستطیلی ساخته می شوند که معمولا در ساختمان ها از کانال های با مقطع مستطیلی استفاده می شود.

کانال های صنعتی معمولا از جنس پارچه ایی،ورق گالولنیزه و آلومینیوم ساخته می‌شوند.

یکی از موارد مهم در اصول طراحی کانال هوا توجه به میزان دبی هوای مورد برای تعیین ابعاد کانال می‌باشد

همچنین برای تغییر مسیرهای ناگهانی در طول مسیر ما باید در طراحی خود از زانوها نیز برای مسیریابی استفاده نمائیم و باید به این موضوع توجه کنیم که برای خلق یک طراحی اصولی لازم است که این زانوها افت فشار زیادی را ایجاد ننمایند.

اصول طراحی کانال هوا به این صورت می‌باشد که حتما باید کانال ما عایق بندی شده باشد تا اتلاف انرژی صورت نگیرد یا اگر هم اتلافی بوجود آمد بصورت کاملا جزئی باشد.در اکثر سیستم های تهویه مطبوع، انتقال سرما و گرما توسط کانال انجام می شود.

بدین ترتیب که هوا پس از تغییراتی که بر روی آن در دستگاه از نظر دما و رطوبت صورت می گیرد، ابتدا از کانال رفت خارج شده و وارد محیط می شود و سپس از طریق کانال برگشت وارد دستگاه شده تا تغییرات دوباره بر روی آن اعمال شود.

 

کانال تهویه مطبوع در فضای مسکونی

کانال تهویه مطبوع می‌باید به گونه ای انتخاب شود که مقدار حداقل هوادهی آن برابر هوای محاسبه شده و مقدار حداقل فشار ساکن آن مساوی مجموع افت فشارهای کانال باشد.

نقشه کانال هوای تازه بیمارستان ۸ طبقه

نقشه اتوکد تخلیه هوای ساختمان مسکونی ۸ طبقه

سطح مقطع کانال ها به گونه ای انتخاب و طراحی می شوند که سرعت هوای مناسبی در آنها به وجود آید. همچنین باید توجه داشت که در کانال صدا، ارتعاش و افت فشار زیادی ایجاد نشود و از طرفی فضای کمتری را اشغال کند تا مصالح کمتری مصرف شود.

سیستم های انتقال هوا بر اساس معیار و فاکتورهای زیادی دسته بندی می‌شوند که به مرور هر یک از این فاکتورها خواهیم پرداخت:

١- سرعت: تقسیم بندی بر اساس سرعت ابتدایی در کانال رفت به ترتیب زیر تقسیم بندی خواهد شد:

در تهویه مطبوع ساختمان های معمولی و صنعتی

  1. سرعت کم – حداکثر تا fpm 2500. معمولا بین fpm  ۱۲۰۰ تا  ۲۲۰۰ fpm
  2. سرعت متوسط – بین fpm 5  ۲۰۰۰ تا fpm 4000
  3. سرعت زیاد – بیش از  fpm 4000

۲-فشار: سیستم های انتقال هوا براساس فشار کلی به سه طبقه تقسیم می شوند:

  • فشار پایین – حداکثر تا ۲ اینچ آب
  • فشار متوسط – از ۲ تا ۶ اینچ آب
  • فشار بالا – بیشتر از ۶ اینچ آب
  • توجه به این نکته ضروری می‌باشد که فشار کلی یعنی ،

توجه:

فشار کلی یعنی:

  1. مجموع افت فشار در طول کانال
  2. افت فشار در دستگاه های تهویه مطبوع
  3. افت فشار در دریچه هوا به فضای مورد محاسبه و همچنین فشار استاتیکی لازم در انتهای کانال.

 

هدر دادن انرژی و افزایش هزینه ها

سیستم های کانال معمولی ۲۵ تا ۴۰ درصد انرژی گرمایش با سرمایش خود را در نزدیکی دستگاه هواساز از دست می دهند، منازلی که کانال ها در محدوده محافظت شده ای مانند زیرزمین هستند، مقدار کمتری انرژی از دست خواهند داد، در حالی که سیستم های دیگر (مانند کانال هایی که در سقف یا زیر شیروانی قراردارند) انرژی بیشتری از دست می دهند.

در سیستم هایی که کانال ها در زیر شیروانی قرار دارند، یکی از مهمترین راهکارهایی که می توان در انرژی صرفه جویی کرد، تغییر و تعمیر وضعیت کنونی کانال هاست.

