أهم أنظمة التكييف والتبريد التي يمتلك كل منها خصائصه ومزاياه التي يحتاج المقبل على الشراء التعرف عليها قبل اتخاذ هذا القرار، وذلك لضمان الحصول على الرفاهية والراحة خلال فصل الصيف والاستفادة من باقي الأنظمة على مدار العام من خلال التحكم في درجة الحرارة حسب الحاجة.
أهم أنظمة التكييف والتبريد
يبدأ التعرف على أبرز أنظمة التكييف والتبريد بعرض مفهومها الذي يشار إليه بكلمة HVAC وهي اختصار heat,ventilation and air conditioning، وتتمثل تلك الأنظمة فيما يلي:
التدفئة
يعتمد هذا النظام على الحفاظ على درجة حرارة المبنى الداخلية دون التأثر بانخفاض درجات الحرارة خارج المبنى.
التهوية
يعتمد هذا النظام بين أنظمة التكييف والتبريد على تجديد هواء المكان بهدف القضاء على الأتربة والبكتيريا العالقة في الهواء، والقضاء على الروائح الكريهة، مما يمنح المكان الدفء والهواء الصحي.
التكييف
يعتبر هذا النوع من أنواع أنظمة التكييف الرئيسية حيث يعتمد على امتصاص الهواء الساخن من المكان وتبريده والعكس صحيح وفقاً لآلية التحكم في درجة الحرارة بهدف الوصول إلى مناخ داخلي لطيف دون النظر إلى الأجواء الخارجية.
كيف يعمل نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء؟
في إطار الحديث عن أنظمة التبريد والتكييف، نتناول الحديث عن HVAC System شرح آلية عمله الذي يهدف إلى توفير البيئة المناسبة للمستخدم من حيث عوامل الحرارة والرطوبة وتنقية الهواء، من خلال توفير التبريد في الصيف والدفء في الشتاء.
يتم استخدام جهاز الكمبيوتر المثبت على الجدار لتحديد هل سيتم تدفئة المكان أو تبريده، وما هي درجة الحرارة التي يقوم الجهاز بأداء وظيفته كمنظم للحرارة حال الوصول إليها.
يبدأ النظام في تسخين أو تبريد الملفات داخل الغرفة، ثم يتم تسخين أو تبريد الهواء المار عبر الملفات قبل الدفع به إلى الخارج الذي سينتقل في الوقت نفسه من الغرفة حتى النظام.
تقوم أيضاً أنظمة التكييف والتبريد المصغرة بالعمل في مسار عكسي، حيث تقوم بتجميع الحرارة من مكان معين وطرده حتى يتم تبريد الغرفة، وينطبق ذلك على مكيفات السيارات على سبيل المثال.
مكونات نظام HVAC
يعتمد تصميم أنظمة التكييف والتبريد على خمسة أجزاء رئيسية تتمثل فيما يلي:
- صمام التمدد: يقوم هذا الصمام بإنشاء قيد في خط النظام السائل الذي يعمل بدوره على تقليل الضغط.
- المبخر: هو المسؤول عن إزالة الحرارة من الفراغ وتبديلها بالمبرد المغلي.
- الضاغط: الذي يعرف بالقلب النابض للنظام، فهو المسؤول عن خلق الطاقة وتحريك المادة الخاصة بالتبريد عبر هذا النظام.
- المكثف: هو الذي يقوم بدفع الحرارة التي تراكمت في المبرد إلى الهواء بالخارج.
- المرشح: هو ذلك الجزء المسؤول عن إزالة الملوثات الموجودة بالنظام وذلك حفاظاً على جودة الهواء.
أبرز أنظمة التكييف في المباني
تنقسم أنظمة التبريد والتكييف في المباني إلى نوعين رئيسيين وهما كالتالي:
أنظمة التكييف الأحادية
تعتمد تلك الأنظمة على وحدة التكييف التي تعتمد على تحريك الهواء، تبريده وتنقيته والتخلص من رطوبته، وتغطي تلك الوحدة حيز واحد فقط، وتنقسم إلى:
وحدة الشباك
وهي تلك الوحدة المخصصة التركيب في الشباك أو على الجدار، بحيث تقوم بتكييف المكان دون الحاجة إلى مسالك هوائية، تتراوح سعتها التبريدية بين طن واحد و2 طن تبريد.
وحدة السبليت
تتكون تلك الوحدة من وحدتين فرعيتين؛ الوحدة الداخلية التي تضم كل من المروحة وملف التبريد، والخارجية التي تضم الضاغط ومكثف الهواء، وتتراوح سعة التبريد بها بين طن تبريد واحد و 4 طن تبريد.
