تصميم دكت التكييف المركزي

عندما يتعلق الأمر بتدفئة المنازل وتبريدها ، فإن توزيع الهواء القسري هو الملك. نعم ، صديقي الكندي روبرت بين من شركة التدفئة الصحية يدفع مشعًا لكل من التدفئة والتبريد ، وشرب صديقي من تكساس كريستوف إروين هذا الكولايد وقام بتثبيت ما قد يكون أول نظام تبريد مشع في تكساس. حتى لو استحوذت أنظمة التوزيع المشعة تمامًا ، على الرغم من ذلك ، فسنظل بحاجة إلى أنظمة مجاري الهواء القسرية. لماذا؟ لأننا ما زلنا بحاجة إلى تحريك الهواء للتهوية ، وفي المناخات الرطبة مثل جنوب شرق الولايات المتحدة ، لإزالة الرطوبة.

لذلك ، إذا كنا سنقوم بتحريك الهواء عبر القنوات ، فنحن بحاجة إلى فهم فيزياء الهواء وكيف نجعله يلبي متطلباتنا. في هذه السلسلة من المقالات ، سأطلعك على هذه الأشياء. سأبدأ اليوم بما تفعله في عملية تصميم HVAC قبل أن تصل إلى مرحلة تصميم مجرى الهواء (يدوي D) بالإضافة إلى فيزياء تدفق الهواء عندما يكون مقيدًا بالقنوات. سأتابع ذلك بمقالات عن العملية التي نستخدمها في تصميم أنظمة مجاري الهواء ، بما في ذلك الضغط الساكن المتاح ، والطول المكافئ ، واختيار التركيبات.

يعد تصميم نظام مجاري الهواء أمرًا مهمًا ولكن هناك بعض الخطوات الحاسمة التي تأتي أولاً. رقم واحد هو حساب حمل التدفئة والتبريد بإستخدام بروتوكول معين كما يجب أن تعرف مقدار التدفئة والتبريد الذي تحتاجه لكل غرفة (وحدة حرارية بريطانية / ساعة). ثم تترجم متطلبات وحدة حرارية بريطانية في الساعة على الفور إلى متطلبات تدفق الهواء لكل غرفة على حدة بالأقدام المكعبة في الدقيقة (قدم مكعب في الدقيقة). يتم ذلك تلقائيًا في البرنامج الذي نستخدمه .

بمجرد أن تعرف أرقام BTU / hr و cfm للمبنى ، فأنت بحاجة إلى تحديد المعدات المناسبة للتدفئة والتبريد. يساعدك بروتوكول S Manual * في جمعية المحاسبين القانونيين المعتمدين (ACCA) على القيام بذلك. هناك ما هو أكثر من مجرد العثور على قطعة من المعدات التي تلبي إجمالي أحمال التدفئة والتبريد للمنزل. عليك التأكد من ضبط ظروف التصميم الداخلي والخارجي للمنزل. من الناحية المثالية ، لديك جداول بيانات أداء الشركة المصنعة لمساعدتك في الحصول عليها بشكل صحيح.

أول شيء يجب أن تعرفه هو أن الهواء له وزن.

إذا كان لديك مكيف هواء 2.5 طن ، فسيكون تدفق الهواء الاسمي 1000 قدم مكعب في الدقيقة. (القاعدة هنا هي 400 قدم مكعب لكل طن.) هذا يعني أن المنفاخ يجب أن يدفع حوالي 81 رطلاً من الهواء عبر النظام كل دقيقة. يتطلب الأمر عملاً لتحريك الوزن.

