هواساز هایژنیک (بیمارستانی)

هواساز هایژنیک (Hygienic air handling unit) یا هواساز بیمارستانی که با نام هواساز اتاق تمیز هم شناخته می شود، هواسازهایی با الزامات ویژه در طراحی و ساخت می باشند که قادرند هوای کاملاً استریل و تمیزی را که عاری از گرد و غبار، ذرات معلق و مواد آلاینده هست، برای مکان هایی مانند بیمارستان ها، آزمایشگاه های ابزار دقیق و اتاق های تمیز (Clean rooms) تأمین کنند.

هواساز هایژنیک یا بیمارستانی یا هواساز اتاق تمیز
هواساز هایژنیک یا بیمارستانی

پیش از بررسی هواسازهای هایژنیک یا اتاق تمیز، ابتدا نگاهی به ساختار و اجزای هواسازها و کاربرد آن ها خواهیم داشت.

معرفی هواساز

هواساز یا هوارسان که با عنوان Air Handling Unit شناخته می شود در لغت به معنای واحد انتقال هوا می باشد. یکی از دستگاه های پرکاربرد در تهویه مطبوع که اساساً بمنظور تأمین و انتقال جریان هوای مناسب، جهت تهویه (تأمین هوای تازه)، سرمایش (تأمین هوای خنک) و گرمایش (تأمین هوای گرم) در پروژه های مختلف بکار گرفته می شود.

در مجموع می توان اهداف اصلی استفاده از هواساز را به این ترتیب نام برد:

  • کنترل دما
  • تنظیم اکسیژن
  • تصفیه هوا
  • تنظیم رطوبت

کاربردهای هواساز

همانطور که گفته شد هواساز یکی از پرمصرف ترین دستگاه های صنعت HVAC بشمار می رود که می تواند بمنظور اهداف متفاوتی در پروژه ها استفاده شود؛ بهمین دلیل، هواساز طیف گسترده ای از کاربردها را پوشش می دهد که همین موضوع باعث شده است تنوع بسیاری در طراحی و تولید آن وجود داشته باشد.

اما در تعریفی کلی می توان گفت، معمولاً برای مکان هایی که مساحت زیاد و یکپارچه ای داشته و جهت سرمایش و گرمایش نیاز به تفکیک دمایی ندارند، از هواساز استفاده می شود. از این رو هواساز بعنوان یک سیستم مرکزی برای واحدهای مسکونی، اداری یا مغازه های یک مرکز تجاری که نیاز به کنترل دمای مستقلی دارند، نمی تواند انتخاب مناسبی باشد.

البته نوع خاصی از هواسازها وجود دارد که به مانند فن کویل کانالی درون سقف کاذب نصب شده و متراژ کمتری را تغذیه می کنند. نبود فضای کافی برای نصب هواساز در پشت بام و عدم امکان کانال کشیِ مرکزی از جمله دلایلی هستند که منجر به استفاده از هواسازهای سقفی می شود.

هواساز سقفی توکار
هواساز سقفی توکار

از جمله کاربردهای هواساز عبارتند از:

  • بیمارستان ها و مراکز درمانی
  • اتاق های تمیز
  • تالارهای پذیرایی و رستوران ها
  • دانشگاه ها و مراکز آموزشی
  • کارخانه و کارگاه های صنعتی
  • فضای مشاع پاساژها (راهروها)
  • فضای مشاع هتل ها و مراکز تفریحی
  • سالن ها و باشگاه های ورزشی
  • فروشگاه ها و مراکز خرید زنجیره ای
  • سالن های سمینار و اجتماعات
  • نمایشگاه ها

هواساز هایژنیک

با توجه به تنوع کاربردهای هواساز، این دستگاه را می توان بر اساس معیارهای مختلفی دسته بندی نمود که خلاصه ای از این دسته بندی را در چارت شکل زیر مشاهده می کنید.

دسته بندی انواع هواساز
دسته بندی انواع هواساز

در مقاله ای تحت عنوان هواساز به تعریفِ انواع این هواسازها اشاره شده است. اما آنچه که می خواهیم به تفصیل در این مقاله به آن بپردازیم، آشنایی با هواسازهای هایژنیک می باشد که سعی خواهیم کرد با وجود نکات و الزامات فراوانی که در طراحی و تولید این نوع از هواسازها وجود دارد، بتوانیم تعریف جامع و کاملی را از آن ارائه دهیم.

هایژنیک (hygienic) در لغت یعنی بهداشتی. بنابراین هواساز هایژنیک اساساً به هواسازی اطلاق می شود که مناسب برای مکان های بهداشتی باشد.

مکان هایی مثل بیمارستان ها، آزمایشگاه ها، سالن های تولید مواد دارویی و هر کاربریِ دیگری که می بایست فضای استریلی داشته باشد. اهمیت استفاده از هواسازهای هایژنیک در مکان های بهداشتی، علاوه بر تغذیۀ هوای تمیز با دما و رطوبت مناسب، تأمین هوای تازه و تولید فشار مثبت نیز می باشد. چنانکه تزریق هوای تازه به اندازۀ کافی، در ایجاد شرایط آسایش، خصوصاً برای مکان های درمانی نقش بسزایی ایفا می کند.

از طرفی تعویض هوای مکانیکی توسط هواساز، به نحوی که هوای ورودی به اتاق بیشتر از هوای خروجی از اتاق باشد، باعث ایجاد فشار مثبت در آن مکان شده که در نتیجه از ورود آلودگی های محیطی به داخل جلوگیری می کند. اکنون در ادامه قصد داریم با برخی از کاربردهای هواساز هایژنیک با جزئیات بیشتری آشنا شویم.

هواساز هایژنیک در بیمارستان ها

در بیمارستان ها، ایجاد فضای مطلوب بهداشتی یک شرط بدیهی در ارتقای کیفیت خدمات آن بیمارستان است. در واقع، اجتناب از عفونت های بیمارستانی از اولویت های اصلی در مکان های درمانی بحساب می آید. وجود هواساز برای بوجود آوردن چنین شرایطی کاملاً الزامی به نظر می رسد.

