تشغيل وصيانة أنظمة حجم الهواء المتغير (VAV)
يتمثل الهدف الأساسي لأي نظام تدفئة وتهوية وتكييف هواء (HVAC) في توفير الراحة لشاغلي المبنى والحفاظ على جودة هواء صحية وآمنة ودرجات حرارة مناسبة للمساحات.
تمكّن أنظمة حجم الهواء المتغير (VAV) من توزيع نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء بكفاءة عالية من خلال تحسين كمية ودرجة حرارة الهواء الموزع. يعد التشغيل والصيانة المناسبان لأنظمة VAV ضروريين لتحسين أداء النظام وتحقيق كفاءة عالية.
سنقدم لكم نظرة عامة على مكونات النظام وأنشطة الصيانة اللازمة لضمان تشغيل أنظمة VAV بأمان وكفاءة.
يضمن التشغيل والصيانة الدورية لنظام VAV موثوقية النظام وكفاءته وأدائه طوال دورة حياته. ينبغي على الجهات الداعمة تخصيص ميزانية وتخطيط للصيانة الدورية لأنظمة VAV لضمان استمرار تشغيلها بأمان وكفاءة.
تقنية نظام حجم الهواء المتغير
تزوّد أنظمة حجم الهواء المتغير VAV الهواء بدرجة حرارة ومعدل تدفق متغيرين من وحدة معالجة الهواء (AHU). ونظرًا لقدرة هذه الأنظمة على تلبية احتياجات التدفئة والتبريد المتفاوتة لمختلف مناطق المبنى، فإنها تستخدم في العديد من المباني التجارية.
وعلى عكس معظم أنظمة توزيع الهواء الأخرى، تستخدم أنظمة VAV التحكم في التدفق لتكييف كل منطقة من مناطق المبنى بكفاءة مع الحفاظ على الحد الأدنى المطلوب من معدلات التدفق.
يتكون نظام حجم الهواء المتغير من وحدة معالجة الهواء (AHU) ووحدات VAV، حيث توجد عادةً وحدة VAV واحدة لكل منطقة. يمكن لكل وحدة VAV فتح أو إغلاق صمام مدمج لتعديل تدفق الهواء بما يتناسب مع درجات الحرارة المطلوبة لكل منطقة.
في بعض الحالات، تحتوي وحدات VAV على نظام تدفئة/إعادة تسخين إضافي (كهربائي أو ماء ساخن) في المناطق التي قد تحتاج إلى مزيد من التدفئة، مثل المناطق المحيطة بالمباني والمزودة بنوافذ.
تشمل بعض ميزات نظام VAV ما يلي:
- يوفر نظام التوزيع هواءً مكيّفًا للمساحات لتلبية متطلبات درجة الحرارة وتدفق الهواء المختلفة لكل منطقة.
- يمكن لنظام توزيع الهواء القائم على محرك التردد المتغير تقليل استهلاك الطاقة لمراوح التزويد.
- تتيح إمكانية إعادة ضبط درجة حرارة هواء الإمداد ضبط وإعادة ضبط درجة حرارة التوصيل الأساسية مع إمكانية تحقيق وفورات في المبرد أو مصدر التدفئة.
إقرأ أيضاً… كيف يعمل المكيف؟
أنواع أنظمة حجم الهواء المتغير VAV
يوجد تصنيفان رئيسيان لصناديق أو وحدات التحكم في تدفق الهواء المتغير (VAV): صناديق تعتمد على الضغط وصناديق مستقلة عن الضغط.
يعتبر صندوق VAV المعتمد على الضغط عندما يتغير معدل التدفق المار عبره بتغير ضغط المدخل في قناة التزويد. يعد هذا النوع من التحكم أقل تفضيلًا لأن المخمد داخل الصندوق يُتحكم فيه استجابةً لدرجة الحرارة فقط، مما قد يؤدي إلى تقلبات في درجة الحرارة وضوضاء مفرطة.
