سیستم های تهویه مطبوع دو لوله ای و چهار لوله ای

بسیاری از سیستم های HVAC از لوله کشی هیدرونیک به عنوان وسیله ای برای تامین گرمایش و سرمایش فضا استفاده می کنند. فن کویل های مجزا در هر اتاق را به صورت جداگانه سرد یا گرم می کنند، در حالی که چیلر مرکزی و دیگ بخار کل بارهای  HVAC را در صورت نیاز به عهده می گیرند. دو پیکربندی سیستم اصلی امکان پذیر است: از یک مدار لوله کشی هیدرونیک می توان برای هر دو عملکرد استفاده کرد، یا از لوله کشی هیدرونیک جداگانه برای گرمایش و سرمایش استفاده کرد.

سیستم دو لوله ای: هنگام گرمایش و سرمایش لوله‌های هیدرونیک مشترک، هر فن کویل فقط یک لوله تغذیه و یک لوله برگشت دارد.

سیستم چهار لوله ای: زمانی که گرمایش و سرمایش دارای لوله کشی هیدرونیک مجزا هستند، فن کویل ها دارای دو لوله تغذیه و دو لوله برگشت هستند.

مانند بسیاری از تصمیمات مهندسی، هر پیکربندی سیستم دارای مزایا و معایبی است. این مقاله مروری بر سیستم های دو لوله ای و چهار لوله ای ارائه می دهد:

سیستم های تهویه مطبوع دو لوله ای

یک سیستم دو لوله ای از نیمی از لوله کشی هیدرونیک مورد نیاز یک سیستم چهار لوله ای استفاده می کند که منجر به هزینه کمتر و زمان نصب کوتاه تر می شود. این سیستم همچنین فشرده تر است و فضای مورد نیاز اتاق های مکانیکی را کاهش می دهد. همچنین به دلیل کاهش تعداد وسایل لوله کشی و شیرها، تعمیر و نگهداری در سیستم دو لوله ای ساده تر است.

محدودیت اصلی یک سیستم تهویه مطبوع دو لوله ای عدم انعطاف پذیری عملیاتی است. مدار لوله کشی هیدرونیک که از ساختمان عبور می کند بسته به نیاز کلی به دیگ یا چیلر متصل می شود و همه مناطق ساختمان باید در یک حالت کار کنند. گرم کردن برخی از مناطق در حالی که سرد کردن برخی دیگر با این پیکربندی سیستم امکان پذیر نیست.

سیستم های تهویه مطبوع دو لوله ای یک انتخاب عالی برای آب و هوای گرمسیری هستند، جایی که ساختمان ها اغلب یک سال تمام بدون نیاز به گرمایش فضا کار می کنند. دیگ بخار معمولاً در این موارد حذف می شود، مگر اینکه برای آب گرم مورد نیاز باشد، اما در این حالت سیستم ساختمانی کاملاً متفاوت است.

سیستم تهویه مطبوع چهار لوله ای

این پیکربندی سیستم از لوله کشی دو برابر بیشتر از یک سیستم تهویه مطبوع دو لوله ای استفاده می کند و بنابراین گران تر است و نصب آن زمان بیشتری می برد. علاوه بر این، یک سیستم چهار لوله ای به فضای بیشتری برای قرار دادن دو مدار لوله کشی هیدرونیک که از داخل ساختمان می گذرد نیاز دارد. افزایش تعداد وسایل، شیرها و نقاط اتصال نیز منجر به یک سیستم سخت تر از نظر تعمیر و نگهداری می شود.

با این حال، سیستم های تهویه مطبوع چهار لوله ای ویژگی های عملکردی را ارائه می دهند که با سیستم دو لوله ای در دسترس نیستند. به عنوان مثال، فن کویل ها می توانند با استفاده همزمان از کویل های آب سرد و گرم، خنک کننده و رطوبت زدایی همزمان را انجام دهند:

کویل آب سرد در حداکثر ظرفیت برای حذف حداکثر رطوبت از هوا استفاده می شود، حتی اگر هوا کمتر از دمای مورد نیاز خنک شود.

سپس هر گونه سرمایش بیش از حد با کویل گرمایش جبران می شود و هوا را با دما و رطوبت قابل قبولی تحویل می دهد.

یک سیستم دو لوله ای این انعطاف پذیری را نمی دهد، زیرا دما و رطوبت هوا پس از عبور از فن کویل ثابت می شود. افزایش رطوبت زدایی نیاز به خنک کننده بیشتر دارد و دمای بالاتر هوا باعث رطوبت بیشتر می شود.

یکی دیگر از مزایای قابل توجه سیستم چهار لوله این است که مناطق مختلف ساختمان را می توان به طور همزمان سرد یا گرم کرد. تنها موضوع استفاده از مدار هیدرونیک مربوطه در فن کویل هایی است که به آن نواحی خدمت می کنند.

نحوه استفاده سیستم های دو لوله ای و چهار لوله ای از انرژی

معمولا بیشتر سرمایش فضا با برق انجام می شود، در حالی که گرمایش فضا معمولاً متکی به گاز طبیعی یا نفت گرمایشی است. از آنجایی که برق بسیار گران است، یک تن ساعت سرمایش عموماً هزینه بیشتری نسبت به یک تن ساعت گرمایش دارد. به همین دلیل، ارتقای سیستم خنک‌کننده بازده بالاتری را به ازای هزینه خرج شده ارائه می‌کند و شرکت‌های مدیریت دارایی می‌توانند ابتدا روی آنها تمرکز کنند تا بازده سرمایه‌گذاری را به حداکثر برسانند .

البته در قاعده فوق استثنائاتی نیز وجود دارد. اگر یک ساختمان دارای یک چیلر مدرن با راندمان بالا و یک دیگ قدیمی باشد، هزینه هر تن ساعت گرمایش ممکن است بیشتر باشد. ممیزی انرژی بهترین راه برای شناسایی مقرون به صرفه ترین ارتقاء ساختمان است .