اصلی ترین وظایف هواساز در بیمارستان ها، تأمین مقدار کافی اکسیژن، حذف دی اکسید کربن و حفظ شرایط آسایشِ اتاق است که از نظر فیزیولوژی تمام فاکتورهای لازم را در بر داشته باشد. البته در اتاق هایی مانند اتاق های عمل که باید از شرایط ویژه ای برخوردار باشند، هواساز وظایف بیشتری را بعهده دارد؛ چراکه جلوگیری از ورود عوامل بیماری زا به داخلِ زخم                          به شدت ضروری می باشد. این سیستم نیز می بایست بتواند غلظت میکروارگانیسم ها را کاهش دهد، شرایط را بخوبی برای کنترل دما و رطوبت فراهم کند و کلیۀ آلودگی ها و هرگونه بوی نامطبوعی را از بین ببرد.

بنابراین استفاده از هواسازهای هایژنیک در بیمارستان ها، برای اتاق های عمل و بخش مراقبت های ویژه، از جمله کاربردهای رایج این نوع از هواسازها می باشد.

هواساز هایژنیک بیمارستانی
هواساز هایژنیک در بیمارستان

هواساز هایژنیک در صنایع دارویی

رعایت مسائل بهداشتی در بخش دارویی یک پیش شرط ضروری در کیفیت محصولات دارویی است. پرهیز از عوامل بیماری زا که از طریق هوا منتقل می شوند، اولویت اصلی می باشد. در مکان های تولید و توسعۀ مواد دارویی، وجود هوایی بی عیب و نقص و کاملاً بهداشتی و استریل، اهمیت بسیاری دارد. بنابراین بکارگیری هواسازهای هایژنیک برای کاهش یا جلوگیری از تأثیر عوامل بیماری زای موجود در هوا امری الزامی برای صنایع دارویی بحساب می آید.

هواساز هایژنیک در آزمایشگاه ها

برای طراحی سیستم های تعویض هوا و اساساً تهویه مطبوع در آزمایشگاه ها، باید الزامات ایمنیِ خاص و بسیار سختگیرانه ای لحاظ شوند؛ چراکه این سیستم ها نقش مهمی را در محافظت از افرادی که در این مکان ها مشغولِ به کار هستند، ایفا می کنند. وجود هواسازهای هایژنیک در بسیاری از آزمایشگاه ها به دلیل آنکه قادر هستند شرایط هوای اتاق را با ثبات و قابل اطمینان سازند، علاوه بر تضمین مسائل ایمنی، در صحت انجام فرایندهای آزمایشگاهی به شدت تأثیرگزار است. بطوریکه کمترین تغییر دما، رطوبت و یا وجود آلودگی در هوا می تواند در کیفیت برخی از این فرایندهای آزمایشگاهی اثر منفی بگذارد.

هواساز هایژنیک و تغذیه هوای بهداشتی در آزمایشگاه
استفاده از هواساز هایژنیک در آزمایشگاه

هواساز هایژنیک در صنایع غذایی

هواسازهایی که در کارخانه های تولید مواد غذایی بکار می روند، در مقایسه با هواسازهایی که برای مکان های تجاری یا مسکونی استفاده می شوند، کاملاً متفاوتند. در سالن های تولید محصولات غذایی، پارامترهای کیفیت هوا در حفظ سلامت مواد غذایی نقش بسیار مهمی دارند. از این رو، لازم است که برای هوارسانی در اغلب کارخانه های تولید مواد غذایی از هواسازهای هایژنیک استفاده شود.

هواساز هایژنیک در خطوط تولید صنایع غذایی
استفاده از هواساز هایژنیک در صنایع غذایی

در واقع، با وجود هواساز هایژنیک در سایت های تولید مواد غذایی، علاوه بر آنکه هوای محیط به لحاظ دما ، غلظت ذرات و رطوبت از کیفیت مناسبی برخوردار خواهد شد، به کمک بکارگیریِ کنترل های اضافی، شرایط ایده آل جهت کاهش خطر آلودگی برای تولید برخی از محصولات و اعمال فاکتورهای مراقبتیِ حساس، فراهم می گردد. کنترل خصوصیات هوای داخل کارخانه می تواند به کاهش کیفی و میزان رشد موجودات ریز در فضاهای تولید کمک کرده و بعلاوه از طریق فیلتراسیون دقیق، محتوای ذرات دیگر را برای حداکثر ایمنیِ مواد غذایی کاهش دهد.

محاسبۀ ظرفیت هواساز هایژنیک یا بیمارستانی

انتخاب هر نوع هواسازی بر مبنای ظرفیت هوادهی آن انجام می شود. آنچه که مسلم است در کاربری های بهداشتی تنها سیستم تهویه مطبوعی که می توان تعبیه کرد، هواساز می باشد. بنابراین هواساز هایژنیک علاوه بر تغذیۀ هوای تازه و ایجاد فشار مثبت، برای تأمین نیاز سرمایشی و گرمایشیِ پروژه نیز بکار می رود. لذا، در براورد ظرفیت هواسازهای هایژنیک می بایست میزان هوادهی مورد نیاز را هم بر اساس مقدار هوای تازه ای که لازم است و هم بر اساس بار حرارتیِ موجود در فضا، محاسبه نمود و ظرفیت بیشتر را مبنای انتخاب و سایزینگ هواساز قرار داد.

  1. محاسبه ظرفیت هوادهی هواساز جهت تأمین نیاز سرمایشی و گرمایشیِ پروژه:

ابتدا کافی است بار برودتی و گرمایی پروژه براورد شود. سپس با توجه به روابط زیر می توان حجم هوادهی مورد نیاز را محاسبه نمود:

محاسبه حجم هوادهی سرمایی در هواساز
محاسبه حجم هوادهی سرمایی

در این رابطه، حجم هوادهی هواساز (بر حسب cfm) و  اختلاف آنتالپی کل بین هوای داخل اتاق (در شرایط طراحی) و هوای خروجی از هواساز (بر حسب Btu/lb) می باشد. اختلاف آنتالپی را می توان به کمک نمودارهای سایکرومتریک به دست آورد.

محاسبه حجم هوادهی گرمایی در هواساز
فرمول محاسبه حجم هوادهی گرمایشی

و در این رابطه،  همچنان حجم هوادهی هواساز و  اختلاف دمای بین هوای داخل اتاق (در شرایط طراحی) و هوای خروجی از هواساز (بر حسب درجۀ فارنهایت) می باشد.