أما صندوق VAV المستقل عن الضغط، فيستخدم وحدة تحكم في التدفق للحفاظ على معدل تدفق ثابت بغض النظر عن تغيرات ضغط مدخل النظام. يعد هذا النوع من الصناديق أكثر شيوعًا، ويُتيح تكييفًا أكثر تجانسًا وراحةً للمساحات.
كما سيركز الجزء المتبقي من هذا الدليل على صناديق VAV المستقلة عن الضغط.
يحتوي الصندوق أيضًا على ملف تسخين. يحتوي هذا الصندوق على ثلاثة أوضاع تشغيل: وضع التبريد بمعدلات تدفق متغيرة مصممة لتحقيق درجة حرارة محددة؛ ووضع النطاق الميت حيث يتم تحقيق درجة الحرارة المحددة ويكون التدفق عند أدنى قيمة لتلبية متطلبات التهوية؛ ووضع إعادة التسخين عندما تحتاج المنطقة إلى التدفئة.
توجد أنواع عديدة من وحدات التحكم في تدفق الهواء المتغير (VAV) وصناديق التوصيل. ومن أكثرها شيوعًا ما يلي:
- صندوق توصيل VAV أحادي القناة – وهو أبسط أنواع صناديق VAV وأكثرها شيوعًا، ويمكن تهيئته للتبريد فقط أو مع إعادة التسخين.
- صندوق توصيل VAV مزود بمروحة – يستخدم مروحة تعمل بشكل دوري لسحب هواء دافئ من الحيز/الهواء الراجع إلى المنطقة، مما يقلل من طاقة إعادة التسخين المطلوبة.
- صندوق توصيل VAV ثنائي القناة – يستفيد من قناتين للوحدة، إحداهما ساخنة (أو محايدة) والأخرى باردة لتوفير تكييف الهواء.
- صندوق توصيل VAV يعمل بالحث – يعتمد على مبدأ الحث بدلًا من المروحة لسحب هواء دافئ من الحيز/الهواء الراجع إلى المنطقة، مما يقلل من طاقة إعادة التسخين المطلوبة.
إقرأ أيضاً… ما هو الأنبوب الشعري في أنظمة التكييف والتبريد؟
المكونات الرئيسية
تركز أفضل ممارسات التشغيل والصيانة هذه على صندوق طرفي VAV المستقل عن الضغط والوصلات ذات الصلة بمصدر الهواء والماء والكهرباء وأجهزة التحكم.
1. نظام مجاري التزويد:
يتصل كل صندوق طرفي من أنظمة حجم الهواء المتغير VAV بمصدر هواء التزويد. وهو عبارة عن وصلة مجرى توفر الهواء من وحدة مناولة الهواء (AHU). تشمل المكونات الرئيسية لوحدة مناولة الهواء مرشحات الهواء وملفات التبريد ومراوح التزويد، وعادةً ما تكون مزودة بمحرك متغير السرعة (VFD).
كما يعد مستشعر ضغط مجرى الهواء عنصرًا بالغ الأهمية في نظام تزويد الهواء. يقيس مستشعر الضغط الضغط الساكن في مجرى التزويد، والذي يستخدم للتحكم في خرج مروحة محرك VFD، مما يوفر الطاقة.
2. صندوق طرفي VAV:
يتكون صندوق طرفي VAV من عدد من المكونات الفردية، بما في ذلك:
- مستشعر تدفق الهواء – يقوم بقياس تدفق الهواء عند مدخل الصندوق ويضبط وضع المخمد للحفاظ على معدل تدفق أقصى أو أدنى أو ثابت بغض النظر عن تقلبات ضغط مجرى الهواء.
- صندوق طرفي VAV – يتكون صندوق طرفي VAV من عدد من المكونات الفردية، بما في ذلك:
- مستشعر تدفق الهواء – يقوم بقياس تدفق الهواء عند مدخل الصندوق ويضبط وضع المخمد للحفاظ على معدل تدفق أقصى أو أدنى أو ثابت بغض النظر عن تقلبات ضغط مجرى الهواء.