در اصول طراحی کانال هوا توجه به دو نکته ضروری می‌باشد:

انرژی به دو صورت سطحی و نشت هوا از طریق درزها هدر خواهد رفت، برای فهم دقیق تر این موضوع می‌توان یک مثال برای کانال هوای گرم زد که برای کانال هوای سرد هم صادق می‌باشد.

نشت هوا یکی دیگر از راههای هدر رفت گرما نشت هواست. گاهی نشت هوا به دلیل سوراخ شدن اتفاقی کانال و گاهی به دلیل اتصالات ضعیف می باشد. حتی اگر کانال ها درزگیری شوند عملکرد نامناسب آن ها می‌تواند موجب نشت هوا از داخل خود منزل شوند.

هوا از فشار بالا به سمت فشار پایین حرکت می کند. برای اینکه هوای رفت از داخل کانال به هوای مورد نظر برود، باید هوای داخل کانال فشار بالاتری نسبت به هوای اتاق داشته باشد. به طور مشابه برای برگشت هوا از داخل اتاق به کانال برگشت، هوای داخل کانال باید فشار کمتری نسبت به هوای اتاق داشته باشد.

فن دستگاه هواساز مرکزی، تولید کننده این اختلاف فشار می باشد. به محض اینکه فن خاموش شود فشار به سرعت برابر شده و جریان هوا نیز متوقف می شود.

فن دستگاه هواساز مرکزی یک فشار بالا در کانال هوای رفت و یک فشار پایین در کانال برگشت تولید می کند. فشار بالا، هوای گرم را مجبور به حرکت در کانال و جریان یافتن به اتاق می کند و فشار پایین، هوای داخل اتاق را به داخل کانال برگشت می کشد.

 

عایق کاری کانال

کانال ها هم مانند لوله ها ممکن است به صورت توکار یا داخل داکت و یا روکار نصب شوند که نصب در داخل داکت متداول تر می باشد.

۱-به منظور جلوگیری از پوسیدگی کانالها، باید فاصله ای بین آنها و مصالح ساختمانی باشد.

۲-تنها قسمتی از کانال رفت و برگشت که از محیط گرم نشده می گذرد عایق می شود.

 

انواع کانال ها

امروز در صنعت تاسیسات کانال ها در سه دسته کلی تقسیم بندی می شوند:

اولین دسته کانال مستطیلی هستند

دومین دسته کانال های گرد

سومین دسته کالا بیضوی کانال های که دارای کمترین افت فشار نسبت به اشکال دیگر است.

مقایسه بین کانال گرد و مستطیلی از لحاظ هزینه ها اشاره می کنیم کانال گرد با سطح مقطع ۱۰ متر مربع دارای محیط ۲.۷۵ بهتر است حال آنکه مستطیلی با همان سطح مقطع محیط ۳.۸۷ متر است بنابراین در کانال مستطیلی از متریال استفاده خواهد شد این عامل باعث می شود که وزن و هزینه های طراحی نیز بیشتر شود سطح بیشتر نیز بدان معنا است که هوا بیشتر با جداره ها در تماس بوده و این مهم سبب استحکام بیشتر می گردد

اصطحکاک در یک سیستم به این معناست که فن نیاز به کار بیشتری دارد و این به هزینه های عملیاتی بالاتر می انجامد.

به عنوان یک نتیجه گیری کلی همیشه از کانال گرد استفاده کنید مگر آنکه از  محدودیتی از لحاظ فضا در پروژه وجود داشته باشد

 

اجزای سیستم کانال

حال به بررسی اجزای سیستم می‌پردازیم

کانال ها از هر شکل و جنسی که باشند وظیفه انتقال حجم معینی از هوا را از منبع اصلی به فضای مورد نظر برعهده دارد و بر این اساس در اکثر سیستم های هوایی این بخش ها دیده می شود

  • اولین بخش کانال رفت برای انتقال هوای ساپلای
  • دومین بخش کانال برگشت برای برگرداندن هوای رفت به سیستم سومین بخش دریچه ها برای انتشار هوای ساپلای به فضای مورد نظر
  • چهارمین بخش گریل ها برای برگرداندن هوا به دستگاه
  • پنجمین بخش دمپرهای بالاس
  • بالانس
  • جهت بالانس کردن شاخه های مختلف

میانگین امتیازات ۵ از ۵
از مجموع ۱ رای
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

سه × 5 =