بنابراین، با توجه به این دو رابطه، دو عدد برای ظرفیت هوادهی هواساز حاصل می شود که عددِ بزرگتر، مبنای سنجش ظرفیت هواساز در این مرحله خواهد بود.

در شرایطی که ارتفاع محل پروژه نسبت به سطح دریا زیاد باشد، بایستی عددی را به عنوان ضریب تصحیح در طرف دوم روابط فوق ضرب نمود. به این علت که هرچه از سطح دریا فاصله بگیریم، چگالی هوا کاهش می یابد. چنانکه تقریباً به ازای هر 2500ft ارتفاع 3% چگالی هوا کم شده و بایستی ضریب تصحیحی معادل 0.97 را در نظر بگیریم.

محاسبه ظرفیت هوادهی هواساز، جهت تأمین نیاز پروژه به هوای تازه:

استانداردهایی برای مکان های بهداشتی وجود دارند که مشخص می کنند هر فضا با توجه به نوع کاربریِ خود به چه میزان هوای تازه نیاز دارد. معیاری که معمولاً بر مبنای تعداد دفعات تعویض هوا در ساعت مطرح می گردد. بعنوان مثال در یک اتاق عمل به متراژ 30 متر مربع و ارتفاع 4 متر، 20 مرتبه تعویض هوا در ساعت لازم است. به این ترتیب کل حجم هوای تازۀ مورد نیاز برای چنین فضایی 2400m3/h معادل 1412cfm می باشد.

این چنین با توجه به نتایج بدست آمده از دو روشِ محاسباتیِ فوق، عددِ بیشتر را به عنوان ظرفیت هوادهی هواساز در نظر می گیریم.

محاسبۀ بار کویل های سرمایشی و گرمایشیِ هواساز که مبنای انتخاب چیلر و دیگ آبگرم خواهند بود نیز به کمک همان دو رابطه اول محاسبه می شود، با این تفاوت که  اختلاف آنتالپی کل بین هوای ورودی و خروجیِ کویل سرمایشی و  اختلاف دمای بین هوای ورودی و خروجیِ کویل گرمایشی می باشد.  

فرمول محاسبه بار سرمایشی و گرمایشی کویل های هواساز
فرمول محاسبه بار سرمایشی و گرمایشی کویل های هواساز

در این محاسبات نیز می بایست ضریب تصحیحِ ناشی از ارتفاعِ محل پروژه لحاظ گردد.

استانداردهای بهداشتی در HVAC

در این بخش از مقاله قصد داریم با تعدادی از استانداردهای بهداشتی که می بایست در ساخت و بهره برداری از تجهیزات و سیستم های HVAC لحاظ شوند، بیشتر آشنا شویم.

– استاندارد VDI 6022 (تهویه و کیفیت هوای داخل–بخش 1-الزامات بهداشتی برای سیستم ها و یونیت های تعویض هوا و تهویۀ مطبوع):

استاندارد VDI متعلق به انجمن مهندسان آلمان بوده و استاندارد VDI 6022 مجموعه ای از راهنماهای فنی بمنظور اطمینان یافتن از رعایت الزامات بهداشتی برای سیستم های تعویض هوا می باشد. در واقع، دستورالعملی برای سیستم های HVAC بهداشتی با هدف جلوگیری از اثرات منفی برای هوای اتاق است.

استاندارد VDI 6022 الزامات مربوط به برنامه ریزی، طراحی، بهره برداری و نگهداری از سیستم های تعویض هوا و تهویه مطبوع بوده و اجزای آنها را برای دستیابی به شرایط بهداشتی مطابق با ضوابط موجود در کاربری مربوطه بیان می کند. بعلاوه، بعنوان مبنایی برای بازرسی های بهداشتی بحساب می آید. هرچند که این الزامات در درجۀ اول به هدف مراقبت از سلامتی افراد تعریف شده اند.

نشان استاندارد VDI 6022
نشان استاندارد VDI 6022

کاربرد: تمامی اتاق ها یا فضاهای اشغال شده در مکان هایی که بیش از 30 روز در سال یا بیش از دو ساعت در روز به طور منظم برای استفادۀ افراد در نظر گرفته شده است.

– استاندارد DIN 1946-4 (تهویه در ساختمان ها و اتاق های مخصوص مراقبت های بهداشتی):

استاندارد DIN اساساً یک مؤسسۀ آلمانی است که در زمینۀ استانداردسازی فعالیت می کند و استاندارد DIN 1946 توسط کمیته استانداردها برای گرمایش و تهویه با در نظر گرفتن قوانین فنی موجود در آلمان که مربوط به بهداشت است (VDI 6022 – قسمت 1)، تهیه شده است.

استاندارد DIN 1964-4 در تهویه مطبوع
استاندارد DIN 1964-4

کاربرد: این استاندارد برای طراحی، ساخت و تعمیر و نگهداریِ سیستم های تعویض هوا و تهویه مطبوع در ساختمان ها و اتاق های مخصوصِ مراقبت های بهداشتی که در آنها معاینه و معالجه های پزشکی بر روی افراد انجام می شود، بکار می رود.

از جمله الزامات مقررشده در استاندارد DIN 1946-4 عبارتند از:

موقعیت اجزای سیستم تعویض هوا و تهویه مطبوع: برای تمیز کردن براحتی در دسترس باشند.

سطوح و متریالی که در مسیر جریان هوا قرار دارند: سطوح نبایستی از خود مواد مضری منتشر کنند تا این چنین بستری برای رشد میکرواُرگانیسم ها فراهم شود.

طرح مدیریت پاکسازی: تمامی اجزا و متعلقات باید در شرایط تمیز تحویل داده شده و طی زمان ساخت در برابر آلودگی یا آسیب محافظت شوند.

برچسب زدن: تمامی اجزا می بایست بطور کاملاً مشهود و ماندگار برچسب زده شوند.

