افت دبی هوای تازه پس از ارتقای فیلتر در هواساز بامی
در یک مجتمع مسکونی ۱۰ طبقه در تهران، هواساز مرکزی روی بام، هوای تازه بخشی از واحدها را تأمین می‌کند. فن سانتریفیوژ با دبی طراحی ۱۲٬۰۰۰ m³/h در فشار کل ۷۰۰ Pa و موتور ۵٫۵ kW انتخاب شده است. پس از تعویض فیلتر G4 با F7 و اضافه‌شدن حدود ۸ متر داکت انعطاف‌پذیر در مسیر، اندازه‌گیری نشان می‌دهد دبی به ۹٬۶۰۰ m³/h و فشار استاتیک فن به ۷۶۰ Pa رسیده و توان مصرفی موتور ۴٫۹ kW است. ساکنان طبقات بالا از گرم‌بودن و «هوای سنگین» شکایت دارند. پیمانکار پیشنهاد می‌کند دور فن را افزایش دهد و در صورت نیاز موتور را عوض کند. دریچه‌های حجمی رایزر هرگز تنظیم نشده‌اند و دو دریچه کاملاً بسته است.
1. با قانون فن‌ها، دور و توان لازم برای بازگشت به دبی طراحی را برآورد کنید و درباره کفایت موتور نظر دهید.
Read the worked answer
۱) نسبت دور: N2/N1 = Q2/Q1 = 12٬000/9٬600 = ۱٫۲۵.
۲) فشار: Δp ∝ N² → 760×۱٫۲۵² = 760×۱٫۵۶۲۵ ≈ ۱٬۱۸۸ Pa. این فشار از محدوده طراحی کویل، داکت و فیلتر فعلی فراتر می‌رود و باید تحمل اجزا بررسی شود.
۳) توان: P ∝ N³ → 4.9×۱٫۲۵³ = 4.9×۱٫۹۵۳ ≈ ۹٫۶ kW. یعنی موتور ۵٫۵ kW قطعاً ناکافی است و حتی موتور ۷٫۵ kW نیز حاشیه کافی ندارد.
۴) محدودیت‌های دیگر: حداکثر دور مجاز فن، سرعت مجاز هوا در داکت (افزایش نویز و افت)، و افزایش جریان از کویل (شاید کاهش رطوبت‌گیری و افزایش افت).
نتیجه: افزایش دور راه‌حل فنی قابل قبولی نیست مگر پس از کاهش مقاومت سیستم؛ در غیر این صورت فقط موتور بزرگ‌تر و نویز بیشتر حاصل می‌شود.
2. سه راه‌حل برای کاهش مقاومت سیستم و ترتیب اولویت آن‌ها را بنویسید.
Read the worked answer
اولویت ۱ – حذف مقاومت غیرضروری: جایگزینی ۸ متر داکت انعطاف‌پذیر با داکت گالوانیزه صاف و زانویی با شعاع حداقل ۱٫۵D؛ داکت انعطاف‌پذیر کشیده‌شده می‌تواند چند برابر داکت صاف افت داشته باشد.
اولویت ۲ – کاهش سرعت عبور از فیلتر: افزایش سطح مقطع بانک فیلتر (چند فیلتر موازی یا V-bank) تا سرعت روبرو در حد طراحی (حدود ۲٫۵ m/s یا کمتر) بماند؛ فیلتر F7 با همان سطح G4، افت را چند برابر می‌کند.
اولویت ۳ – تنظیم و رفع نشتی: باز کردن و بالانس دریچه‌های رایزر، آب‌بندی نشتی داکت و بازرسی گرفتگی کویل.
گزینه آخر: نصب VFD با کنترل فشار استاتیک و سپس ارزیابی نیاز به فن بزرگ‌تر؛ نه افزایش دور به‌صورت ثابت.
3. چگونه بین «کمبود دبی کل» و «توزیع نامناسب» تفکیک می‌کنید؟
Read the worked answer
۱) اندازه‌گیری کل: دبی خروجی فن با pitot/هود در مقطع صاف اندازه‌گیری و با دبی طراحی مقایسه شود. عدد ۹٬۶۰۰ در برابر ۱۲٬۰۰۰ یعنی کمبود حدود ۲۰٪ در منبع، پس صرفاً مشکل توزیع نیست.
۲) اندازه‌گیری شاخه‌ها: دبی هر طبقه با بالومتر اندازه‌گیری و جمع آن با دبی فن مقایسه شود؛ اختلاف زیاد نشانه نشتی داکت یا اندازه‌گیری نادرست است.
۳) پروفیل فشار: فشار استاتیک در پایین و بالای رایزر قرائت شود. افت غیرعادی در بالای رایزر یعنی تنگی مقطع یا دریچه نیمه‌بسته؛ فشار بالای رایزر و دبی کم در طبقات بالا یعنی مشکل توزیع و بالانس.
۴) نتیجه‌گیری: اگر مجموع دبی طبقات نزدیک ۹٬۶۰۰ باشد، مشکل ظرفیت فن/مقاومت سیستم است؛ اگر مجموع نزدیک ۱۲٬۰۰۰ ولی طبقات بالا کم‌دبی باشند، مشکل بالانس، نشتی یا اثر دودکشی است و باید ابتدا دریچه‌های بسته باز و تنظیم شوند.