نحوه محاسبه افت فشار در سیستم‌های کانال‌کشی تهویه مطبوع

مقدمه

در هر سیستم تهویه مطبوع، وظیفه اصلی، انتقال هوای مطبوع از دستگاه‌های مرکزی به فضاهای مختلف ساختمان است. این انتقال از طریق شبکه‌ای از کانال‌ها انجام می‌شود. اما هنگام حرکت هوا درون این کانال‌ها، فشار آن به دلایل مختلف کاهش پیدا می‌کند. این پدیده را "افت فشار" می‌نامند. محاسبه درست این افت فشار یکی از پایه‌های طراحی صحیح سیستم تهویه به شمار می‌رود.

 

افت فشار چیست؟

افت فشار در واقع به معنی کاهش انرژی یا فشار هوا هنگام عبور از مسیرهای کانال‌کشی است. این کاهش فشار می‌تواند به دلایل مختلفی مانند اصطکاک با دیواره‌های داخلی کانال، وجود اتصالات، تغییر جهت جریان یا عبور از موانع اتفاق بیفتد. اگر افت فشار به‌درستی در طراحی سیستم محاسبه نشود، عملکرد کلی سیستم دچار اختلال می‌شود و مصرف انرژی نیز افزایش خواهد یافت.

 

انواع افت فشار

در سیستم‌های تهویه، افت فشار معمولاً به دو دسته کلی تقسیم می‌شود:

 

افت فشار اصطکاکی: این نوع افت زمانی ایجاد می‌شود که هوا با دیواره‌های داخلی کانال در تماس باشد. هرچه کانال طولانی‌تر و سطح داخلی آن زبرتر باشد، این نوع افت بیشتر خواهد بود.

 

افت فشار موضعی: این افت زمانی اتفاق می‌افتد که هوا از تجهیزات و اتصالاتی مانند زانویی‌ها، سه‌راهی‌ها، دمپرها و دریچه‌ها عبور می‌کند. این اجزا باعث ایجاد تغییر در سرعت یا جهت جریان هوا شده و افت فشار ایجاد می‌کنند.

 

چرا افت فشار مهم است؟

محاسبه افت فشار در طراحی سیستم تهویه مطبوع از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. اگر میزان افت فشار بیشتر از حد مجاز باشد:

 

فن سیستم قادر نخواهد بود هوا را به درستی جابجا کند.

 

در نقاط انتهایی کانال، هوا به میزان کافی نخواهد رسید.

 

سیستم صدای زیادی تولید خواهد کرد.

 

مصرف برق افزایش می‌یابد و راندمان کلی کاهش می‌یابد.

 

با یک طراحی درست و محاسبه دقیق افت فشار، می‌توان از تمامی این مشکلات جلوگیری کرد.

عوامل مؤثر بر افت فشار

افت فشار تحت تأثیر عوامل مختلفی به وجود می‌آید. مهم‌ترین آن‌ها عبارتند از:

 

طول مسیر کانال: هر چه مسیر طولانی‌تر باشد، افت فشار بیشتر خواهد بود.

 

ابعاد کانال: کانال‌های باریک‌تر باعث افزایش سرعت هوا و در نتیجه افزایش افت فشار می‌شوند.

 

جنس کانال: کانال‌هایی با سطح داخلی صاف افت فشار کمتری ایجاد می‌کنند.

 

تعداد اتصالات: هر اتصال، زانو یا تغییر مسیر باعث افزایش افت فشار می‌شود.

 

سرعت جریان هوا: سرعت بیشتر، مقاومت بیشتر و در نتیجه افت فشار بیشتر را به دنبال دارد.

 

روش‌های محاسبه افت فشار

برای محاسبه افت فشار، معمولاً ابتدا میزان افت اصطکاکی در طول مسیر مشخص می‌شود و سپس افت ناشی از اتصالات و تجهیزات به آن اضافه می‌شود. این کار با استفاده از جداول مهندسی یا نرم‌افزارهایی مانند DuctSizer یا Carrier HAP انجام می‌گیرد. همچنین بسیاری از مهندسان از نرم‌افزار اکسل یا ابزارهای برنامه‌نویسی برای انجام این محاسبات استفاده می‌کنند.

 

چطور افت فشار را کاهش دهیم؟

برای طراحی یک سیستم کانال‌کشی بهینه و کاهش افت فشار، رعایت نکات زیر ضروری است:

 

انتخاب مسیرهای مستقیم‌تر و پرهیز از پیچ‌های زیاد

 

استفاده از اتصالات با شعاع بزرگ‌تر برای کاهش مقاومت

 

کاهش سرعت جریان هوا تا حد استاندارد

 

انتخاب ابعاد مناسب برای کانال‌ها

 

استفاده از کانال‌هایی با سطح داخلی صاف

 

جمع‌بندی

افت فشار، یکی از عوامل کلیدی در طراحی و عملکرد صحیح سیستم‌های تهویه مطبوع است. با محاسبه دقیق و علمی آن می‌توان علاوه بر حفظ راندمان سیستم، از ایجاد صداهای مزاحم، مصرف انرژی اضافی و کاهش کیفیت تهویه جلوگیری کرد. مهندسان تاسیسات با استفاده از ابزارهای مناسب و رعایت اصول طراحی، می‌توانند سیستمی مطمئن و کارآمد ارائه دهند.