– استاندارد EN 1886 (تهویه برای ساختمان ها – هواسازها – عملکرد مکانیکی):

استاندارد EN 1886 روش های تست، الزامات تست و کلاس بندی ها را برای هواسازهایی که بمنظور تعویض هوا یا تهویه مطبوع بکار می روند، مشخص می کند. هواسازهایی که از طریق کانال کشی، هوادهی و یا اگزاستِ لازم برای بخشی از ساختمان یا تمام ساختمان را تأمین می کنند. در شکل زیر پارامترهای این استاندارد نشان داده شده است.

استاندارد EN 1886 در تهویه مطبوع و هواسازها
استاندارد EN 1886

– استاندارد EN 13053 (تهویه برای ساختمان ها – هواسازها – دسته بندی و بررسی عملکرد برای اجزا و بخش های یونیت مربوطه):

استاندارد EN 13053 بخشی از مجموعه استانداردهایی است که برای هواسازهای بکار رفته جهت تعویض هوا و تهویۀ مطبوع در ساختمان های اشغال شده توسط انسان، استفاده می شوند. این استاندارد، دسته بندی و عملکرد هواسازها را بطور کلی بررسی کرده و بعلاوه الزامات و عملکرد اجزا و بخش های ویژۀ هواسازها از جمله الزامات بهداشتی (هایژنیک) را مطرح می کند.

دسته بندی و بررسی عملکرد کلی هواسازها در این استاندارد شامل موارد زیر است:

– میزان جریان هوا / فشار استاتیکی قابل حصول / توان مصرفی

– میزان صدای ناشی از جریان هوا در کانال ها

– ظرفیت گرمایشی و سرمایشی

– افت فشارِ سمت آب

استاندارد EN 13053 در تهویه مطبوع و هواسازها
استاندارد EN 13053

الزامات فنی ساخت هواسازهای هایژنیک و اتاق تمیز

اکنون که با هواسازهای هایژنیک و نقش مهم آنها در فراهم آوردن شرایط بهداشتی برای مکان های خاص بخوبی آشنا شدیم، می خواهیم الزامات فنیِ موجود در ساخت هواسازهای هایژنیک را بررسی نمائیم.

تعدادی از استانداردهایی که به طور مشخص، در رابطه با متریال بکار رفته در ساخت هواسازهای هایژنیک مطرح می باشند، عبارتند از:

عنوان استانداردشرح استاندارد
EN ISO 846:1997ارزیابی عملکرد میکرواُرگانیسم ها برای تمام مواد غیر فلزی
EN 10088-3:2014 Standard 1.4301 / AISI 304 فولاد ضد زنگ
EN 1993-1-2:2005 Eurocode 3 طراحی سازه های فلزی برای مقاومت در برابر خوردگی
DIN 1946/4-6.5.1:2008خواص آلومینیوم و پوشش ها
EN 779:2012فیلترهای متوسط و خوب
EN 1822:2010فیلترهای با راندمان بالا
EN ISO 12944-2:1998مقاومت در برابر خوردگی
ASTM B 117-2016تست پاشش نمک

بخشی از الزامات فنی که در ساخت هواسازهای هایژنیک باید توسط سازندگان و تولید کنندگان مورد توجه قرار بگیرد را در ادامه به طور جامع و کامل بررسی می کنیم.

جنس بدنۀ هواسازهای هایژنیک یا اتاق تمیز (Casing)

بدنۀ هواساز بر اساس استاندارد Eurovent، ساختاری دو جداره دارد که مشخصات مکانیکی آن می بایست منطبق بر استاندارد EN 1886 باشد. این استراکچر از آلومینیوم اکسترودشده و غالباً با پروفیل ترمال بریک پلی آمیدی ساخته شده است تا از عملکرد مناسب بدنه به لحاظ مقاومت در برابر انتقال حرارت اطمینان بیشتری حاصل شود. پروفیل هایی که در هواسازهای هایژنیک بکار می روند بایستی از داخل گوشه های منحنی و صافی داشته باشند تا از تجمع ذرات و گرد و غبار در داخل هواساز جلوگیری شود.

استراکچر دو جداره آلومینیومیِ ترمال بریک در هواساز هایژنیک
استراکچر دو جداره آلومینیومیِ ترمال بریک در هواساز هایژنیک

پنل های دو جداره ای که در ساخت بدنۀ هواسازهای هایژنیک استفاده می شوند و ضخامتی بین 5 تا 6 سانتی متر دارند، می توانند از متریال های متفاوتی تولید شوند، اما معمولاً جدارۀ بیرونی از ورق گالوانیزۀ رنگ شده و جدارۀ داخلی از ورق فولاد ضد زنگ (Stainless steel) ساخته می شوند. در واقع، سطوح داخلیِ بدنه، باید ضد سایش و کاملاً صیقلی بوده و در برابر خوردگی مقاوت کافی داشته باشد. موضوع مهم دیگری که در ساخت این پنل ها مطرح می باشد، کیفیت عایقی است که بین دو جداره قرار می گیرد. عایقی که باید در برابر انتقال حرارت و همین طور صدا مقاوت کافی را ایجاد کند. تراکم بالا و رسانایی گرماییِ پایینِ لایۀ عایق نشان از کیفیت مناسب آن خواهد داشت. پشم سنگ و پلی یورتان از جمله عایق های رایجی هستند که در بدنۀ هواسازها بکار می روند. هوابندی پنل های هواساز که در هواسازهای هایژنیک از اهمیت بیشتری هم برخوردار است غالباً به کمک واشرهای نرمی از جنس EPDM انجام می شود که بصورت ریخته گری شده (یکپارچه) بر روی پنل ها تزریق می گردند.

تمامی واشرها، قسمت های پلاستیکی و لاستیکی و درزگیرها که در تماس با جریان هوا قرار می گیرند، بایستی بر اساس دستورالعمل استانداردهای ISO 846 و VDI 6022 تست شوند تا منبعی برای رشد باکتری ها و قارچ ها نباشند.

بازرسی و کنترل کیفیتِ عملکردِ هواسازهای هایژنیک با توجه به حساسیت کاریِ زیادی که دارند، بسیار حائز اهمیت است؛ بهمین دلیل در هواسازهای هایژنیک می بایست برای هر بخش یک درب بازرسی که مجهز به شیشۀ بازدید نیز می باشد، پیش بینی شود. ضمن آنکه عمدۀ درب های بازدید دارای میکروسوئیچی هستند که متصل به لامپ روشنایی می باشند.

