در دنیای امروز که صنایع به سرعت در حال رشد و توسعه هستند، کیفیت هوای محیط کار و کنترل شرایط دمایی و رطوبتی، نقش تعیین‌کننده‌ای در سلامت کارکنان، بهره‌وری تولید و عمر تجهیزات صنعتی دارند. بنابراین سیستم‌های تهویه مطبوع صنعتی به عنوان قلب تپنده هر محیط کاری شناخته می‌شوند. سیستم‌هایی که نه تنها دما و رطوبت را در شرایط مطلوب نگه می‌دارند، بلکه با حذف آلاینده‌ها، گازها و ذرات معلق، فضایی ایمن و بهداشتی را برای فعالیت مداوم فراهم می‌سازند. اما از میان تنوع بالای تجهیزات و فناوری‌های موجود، انتخاب بهترین سیستم تهویه صنعتی متناسب با نیاز هر محیط، چالشی مهم و تخصصی است. در این مقاله، به بررسی انواع سیستم تهویه صنعتی می‌پردازیم.
انواع سیستم تهویه صنعتی کدامند؟
سیستم‌های تهویه مطبوع صنعتی شامل تجهیزات گوناگونی هستند که هرکدام با توجه به نوع محیط، شرایط آب و هوایی و تعداد کارکنان طراحی و استفاده می‌شوند. این سیستم‌ها به طور کلی در گروه‌های مختلف گرمایشی، سرمایشی، تهویه و هودهای مکنده و وسایل پاک کننده هوا قرار می‌گیرند. در حالت کلی اینگونه می‌توان گفت که سیستم‌های تهویه صنعتی با هدف تأمین هوای سالم، تنظیم دما، حذف آلودگی‌ها و افزایش ایمنی محیط کار طراحی می‌شوند و بسته به نوع صنعت و شرایط محیطی، می‌توان از ترکیبی از سیستم‌های گرمایشی، سرمایشی و تهویه‌ای استفاده کرد.
انواع سیستم تهویه صنعتی گرمایشی
سیستم‌های گرمایشی در شرایطی مورد استفاده قرار می‌گیرند که سرمای محیط به حدی رسیده باشد که ادامه فعالیت بدون تأمین حرارت ممکن نباشد. وظیفه اصلی این سیستم‌ها، تأمین و توزیع گرما برای فضاهای مختلف است. بسته به نوع کاربرد و شرایط محیط، مدل‌های گوناگونی از سیستم‌های گرمایشی طراحی و نصب می‌شوند که در ادامه مهم‌ترین آن‌ها معرفی شده‌اند.
یونیت هیتر
یونیت هیتر یکی از متداول‌ترین تجهیزات برای گرم‌کردن فضاهای صنعتی است و می‌تواند با برق، گاز یا گازوئیل کار کند. در محیط‌هایی که بخار یا گازهای خورنده وجود دارند، نباید از یونیت هیترهای گازسوز یا گازوئیلی استفاده شود، زیرا باعث خوردگی و کاهش عمر دستگاه خواهند شد.
بویلر
بویلر یا دیگ آب گرم دستگاهی است که در موتورخانه نصب شده و با استفاده از سوخت، آب را گرم کرده یا بخار تولید می‌کند. این آب گرم یا بخار سپس از طریق لوله‌کشی و پمپ‌ها به بخش‌هایی مانند فن‌کویل، هواساز یا سیستم گرمایش از کف منتقل می‌شود تا فرآیند گرمایش انجام گیرد. بویلرها از نظر جنس به دو نوع فولادی و چدنی تقسیم می‌شوند.
کوره هوای گرم
این نوع از انواع سیستم تهویه صنعتی گرمایشی، سیستمی نسبتاً قدیمی است که برای گرم کردن هوا و توزیع آن از طریق کانال‌ها به کار می‌رفت. این سیستم بیشتر در سوله‌ها یا ساختمان‌های تجاری با فضای یکپارچه کاربرد داشت. در این روش، هوا توسط مشعل‌های گازسوز یا گازوئیلی گرم شده و از طریق کانال به محیط منتقل می‌گردد.