حسنًا ، في الواقع ، إذا كنت تتذكر صف الفيزياء التمهيدية ، فأنت تعلم أن هذا ليس صحيحًا تمامًا. يمكنك تحريك الوزن مجانًا إذا قمت بتحريكه أفقيًا وبدون أي نوع من المقاومة. يتطلب الأمر جهدًا لتحريكه لأعلى ضد الجاذبية أو لدفعه في أي اتجاه ضد الاحتكاك. وهذا يقودنا إلى …

إذا اصطحبت مروحة إلى الفناء الخاص بك في يوم هادئ وقمت بتشغيلها ، فستحصل على أقصى تدفق للهواء. إذا أخذت نفس المروحة ونفخت الهواء في أنبوب من الورق المقوى ، فيجب أن تعمل ضد الضغط الذي يتراكم في تلك المساحة. كلما قللت حجم هذا الأنبوب أو جعلته أطول أو قلبت الهواء معه ، زاد الضغط الساكن. وكلما انخفض تدفق الهواء.

هذا هو المبدأ الأساسي الذي يجب أن تعمل به في تصميم مجاري الهواء. لقد كتبت سابقًا عن عاملين يساهمان في تقليل تدفق الهواء في القنوات. الأول هو الاحتكاك. عندما يتحرك الهواء عبر مجرى الهواء ، فإنه يتفاعل مع الأسطح. كلما كان السطح الداخلي أكثر سلاسة ، كان ذلك أفضل لتدفق الهواء. كلما كان السطح خشنًا ، زاد إبطاء الهواء.

العامل الثاني هو الاضطراب. ينشأ هذا بشكل عام عند تحريك الهواء عبر التركيبات ، أو عند تدوير الهواء. مع الأنابيب الصلبة ، تقوم بتشغيل الهواء بإستخدام التركيبات ، ولكن للأسف هذا ليس هو الحال دائمًا مع الأنابيب المرنة.

عندما يخرج الهواء من معالج الهواء ، تحدث عدة أشياء له. يتم إرسالها إلى الغرف المختلفة في المنزل. أثناء انتقالها عبر نظام مجاري الهواء من الجذع والفرع ، تستمر الكمية في التناقص لأن بعضها يتم تحويله إلى أسفل كل فرع في الطريق حتى النهاية.

كل جزء من مجرى الهواء ، كل تركيب ، كل منعطف من الهواء يضيف مقاومة لتدفق الهواء بسبب الاحتكاك والاضطراب. كما تضيف الشبكات والسجلات والمرشحات ومخمدات التوازن المقاومة. ينتج عن هذه المقاومة انخفاض في الضغط الساكن ، أو انخفاض الضغط.

لذلك ، نبدأ من المنفاخ بضغط عالٍ. بحلول الوقت الذي يخرج فيه الهواء من فتحات الإمداد ، انخفض هذا الضغط إلى الصفر (بالنسبة لضغط الغرفة).

في المقالة التالية ، سأتحدث أكثر عن انخفاضات الضغط وكيف تحدد الضغط الساكن المتاح ، والذي يؤدي بعد ذلك إلى الطول الإجمالي الفعال لنظام مجارى الهواء لدينا. ويمكنك الوصول إلى المقالات الأخرى في السلسلة من خلال الروابط بالمقال .

• احسب CFM لكل غرفة
• تصميم موقع شبكة الإمداد والعودة
• تصميم مجرى هواء الإمداد
• تصميم مجرى الهواء الراجع
• تصميم مجرى الهواء النقي
• افحص الضغط الساكن الخارجي

ولكن ، قبل أن تتمكن من بدء تصميم مجارى الهواء لمنزلك ، يجب عليك أولاً حساب سعة التبريد المطلوبة ، وبالتالي تحديد وحدة HVAC مناسبة. لتحجيم مكيفات الهواء ، راجع دليل تحجيم مكيف الهواء المنشور الخاص بي: جدول المقاسات (BTU & Ton).

بعد ذلك ، تحتاج إلى تحديد نوع موزع الهواء الذي تفضله وتحديد حجم موزع الهواء المزود. لذلك ، ويمكنك الاطلاع على دليل تحجيم موزع الهواء الخاص بي (اختيار عملي).

إذا كنت تستخدم شبكات هواء عائدة تقليدية ، فلا توجد ورقة بيانات أداء يمكنك الاختيار من بينها. ومن ثم ، فأنت بحاجة إلى حساب حجم الشبكة باستخدام معادلة يمكنك العثور عليها من منشوري دليل تحجيم شبكة الهواء المرتجعة: مخطط CFM والحساب.