نقش فیلترها (Filters) در دستگاه هواساز

یکی از اهداف استفاده از هواسازها، اطمینان از خلوص هوای اتاق است. کمیت، تنوع، اندازه ناخالصی های معلق در هوا، و وجود گازهای آلوده یا بو همگی نشان دهندۀ کارایی و راندمان مکانیزم فیلتراسیون در هواساز می باشند. هوای بیرون شامل طیف گسترده ای از ذرات گرد و غبار است که اندازۀ اکثریت آنها بسیار کوچک است. هوا همچنین حاوی میکرواُرگانیسم ها و آلاینده های گازی است که در صورت ورود به مکان های حساس به لحاظ بهداشتی، می توانند آثار مخربی داشته باشند. بهمین دلیل، در ساخت هواسازهای هایژنیک تمرکز ویژه ای روی انتخاب فیلترهای مناسب وجود دارد.

میلیون ها ذره به ازای هر متر مکعب هوا در هر زمان در هوای محیط وجود دارد و میزان فیلتراسیون مورد نیاز هوا، عمدتاً با توجه به الزامات مکان مورد نظر تعیین می شود. به عنوان یک اصل، فیلترهای هوا و سیستم های مشابه که تمیز کنندۀ هوا هستند، باید بگونه ای انتخاب شوند تا هواسازها، خصوصاً هواسازهای هایژنیک بتوانند کیفیت هوای ارسالی را تضمین کنند. در صورت حذف آلاینده های گازی، ممکن است علاوه بر فیلترهای ذرات معلق، از فیلترهای فاز گاز مانند فیلترهای کربن فعال یا سایر مکانیسم های بی خطر برای جداسازی گازها استفاده شود.

­فیلترها با توجه به مواد تشکیل دهنده، تکنولوژی ساخت و توانایی حذف آلاینده های مختلفی که در جریان هوا وجود دارند، در انواع و اقسام متفاوتی تولید و عرضه می شوند. هريک از انواع فيلترها تحت استانداردهای مشخصی، آزمایش شده و طبقه­بندی می گردند. يکی از این استانداردهای شناخته شده، استاندارد آمریکایی ASHRAE می ­باشد.

EUROVENT دیگر استانداردی است که به وسيـله آن در سرتاسر قاره اروپا، کليۀ فيلتـرهای هـوا، با کدگذاری EU کلاس بندی شده و به بـازار عرضه می گردند.

با توجه به میزان آلودگی هوای محل پروژه و حساسیت و الزامات موجود در استفاده از هوای تمیز، نوع و تعداد بسترهای فیلتر هواساز تعریف می شوند.­ در دستگاه های هواساز یا هوارسان، فیلترهای مختلف با کاربرد های متفاوتی وجود دارندکه عبارتند از:

پیش فیلتر در هواسازها
انواع پیش فیلترها در هواساز

فیلترهای هواساز
انواع فیلترهای میانی و پایانی درهواسازها

منظور از میزان حساسیت فیلتراسیون، حداقل اندازه ذراتی است که فیلتر می تواند از عبورِ آن جلوگیری کند.

در کل می توان انواع فیلترها را در سه دستۀ پیش فیلترها، فیلترهای میانی و فیلترهای نهایی تقسیم بندی کرد. در هواسازهای هایژنیک بواسطۀ حساسیت و اهمیت بالای فیلتراسیون هوا، از هر سه دستۀ این فیلترها دست کم یک نوع فیلتر در نظر گرفته می شود.

ترکیب فیلترهای فلزی (G1)، کیسه ­ای (F9) و هپا (H13) از جمله انتخاب های رایج برای هواسازهای هایژنیک است. نکتۀ ویژه ای که می بایست در زمان بکارگیری فیلترها برای هواسازهای هایژنیک لحاظ نمود این است که باید فریم فیلترها از جنس فولاد ضد زنگ ساخته شده باشند

کویل های انتقال حرارت (Heat transfer coils) در هواساز هایژنیک

در هواسازها جهت تغییر دمای هوا از مبدل هایی به نام کویل که در مسیر جریان هوا قرار می گیرند، استفاده می شود. کویل هایی عمدتاً از نوع Fin & Tube با لوله های مسی و فین های آلومینیومی که در مناطقی با هوای آلوده به مواد شیمیایی و خورنده می توان از فین های مسی برای ساخت آنها استفاده کرد. هرچند که به دلیل قیمت بسیار بالای مس، معمولاً پوشش های ضد خوردگی مخصوصی مثل Gold یا Blue fin ها که قیمت مناسب تری دارند برای مقاوم سازی کویل ها در برابر خوردگی بکار می روند.

کویل Fin & Tube با پوشش ضد خوردگی Blue fin در هواسازهای بیمارستانی و اتاق تمیز
کویل Fin & Tube با پوشش ضد خوردگی Blue fin در هواساز هایژنیک

 کویل های هواساز معمولاً از نوع آبی هستند؛ به این معنا که از درون لوله های آن جریان آب سرد یا آب گرم عبور می کند. از کویل های DX نیز می توان بمنظور تبادل حرارت در هواسازها استفاده نمود؛ چنانکه جریان مبرد مستقیماً وارد لوله های کویل شود. اما، غالباً این نوع کویل ها صرفاً جهت خنک سازی هوا بکار می روند.

در ساخت هواسازهای هایژنیک بایستی توجه داشت که فریم و ریل کویل ها و همین طور تشت تخلیۀ آب های چگالیده که در زیر کویل سرمایشی تعبیه می شود (سینی درین) از جنس فولاد ضد زنگ باشند. بعلاوه، قطره گیرهایی که بعد از کویل سرمایشی قرار می گیرند باید از ورق فولاد ضد زنگ ساخته شوند تا از انتقال رطوبت همراه با جریان هوا جلوگیری شود.

کویل آبی و DX در هواسازها
کویل آبی و DX در هواسازها

چراغ UV یا UV-C در هواسازهای هایژنیک

چراغ UV-C که بیشتر با عنوان لامپ UV شناخته می شود، بعنوان یکی از لوازم جانبی استاندارد و الزامی در هواسازهای هایژنیک بحساب می آید که با انتشار نور ماوراء بنفش از شکل گیری کپک، قارچ، باکتری ها و ویروس ها در مسیر جریان هوا جلوگیری می کند.