الوحدة المجمعة
هي تلك الوحدة التي تصميمها أفقيًا أو عموديًا ويتم الاختيار بينهما وفقًا لأنسب أماكن التركيب، وتتشابه بشكل كبير مع وحدة الشباك من حيث مكوناتها، كما تتميز بسعتها التبريدية الكبيرة.
وحدة السقف
صُممت هذه الوحدة للتركيب فوق الأسطح الخارجية للمباني، وتحتوي تلك الوحدة على معدات التبريد والوحدة الخاصة بمناولة الهواء، ويتم فصل وحدة التكثيف من خلال حاجز.
مضخة الحرارة
هي تلك الوحدة المسؤولة عن نقل الحرارة من مكان إلى آخر ومنحه الدفء خلال فصل الشتاء، وتتراوح سعتها التبريدية بين طن واحد و 25 تبريد.
مبرد التبخير
يعرف هذا النوع باسم المكيف الصحراوي، ويشيع استخدام هذا النوع في الأماكن الجافة والحارة كونه يعتمد على تبريد وزيادة رطوبة الهواء في نفس الوقت.
أنظمة التكييف المركزي
تعتمد أنظمة التبريد والتكييف المركزية على تواجد وحدات التسخين والتبريد في إحدى الأماكن المركزية بالمبنى، كما يمكنها تغطية طوابق متعددة، وتنقسم إلى ثلاثة أنواع رئيسية:
نظام الهواء الكلي
يعتمد هذا النظام على تغذية المكان المطلوب تكييفه بالهواء فقط عبر مجاري الهواء، ويشتمل هذا النظام على أنظمة فرعية وهي نظام المجرى الواحد، نظام الحجم المتغير للهواء، نظام المناطق المتعددة.
نظام الماء الكلي
يعتمد هذا النظام على تكييف الأماكن عبر الماء فقط سواء للتبريد أو التدفئة، ويشتمل على نظام السقف المُبرد، ونظام الماء الساخن والمُبرد.
النظام الهوائي المائي
يستخدم هذا النظام كل من الماء والهواء في تكييف الأماكن المطلوبة، ويضم كل من نظام وحدة الملف/ المروحة، ونظام وحدة الحث.
معلومات عامة عن التبريد والتكييف
مرت أنظمة التبريد والتكييف بالعديد من المراحل عبر الزمن، حيث بدأت الفكرة منذ اختراع الطبيب جون جوري آلة مخصصة لتصنيع الجليد، ثم تبنى تطوير الفكرة المهندس ويليس كاريير الذي أخترع وحدة تكييف هواء في عام 1902 للقضاء على مشكلة ارتفاع الحرارة.
على الرغم من نجاح الفكرة إلا أنها كانت مكلفة بعض الشيء، حتى تم إطلاق أول نظام للتكييف ملائم للمنازل عام 1929، وفي الوقت ذاته أضيفت الغازات الغير قابلة للاشتعال إلى أنظمة التكييف من قبل توماس جيلي.
ومع حلول ستينات القرن الماضي، بدأت المكيفات الموفرة للطاقة والمتاحة بأسعار مناسبة في الدخول إلى المنازل، فضلاً عن إضافة غازات التبريد الغير ضارة للغلاف الجوي.
أهم الأسئلة الشائعة
كيف يتم عملية التكيف؟
يقوم المكيف بتكرار تحويل السوائل إلى غازات في أنابيب التبريد بالمكيف، حتى تقوم بامتصاص حرارة الغرفة ويتم تبخير السائل المُبرد تمهيداً لتحويله إلى غاز.
ويقوم المحرك بضغط الغاز حتى انطلاق الحرارة التي تم امتصاصها وتحول الغاز إلى سائل مرة ثانية، ليتم الضغط في الوحدة الخارجية للمكيف.
ماذا يعني اختصار AHU؟
يشير اختصار AHU إلى وحدة مناولة الهواء التي تعد واحدة من المكونات الأساسية في أنظمة التكييف المركزي.
ما هي مكونات وحدة مناولة الهواء؟
تتكون وحدة مناولة الهواء من مروحة واحدة أو أكثر ومعالج للهواء يتمثل في المرشح أو المبرد أو السخان.
في نهاية المقال، تعرفنا سوياً على أهم أنظمة التبريد والتكييف وآلية عملها، كما تم التعرف على أبرز أنظمة المكيفات المناسبة للمباني والأجزاء الأساسية لنظام HVAC، وتاريخ ظهور المكيفات.
اقرأ ايضًا:
