هواساز در اتاق تمیز

هواساز در اتاق تمیز

هواسازها، دستگاه هایی جهت اجرای سیستم HVAC (Heat, Ventilation and Air Conditioning) در محیط هایی می باشند که نیاز به کنترل دقیق رطوبت، دما، تعداد ذرات معلق در هوا و جریان هوا دارند. از این جهت یکی از مهمترین اجزا کلین روم ها می باشند که وظیفه تامین و نگه داری هوای پاک متناسب با کلاس کلین روم را دارند. هواسازها بر اساس نیاز، مسئول تهویه مطبوع، جدا کردن ذرات معلق و آلودگی های از هوا، تنظیم دما و رطوب هوا، ایجاد جریان پایدار جهت جلوگری از تجمع آلودگی ها می باشند. هواسازها بر اساس کاربرد به دو دسته معمولی و هایپژنیک تقسیم بندی می شوند. هواسازهای هایژنیک به واسطه دارابودن سیستم فیلتراسیون مخصوصی، می توانند هوایی با خلوص بیش از 99 درصد بر اساس الزامات فضای مربوطه، ایجاد کنند و در اتاق های تمیز بیمارستان ها، خطوط تولید دارو و تجهیزات پزشکی و برخی سالن های تولید مواد غذایی الزامی هستند.

اجزا هواساز هایژنیک

قاب یا استراچکر

جنس قاب از پروفیل آلومینیوم اکسترود شده به همراه اتصالات از جنس آلومینیوم دایکاست یا پلی آمید است. قطر پروفیل‌های آلومینیومی در هواساز هایژنیک به اندازه‌ای است که امکان عایق کردن ما بین دو جداره خارجی و داخلی هواساز تا ضخامت 5 سانتی متر وجود داشته باشد. در پروفیل‌های آلومینیومی مخصوص هواساز هایژنیک، وجه داخلی پروفیل دارای انحنای محدب یکدست بوده تا از تجمع، رسوب و انباشته شدن گرد و غبار در کنج‌های داخلی هواساز جلوگیری شود. کیفیت و جنس قاب هواساز هایژنیک بسیار حائز اهمیت است، بدین دلیل که نباید در اثر تغییرات دمایی و رطوبت تغییر طول دهد. تغییر در طول پروفیل‌ها در اثر گرما باعث بروز نشتی و مکش هوا از درزهای به وجود آمده می‌شود و دستگاه را از حالت هوابند و هایژنیک خارج می‌کند.

بدنه

جدار داخل هواساز عمولاً از ورق استیل با ضخامت مناسب  و یا از ورق گالوانیزه با پوشش PVC  و ورق آلوزینک یا گالوالوم با پوشش آلومینیوم روی جدار خارجی هواساز می‌بایست از ورق گالوانیزه با پوشش رنگ پودری الکترواستاتیک استفاده نمود.

دمپرها

وظیفه دمپرها کنترل دبی هوای تازه یا برگشت هوا به هواساز است و می‌تواند مقدار هوای ورودی را از 0 تا 100 درصد کنترل کند. دمپرها را می‌توان به دو صورت کنترل کرد، اول به صورت دستی و به کمک اهرم و دوم به کمک موتور دمپر.  دمپرها بر روی ورودی هوای تازه و هوای برگشت تعبیه می‌شوند. با کنترل دمپرها و تغییر وضعیت آن‌ها همزمان با کنترل دبی هوای ورودی به هواساز می‌توان دمای هوای خروجی از هواساز را نیز کنترل نمود.

فن ها

جهت جابه جایی و ایجاد جریان هوا به کار می روند. بر اساس نوع و طراحی هواساز از انواع فن های سانتریفیوژی، فن فوروارد، فن بکوارد، پلاگ فن و فن محوری استفاده می گردد. پلاگ فن معمولاً به صورت رادیال بکوارد طراحی و تولید می‌شود و امکان جبران افت فشار بالای داخلی و خارجی را مهیا می‌سازد. البته گاهاً در صورت افت فشار پایین می‌توان پلاگ فن را به صورت فوروارد طراحی و تولید نمود. توزیع هوا توسط پلاگ فن یکنواخت بوده و باعث جریان مغشوش یا غیر لمینار در جریان هوا نمی‌گردد.

کویل ها

وظیفه تغییر دمای هوا بر اساس بازه تعیین شده را بر عهده دارند که شامل کویل های گرمایشی و سرمایی می باشد. محل قرارگیری کویل‌ها بعد از بسترهای فیلتراسیون و قبل از فن باکس است. ترتیب کویل‌ها بعد از بسترهای فیلتراسیون بدین گونه است که اول کوئل گرمایشی نصب می‌شود و سپس کویل سرمایشی در واقع  نزدیک‌ترین کویل به بسترهای فیلتراسیون کویل گرمایشی و نزدیک‌ترین کویل به فن دستگاه کویل سرمایشی است. کویل سرمایشی وظیفه کاهش دمای هوا ورودی به هواساز هایژنیک را دارد. بدین ترتیب که هوایی که توسط فن مکش شده است، بعد از عبور از بسترهای فیلتراسیون از روی سطح کویل عبور کرده و در اثر تماس با سطح کویل که دارای دمای پایینی است کاهش دما پیدا می‌کند. کویل سرمایشی از تیوب‌های مسی و فین آلومینیومی تشکیل شده است و در دو نوع آب گردش و DX طراحی و تولید می‌شود.  در نوع آب گردش آب سرد تولید شده در چیلر که دمای آن 4 تا 8 درجه سانتی‌گراد است، به سمت کویل پمپاژ شده و پس از تبادل حرارتی با هوای سطح کویل و افزایش دما مجدداً برای کاهش دما به چیر باز می‌گردد. در کویل سرمایشی نوع DX مبرد توسط اکسپنشن ولو به کویل تزریق شده و بدین طریق در اثر انبساط مستقیم مبرد در داخل کویل و تماس هوا با مبرد کاهش دمای هوای عبوری از سطح کویل اتفاق می‌افتد. وظیفه کویل گرمایشی افزایش دمای هوای ورودی به هواساز هایژنیک می‌باشد. با عبور هوا از روی سطح کویل گرمایشی دمای آن افزایش می‌یابد و با دمای بیشتر از دمای اولیه از هواساز هایژنیک خارج می‌شود. کویل گرمایشی در هواساز هایژنیک از نوع آب گردش می‌باشد و آب گرم آن توسط بویلر تأمین می‌شود. ساختار کویل گرمایشی مانند کویل سرمایشی بوده و از تیوب‌های مسی و فین آلومینیومی تشکیل می‌شود.

الکتروموتور

وظیفه حرکت دادن فن ها را به عهده دارد. قدرت این موتورها وابسته به حجم اتاق ها و میزان جابه جایی هوا و آلودگی ها می باشد که در طراحی سیستم HVAC با استفاده از مدل های ریاضی پیش بینی و تعیین می گردد. بطور کلی از دو نوع الکتروموتورهای AC و EC در هواساز هایژنیک استفاده می‌شود.  فن‌های مجهز به الکتروموتور EC دارای سطح صدا و مصرف انرژی کمتری نسبت به فنرهای مجهز به الکتروموتور AC  هستند. ضریب عملکرد (بهره وری) الکتروموتور EC از 80 تا 90 درصد متغیر است در مقابل ضریب عملکرد یک موتور AC نهایتاً عدد 75% است.