تابش اشعۀ ماوراء بنفش بسته به دامنۀ طول موج در نانومتر به زیر گروه هایی تقسیم می شود. اشعۀ ماوراء بنفشِ نوع C دارای طول موجی بین 100 تا 280 نانومتر است و به عنوان تابش موج کوتاه طبقه بندی می گردد. این بدان معنی است که توسط لایۀ اوزن و جو کاملاً فیلتر شده و به سطح زمین نمی رسد.

اگرچه ما به طور طبیعی تحت تأثیر نور UV-C قرار نمی گیریم، اما می توانیم آن را به طور مصنوعی و با استفاده از دستگاه های فوتونی مشابه لوله های فلورسنت تولید کنیم. نور UV-C دارای قدرت دو برابر UV-A (موج بلند) و UV-B (موج متوسط) است و به دلیل توانایی در تجزیۀ کپک ها، باکتری ها و ویروس ها یک ضد عفونی کنندۀ بسیار ارزشمند است. تمیز کردن هوا به کمک لامپ های ساطع کنندۀ نور UVC به طور دائمی عملکرد هواساز را بهبود می بخشد که این موضوع باعث افزایش بازده انرژی و همچنین افزایش عمر عملیاتی دستگاه نیز خواهد شد.

استفاده از لامپ های UV در هواسازهای هایژنیک
استفاده از لامپ های UV در هواسازهای هایژنیک و اتاق تمیز

اساساً لامپ های UV دو کاربرد مشخص دارند که بر همین مبنا موقعیت قرارگیری آنها در هواساز تعیین می گردد:

ضد عفونی کردن سطوح (Surface decontamination):

این گزینه برای مراقبت از سطوح کویل سرمایشی و سینی درین در هواسازهای هایژنیک مطرح می شود. چراغ های UV-C به قلاب های نصب شده در قسمت کویل متصل می شوند، به گونه ای که کویل و سینی درین به طور مداوم در معرض نور UV-C قرار می گیرند. چراغ های UV-C در این حالت معمولاً در پایین دستِ کویل و سینی درین قرار می گیرند. اما، نکتۀ مهمی که در این نوع چیدمان وجود دارد این است که هوای سرد و رطوبت نسبی زیاد بر کاراییِ لامپهای UV-C می تواند تأثیر منفی بگذارد؛ لذا، برای غلبه بر این مشکل می بایست از تعداد لامپ های بیشتری استفاده شود.

نحوۀ نصب لامپ های UV در حالت ضد عفونی کردن سطوح در هواساز اتاق تمیز و هایژنیک
نحوۀ نصب لامپ های UV در حالت ضد عفونی کردن سطوح

غیر فعال سازیِ عوامل مضر هوا (Airborne inactivation):

این گزینه یک بخش مستقل است که به طور ویژه برای حمله به ویروس های موجود در جریان هوا طراحی شده است. در این نوع کاربرد، لامپ های UV را می توان در بالا دست یا پایین دستِ کویل سرمایشی نصب کرد، اما همانطور که توضیح داده شد، کارایی این لامپ ها در دمای بالا بیشتر است. چنانکه انتقال لامپ های UV از قسمت پایین دست با دمای 55 درجه فارنهایت به قسمت بالا دست با دمای معمولِ 95 درجه فارنهایت (در هواسازهای Full fresh) می تواند میزان تولید لامپ را تا 40 درصد افزایش دهد.

نحوۀ نصب لامپ های UV در حالت غیر فعال سازی عوامل مضر در هوا در هواساز بیمارستانی و اتاق تمیز
نحوۀ نصب لامپ های UV در حالت غیر فعال سازی عوامل مضر در هوا

چراغ های UV-C به گونه ای تنظیم می شوند تا هنگام حرکت هوا از کنار نورهای UV-C عوامل میکروبی را از بین برده یا ضد عفونی کنند. اصلی ترین وجه تمایز بین این دو کاربردِ لامپ های UV این است که در نوعِ غیر فعال سازیِ عوامل مضر در هوا، نیاز به تولید UV بیشتری خواهد بود؛ چراکه برای حمله به میکروب ها زمان محدودی وجود دارد که قاعدتاً سرعت جریان هوا در این مسئله به شدت تأثیرگزار است.

با استفاده از گزینۀ غیر فعال سازی می توان خیلی سریع به کاهش اُرگانیسم های موجود در هوا دست یافت. هوای ورودی به هواساز در زمان ورود، تحت تابش قرار می گیرد. بسته به تعداد لامپ های نصب شده، مدت زمان قرار گرفتن در معرض و ابعاد مجرای هوا، می توان تا 99/99٪ فرایند ضد عفونی را عملی کرد. یکی از جنبه های اصلی این گزینه، این واقعیت است که برخی از عوامل بیماری زا آنقدر کوچک هستند که حتی ممکن است توسط فیلترهای HEPA با راندمان 99/99٪ هم به دام نیفتند، در حالی که در برابر اثراتِ نور UV احتمال از بین رفتن آنها بسیار زیاد است. تمیز کردن کامل هوا که توسط ترکیب فیلتر HEPA و غیرفعال سازیِ عوامل مضر توسط لامپ های UV انجام می شود، منجر به ضد عفونی کردن سطوح محلی نیز می شود.

کدام فن ها (Fans) در هواساز هایژنیک کاربرد دارند؟

فن مکانیزمی است که با ایجاد اختلاف فشار کافی، بمانند یک پمپ آب عمل کرده و در هواساز باعث انتقال جریان هوا به داخل ساختمان می شود. بر مبنای حجم هوادهی مورد نیاز و مجموع افت فشار استاتیکیِ موجود، فن دمندۀ مناسب برای سیستم انتخاب می گردد. در بعضی از هواسازها بسته به شرایط از فن دیگری بعنوان فن برگشت نیز استفاده می شود که البته در هواسازهای هایژنیک بیشتر نقش فن اگزاست را ایفا می کند.

