هوا جبرانی

Makeup Air ( میک آپ ایر )

هوا جبرانی سیستم‌ تهویه مطبوع به هوایی تازه ای گفته می‌شود که از خارج ساختمان وارد می‌شود تا جایگزین هوایی شود که  توسط سیستم‌ تهویه اگزاست (کشیدن هوا به بیرون) شود و تعادل فشار هوا و کیفیت محیط داخلی را حفظ کند. این هوای تازه برای اینکه بتواند وارد فضای داخلی شود، نیازمند مراحل آماده‌سازی، انتقال و توزیع است.

هوای جبرانی تضمین می‌کند که سیستم تهویه مطبوع شما به طور کارآمد عمل کند، کیفیت هوای داخلی مطلوب حفظ شود و فشار هوا در ساختمان متعادل بماند.

هوای جبرانی یا Makeup Air در سیستم‌های تهویه مطبوع ممکن است با نام‌های دیگری نیز شناخته شود، ولی “هوای جبرانی” یا  “میک‌آپ ایر” رایج‌ترین اصطلاحات هستند.

و در صنعت HVAC ،  اصطلاحات فنی و دقیقی هستند که به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرند. سایر اسامی مثل هوای جایگزین  ، هوای جبران‌کننده ، هوای تازه ، هوای تامین کننده  بیشتر جنبه توصیفی دارند و لزوماً به معنای یک سیستم اختصاصی هوای جبرانی نیستند.

چرا هوای جبرانی ضروری است؟

 * حفظ فشار هوای مناسب:

وقتی هوای داخل ساختمان به دلیل اگزاست فن‌ها خارج می‌شود، فشار داخل ساختمان کاهش می‌یابد و به “فشار منفی” می‌رسد. این فشار منفی می‌تواند مشکلاتی مانند باز شدن سخت درب‌ها، کشیده شدن دودکش‌ها به داخل، یا ورود هوای ناخواسته و آلوده از شکاف‌ها و درزها را ایجاد کند. هوای جبرانی با وارد کردن هوای تازه، به حفظ تعادل فشار هوا کمک می‌کند.

 * کیفیت هوای داخلی (IAQ):

هوای جبرانی تازه، به رقیق شدن آلاینده‌ها، بوها و رطوبت اضافی داخل ساختمان کمک می‌کند و باعث بهبود کیفیت هوای داخلی برای ساکنین می‌شود.

 * عملکرد صحیح سیستم‌های تهویه:

برخی از سیستم‌های تهویه (مانند هودهای آشپزخانه تجاری) برای عملکرد صحیح به میزان مشخصی از هوای جبرانی نیاز دارند. بدون آن، راندمان آنها کاهش می‌یابد.

 * کنترل دما و رطوبت:

هوای جبرانی می‌تواند پیش از ورود به فضای داخلی، فیلتر، گرم یا سرد و رطوبت‌گیری شود تا به حفظ دما و رطوبت مطلوب در داخل ساختمان کمک کند.

سیستم‌های هوای جبرانی :

1. تهیه و آماده‌سازی هوای جبرانی

هوای جبرانی از محیط بیرونی ساختمان گرفته می‌شود و برای ورود به فضای داخلی آماده‌سازی می‌گردد. این فرآیند بسته به نوع سیستم می‌تواند متفاوت باشد:

* روش مستقل :

(سیستم‌های کوچک‌تر یا خاص)

– گرفتن هوا از بیرون :

هوای تازه مستقیماً از طریق یک دریچه یا لوور ورودی مجهز به دمپر (برای کنترل جریان هوا) که روی دیوار خارجی یا سقف نصب شده است، وارد یک واحد مستقل هوای جبرانی (MAU – Makeup Air Unit) می‌شود.

– فیلتراسیون اولیه و تنظیم دما :

این واحدها معمولاً دارای فیلترهای اولیه برای حذف ذرات درشت و همچنین کویل‌های گرمایشی یا سرمایشی مخصوص به خود هستند تا هوای ورودی را پیش از ارسال به دمای مناسب برسانند.

* روش مرکزی :

(از طریق هواساز – رایج در ساختمان‌های بزرگ)

– گرفتن هوا از بیرون در هواساز:

هوای تازه از طریق یک دریچه یا لوور ورودی مجهز به دمپر که در محل نصب هواساز مرکزی (AHU) (معمولاً در موتورخانه یا روی پشت بام) قرار دارد، وارد محفظه اختلاط هواساز می‌شود.

– پردازش جامع در هواساز:

هواساز وظیفه سنگین‌تر و دقیق‌تری در آماده‌سازی هوا دارد. هوای تازه ورودی در این واحد:

. از چندین مرحله فیلتر پیشرفته (برای حذف ذرات ریزتر و آلاینده‌ها) عبور می‌کند.

. توسط کویل‌های گرمایشی و سرمایشی قدرتمند به دقت تنظیم دما می‌شود.

. در صورت لزوم، فرآیند رطوبت‌گیری یا رطوبت‌زنی روی آن انجام می‌گیرد.

. می‌تواند از سیستم‌های بازیابی حرارت (ERV/HRV) برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی استفاده کند.

– فن دمنده:

یک فن قدرتمند در هواساز (Supply Fan) این هوای آماده شده را به شبکه کانال‌کشی می‌دمد.

