تبرید و تهویه مطبوع : یکی از مهمترین بخش های هر ساختمان را می توان بخش تهویه مطبوع آن دانست.این بخش دقیقا می تواند بر 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 است.و شاید برای همین است که امروزه به مبحث تهویه مطبوع ساختمان نسبت به گذشته به صورت علمی و عملی پرداخته می شود.در واقع در معنای لغوی تهویه مطبوع یعنی هوا رسانی دلپذیر و این فرایند شاخه ای از رشته مهندسی مکانیک محسوب می شود.
در بسیاری از کارخانجات نگه داری مواد غذایی مبحث تهویه مطبوع ساختمان جز مهم و جدا ناپذیر آن واحد تولیدی است چرا که اگر امر هوا رسانی و تهویه خوب صورت گیرد 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 باید 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.اصولا تهویه مطبوع شامل مواردی همچون سرمایش-گرمایش-رطوبت زنی و رطوبت زدایی هوا می باشد.ما در تهویه 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:

طبقه بندی سیستم تاسیسات تهویه مطبوع

۱- سیستم تهویه مطبوع تمام هوا
۲- سیستم های آب و هوا – آب
۳- سیستم تهویه مطبوع تمام آب
در سیستم تهویه مطبوع ساختمان که از مدل هوا و آب 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 معمولا 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 بگیرد .

در روش اول گرمایش با آب گرم که دارای دمای 70 تا 90 درجه است انجام می شود. و در روش دوم نیز با اب داغ همراه با تحت فشار قرار دادن کل سیستم انجام می شود که این عمل منجر به افزایش درجه حرارت آب تا 180 درجه خواهد شد.
و اما در سیستم تهویه مطبوع ساختمان که با روش تمام آب قصد هوا رسانی و ایجاد شرایط مطلوب را داریم باید بدانیم که نمی توانیم رطوبت هوا را با این روش تغییر دهیم اما شاید به دلیل اینکه

آن دارای حجم کمی بوده و در نهایت هم هزینه راه اندازی آن کمتر از دیگر روش ها می باشد در بسیاری از مواقع بر دیگر سیستم ها ترجیح داده می شود.سیال ناقل در این سیستم در واقع حرارت و برودت آب است.آب در موتورخانه و یا دیگ آبگرم به درجه حرارات بالایی رسیده و برای گرمایش ساختمان در سرما مورد استفاده قرار می گیرد.عمل تهویه مطبوع ساختمان در فصل گرما نیز بدین صورت انجام می گیرد که در موتورخانه از چیلر و یا آب سرد کن برای تهیه آب سرد کمک می گیرند و این آب به داخل کویل های مبدل حرارتی اتاق ها انتقال یافته با وجود یک فن می تواند براحتی هوا رسانی و خنک سازی محیط را انجام دهد.
همیشه یکی از مهمترین فاکتورهایی که در ساخت تجهیزات تهویه مطبوع برای مهندسان و طراحان ان مهم بوده این است که بتواند با صرف کمترین انرژی ممکن بهترین نتیجه و بازدهی را داشته باشد. در این راستا مطالعات و تحقیقات زیادی انجام شده و در سراسر جهان نیز به دستاورد های مختلفی رسیده اند. چندی پیش با تلاش محققان ایرانی خوشبختانه شاهد اخباری مبنی بر ساخت تجهیزات تهویه مطبوع در داخل کشور بودیم که با مصرف بسیار کم انرژی دارای بازدهی بسیار بالایی بوده و می تواند در صورت تولید انبوه و استفاده در مراکز صنعتی کمک فراوانی در بالابردن راندمان کاری و صرفه جویی در مصرف انرژی شود.طراحی این طرح یکی از انگیزه های خود را طرح هدفمند کردن یارانه ها و افزایش حامل های انرژی عنوان کرد و گفت با توجه به این موضوع به این فکر افتادم تا در این زمینه نو آوری و خلاقیتی از خود نشان دهم
و حاصل ان ساخت تجهیزات تهویه مطبوع شد که می تواند در حالی که بازیافت هوا را انجام می دهد در عین حال با کمترین انرژی ممکن حالت های سرمایشی و گرمایشی را برای محیط نیز فراهم کند.طراح این پروژه افزود در کل می توان ساختار سیستم جدید را مانند سیستم های
قبلی توصیف کرد با این تفاوت که در بخش های مهم و حیاتی سیستم با به کار بردن تجهیزاتی خاص کمک کرده ایم که در نهایت راندمان کاری بالا رفته و میزان مصرف انرژی کم شود.
انتخاب سیستم تهویه مطبوع از مباحث اساسی در کیفیت ساخت و ساز های انبوه بوده و می تواند پروژه را به اهداف خود نزدیک و یا حتی آن را به مرز شکست برساند .