بالإضافة إلى ذلك ، إذا كنت تريد معرفة الخيارات الشائعة المتاحة لتزويد ناشرات الهواء وشبكات الهواء الراجعة قبل أن تقرر أي واحدة ستضعها في منزلك .

كما ترى ، فإن تصميم مجاري الهواء HVAC عملية طويلة ، خاصة إذا كان لديك القليل من المعرفة عنها أو لا تعرفها على الإطلاق. ومع ذلك ، ليس من المستحيل تصميمه بنفسك.

بمجرد حصولك على وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء ، والناشر والشبكة ، استعد لرسم خطة تخطيط أو رسمها. ستصمم دكت الهواء على الرسم.

لذلك ، اتبع العملية التالية خطوة بخطوة وآمل أن تكون قادرًا على تصميم دكت  HVAC بنجاح. هيا بنا نبدأ.

تم تصميم معظم وحدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بحيث يكون لها 400 CFM من تدفق الهواء لكل 12000 وحدة حرارية بريطانية أو 1 طن من سعة التبريد و 12000 وحدة حرارية بريطانية مقسومة على 400 CFM تساوي 30.

لذلك ، حدد BTU اللازمة لكل غرفة وقسمها على 30 للحصول على CFM المطلوبة للغرفة المعنية.

لنفترض أن لدي منزلًا من طابق واحد مجهز بمكيف هواء 30000 وحدة حرارية بريطانية مع تدفق هواء قدره 1000 CFM.

تبلغ مساحة غرفة المعيشة 300 قدم مربع والسعة المطلوبة 9000 وحدة حرارية بريطانية. لحساب متطلبات تدفق الهواء لغرفة المعيشة ، قسّم 9000 وحدة حرارية بريطانية على 30 والنتيجة هي 300 قدم مكعب في الدقيقة. كرر عملية حساب تدفق الهواء لبقية الغرفة.

يحدد موقع شبكة الإمداد والعودة كيفية تشغيل مجرى الإمداد والعودة. لذلك ، ارسم شبكة الإمداد والعودة على رسم التخطيط الخاص بك.

للتذكير ، أنت بحاجة إلى تحديد حجم ونوع الشبكة / الناشر قبل هذه الخطوة. خلاف ذلك ، لا تعرف عدد الشبك / الناشر الذي تحتاجه لكل غرفة.

بشكل عام ، يجب عدم وضع شبكات الهواء الراجعة بالقرب من إمداد ناشرات الهواء. في معظم الأوقات ، تريد أن تكون الشبكة الخلفية في عكس موزع هواء الإمداد.

ومن ثم ، يمكن أن يتدفق الهواء من جانب واحد من الغرفة إلى الجانب الآخر من الغرفة بدلاً من ركوب الدراجات لفترة قصيرة مما قد يؤدي إلى جميع أنواع مشاكل التبريد.

أيضًا ، تريد وضع شبكة الإمداد والعودة في تناسق حتى تبدو جيدة. علاوة على ذلك ، حاول ألا تضع أي موزع هواء مزود بالقرب من النوافذ الساخنة لتجنب التكثيف.

الآن ، دعنا نكمل مثالي.

بعد أن خضعت لعملية اختيار الناشر ، قررت استخدام ناشرات خطية ذات فتحتين 1200 مم (48 ″) بحجم عنق 150 مم (6 ″) لكل من هواء الإمداد والهواء العائد.

تحتاج غرفة المعيشة إلى 300 CFM من تدفق الهواء. من المحتمل أن يقوم أحد ناشر الهواء بالإمداد بالمهمة ، لكنني قررت استخدام ناشرين في محاولة لتقليل مستوى الضوضاء.

أيضًا ، أعتقد أن اثنين من الناشرات تبدو أفضل لغرفة المعيشة.