- مستشعر تدفق الهواء – يقوم بقياس تدفق الهواء عند مدخل الصندوق ويضبط وضع المخمد للحفاظ على معدل تدفق أقصى أو أدنى أو ثابت بغض النظر عن تقلبات ضغط مجرى الهواء. المخمد – ينظم تدفق الهواء بناءً على مستشعر تدفق الهواء ومتطلبات درجة حرارة المنطقة.
- المروحة – بعض صناديق VAV مزودة بمراوح لزيادة معدلات تدفق الهواء عبر القنوات (مراوح متسلسلة) أو لتلبية احتياجات إعادة التسخين (مراوح متوازية).
- الفلتر (للصناديق التي تعمل بالمراوح) – يضاف عادةً عندما تسحب المروحة الهواء إلى صندوق VAV من غرفة التوزيع أو مصدر هواء عائد آخر.
- ملف التسخين – ملحق اختياري يسخن الهواء الخارج من الصندوق؛ قد تكون الملفات كهربائية أو مائية.
- عناصر التحكم في النظام – اعتمادًا على عمر النظام، قد تكون عناصر التحكم في صندوق VAV هوائية أو إلكترونية أو رقمية مباشرة. يقيس مستشعر تدفق الهواء الموجود في الصندوق تدفق الهواء. باستخدام مدخلات تدفق الهواء ودرجة حرارة المنطقة، ينظم متحكم الصندوق المخمد ووحدة التحكم في التدفئة لتلبية متطلبات المنطقة.
3. وحدة التحكم في الحرارة
نقطة التحكم الرئيسية لأي نظام VAV هي درجة حرارة المنطقة. يوفر مستشعر المنطقة أو منظم الحرارة إشارة إلى متحكم VAV.
المسائل المتعلقة بالسلامة
كما هو الحال مع أي جهاز كهروميكانيكي، يجب إيقاف تشغيل جميع مكونات النظام لضمان السلامة قبل إجراء أي صيانة أو تشخيص.
عند الحاجة، ووفقًا لتوصيات الشركة المصنعة ومعايير السلامة الكهربائية، يمكن تفعيل وظائف نظام VAV للاختبار والتحقق من الأداء.
كما تطبق ممارسات السلامة الكهربائية والميكانيكية القياسية على هذه الأنظمة.
إقرأ أيضاً… ما هو غاز التبريد (مثل الفريون – Freon)؟
صيانة أنظمة VAV
يؤدي الحفاظ على أنظمة حجم الهواء المتغير VAV بشكل سليم من خلال الصيانة الوقائية إلى تقليل متطلبات التشغيل والصيانة الإجمالية، وتحسين أداء النظام، وحماية الجهاز. اتبع الإرشادات الواردة في كتيبات صيانة الشركة المصنعة للمعدات.
صممت أنظمة VAV لتكون قليلة الصيانة نسبيًا؛ ومع ذلك، نظرًا لاحتوائها (بحسب نوع صندوق VAV) على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار ومحركات المراوح والمرشحات والمشغلات، فإنها تتطلب عناية دورية.
في حين أن بعض أنشطة الصيانة هي إجراءات وقائية دورية (مثل التحقق من وظيفة المشغل أو فحص المرشحات وتنظيفها وتغييرها)، فإن بعضها يندرج ضمن فئة الصيانة التنبؤية، حيث يمكن استخدام بيانات درجة الحرارة لتحديد أجهزة الاستشعار غير المعايرة.
كما أنه من المهم الاحتفاظ بسجل مكتوب، ويفضل أن يكون إلكترونياً ضمن نظام إدارة الصيانة المحوسب (CMMS)، لجميع الخدمات المقدمة.
يجب أن يتضمن هذا السجل معلومات تعريفية عن صندوق التحكم في تدفق الهواء المتغير (مثل رقم الصندوق وموقعه ونوعه)، والوظائف والتشخيصات التي تم إجراؤها، والنتائج، والإجراءات التصحيحية المتخذة.
المصادر والمراجع
[1] Variable Air Volume (VAV) – trane.com