در انتخاب سیستم تهویه مطبوع دو انتخاب عمده وجود دارد که به شرح زیر اجمالا" مورد بررسی قرار می گیرند:

الف – استفاده از سیستم های مستقل برای هر واحد در این روش انتخاب های موجود به ترتیب از کمترین قیمت تمام شده عبارتند از :
- اسپلیت یونیت دیواری
- اسپلیت یونیت کانالی
- سیستم مینی چیلر
- سیستم VRF
در روش های فوق بهترین محل نصب کندانسورها در پشت بام است ولی این به شرط است که تعداد طبقات بیش از سه تا چهار طبقه نباشد. در مجتمع های بلند مرتبه کندانسورها در تراس نصب شده و باید ملاحظات خاص در خصوص پوشش مطلوب معماری کندانسورها پیش بینی شود.
بدیهی است در این حالت بخش قابل توجهی از مساحت تراس توسط کندانسور اشغال شده و این باعث تحمیل صدا و هوای گرم مزاحم به تراس و آپارتمان می شود . در مناطقی که استفاده از تراس ها نقش ویژه ای در ارزش افزوده ملک ایجاد می نماید مخصوصا برج های مشرف به دریا کندانسورها نباید در تراس نصب شوند.

اسپلیت یونیت دیواری

استفاده از اسپلیت های دیواری اقتصادی ترین روش برای تهویه واحدها است. این گزینه برای ساختمان های کوچک نسبتا مناسب بوده ولی بنظر می رسد انتخاب خوبی برای برج ها و ساخت و سازهای لوکس نبوده و به کیفیت ساخت آسیب برساند . طول عمر اسپلیت های دیواری بطور
متوسط 8 سال می باشد.

اسپلیت یونیت کانالی

استفاده از اسپلیت کانالی به شرطی که برای تمام فضاهای آپارتمان دستگاه های مستقل پیش بینی شده و از بهره وری سیستم نکاهد ، به معماری داخلی واحدها کمک شایانی نموده و انتخاب بهتری نسبت به اسپلیت های دیواری بوده و در این حالت بهره بردار آسایش بیشتری را
نسبت به اسپلیت دیواری تجربه خواهد کرد . البته تعدد کندانسورها در این حالت باعث نیاز به فضای زیادی در تراس ها یا پشت بام ها خواهد شد و تعمیر و نگهداری این سیستم را هم مشکل تر خواهد نمود.
اگر یک اسپلیت کانالی چندین فضا را پوشش دهد، قابلیت کنترل موضعی درجه حرارت از دست رفته و باعث افزایش مصرف برق و کاهش بهره وری می شود . طبیعتا قیمت تمام شده اسپلیت های کانالی بسیار متفاوت با اسپلیت های دیواری .

در مجموع هزینه بالای برق در این انتخاب، همچنین نیاز به کابل کشی و لوله کشی های متعدد و گران قیمت و تامین برق سه فاز در واحدهای بالای هفتاد متر مربع از نقاط ضعف استفاده از اسپلیت های کانالی می باشد.

مینی چیلر

استفاده از مینی چیلر از نظر فنی انتخاب بهتری نسبت به اسپلیت بوده و باعث کاهش نسبی در مصرف برق و تجمیع کندانسورهای هر واحد می شود. امکان کنترل دما در فضاهای مختلف نیز از مزایای این سیستم است، اما گزینه مینی چیلر باعث اختصاص بخش قابل توجهی از
تراس به کندانسور دستگاه خواهد شد . با توجه به قیمت های بالای تمام شده در این گزینه و عدم ایجاد ارزش افزوده ای در مارکتینگ ساختمان )در مقایسه با اسپلیت کانالی( معمولا این گزینه با اقبال سازندگان مواجه نمی شود. طول عمر مینی چیلر بطور متوسط 12 سال است.
vrf استفاده از وی آر اف نیز انتخاب بهتری نسبت به اسپلیت بوده و باعث کاهش قابل توجه در مصرف برق و تجمیع کندانسورهای هر واحد می شود. امکان کنترل دما در فضاهای مختلف نیز از مزایای این سیستم است.
در سیستم وی آر اف با انتقال کندانسورها از نمای ساختمان به نقاط کور می توان کمک شایانی به ارتقای معماری و نمای ساختمان کرد که این از مزایای این سیستم است. علیرغم مزایای نسبی وی آر اف با توجه به قیمت های بالای تمام شده در این گزینه معمولا سرمایه گذاران از انتخاب آن اجتناب می کنند. طول عمر وی آر اف بطور متوسط 12 سال است. در سیستم وی آر اف ، معمولا امکان نصب کندانسورها در پشت بام و محوطه برج های بلند مرتبه وجود دارد ، ولی این امر مستلزم صرف هزینه بیشتر بابت افزایش ظرفیت کندانسورها و اختصاص رایزرهای زیادی به لوله کشی های مسی از مقطع طبقات تا پشت بام و نصب تعداد زیادی کندانسور وی آر اف در پشت بام هر برج است که در مجموع این روش را غیر اقتصادی ساخته و هزینه تمام شده وی آر اف را نسبت به نصب همان کندانسورها در تراس آپارتمان حدود 25 درصد افزایش می دهد.

