دورات تكييف الهواء

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى التنقل اذهب إلى البحث

تعمل أجهزة تكييف الهواء علي إمداد و توزيع الهواء المكيف و الذي تم ضبط درجة حرارته و رطوبته, و كذلك سحب الهواء الفاسد و خلط جزء منه بالهواء النقي و معالجته للحصول علي هواء نقي بحيث يشعر الإسنان بالراحة. وتعمل كل أجهزة الهواء علي دورة تشتمل علي عمليات مختلفة مثل:[1] [2] [3]

  • عمليات التبريد.
  • الترطيب أو إزالة الرطوبة.
  • عمليات خلط الهواء الراجع بالهواء الخارجي.

تصنيف دورات تكييف الهواء[عدل]

يمكن تصنيف دورات تكييف الهواء حسسب أدائها إلي:

  • دورات تكييف الهواء الصيفية:

تحتوي بحد أدنى علي عمليات تبريد و إزالة رطوبة و تنقية للهواء و تحريكه إلي المكان المراد تكييفه.

  • دورات تكييف الهواء الشتوية:

تحتوي بحد أدنى علي عمليات تسخين و ترطيب و تنقية للهواء.

  • دورات تكييف الهواء السنوية:

تحتوي علي عمليات تبريد و إزالة رطوبة في الصيف, و عمليتي تسخين و تنقية للهواء.

الوحدات المستحدمة في تكييف الهواء[عدل]

تنقسم الوحدات المستحدمة في تكييف الهواء إلي:

  1. وحدات تسخين الهواء:

و تشمل:

  • الوحدات الكهربائية.
  • التسخين بأفران حرق الوقود.
  • التسخين باستخدام مائع وسيط.

2.وحدات ترطيب الهواء:
وتشمل:

  • وحدات الترطيب باستخدام الأسطح.
  • وحدات الترطيب باستخدام الرشاشات.

وحدات تسخين الهواء[عدل]

الوحدات الكهربائية[عدل]

عند إمرار تيار كهربي في سلك فإنه نتيجة للمقاومة الكهربية ترتفع درجة حرارة السلك. و تتوقف درجة الحرارة علي مدي المقاومة الكهربية بتناسب طردي, و يمكن أن تصل درجة الحرارة علي سطح السلك إلي 400 درجة مئوية, و هي درجة حرارة عالية عند مرور الهواء عليها يتبادل الحراراة مع السلك فيسخن الهواء.
عند استخدام السلك النيكل كروم كسخان بصورة مباشرة نلاحظ أن السخان يرفع درجة حرارة الهواء و كنتيجة لدرجة الحرارة العالية للسلك أحيانا تتم عملية تأين للهواء مما يعطيه رائحة مميزة, و قد يؤدي إلي تحويل ثاني أكسيد الكربون بالهواء إلي أول أكسيد الكربون مما يسبب صعوبة في التنفس, كما أن تعرض السلك للهواء يجعله يتأكسد و ينقطع.
هذا النوع من السخانات يعطي كمية كبيرة من الحرارة بالإشعاع للأجسام المواجهة له, و من الأفضل أن تكون هناك مسافة مناسبة بين جسم الإنسان و السخان حتي لا يحدث ارتفاع كبير في درجة حرارة سطح الجسم.
و لتحسين الأداء للسخانات الكهربائية يتم استخدام مراوح توضع قبل السلك لدفع الهواء بسرعة و معدلات كبيرة فيتم تبريد السلك بسرعة لزيادة معدل إنتقال الحرارة, مما يؤدي إلي إحتفاظه بدرجة حرارة أقل من الحالة الأولي, و يلاحظ أنه بالرغم من إنخفاض درجة حرارة السلك إلا أن كمية الحرارة لا تتغير نتيجة زيادة كمية الهواء, و لكن تكون درجة حرارة الهواء مناسبة و التوزيع الحراري أفضل داخل المكان.
في الوحدات الكبيرة نلجأ إلي خفض درجات الحرارة مع زيادة مساحة سطح التبادل الحراري حتي يمكن الإستفادة بكل الطاقة الحرارية و ذلك عن طريق وضع السلك محاطا بحلقات من الخزف الحراري, توضع داخل أسطوانة معدنية لها زعانف من الخارج ثم تسد الأطراف بواسطة طين حراري.
و يمكن تفريغ الهواء من داخل الإسطوانة قبل غلقها بالطين الحراري لمنع تأكسد السلك و تآكله و تكون الأسطوانات ذات أطول تتناسب مع قدرة التسخين و مقاومة السلك.
و يمتاز التسخين بالكهرباء بالنظافة في التشغيل و عند استخدام مقاومة متغيرة لتغير الفولت, يمكن تغيير قوة التسخين بسهولة و دقة و لكنه ذو تكلفة عالية نسبيا.