سیستم گرمایش تابشی (گرماتاب)
سیستم گرمایش تابشی یا پنل تشعشعی سقفی در اماکن صنعتی نصب می‌شود و تنها عمل گرمایش را بر عهده دارد. این سیستم در دو نوع شعله مستقیم و غیرمستقیم تولید می‌شود و امکان گرمایش موضعی بخش‌های خاصی از سالن‌های بزرگ را فراهم می‌کند.
با این حال، این سیستم‌ها فاقد امکاناتی مانند تأمین هوای تازه، تنظیم رطوبت و تصفیه هوا هستند. از دیگر معایب آن‌ها می‌توان به ایمنی پایین، خطر آتش‌سوزی به دلیل گازکشی و سیم‌کشی زیاد، هزینه اولیه بالا و دسترسی دشوار برای سرویس و تعمیرات به دلیل نصب در ارتفاع بالا اشاره کرد. به همین علت، استفاده از گرمایش تابشی معمولاً تنها در انبارها یا فضاهایی که به تهویه و رطوبت نیاز ندارند، توصیه می‌شود.
بخاری صنعتی
بخاری صنعتی یکی دیگر از سیستم‌های رایج گرمایشی در کارخانه‌ها و محیط‌های بزرگ است. این دستگاه با استفاده از فن داخلی حرارت را در فضا پخش می‌کند و عمدتاً با سوخت گاز کار می‌کند. بخاری‌های صنعتی در مدل‌های گازی، نفتی، برقی، تابشی و گازوئیلی تولید می‌شوند و بسته به نوع سوخت و ظرفیت، در بخش‌های مختلف صنعت کاربرد دارند.
انواع سیستم تهویه صنعتی سرمایشی
سیستم‌های سرمایشی وظیفه دارند در شرایطی که دمای محیط بیش از حد بالا رفته و گرمای زیاد مانع از فعالیت مناسب می‌شود، دما را کاهش داده و محیطی مطلوب ایجاد کنند. این سیستم‌ها مانند سیستم‌های گرمایشی، برای تنظیم شرایط حرارتی فضا طراحی شده‌اند. رایج‌ترین روش‌های سرمایش شامل استفاده از کولرهای آبی، گازی و اسپلیت هستند که تقریباً در بیشتر فضاها مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع سیستم تهویه صنعتی سرمایشی در ادامه معرفی شده‌اند:
چیلر
چیلر دستگاهی است که با گردش آب خنک‌کننده، حرارت را از سیستم یا فضای صنعتی گرفته و به محیط دیگری منتقل می‌کند تا دمای تجهیزات، سیالات و محیط کاهش یابد. این دستگاه‌ها معمولاً با سیستم‌هایی نظیر فن‌کویل یا هواساز ترکیب می‌شوند و علاوه بر سرمایش، قادر به کنترل رطوبت محیط نیز هستند. چیلرها از نظر نوع عملکرد به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
- چیلر تراکمی:
این نوع چیلر بر اساس سیکل تبرید تراکمی کار می‌کند و از نظر نوع کمپرسور به چهار دسته تقسیم می‌شود:
- چیلر تراکمی پیستونی (رفت و برگشتی)
- چیلر تراکمی اسکرو
- چیلر تراکمی سانتریفیوژ
- چیلر تراکمی اسکرال
همچنین از نظر نوع کندانسور نیز در دو مدل آب خنک و هوا خنک تولید می‌شود. لازم به ذکر است که کولرهای گازی نیز به دلیل استفاده از همین سیکل تراکمی، در همین دسته قرار می‌گیرند. با این تفاوت که چیلر سیستم مرکزی برای فضاهای بزرگ است، درحالی‌که کولر گازی برای فضاهای کوچک و محلی کاربرد دارد.