ب - استفاده از سیستم تهویه مطبوع مرکزی

در این حالت انتخاب های موجود به ترتیب از کمترین قیمت تمام شده عبارتند از :
– سیستم چیلر- فن کویل
– سیستم وی آر اف
در روشهای فوق اولین مزیت اساسی ، کاهش چشمگیر مصرف برق واحدها و ارتقای سطح آسایش سیستم تهویه مطبوع برای بهره برداران است. همچنین با حذف کندانسورها، هزینه های معماری ناشی از استتار کندانسورها در نمای ساختمان منتفی می شود. از مزایای دیگر سیستم
مرکزی عدم الزام سرمایه گذاران به ساخت تراس های متعدد و احیای فضای تراس ها می باشد که نقشی اساسی در ارتقای معماری و بهبود کیفیت ساخت وساز پروژه خواهد داشت.
انتخاب سیستم مرکزی می تواند منجر به کاهش خرید دیماند برق مورد نیاز پروژه و کاهش ظرفیت پست های برق، تابلوها، کابل کشی ها، کنتور برق واحد ها و کلیه موارد مربوط به آن شود. بدیهی است کاهش سرمایه گذاری اولیه در این بخش مورد توجه سرمایه گذاران بوده و حرکتی
شایسته در راستای سیاست های کلان کشور باشد . طول عمر متوسط 25 سال در سیستمهای مرکزی باعث اقتصادی شدن این سیستمها نسبت به سیستمهای مستقل تهویه مطبوع است.