وبالتالي ، أحتاج أيضًا إلى اثنين من ناشري الهواء المرتد حتى تبدو غرفة المعيشة متناسقة بالإضافة إلى تدفق هواء عائد كافٍ.

لذلك ، يوجد إجمالي 4 موزعات خطية في غرفة المعيشة.

وبالمثل ، تحتوي غرفة الطعام والمطبخ على 4 موزعات خطية وغرفة النوم الرئيسية بها 4 موزعات خطية. وفي الوقت نفسه ، تحتوي غرفة النوم 2 وغرفة النوم 3 فقط على موزعين خطيين على التوالي.

حدد موقع وحدة HVAC وابدأ برسم القناة الرئيسية أولاً. ثم ، قم بتفرع القناة ومددها حتى تصبح قريبة من موزع الهواء الخاص بالإمداد.

يعتمد حجم القناة الرئيسية على إجمالي تدفق الهواء أو تدفق الهواء المُقدر على وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الخاصة بك. لتحديد حجم مجرى الهواء ، ويمكنك استخدام الآلات الحاسبة عبر الإنترنت أو الاطلاع على رسالتي كيف أحسب حجم مجرى الهواء؟ (أفضل حجم مجرى هواء).

كلما قمت بتفرع مجرى الهواء ، ناقص إجمالي تدفق الهواء عن طريق تدفق الهواء المتجه إلى القناة الفرعية لتقليل حجم القناة الرئيسية اللاحقة وتوصيل حجمين مختلفين من دكت  الهواء بمخفض مجرى الهواء.

كممارسة جيدة عامة ، يجب أن تثبت ارتفاع مجرى الهواء الرئيسي ليكون مساويًا لارتفاع وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. على سبيل المثال ، إذا كان ارتفاع وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) الخاص بك 250 مم (10 ″) ، فيجب أن تكون مجرى الهواء الرئيسي أيضًا 250 مم (10 ″).

من خلال توجيه ارتفاع القناة الرئيسية ، يمكن أن يكون ارتفاع السقف أعلى. على الرغم من أن القنوات ذات الشكل المربع أرخص ، إلا أنها تشغل مساحة أكبر في السقف ، كما أن ارتفاع السقف المنخفض سيجعل منزلك يشعر بالظلام والضيق.

ضع في اعتبارك أنك تحتاج إلى الحفاظ على ارتفاع معين للقناة بغض النظر عن تدفق الهواء. إذا قرأت رسالتي حول حجم موزع الهواء ، فستفهم السبب.

بشكل أساسي ، تحتاج إلى أن تكون القناة طويلة بما يكفي لفتح طوق مجرى لتوصيل مجرى مرن. على سبيل المثال ، إذا كان حجم عنق الناشر هو 150 مم (6 ″) ، فإن حجم مجرى الهواء المرن هو أيضًا 150 مم (6 ″) ، وبالتالي ، يجب أن يكون ارتفاع القناة 200 مم (8 ″) لتلائم القناة المرنة.

تعتبر دوارات التوجيه مهمة ، خاصة بالنسبة للقنوات الفرعية القريبة من وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لأن تدفق الهواء هو الأقوى وقد يتخطى القناة الفرعية ، مما يتسبب في إمداد ضئيل أو معدوم لتدفق الهواء في الناشرات القليلة الأولى.

بالإضافة إلى ذلك ، قمت بتضمين مخمد التحكم في مستوى الصوت (VCD) في فروع دكتات الهواء القليلة الأولى للتحكم بشكل أفضل في تدفق الهواء. على الرغم من أن كل موزع يحتوي على مخمد بالفعل ، إلا أن VCDs لا تزال ضرورية للتغلب على تدفق الهواء القوي ، خاصة بالقرب من وحدة HVAC.

اتبع نفس الإجراء المتبع في مجرى الهواء للإمداد لتصميم مجرى الهواء الراجع. تحتاج إلى تثبيت صندوق مكتمل للهواء الخلفي خلف وحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لاستيعاب توصيلات دكتات الهواء الراجعة.