فیلترها

بسته به کاربرد هواساز، از فیلترهای کیسه ای، آلومنیومی، پلیتد، فایبرگلس، فلزی، کربن اکتیو، هپا و اولپا به تعداد مناسب استفاده می شود. ساختار فیلترهای آلومنیومی به شکل توری‌های آلومینیومی با آرایش لانه زنبوری است که به صورت سینوسی بر روی هم قرار می‌گیرند. فیلترهای آلومینیومی می‌توانند دارای سه لایه و یا بیشتر باشند.  عمق این فیلترها معمولاً کمتر از 6 یا 7 سانتی متر است و سطح تصفیه هوای کم و متوسطی را ارائه می‌دهند. از این نوع فیلتر در بستر اول فیلتراسیون انواع دستگاه هواساز و ایرواشر و به عنوان پیش فیلتر قبل از فیلترهای با راندمان بالاتر استفاده می‌شود. این نوع فیلترها قابلیت شستشو و استفاده مجدد دارند. فیلترهای پلیتد از صفحات پلی استر، کاغذ یا پنبه که بصورت سینوسی چین خورده‌اند و بر روی هم قرار گرفته‌اند ساخته می‌شوند.  فیلترهای پلیتد قابلیت فیلتراسیون ذرات معلق در هوا مانند گرد و غبار و موی حیوانات خانگی را دارند و معمولاً به عنوان بستر دوم یا سوم فیلتراسیون در فیلتر باکس هواساز تعبیه می‌گردند. راندمان این فیلترها بین 45% الی 98% است. . رچه راندمان فیلتر بیشتر باشد، افت فشار آن نیز افزایش می‌یابد. فیلتر پلیتد قابلیت شستشو ندارد و یک بار مصرف است. فیلترهای مقدماتی یا اولیه ای هستند که با کدهای استاندارد G1 تا G4 مشخص می شوند. فیلترهای کیسه‌ای در دستگاه هواساز به عنوان دومین یا سومین مرحله فیلتراسیون استفاده می‌شوند. فیلترهای کیسه‌ای ظرفیت نگهداری گرد و غبار و طول عمر بیشتری نسبت به سایر فیلترها دارند. در هواسازهای هایژنیک، فیلتر کیسه‌ای آخرین بستر قبل از فیلتر هپا است. ساختار این نوع فیلتر از پارچه‌های پنبه‌ای و کتان است و قابلیت شستشو و استفاده مجدد ندارد. فیلترهای کیسه‌ای بسته به تراکم آن‌ها، دارای درجه‌بندی هستند.  این فیلترها را فیلترهای ثانویه نیز می خوانندو  با کدهای استاندارد F5 تا F9 مشخص می شوند. فیلترهای هوای کربن اکتیو نوع خاصی از فیلتر هستند که در سطح مولکولی عمل فیلتراسیون را انجام می‌دهند جهت کاهش شدت بوی ناخواسته در تأمین هوای فضای مورد تهویه به کار می روند. کربن اکتیو به دلیل توانایی جذب و نگهداری ذرات خارجی در شکاف‌ها به عنوان یک ماده معدنی عمل فیلتراسیون را به صورت طبیعی عملی می‌کند. برای فیلترهای هوای کربنی، کربن فعال بسیار گرم می‌شود تا شکاف‌های کربن را باز کند. این امر مقدار کربن را به میزان زیادی افزایش می‌دهد که باعث می‌شود مواد خارجی بیشتری جذب و نگه داشته شود. این فیلترها به طور متداول در همه هواسازهای هایژنیک به کار نمی روند و در مواردی که آلودگی خاصی در محیط اطراف وجود دارد، کاربرد دارند. فیلترهای هپا از مایکرو فایبرگلاس یا ترکیبی از مایکرو فایبر گلاس و سنتتیک ساخته می‌شوند. از این نوع فیلترها معمولاً در هواسازهای هایژنیک استفاده می‌شود. استانداردهای رایج ایجاب می‌کند که فیلتر هپا می‌بایست هوای حداقل 99.95% (بر اساس استاندارد اروپا) یا 99.97% (بر اساس استاندارد آمریکا) ذرات قطر بزرگتر یا مساوی 0.3 میکرون را از هوایی که از آن عبور می‌کند فیلتر کند. فیلترهای هپا با کدهای استاندارد H10 تا H14 نامگذاری می گردند. از این فیلتر معمولاً به عنوان آخرین بستر فیلتراسیون در داخل هواساز یا دریچه هوا تعبیه می‌گردد. آنچه در مورد فیلترهای هپا قابل توجه است، فیلتراسیون تقریباً ذرات با اندازه‌های بسیار ریز است. آن‌ها می‌توانند ویروس‌ها، باکتری‌ها، گرده گل، مواد آلرژی‌زا و غیره را جذب کنند. فیلتر اولپا در داروسازی استفاده می شود؟