- چیلر جذبی:
این نوع چیلر بر اساس سیکل جذبی عمل کرده و برای تأمین سرمایش به جای برق، از مولد گرمایی استفاده می‌کند. چیلرهای جذبی از نظر ماده جاذب به سه نوع تقسیم می‌شوند:
- لیتیوم بروماید (در مدل‌های یک مرحله‌ای، دو مرحله‌ای و شعله مستقیم)
- آمونیاک
- سلیکاژل
همچنین از نظر نوع مولد حرارتی به چند گروه تقسیم می‌شوند:
- ژنراتور بخار
- ژنراتور آب داغ
- ژنراتور آب گرم
- ژنراتور شعله مستقیم
پکیج پشت‌بامی (روفتاپ)
روفتاپ یونیت یا پکیج پشت‌بامی سیستمی است که در آن چیلر مستقیماً به هواساز متصل می‌شود. این دستگاه‌ها همان‌طور که از نامشان پیداست، معمولاً بر روی پشت‌بام نصب می‌گردند و بدون واسطه، هوای خنک یا گرم را به فضای داخلی منتقل می‌کنند.
خنک‌کننده‌های تبخیری
یکی از انواع سیستم تهویه صنعتی و خنک‌کننده‌های تبخیری، کولر آبی است که با استفاده از فرآیند تبخیر آب، هوای گرم محیط را خنک کرده و به فضا منتقل می‌کند. این سیستم به دلیل مصرف انرژی کمتر، یکی از روش‌های اقتصادی برای سرمایش محیط‌های بزرگ محسوب می‌شود.
انواع سیستم تهویه صنعتی و گردش هوا
سیستم‌های تهویه و گردش هوا در صنایع از مهم‌ترین اجزای سیستم تهویه مطبوع محسوب می‌شوند و وظیفه اصلی آن‌ها جا به جایی هوا، حذف ذرات معلق و بهبود کیفیت هوای محیط است. این سیستم‌ها در مکان‌های مختلفی از جمله کارگاه‌ها، کارخانه‌ها، ساختمان‌های اداری و حتی منازل به کار می‌روند.
هواکش‌ها
هواکش‌ها از اصلی‌ترین تجهیزات تهویه هستند که در انواع خانگی و صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این دستگاه‌ها به دو نوع آکسیال و سانتریفیوژ تقسیم می‌شوند:
- در نوع آکسیال، هوا به موازات محور خارج می‌شود.
- در نوع سانتریفیوژ، جریان هوا به صورت عمود بر محور هدایت می‌گردد.
هواکش‌ها می‌توانند با الکتروموتور تک فاز یا سه فاز کار کنند و در دستگاه‌هایی مانند هواساز، چیلر و روفتاپ پکیج نیز به کار گرفته می‌شوند.
دمنده‌های صنعتی
دمنده‌های صنعتی نیز مانند هواکش‌ها وظیفه گردش هوا را بر عهده دارند. با این تفاوت که در مکان‌هایی که نیاز به فشار بالاتر وجود دارد، مورد استفاده قرار می‌گیرند. این نوع سیستم‌ها قادرند هوا را با فشار زیاد و حجم کم منتقل کنند و معمولاً برای جمع‌آوری گرد و غبار به کار می‌روند.
مکنده‌های صنعتی
مکنده‌های صنعتی از نظر عملکرد شباهت زیادی به دمنده‌ها دارند، با این تفاوت که این دستگاه‌ها حجم زیادی از هوا را در فشار پایین جابجا می‌کنند. مکنده‌ها در کاربردهایی مانند برج‌های خنک‌کننده، هواکش هتل‌ها و کوره‌های رنگ مورد استفاده قرار می‌گیرند.
از نظر ساختار عملکرد، سیستم‌های تهویه صنعتی به دو گروه اصلی تقسیم می‌شوند:
-
سیستم مولد
این نوع از انواع سیستم تهویه صنعتی هوای فرآوری شده را برای محیط کار تولید می‌کند و همان هواساز نام دارد. این سیستم‌ها برای تأمین آسایش حرارتی (تولید سرما یا گرما) و همچنین جایگزینی هوای تخلیه شده از محیط استفاده می‌شوند.
-
سیستم مکنده
سیستم مکنده با هدف تخلیه آلاینده‌ها و کنترل کیفیت هوای محیط کار طراحی شده و خود شامل دو نوع تهویه مکنده موضعی و تهویه مکنده عمومی است.