ومع ذلك ، إذا كنت لا تتعامل مع غرف متعددة ، فيمكنك اختيار استخدام الإرجاع المجاني الذي لا يتطلب أي قناة عودة. في الأساس ، ويمكنك استخدام المساحة الموجودة فوق السقف كقاعدة مكتملة للهواء العائد.

خلاف ذلك ، فأنت بحاجة إلى دكت  هواء عائدة ومن المستحسن أن يكون لديك شبكة هواء عائدة في كل غرفة. لفهم السبب ، راجع رسالتي هل تحتاج كل غرفة نوم إلى فتحة تهوية وقناة عودة الهواء البارد ؟.

في معظم الأحيان ، تتطلب مكيفات الهواء المركزية في المنازل عوائد أنبوبي.

من الأفضل تضمين مجرى هواء نقي لإدخال الهواء الخارجي للتهوية. عادةً ما يكون الهواء النقي حوالي 10٪ من إجمالي تدفق الهواء لوحدة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء.

لذلك ، ابحث عن جدار مناسب لشبكة الهواء النقي وقم بتوصيل مجرى من الشبكة بصندوق مكتمل الهواء الخلفي. إذا كنت تستخدم ميزة الإرجاع المجاني ، فلن تكون هناك حاجة إلى مجرى هواء نقي ، فقط شبكة الهواء النقي.

نظرًا لأن شبكات الهواء النقي غالبًا لا تأتي مع مخمد للتحكم في تدفق الهواء ، فإن المثبط للتحكم في مستوى الصوت (VCD) ضروري للحد من دخول الهواء النقي.

6. فحص الضغط الساكن الخارجي

5 أخطاء شائعة في تصميم مجاري الهواء

1 – الخطأ الاول في تصميم الدكت: الحجم الصغير

2 – الخطأ الثاني في تصميم الدكت: عمليات التشغيل الطويلة جدًا

3 – الخطأ الثالث في تصميم الدكت :” الانحناءات الحادة

4 – الخطأ الرابع في تصميم الدكت هو : تسرب الهواء

5 – خطأ في تصميم الدكت:  قلة المرتجعات

للتأكد من أن مجاري الهواء الخاصة بك مصممة بشكل صحيح ، ابدأ بإشراك محترف تصميم HVAC على دراية في وقت مبكر من عملية تصميم التجديد. سيعمل المحترف ذو الخبرة مع المهندس المعماري والمقاول للقيام بما يلي:

1. اختر أفضل موقع لمعدات ومجاري التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. مع التخطيط السليم ، يجب أن تكون معدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) في موقع مركزي في الفضاء للسماح بأقصر مجرى ممكن. يجب وضع مجاري الهواء في الجدران والأسقف الداخلية لتقليل فقد الهواء المكيف. تجنب تركيب مجاري الهواء في السندرات وأماكن الزحف غير المشروطة لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة.

2. حساب تحميل مفصل. خاصةً عندما تحتوي مساحتك على غرف أو مناطق مختلفة بمتطلبات تدفئة وتبريد متفاوتة ، فمن المهم أن يتم إجراء حسابات الحمل بشكل فردي لكل غرفة ، بدلاً من المساحة ككل فقط.

مقالة ذات صلة: 4 أسباب تجعلك تحتاج إلى تصميم HVAC لتركيب مكيف الهواء الخاص بك.

3. ضع في اعتبارك نوع المعدات وأنظمة الدعم. تتطلب أنواع معينة من أنظمة تكييف الهواء ، مثل المضخات الحرارية ، قنوات أكبر. إذا كان نظامك يشتمل على أجهزة تنقية الهواء مع مرشحات الفحم المنشط ، فإنها تؤثر أيضًا على تدفق الهواء وقد تتطلب مجاري هواء أكبر و / أو عودة هواء إضافية.