رطوبت گیر و رطوب زن

بسته به بازه رطوب مورد نیاز تعریف شده و میزان رطوب هوای ورودی، هواساز شامل هر دو جز می باشد. در همه هواسازها هست؟ رطوبت زن از انواع رطوبت زن تبخیری، رطوبت زن اسپری آب با فشار بالا و رطوبت زن التراسونیک می باشد. در نوع تبخیری رطوبت روی یک بستر سلولزی با تخلخل بالا توسط پمپ آب اعمال می شود. مشابه کولرهای آبی عمل می کند. در زمستان نقش تامین رطوبت هوا و در تابستان نقش خنک کننده را ایفا می کند. رطوبت گیرها در هواساز اغلب به صورت استفاده از باکس های حاوی املاح سیلیکاتی و یا با استوفاده از کویل هوای سرد می باشد. املاح سیلیکاتی به این دلیل اشباع شدن سریع اغلب کمتر به کار می رود. رطوبت گیری با کویل سرما اغلب متداول است. در صورتی که نیاز به سرد کردن هوا نباشد، دمای هوا با عبور از کویل گرمایشی دوباره متعادل می گردد. میزان رطوبت هوا بر اساس سنسورهای داخل هواساز، اندازه گیری شده و بسته به نیاز با دستور به PLC دستگاه، هر کدام از بخش ها را وارد مدار می کند.

لامپ های UV

در پایین دست کویل ها نصب می شود تا از تجمع و تکثیر قارچ ها، انگل ها و باکتری ها جلوگیری شود. معمولا هر لامپ UV به یک رفلکتور متصل می شود تا تابش آن به طور موثر بر روی کویل ها و سینی جمع آوری آب متمرکز شود. همچنین چارچوبی که بر روی آن لامپ ها مستقر می شوند باید به صورت ریلی طراحی شود تا موقع سرویس، به راحتی بتوان آن را خارج و پاکسازی نمود. در برخی موارد که به استرلیزاسیون بیشتر نیاز باشد از ازون ژنراتور نیز استفاده می شود. در همه هواساز ها هست؟

تجهیزات کنترلی

روی تابلو برق هواساز کلیدهای مختلف کنترلی مانند کنترل موتور، کلیدهای مخصوص تغییر اختلاف در فشار، کنترل موتور دمپر، سنسور تشخیص دما، سنسور رطوبت سنج، سنسور سرعت اینورتر، پارتیکل سنج، سرعت درین و سوئیچ‌های دیگر قرار گرفته است که برای کنترل هواساز از آن‌ها استفاده می‌شود.  

روی این عکس هر کدام از اجزا باید مشخص و نامگذاری شود.

انتخاب هواساز

انتخاب هواساز باید بر اساس میزان هوا، نوع جریان هوا (لامینار و یا توربولنت) و فشار هوا مورد نیاز هر یک از اتاق ها بر اساس فرآیندهایی که در اتاق های مختلف، اجرا می شود، باشد. در قدم اول اول نقشه HVAC کلین روم باید تهیه گردد. بر اساس این نقشه، قدرت هواساز از نظر میزان تعمین هوا در ثانیه، مشخص می گردد. در بیشتر موارد برای کاهش هزینه کانال کشی و تفکیک بهتر فضاها بیش یک هواساز نیاز است.

به طور کلی بهتر است هواساز از شرکت های سازنده معتبر و با سابقه، تهیه گردد. استفاده از جنس مرغوب در هر کدام از اجزا توضیح داده شده، طراحی درست، درزگیری و استفاده از قاب مناسب و غیره اصول کلی است که برای انتخاب هواساز باید مدنظر قرار گیرد.