التسخين بأفران حرق الوقود[عدل]

عند حرق الوقود سواء كان صلبا كالخشب أو الفحم أو سائلا مثل البنزين و الكيروسين و المازوت أو غازيا مثل البيوتان و الميثان تنتج حرارة عالية يمكن استخدامها لتسخين المكان. في حالة الاستخدام المباشر داخل المكان يجب ملاحظة أن كمية الأكسجين تقل بمعدل سريع نتيجة لعملية الإحتراق و لابد من إدخال هواء نقي بمعدل يناسب الإحتياج لحرق الوقود و للتنفس. و يمكن استخدام الغازات الناتجة من إحتراق الوقود في تسخين الهواء بصورة غير مبائرة و ذلك باستخدام مبادل حراري سطحي.

التسخين بإستخدام مائع وسيط[عدل]

يمكن باستخدام السخان الكهربائي أو أفران الوقود تسخين مائع وسيط (الزيت أو الماء) ثم ينقل الزيت أو الماء أو يعرض مباشرة للهواء البارد فيرفع درجة حرارته و في هذه الحالة يمكن أن يكون السخان الكهربائي أو غازات الفرن عند درجة حرارة عالية للإسراع في تسخين المائع الوسيط و تكون مساحة التبادل الحراري بين الهواء و المائع الوسيط كبيرة.

وحدات ترطيب الهواء[عدل]

يرطب الهواء عند إمراره و تعريضه للتلامس مع ماء و كلما كبرت مساحة السطح الملامس كلما إزدادت كفاءة وحدة الترطيب و تكون وحدة الترطيب في مسار الهواء حيث يدفع الهواء إلي أسطح مبللة بالماء أو يرش الماء في المسار لترطيبه.

وحدات الترطيب بإستخدام الأسطح[عدل]

يرش الماء علي أسطح معدنية و يمرر عليها الهواء و تستخدم الأجسام المعدنية لزيادة مساحة التبادل للكتلة بين الماء و الهواء وكذلك للإحتفاظ بالماء بسمك صغير حتي يسهل تبخره و إنتقاله للهواء.
و تكون الأسطح عبارة عن عوارض خشب أو بلاستيك أو حلقات من خزف أو الأسمنت أو قش. و يمكن استخدام القماش حيث يغمس في الماء فيمتص الماء ثم يمرر الهواء علي القماش ليرطب.

وحدات الترطيب بإستخدام الرشاشات[عدل]

يضغط الماء بواسطة مضخة ثم يدفع في مواسير مرصوصة داخل مسار معين للهواء (غرف الترطيب) ثم تركب علي المواسير رشاشات (بالإنجليزية: Nozzles) ترش الماء علي شكل مخروط و جزيئات صغيرة تعطي مساحة كبيرة للتبادل في الكتلة, و يمكن أن يرش الماء في اتجاه الهواء أو عكس اتجاه الهواء أو في كلا الاتجاهين, ثم يمرر الهواء خلال غرف الترطيب ثم تدفع ثانية بواسطة المضخة.

انظر أيضا[عدل]

المراجع[عدل]

  1. ^ Thermodynamics an Engineering Approach 5th Edition By Yunus A. Cengel , Michael A. Boles
  2. ^ Moran_Shapiro_Fundamentals_Engineering_Thermodynamics_7th_txtbk
  3. ^ REFRIGERATION AND AIR CONDITIONING, by Ramesh chandra arora