4. استخدم المواد والتركيبات والدعامات المناسبة. يمكن أن تختلف مواد مجاري الهواء اعتمادًا على المتطلبات والميزانية ، ولكن تأكد من أن المثبت الخاص بك يستخدم المواد المناسبة لاحتياجاتك. الأنابيب المرنة (تسمى غالبًا “المرنة”) المصنوعة من البلاستيك المقوى أسهل وأرخص في التركيب ، ولكنها ليست قوية ومتينة مثل الصفائح المعدنية.

لمزيد من المعلومات حول استخدام القنوات المرنة ، اقرأ مقال ACHRNews هذا حول تصميم مجاري الهواء.

إذا كان التشغيل الهادئ وكفاءة الطاقة أمران مهمان للغاية بالنسبة لك ، فقد ترغب في استخدام لوحة مجاري الهواء المصنوعة من الألياف الزجاجية المضغوطة ، وهي أغلى ثمناً ولكنها هادئة وفعالة للغاية.

5. اختر حجم مجرى الهواء المناسب والتخطيط. بمجرد تحديد جميع متغيرات النظام ، يمكن لمتخصص تصميم HVAC تحديد تخطيط تصميم مجاري الهواء الأكثر كفاءة وحساب حجم مجرى الهواء الصحيح. لحساب جميع العوامل الضرورية ، يستخدم العديد من المحترفين أداة تسمى دليل جمعية المحاسبين القانونيين المعتمدين (ACCA).

6. ضمان الختم المناسب لمجاري الهواء. هل تعلم أنه يمكن فقد ما يصل إلى 20 في المائة من الهواء المكيف عندما لا يتم إغلاق مفاصل مجاري الهواء بشكل صحيح؟ تتفاقم المشكلة مع الأنظمة عالية الكفاءة ، والتي تعمل لفترة أطول بسعة أقل. يبقى الهواء في القنوات لفترة أطول من الوقت وبالتالي يمكن أن يهرب المزيد من خلال المفاصل المتسربة. تأكد من أن مفاصل مجاري الهواء الخاصة بك مغلقة بصمغ المصطكي أو شريط مدعوم بالمعدن لمنع التسربات.

بعد قراءة هذا ، هل أنت قلق من أن مُثبِّت التدفئة والتهوية وتكييف الهواء لديك قد لا يمتلك الخبرة اللازمة للتعامل مع تصميم مجاري الهواء؟ بالنسبة لشيء مهم مثل التجديد ، فإن الحصول على النتائج التي تريدها قد يتطلب منك العثور على مزود أكثر دراية وخبرة.

قد يبدو تغيير البائعين مخيفًا ، لكن لا يجب أن يكون كذلك. تعرف على كيفية القيام بذلك دون ضغوط من خلال دليلنا المجاني: ثقة العقد: الانتقال إلى مزود خدمة HVAC جديد.

وفقًا لوزارة الطاقة الأمريكية ، يبلغ متوسط ​​كفاءة نظام مجاري التدفئة والتهوية وتكييف الهواء حوالي 60 بالمائة فقط. هذا يعني أن الهواء لا يتدفق عبر مساحتك ونظام HVAC الخاص بك كما ينبغي ، مما يؤدي إلى جميع أنواع العواقب غير المرغوب فيها ، بما في ذلك:

• البقع الساخنة والباردة والمسودات والهواء المسدود في مساحتك بسبب إعاقة تدفق الهواء.
• اهتراء وتمزق إضافي لمكيف الهواء ، لأنه يحتاج إلى العمل لفترة أطول والعمل بجدية أكبر للتعويض عن العيوب في تصميم مجاري الهواء ، مما يؤدي إلى مزيد من الأعطال ويقصر عمر المعدات.
• جودة الهواء الرديئة التي تعرض شاغلي مساحتك لمستويات متزايدة من الغبار والملوثات والأبخرة وحتى نمو العفن من الرطوبة الزائدة.
• ضغط الهواء غير المتوازن الذي يتسبب في بقاء الروائح ، والأبواب تغلق من تلقاء نفسها وتشتيت مستويات الضوضاء في مساحتك.