سیستم های حجم ثابت (CAV)(CONSTANT AIR VOLUME)

در این سیستم­ ها جهت جبران بارهای حرارتی و برودتی فضای مورد نظر حجم هوای ورودی(CFM) به آن فضا ثابت و درجه حرارت هوای ورودی متغییر می باشد. به این سیستم ­ها اصطلاحاً حجم ثابت درجه حرارت متغییر گفته می ­شود. تا کنون سیستم­ های حجم ثابت بسیاری طراحی شده­اند که هدف از طراحی این سیستم­ های مختلف در واقع جبران بارهای حرارتی و برودتی و کنترل یک یا چندین زون به طور همزمان در یک لحظه می باشد. این سیستم­ ها به­ منظور تامین سرمایش وگرمایش یک یا چند زون در یک لحظه با استفاده از مقدار هوای ثابت و تغییر درجه حرارت هوای ورودی به فضای مورد نظر طراحی شده­ اند .

روش های تغییر حرارت در تهویه مطبوع

بطور کلی دو روش برای تغییر درجه حرارت ورودی به فضای مورد نظر وجود دارد :

روش اول : پس گرمایش در ترمینال  هر زون (TERMINAL REHEAT)

روش دوم :  مخلوط کردن هوای گرم وهوای سرد (MIXED AIR)

• در روش اول دمای هوا تا میزانی که بتواند جواب­گوی نیاز سرمایش بحرانی­ ترین زون باشد سرد و سپس به کلیه زون­ ها فرستاده می­ شود. در ورودی هر زون کویل پس گرمایش وجود دارد. این کویل بوسیله ترموستات اتاق کنترل می­ شود. هوا با حجم ثابت و درجه حرارت پایین به این کویل می­ رسد و در آنجا بنا به نیاز هر اتاق گرم می ­شود.

• در روش دوم سیستم هواساز مرکزی دو جریان هوای سرد و گرم را تولید می ­کند. هوای سرد تامیزانی که بدترین زون را بتواند سرمایش دهد، سرد می­ شود. ترموستات هر اتاق هوای سرد و گرم را به تناسب با هم مخلوط می ­کند و بدین ترتیب درجه حرارت اتاق را روی مقدار معین تنظیم می ­کند. درصورتیکه مخلوط شدن هوا در هواساز صورت گیرد، هواساز از نوع چند زونه است و به آن سیستم حجم ثابت چندزونه (CAV MULTIZONE) می ­گویند.

درصورتیکه جریان سرد و گرم از طریق دو کانال مجزا به اتاق برسند و در ترمینال اتاق به فرمان ترموستات اتاق به تناسب با هم ادغام شوند و هوای مخلوط وارد اتاق شود، سیستم را دوکاناله حجم ثابت یا CAV DOUBLE DUCT می­ گویند.

روش مخلوط کردن هوای سرد و هوای گرم با سیستم کنترل دمپر رخ و کنارگذز در هواساز تک زونه پایه این تفاوت را دارد که اولی به منظور کنترل چندین زون به­ کار میرود و دومی برای کنترل درجه حرارت در محیط­ هایی که کنترل رطوبت در آن­ها مهم است.

مزایای سیستم حجم ثابت

طراحی این سیستم ها راحت، بدون پیچیدگی و قابل اتکا می­باشد. از این­رو تا اواخر دهه 60 در کشورهای صنعتی اساسا از این سیستم­ ها استفاده می­شد. کنترل این سیستم ­ها نیز ساده است. این سیستم ­ها برای فضاهایی که کنترل فشار داخل آن­ها مهم است گزینه بهتری است. ضمناً سیستم­ های حجم ثابت این حسن را دارند که میزان هوای تازه ورودی به فضای مورد نظر را با سهولت بیشتری کنترل کنند. از این رو گزینه بهتری برای بالا بردن کیفیت اتاق هستند.

معایب سیستم های حجم ثابت :

مهم­ترین ضعف سیستم­های حجم ثابت اتلاف انرژی آن­ها است.

از آنجا که اغلب اوقات ساختمان­ ها در حالت بار کامل قرار ندارند، سیستم­ تهویه مطبوع تقریباً همواره در حالت پاره بار کار می­ کند. برای سیستم­ های حجم ثابت کارکرد در حالت پاره بار تنها از طریق افزایش دمای هوای خروجی از هواساز تا درجه حرارت هوای ورودی مورد نظر به هر زون امکان ­پذیر است. فرآیند پس گرمایش (REHEAT) و یا مخلوط کردن هوای سرد و هوای گرم، انرژی سرمایی و گرمایی را هدر می ­دهد. البته سیستم ­های حجم­ ثابتی هستند که کمتر انرژی هدر می ­دهند ولی در مجموع کلیه آن­ ها با اتلاف انرژی همراه هستند. سیستم­ های حجم ثابت انرژی انتقالی بیشتری مصرف می­ کنند. این انرژی مربوط به مقدار بیشتر هوایی است که باید بطور پیوسته از کانال­ ها عبور داده شود. در سیستم­ های حجم ثابت به­ دلیل این­که فن هوای ورودی و فن هوای برگشت باید همواره با حجم ثابت کار کنند، به این ترتیب هیچ راهی برای پایین آوردن مصرف انرژی الکتریکی آن­ها وجود ندارد و درصورتی که در کانال ­ها از هوا با سرعت زیاد استفاده شود، مصرف انرژی باز هم بیشتر می­ شود.