در سیستم‌های مکنده موضعی، هودها نقش ورودی اصلی را ایفا می‌کنند. این هودها با ایجاد مکش مناسب، آلودگی‌ها را به درون سیستم هدایت می‌کنند و بسته به نوع فرآیند، در دو نوع هود محصورکننده و هود بیرونی ساخته می‌شوند. هودهای محصورکننده، فرآیند یا منبع آلاینده را به طور کامل یا جزئی دربرمی‌گیرند، در حالی که هودهای بیرونی بدون محصور کردن منبع، در نزدیکی آن نصب می‌شوند.
در فرآیندهای داغ مانند کوره‌های ذوب که آلودگی و گرما به سمت بالا حرکت می‌کنند، استفاده از هودهای خیمه‌ای یا سایبانی مؤثرتر است. در برخی موارد نیز از سیستم‌های دمشی–مکشی استفاده می‌شود که در آن، هوا از یک سمت به منبع آلاینده دمیده و از سمت دیگر توسط هود مکیده می‌شود.
برای افزایش بازدهی سیستم تهویه، باید جریان هوای کافی برای انتقال آلاینده‌ها به سمت هود برقرار باشد. عواملی مانند جریان هوای گرم، حرکت ماشین‌آلات، جا به جایی مواد و افراد، می‌توانند موجب آشفتگی جریان شوند. بنابراین حذف این منابع حرکتی، به کاهش مصرف انرژی و افزایش کارایی سیستم کمک می‌کند.
انواع سیستم تهویه صنعتی و وسایل پاک‌کننده هوا
در کنار سیستم تهویه صنعتی، وسایل پاک‌کننده هوا نیز به منظور حذف آلاینده‌ها از جریان هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند و شامل دو دسته صافی‌ها و غبارگیرها هستند:
- صافی‌ها: برای حذف ذرات با غلظت کم در سیستم‌های معمول تهویه.
- غبارگیرها: برای حذف آلودگی‌های سنگین در فرآیندهای صنعتی.
غبارگیرها به عنوان یکی از مهم‌ترین انواع سیستم تهویه صنعتی دارای نوع‌های مختلفی نظیر الکترواستاتیکی، پارچه‌ای، تر و گریز از مرکز است و انتخاب نوع مناسب آن‌ها به عواملی مانند غلظت و ویژگی آلاینده، خصوصیات گاز، کارایی مورد نیاز و مسائل انرژی بستگی دارد.
انواع سیستم تهویه صنعتی و تجهیزات جا به جایی هوا
برای به حرکت درآوردن جریان هوا و غلبه بر افت فشار در سیستم، از هواکش‌ها استفاده می‌شود. آن‌ها به سه نوع تقسیم می‌شوند:
- محوری (برای حجم هوای زیاد و مقاومت پایین)
- گریز از مرکز (برای حجم کم و مقاومت بالا)
- انواع مخصوص (برای کاربردهای خاص صنعتی).
جمع‌بندی
سیستم‌های تهویه صنعتی نقش حیاتی در حفظ کیفیت هوا، کنترل دما و رطوبت، حذف آلاینده‌ها و ایجاد محیطی ایمن و بهداشتی دارند. این سیستم‌ها به دسته‌های گرمایشی، سرمایشی و تهویه و گردش هوا تقسیم می‌شوند. سیستم‌های گرمایشی شامل یونیت هیتر، بویلر، کوره هوای گرم، گرمایش تابشی و بخاری صنعتی هستند که برای افزایش دمای محیط طراحی شده‌اند. سیستم‌های سرمایشی شامل چیلر تراکمی و جذبی، روفتاپ و خنک‌کننده‌های تبخیری هستند که با کاهش دما و کنترل رطوبت، محیطی مناسب فراهم می‌کنند. در بخش گردش هوا نیز هواکش‌ها، دمنده‌ها و مکنده‌های صنعتی وظیفه جا به جایی هوا و حذف ذرات معلق را بر عهده دارند.