مقایسه سیستم های تهویه مرکزی

در مقایسه بین سیستم مرکزی وی آر اف و چیلر- فن کویل، معمولا" سیستم وی آر اف دارای 20 درصد هزینه اولیه بالاتر نسبت به چیلر و فن کویل است . مصرف برق در وی آر اف نیز به مقدار جزیی از سیستم چیلر و فن کویل کمتر است.
از سوی دیگر با توجه به جدید بودن تکنولوژی وی آر اف و عدم تجربه کافی سرویس کاران در تعمیرات این سیستم ها، همچنین به دلیل تعدد و پراکندگی کندانسورها و گران بودن خدمات و قطعات یدکی، این سیستم ها هزینه نگهداری بالاتری ) نسبت به چیلر و فن کویل ( را در زمان
بهره برداری به بهره بردار تحمیل خواهد کرد .
هزینه لوله کشی های شبکه وی آر اف نیز در حدود 40 درصد قیمت تجهیزات نصب شده می باشد که در هنگام انتخاب این سیستم ها باید جزو هزینه های اولیه لحاظ شود. اختصاص رایزرهای زیاد به لوله کشی های مسی از مقطع طبقات تا پشت بام یا طبقه همکف و نصب تعداد زیادی
کندانسور در پشت بام یا محوطه هر مجتمع و بحث جانمایی این تعداد کندانسور از نقاط ضعف این سیستم است. البته مزیت وی آر اف در عدم مصرف آب قابل توجه بوده و از مزایای مهم این سیستم است.
چیلرها در دو نوع آب خنک و هوا خنک موجود هستند. چیلر آب خنک دارای برج خنک کن با پمپ و مدار گردش مربوط به خود بوده و علاوه بر نیاز شدید به نگهداری این بخش، نیازمند فضای قابل توجهی برای موتورخانه است. چیلر آب خنک بصورت تبخیری کار کرده و مصرف
آب زیادی دارد که شاید بزرگترین امتیاز منفی این سیستم باشد. امروزه در کشورهای صنعتی که دارای طبیعت خشک می باشند به منظور صرفه جویی در مصرف آب، عموما چیلرهای آب خنک را از مدار خارج کرده و چیلرهای هوا خنک را جایگزین آن کرده اند. بدین ترتیب استفاده از
چیلرهای هواخنک در پروژه های داخلی نیز به سرعت در حال ربودن گوی سبقت از چیلرهای آب خنک است.
هزینه لوله کشی در سیستم چیلر و فن کویل حدود 20 درصد قیمت تجهیزات نصب شده است که اقتصادی تر از گزینه وی آر اف است. چیلر هواخنک می تواند در محوطه یا پشت بام مجتمع نصب شده و مساحت مورد نیاز برای نصب چیلر به میزان قابل توجهی از مساحت
مورد نیاز برای نصب کندانسورهای متعدد وی آر اف کمتر است. چیلر هوا خنک مصرف آب نداشته و فقط یک بار آب گیری می شود. همچنین تعمیر و نگهداری چیلر و فن کویل اقتصادی تر از سیستم وی آر اف مرکزی است.
بطور خلاصه می توان گفت:
1– در پروژه های بزرگ با زیربنای بیش از 4000 متر مربع بدون شک اقتصادی ترین سیستم تهویه مرکزی، سیستم چیلر و فن کویل است.
2– لوله کشی در سیستم چیلر و فن کویل از سیستم وی آر اف کم هزینه تر و در مقابل صدمات فیزیکی مقاوم تر است . این لوله کشی ها عمدتا از نوع پلیمری اجرا شده که تجارب خوبی از آن در پروژه های اجرا شده وجود دارد .
3– تجربه کافی در بهره برداری و راهبری سیستم های چیلر و فن کویل وجود داشته و به دلیل سادگی دارای هزینه های تعمیر و نگهداری پایین تری نسبت به سیستم های وی آر اف مرکزی می باشند .
-4 طول عمر سیستم های وی آر اف حدود 15 سال و طول عمر چیلر و فن کویل 25 سال است.
ابهام عمده در سیستم های تهویه مرکزی ، امکان جداسازی و تعیین مصارف انرژی واحدهای مستقل است . در این خصوص سیستم های وی آر اف نوعا قابلیت تفکیک مصارف برق را داشته و می توان با خرید و نصب تجهیزات جانبی این قابلیت را نیز به سیستم افزود . سیستم های
چیلر و فن کویل نیز با استفاده از کنتورهای انرژی این قابلیت را تامین می کند .

اقتصاد

نکته با اهمیت در انتخاب سیستم های تهویه مطبوع موضوعی است که مجریان و کارفرمایان محترم کمتر به آن توجه می کنند. موضوع این است که در مقایسه و انتخاب اقتصادی یک سیستم تهویه مطبوع باید کل هزینه خرید و نصب تجهیزات به علاوه هزینه های بهره برداری شامل
هزینه های سرویس و نگهداری و مصرف انرژی را در دوره بهره برداری مشخص و جمع کل هزینه را به طول عمر متوسط تجهیزات سیستم تهویه مطبوع تقسیم کرد.

این یعنی هزینه سالیانه یک سیستم تهویه مطبوع که مساوی است با :

هزینه یک سیستم تهویه مطبوع = طول عمر تجهیزات / )هزینه خرید و نصب تجهیزات + هزینه سرویس و نگهداری + هزینه مصرف انرژی

( بدین ترتیب ممکن است هزینه خرید و نصب یک سیستم تهویه مطبوع ارزان تر تمام شده ، ولی طول عمر تجهیزات آن سیستم یک دوم یا یک سوم سیستم به ظاهر گران تر باشد. مثلا طول عمر متوسط سیستم مرکزی چیلر و فن کویل تقریبا سه برابر انواع اسپلیت یونیت است. بدین ترتیب در طول دوره بهره برداری از سیستم مرکزی چیلر و فن کویل، اسپلیت یونیت های منصوبه باید سه بار خریداری ، نصب و جمع آوری شود. هزینه تخریب و جمع آوری تجهیزات قدیمی نیز موضوعی است که باید در آنالیز مقایسه ای ما در جمع هزینه های سیستم تهویه با عمر کوتاهتر منظور شود . در همین راستا هزینه های سرویس و نگهداری و هزینه مصرف انرزی و مقایسه این هزینه ها در انتخاب اقتصادی هر سیستم تهویه مطبوع عاملی تعیین کننده است.
در انتها نوع کاربری ساختمان و نوع معماری و ملاحضات مربوط به تامین برق پروژه نیز در انتخاب سیستم تهویه مطبوع از عوامل تعیین کننده است که می تواند در جای خود مورد بحث و بررسی کارشناسی قرار گیرد.