اساساً یکی از الزامات ساخت هواسازهای هایژنیک، استفاده از فن های Direct drive می باشد. به این معنا که نبایستی برای به چرخش درآوردن بلوورِ فن از پولی و تسمه استفاده شود و فن می بایست مستقیماً به موتور متصل گردد. چراکه این امکان وجود دارد که مواد تشکیل دهندۀ تسمه بصورت گَرد در مسیر جریان هوا منتشر شده و موجب آلودگیِ هوا شوند.

بهمین دلیل، فن­ هایی که در هواسازهای هایژنیک بکار می روند، غالباً از نوع پلاگ می باشند. فن­هایی که به مانند نوع سانتریفیوژ با کمک نیروی گریز از مرکز، باعث گردش هوا در مسیر انتقال می شوند. با این تفاوت که هوا از یکطرف وارد شده و پس از حرکت شعاعی، به اطراف پرتاپ می­گردد. پروانۀ این فن­ها که با اتصال مستقیم به الکتروموتور کار می­کنند، عمدتاً دارای پره­ هایی به شکل Backward curved (منحنی شده رو به عقب) می­ باشند.

انواع فن های پلاگ عبارتند از:

فن پلاگ با موتور AC: در این نوع از فن های پلاگ، پروانه یا اصطلاحاً بلووِر فن، مستقیماً روی شفت موتور نصب می شود. این فن ها که راندمانی تا 75 درصد دارند، در فرکانس های پایین تر، صدای کمی تولید می کنند. موتور این فن ها یک سرعته است؛ یعنی آنکه دور ثابتی دارد. بنابراین، در صورت نیاز به تنظیم سرعت چرخش فن برای دستیابی به نقطۀ کاریِ واقعی، می بایست موتور به یک مکانیزم مبدل فرکانس (اینورتر) وصل شود تا بتوان بطور پیوسته دور فن را تغییر داده و در نتیجه جریان هوا را کنترل نمود.

فن پلاگ با موتور AC در هواساز اتاق تمیز
فن پلاگ با موتور AC

 فن پلاگ با موتور EC: این نوع از فن های پلاگ نیز، مجهز به یک بلوورِ سانتریفیوژِ یکطرف مکش هستند که پره هایی خمیده با انحنای رو به عقب (Backward curved)داشته و از راندمان بالایی برخوردارند. بعلاوه، این فن ها خودشان به نوعی موتور روتور خارجی به اسم EC (Electronically Commutated) تجهیز شده اند. EC در لغت یعنی تنظیم شده به صورت الکترونیکی. به این معنا که فن های پلاگ با موتور EC بدون نیاز به الکتروموتوری جداگانه که مجهز به اینورتر باشد، قابلیت کنترل دور دارند. در نتیجه، بخوبی توانایی تطبیق پذیری با شرایط کاری را داشته و راندمان مصرف انرژی را بهبود می بخشند.

فن پلاگ با موتور EC در هواسازهای هایژنیک
فن پلاگ با موتور EC

 می توان گفت که فن های پلاگ با موتور EC در مقایسه با فن های پلاگی که موتور AC دارند، برای هواسازهای هایژنیک انتخاب مناسب تری هستند؛ زیرا، این نوع فن ها به دلیل وجود موتور EC دیگر نیازی به هوزینگ ندارند و این در حالی است که محفظۀ هوزینگ به دلیل گوشه هایی که دارد می تواند محل تجمع ذرات باشد

سیستم های بازیافت حرارت (Heat recovery systems) در هواسازهای فول فرش (Full fresh)

عمدۀ هواسازهای هایژنیک Full fresh هستند. به این معنا که تمام نیاز هوادهی خود را از طریق هوای تازه تأمین می کنند. این موضوع می تواند میزان مصرف انرژی را برای تغییر دمای هوای ورودی به هواساز، به شدت افزایش دهد. خصوصاً در اقلیم هایی که تابستان خیلی گرم و یا زمستان خیلی سردی دارند. در حالی که در هواسازهای معمولی، امکان استفاده از هوای خروجی از ساختمان (Exhaust) وجود داشته و می توان از انرژیِ این جریان هوا به نفع هواساز بهره برد. بنحوی که مقداری از هوای اِگزاست بعنوان هوای برگشت (Return) با هوای تازه (Fresh) مخلوط می شود. یعنی هوایی که توسط هواساز به داخل ساختمان فرستاده می شود، ترکیبی از هوای تازه و هوای برگشت خواهد بود.

 اما، برای حل این مسئله در هواسازهای هایژنیک، راهکاری به نام سیستم بازیافت حرارت تعریف شده است. سیستمی که به کمک آن می توان، بدونِ اختلاط هوای تازه و برگشت، از انرژی موجود در هوای اِگزاست استفاده نمود. بسته به نوع سیستم بازیافت حرارتِ بکار گرفته شده، گرما، انرژی و رطوبت را می توان همزمان بازیابی کرد.

بازیافت حرارت در هواساز هایژنیک یا اتاق تمیز
بازیافت حرارت

انواع سیستم بازیافت حرارت عبارتند از:

– چرخ حرارتی (Thermal Wheel): این نوع سیستم بازیافت حرارت بسته به آب و هوا و شرایط محیط داخلی می تواند کارآمدترین بازیابی گرما و انرژی را انجام دهد. قاب چرخ حرارتی معمولاً از فولاد گالوانیزه و تیغه های روتور از مواد آلومینیومی ساخته می شوند. نحوۀ کارکرد چرخ حرارتی به این صورت است که نیمۀ بالاییِ روتور در مسیر جریان هوای اِگزاست و نیمۀ پایینی در مسیر هوای تازۀ ورودی به هواساز قرار می گیرد. به این ترتیب، نیمۀ بالایی انرژی هوای اِگزاست را جذب کرده و پس از چرخشِ 180 درجه، انرژیِ جذب شده را به جریان هوای تازه انتقال می دهد.

افت فشار هوای رفت و اِگزاست در طراحی بسیار مهم است. سرعت روتور می تواند ثابت و یا بسته به نوع استفاده، متغیر باشد. درب های سرویس در صورت لزوم برای نگهداری و تمیز کردن آسان بایستی در دسترس باشند. با استفاده از این یونیت ها بسته به سیستم می توان تا 90٪ بازیابی انرژی را انجام داد. استفاده از پوشش های اپوکسی برای کار در محیط خورنده امکان پذیر است.