2. انتقال هوای جبرانی

پس از آماده‌سازی، هوای جبرانی باید به فضاهای مورد نظر منتقل شود:

* در سیستم‌های مستقل:

هوای آماده شده از واحد مستقل هوای جبرانی، مستقیماً از طریق کانال‌کشی کوچک‌تر و دریچه‌های توزیع، به فضای مشخصی که به آن نیاز دارد (مثلاً یک آشپزخانه صنعتی) منتقل و توزیع می‌شود.

* در سیستم‌های مرکزی با هواساز :

هوای جبرانی پردازش شده توسط هواساز، از طریق یک شبکه کانال‌کشی مجزا و اختصاصی که به آن “کانال هوای تازه” (Fresh Air Duct) می‌گویند، به تمام نقاط ساختمان و به ویژه به پشت فن‌کویل‌ها یا سایر واحدهای توزیع هوا هدایت می‌شود. این کانال‌ها باید به دقت عایق‌بندی شوند تا از اتلاف انرژی جلوگیری شود.

3. توزیع هوای جبرانی

توزیع هوای جبرانی در فضای داخلی به دو شیوه اصلی انجام می‌گیرد:

* توزیع مستقیم :

(در سیستم‌های مستقل یا برخی سیستم‌های صنعتی)

هوای جبرانی مستقیماً از طریق دریچه‌های خروجی (دیفیوزر یا گریل) وارد فضای مورد نظر می‌شود. این روش معمولاً در فضاهایی با نیازهای تهویه خاص (مثل آزمایشگاه‌ها، آشپزخانه‌های صنعتی در نزدیکی هودها) کاربرد دارد تا بلافاصله جایگزین هوای اگزاست شده و از ایجاد فشار منفی جلوگیری کند.

* توزیع از طریق فن‌کویل‌ها :

(در سیستم‌های مرکزی با هواساز)

این روش در ساختمان‌های بزرگ رایج است. کانال هوای تازه از هواساز به پشت فن‌کویل‌ها می‌رسد. در آنجا، هوای تازه ورودی با هوای برگشتی (Return Air) که از اتاق توسط فن‌کویل مکیده شده، مخلوط می‌شود. سپس این هوای ترکیبی از روی کویل‌های گرمایشی یا سرمایشی فن‌کویل عبور می‌کند تا به دمای دقیق مورد نیاز اتاق برسد و توسط فن  , فن‌کویل از طریق دریچه‌های توزیع هوا به داخل اتاق دمیده می‌شود. این فرآیند امکان کنترل دمای مستقل هر فضا را فراهم می‌کند، در حالی که کیفیت هوای تازه به صورت مرکزی تضمین شده است.

محاسبه هوای جبرانی

محاسبه میزان هوای جبرانی مورد نیاز یک فرآیند مهندسی دقیق است که عوامل مختلفی را در بر می‌گیرد:

* میزان هوای اگزاست (Exhaust Air):

اساسی‌ترین عامل، حجم کل هوایی است که از ساختمان خارج می‌شود. این شامل هوای خارج شده توسط هودهای آشپزخانه، فن‌های سرویس بهداشتی، سیستم‌های تهویه آزمایشگاهی/صنعتی، و همچنین هوای نشت کرده از درزها و شکاف‌های ساختمان است.

* استانداردهای تهویه:

کدهای ساختمان و استانداردهای بین‌المللی مانند ASHRAE 62.1، حداقل میزان هوای تازه مورد نیاز به ازای هر نفر، هر متر مربع، یا بر اساس تعداد تعویض هوا در ساعت (ACH – Air Changes Per Hour) را برای فضاهای مختلف تعیین می‌کنند تا کیفیت هوای داخلی (IAQ) مناسب حفظ شود.

* حفظ فشار مطلوب ساختمان:

هدف این است که فشار داخلی ساختمان کمی مثبت یا خنثی باشد تا از ورود هوای آلوده یا ناخواسته از بیرون جلوگیری شود. میزان هوای جبرانی باید این فشار را پایدار کند.

* محاسبه هوای جبرانی :

– فرمول کلی

Q_makeup = Q_exhaust – Q_infiltration

Q_makeup : حجم هوای جبرانی مورد نیاز (معمولاً بر حسب CFM یا m³/h)

Q_exhaust : مجموع حجم هوای خروجی توسط تمام فن‌ها و هودها

Q_infiltration : مقدار هوای ورودی طبیعی (از درزها، پنجره‌ها و غیره)

اگر میزان هوای نفوذی (infiltration) بسیار کم یا قابل صرف‌نظر باشد، فرض می‌شود:

Q_makeup = Q_exhaust

مثال کاربردی:

فرض کنید در یک آشپزخانه صنعتی:

هودها مجموعاً 4,000 CFM هوا را خارج می‌کنند.

نفوذ طبیعی حدود 500 CFM تخمین زده می‌شود.

بنابراین:

Q_make-up = 4000 – 500 = 3500 CFM

یعنی سیستم باید ۳۵۰۰ CFM هوای تازه وارد کند.

– فرمول جایگزین

محاسبه بر اساس تعداد تعویض هوا (ACH):

60÷Q_cmh = (ACH × V)

Q : نرخ جریان هوا (CFM)

ACH : تعداد تعویض هوا در ساعت (Air Changes per Hour)

V : حجم فضای مورد نظر (بر حسب فوت مکعب یا متر مکعب)

---