سیستم بازیافت حرارت از نوع چرخ حرارتی در هواساز هایژنیک
سیستم بازیافت حرارت از نوع چرخ حرارتی

مبدل حرارتی صفحه ای (Plate Heat Exchanger): یونیت های بازیابی حرارت از نوع مبدل صفحه ای شامل فریم و پره هایی آلومینیومی بوده که بگونه ای طراحی می شوند تا کانال های مختلفی برای تبادل حرارت بین هوای تازه و هوای اِگزاست ایجاد شود (بدون تماس تا حد ممکن). موازی یا متقاطع بودن دو جریان در مبدل به کاربری فضا بستگی دارد. صفحات مبدل بسته به شرایط پروژه می توانند از جنس آلومینیوم، سلولز یا مواد پلاستیکیِ متخلخل ساخته شوند و راندمانی تا 85% را تضمین کنند.

فیلترهایی را می توان روی مبدل قرار داد که علاوه بر فیلتراسیون هوا، به یکنواختی جریان هوا نیز کمک می کنند. در صورت عملکرد مطلوب مبدل که ناشی از تکنولوژی تولید درست می باشد، امکان عبور مقداری از جریان هوای تازه بدون تبادل انرژی با هوای اِگزاست به حداقل می رسد. استفاده از پوشش های اپوکسی برای کار در محیط خورنده نیز امکان پذیر است.

سیستم بازیافت حرارت از نوع مبدل حرارتی صفحه ای
سیستم بازیافت حرارت از نوع مبدل حرارتی صفحه ای

سیکل ترکیبی (Combined Cycle): این نوع از سیستم های بازیافت حرارت که آنها را بازیاب آبی نیز می نامند از ترکیب دو کویل Fin & Tube تشکیل شده اند. کویل اول در مسیر جریان هوای اِگزاست و کویل دوم (بعنوان کویل پیش سردکن / پیش گرمکن) در مسیر جریان هوای تازه قرار می گیرد. در این ترکیب، آب سیال حامل انرژی است، بگونه ای که جریان آب با گردش در کویل اول، انرژی موجود در جریان هوای اِگزاست را دریافت کرده و سپس با ورود به کویل دوم، انرژی جذب شده را به جریان هوای تازه انتقال می دهد.

این نوع سیستم بازیابی گرما، به خصوص برای موارد بهداشتی (استفاده در هواسازهای هایژنیک) به دلیل عدم امکان مخلوط شدنِ هوای تازه و هوای اِگزاست، رایج تر است. مهمترین عواملی که باید در انتخاب سیستم های بازیاب آبی در نظر گرفت، سرعت بهینۀ هوا روی کویل، افت فشار سمت هوا و خطر یخ زدگیِ آب خروجی از کویل اول در فصل زمستان است. از آنجا که احتمال کندانس شدن هوای عبوری از روی کویل اول (هوای اِگزاست) در فصل زمستان وجود دارد، می بایست سینی درین به صورت استاندارد پیش بینی شود.

البته، برای اقلیم هایی با تابستان های بسیار گرم و مرطوب، بایستی برای هر دو کویل از سینی درین استاندارد استفاده شود. رژیم آب در گردش معمولاً با توجه به اختلاف دمای بین هوای اتاق و هوای بیرون تعیین می شود.

سیستم بازیافت حرارت از نوع سیکل ترکیبی در هواسازهای بیمارستانی
سیستم بازیافت حرارت از نوع سیکل ترکیبی

لوله گرمایی (Heat Pipe): یونیت های بازیاب انرژی از نوع لوله های گرمایی به صورت یک سیستم بسته و شامل دو کویل مسی می باشند که با مبرد شارژ شده اند. یک کویل در سمت هوای تازه و کویل دیگر در سمت هوای اِگزاست قرار می گیرد. انتقال گرما بین مبرد موجود در کویل ها و جریان هوای عبوری اتفاق افتاده و بواسطۀ تغییر فازِ جریان مبرد و حرکت آن به سمت مقابل انتقال انرژی بین جریان هوای تازه و برگشت محقق می شود.

در طی این فرآیندِ تبادل حرارت، امکان هیچگونه بای پسی وجود ندارد. با توجه به شرایط آب و هوایی و کاربری پروژه، انواع متفاوتی از این نوع سیستم بازیاب حرارت؛ کفش اسب (Horse-Shoe)، نوع عمودی و نوع افقی تعریف می شوند. بسته به شرایط کاری، راندمان این سیستم های بازیابی گرما می تواند تا 70٪ برسد.

تفاوت در مقادیر کارایی می تواند ناشی از تفاوت در تولید، طرز کار و همچنین شرایط آب و هوایی باشد. در سیستم بازیابِ لوله های گرمایی، بازیافت حرارت یک طرفه است، بنابراین در شرایطی که یک فصل (تابستان یا زمستان) نسبتاً از اهمیت بیشتری برخوردار باشد، استفاده از این سیستم ترجیح داده می شود.

سیستم بازیافت حرارت از نوع لولۀ گرمایی در هواساز بیمارستانی و اتاق تمیز
سیستم بازیافت حرارت از نوع لولۀ گرمایی

قیمت هواساز هایژنیک و فروش انواع هواسازهای بیمارستانی و اتاق تمیز

گروه صنعتی تهویه نگار، متخصص در طراحی و عرضه مناسب ترین سیستم های برودتی و تهویه مطبوع، مطابق با نیاز واقعی مشتری و امکانات مالی کارفرمایان محترم، آماده ارائه انواع هواساز هایژنیک یا بیمارستانی در ظرفیت های مختلف می باشد.

این شرکت با تکیه بر اصول مهندسی و بهداشتی، سابقه طراحی و ساخت انواع هواسازهای هایژنیک را داشته است. به منظور مشاوره برای خرید انواع دستگاه هواساز هایژنیک و استعلام قیمت، با کارشناس فروش ما در ارتباط باشید.

کارشناس فروش(عمادی) 09904494274

0 پاسخ

پاسخ دهید

میخواهید به بحث بپیوندید؟
مشارکت رایگان.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *