اعمال التهوية الميكانيكية وطـرد الهـواء

تعتبر عملية تغيير هواء المكان و استبداله بهواء نقي من العمليات الهامة و الضرورية وترتبط بنظام تكييف الهواء ، وفي بعض الأحيان لا يشترط وجود تكييف ونكتفي بأستخدم المراوح Fans لتغيير الهواء فقط ، وفي كل الأحوال فذلك يتوقف علي حسب طبيعة الاستخدام للمكان هل المطلوب فقط استبدال هواؤه بهواء نقي مثل أماكن المخازن و الورش والجراجات والمطابخ ، وقد تتطلب عمليات التهوية هواء مفلتر مما يزيد العبء على وسيلة التهوية ويترتب على ذلك وجود الفلاتر واستخدام مراوح أقوي والغرض من عملية التهوية هو تجديد الهواء في المكان وذلك بتحديد نسبة وحجم الهواء الواجب تجديده أو استبداله ، واستخدامه، ومصادره ودرجة حرارته وخواصه ثم تأتي مرحلة تحديد نظام التهوية هل سيتم مركزيا ، أي باعتماد مروحة و شبكة مجاري هواء ، أم بالتهوية المجزأة أي كل مكان يكون سيكون مستقلا عن الآخر ، وقد تكون التهوية جبرية أي باستخدام مراوح أو طبيعية معتمدة على فرق كثافة الهواء و درجة حرارته ، فإذا كانت التهوية جبرية ، فيتم تحديد نوعية المراوح الواجب استخدامها مع مراعاة أن تلائم الغرض والمكان ، وتحديد قدراتها و أماكن تثبيتها مع مراعاة أن تكون في متناول أيدي رجال النظافة و الصيانة فيما بعد وألا تسبب قلقا للمحيطين بالمكان أو شاغليه.

أما إذا كانت التهوية طبيعية ، فيتم التعاون مع المهندس المعماري لرصد اتجاه سريان الهواء وتحديد مساراته بما يوفر أقنية توفر الظروف المناسبة لتحريك الهواء دون تدخل ميكانيكي ، فيتم تصميم المبني بحيث تشكل ممراته مسارا إجباريا للهواء كما لو كانت أنفاقا هوائية.

كذلك على المهندس المعماري أن يحدد مواضع دورات المياه و المطابخ بالنسبة للبيوت السكنية ، وأماكن استخدام الآلات الباعثة للملوثات مثل ماكينات الديزل أو التي تعمل بوقود ينتج عنه غازات ملوثة ، أو آلات التصوير بالنشادر في المكاتب الهندسية ومعدات المعامل .. الخ ، بحيث لا يرتد الهواء المطرود منها الي المكان ، وعلى مهندس التكييف مراعاة ذلك عند تحديد مسارات طرد الهواء وأماكن تثبيت مراوح الشفط من المكان أي مراوح طرد الهواء الي خارج المكان و مراوح سحب الهواء الجديد إلي داخل المبني ليحل محل الهواء المطرود .

#تصنيف_وسائل_التهوية_وطرد_الهواء:

١- التصنيف طبقا لكيفية التثبيت :

جدارية wall mounted

و هي مصنعة كمروحة ذات إطار بحيث يتم تركيبها على فتحة في الحائط أو واجهة زجاجية أو نافذة زجاجية مطلة على شارع أو منور ، وفي حالة أن يكون مكان التثبيت واجهة زجاجية يجب ألا يقل سمك الزجاج عن 6 – 8 ملليمتر .

سقفية roof mounted

أي يتم تركيبها فوق السقف النهائي للمبني ، و هذه النوعية يفضل استخدامها في دور العبادة الفـلل و القـصور و المستشفيات و مطابخ المطاعم و المباني ذات الصفة الترفيهية و الجراجات و السينما و المسارح و قاعات المؤتمرات و الملاعب المغطاة ، و بصفة خاصة المباني المدمجة block buildings حيث لا تتوافر فرصة لوجود مناور أو حوائط تطل على مناور أو شوارع وهذه المراوح تكون ذات غطاء عبارة عن قطاع كروي ( طاقية ) للحماية من المطر أشبه بالجرس.

مع السقف المستعار false ceiling mounted

وهي نوعان :

· في النوع الأول : يكوّن جسم المروحة و فتحة شفط الهواء كتلة واحدة يتم تركيبها كما لو كانت واحدة من بلاطات السقف المستعار أو جزءا منها . وتعتبر قطعة جمالية مكملة لمسطح السقف المستعار ، و يتم تركيب وصلة مرنة عند فتحة الطرد لتقود الهواء الفاسد الي حيث تريد التخلص منه . ويراعي أن تكون قدرة المروحة على سحب و طرد الهواء بالقدر الكافي للتغلب على مقاومة الوصلة المرنة التي سيسببها طول الوصلة ومساحة مقطعها و ملمس الجدار الداخلي للوصلة ، أي ما يسمي بالضغط الإستاتيكي ( المرتد ) المعاكس لقدرة المروحة .

·في النوع الثاني : يكون برواز فتحة السحب أو التغذية جزءا منفصلا عن جسم المروحة ، يربط بينهما وصلة مرنة ، و تجهز فتحة السحب برقبة مناسبة لكمية الهواء التي ستقوم المروحة بسحبها من المكان .وتكون المروحة مخفاة في الفراغ بين السقف الخرساني أو الأصلي و السقف المستعار ، وتتصل المروحة عند فتحة الطرد مع فتحة بالحائط القريب بواسطة وصلة مرنة أخري ، وتكون فتحة الحائط مزينة بإطار ( برواز ) ذات ريش متحركة تفتح مع تشغيل المروحة منعا لدخول الحشرات و الأتربة عند عدم عمل المروحة وقد يستخدم شبك سلك لتغطيت الفتحة في حالة تعلق الريش وعدم انطباقها

وقد تستخدم مروحة أو أكثر يتم توزيعها على مسطح السقف المستعار بطريقة كمالية لا تخل بالأداء .

مراوح خطية faninline

و هي من النوع الدفّاع propeller type ويتم تركيبها ضمن مسار الهواء بحيث تشكل جزءا من مجاري الهواء إلا أنه يعيب هذه المراوح صعوبة التغلب على الضوضاء الناتجة عن تشغيلها ، ويستعاض عنها بمراوح طاردة مركزية و تركب ضمن الخط وهذه تمتاز بالهدوء الذي لا توفره أي مروحة أخري .

#التصنيف_الهندسي_للمراوح_حسب_النوع:

أ – المراوح المحورية AXIAL FANS

ووتنقسم لثلاثة أنواع :

١– مروحة محورية دافعة :

وتكون ذات ريشتين أو أكثر و تستخدم في تحريك كمية كبيرة من الهواء تحت تأثير ضغوط استاتيكية منخفضة لا تزيد عن 0.75 بوصة مائية .

و بخصوص المكونات فإنه يتم تجميع الريش على صرة HUB يتم تثبيتها مع عمود المحرك مباشرة ، أو علي عمود مع طارة نقل حركة بالسيور ، و يحمل العمود على كراسي إنزلاقية ( جلب من سبائك النحاس ذاتية التزييت أو مدعمة بالجرافيت ) أو كراسي رولمان بلي. من مميزات هذه المراوح أنها تعطي كميات كبيرة من الهواء باستخدام محركات ذات قدرات حصانية صغيرة القدرة ، وهذا ما يميزها عن الأنواع الأخرى ، أي تحريك الهواء بأقل تكلفة طاقة. ومن أهم عيوبها صعوبة عمل اتزان لها فضلا عن أي اعوجاج في أحد ريشها يتسبب في الإزعاج و ربما يتجاوز الحيز المخصص لحركة المروحة فيتسبب في تلف الغلاف أو زعانف المكثف .

٢ – المروحة المحورية الأنبوبية

TUBE AXIAL FAN

هي مروحة أكثر قدرة على تحريك الهواء من سابقتها ، وتستخدم للتركيب ضمن مسارات الهواء ( مجاري الهواء ) ، ويعيب هذه المراوح أن حركة الهواء تكون حلزونية ، أو دوامية SPIRAL مما تتسبب في إحداث ضوضاء في المكان يصعب السيطرة عليه أو احتماله و فقد احتكاك كبير ، وهذا يفسر سبب استبعاد هذا النوع من استخداماتنا إلا في المنشآت الصناعية حيث لا يعير أحد للضوضاء أهميـة ، وحيث تكون الضغوط الاستاتيكية كبيرة القيمة ( حتى 3 بوصة مائية ) .

ب : مراوح الطرد المركزي

CENTERFUGAL FANS

تتميز مراوح الطرد المركزي بـالأتي :

١_ شكلها مختلف عن المراوح المحورية فهي ذات قلب اسطواني مثبت على عمود ( محور ) يمر بمركز قاعدة الاسطوانة ، ذات ريش محيطية موازية للمحور الحامل لهذه الاسطوانة ، وتكون الريش عبارة عن شرائح إما مخلقة ضمن سطح الاسطوانة أو مصنعة مسبقا و مثبتة من طرفيها بقاعدتين دائريتين ، أحد الدائرتين عبارة عن قرص يتوسطه جلبة و الدائرة الأخرى عبارة عن حرف ذات مساحة دائرية تكفي لعملية تثبيت الريشة . و يكون الجانبان قد تم عمل اتزان مسبق لهما و تعقب عملية التثبيت عملية اتزان أخري نظرا لأن مسامير تثبيت الريش قد تختلف أوزانها أو بعدها عن محور الدوران . كما يتم تصنيع هذه المراوح من البلاستيك المقاوم للحرارة و الأحماض ، كقطعة واحدة والمراوح البلاستيك منتشرة في مكيفات الشباك وبعض المكيفات الصحراوية .

· تكون ريش هذه المراوح منحنية مائلة للخلف (عكس اتجاه الدوران ) أو إلى الأمام ( في نفس اتجاه دوران المروحة )

· غلاف المروحة المركزية قوقعي الشكل لامركزية المحور .

· يتم سحب الهواء في صرة الاسطوانة وتطرده الحركة الدائرية في مسارات قطرية في اتجاه الريش ثم تقوم الريش بغرف الهواء المطرود من المركز لتطرده بدورها الي المحيط الخارجي للاسطوانة حيث يجد الهواء نفسه مجبرا على الانسياب خارجا من مخرج الهواء المحدد له في الغلاف .

· تفضل المروحة المركزية ذات الريش المائلة للخلف لما تحققه من المميزات التالية :

١- تحقيق سرعة منخفضة عند طرف الريشة على سطح الاسطوانة الخارجي ،

٢- إخراج ( تصريف ) كمية هواء أكبر بسرعة دوران أقل تحت تأثير ضغط استاتيكي محسوب ،

٣- لا يحدث اختناق للمروحة إذا ما أغلقت بوابات الهواء جزئيا أو كليا و بالتالي لا تنتج أية آثار سلبية نتيجة للضغط المعاكس BACK PRESSURE الناشئ عن قفل البوابات و احتباس الهواء وعدم تصريفه .

٤- الضوضاء الصادرة عن هذه المراوح تكون في الحدود المقبولـة خاصة لو تم عمـل اتــــزان BALANCING جيد للمروحة ، وهي الأفضل على الإطلاق بين أنواع المراوح المختلفة ،

٥- تعمل على ضغوط استاتيكية عالية بأقل ضوضاء .

#قياس_أداء_المراوح

FAN PERFORMANCE

توجد معامل متخصصة لقياس أداء المراوح التي تنتجها الشركات المختلفة وهذه المعامل تعطي شهادات دولية للمنتجين باعتماد جودة أداء هذه المراوح طبقا لتعليمات و مواصفات AMCA وهي اختصار لـ

AIR MOVING AND CONDITIONING ASSOCIATION`S TESTCODE .

#أسباب_ضعف_أداء_المراوح:

الأسباب الآتية هي الأسباب الرئيسية لضعف أداء المراوح ، و هي تحدث عادة عند صرة المروحة :

١_حدوث سريان حلزوني للهواء عند مدخل المروحة ، ويحدث ذلك نتيجة لزيادة الكيعان أمام مدخل المروحة ، و يجب أن ينتبه المصمم إلى ذلك أثناء تصميمه مجاري الهواء ، ولذلك نحرص على أن تكون المسافة بين أول كوع و مدخل المروحة كافية لخمد هذه الدوامات.

٢_ عدم انتظام توزيع الهواء في تدافعه داخل الكوع المركب على مدخل المروحة ، و يعالج ذلك بتركيب ريش توجيه داخل هذه الكيعان.

٣_عدم وجود حيز كافي أمام مدخل المروحة ، كأن تكون المسافة بين المدخل و الحائط المواجه له قصيرة جدا ، خاصة لو كانت المروحة ذات مدخلين وعلاج ذلك هو ألا تقل المسافة بين الحائط و مدخل المروحة عن قيمة قطر المروحة ، أما مخرج الهواء فيجب أن يتبع مسارا مستقيما إلى أطول مسافة ممكنة حتى نعطي الفرصة للهواء أن تتحول طاقة الضغط الناتج عن سرعته إلي ضغط استاتيكي يدفع الهواء و بكفاءة حتي آخر نقطة توزيع .

تذكر أنه دائما يفضل تركيب ريش توجيه VANS في الكيعان.

#طرق_أختيار_المراوح:

FAN SELECTION

* المعلومات الواجب توافرها ليتم اختيار المروحة :

١_ حجم الهواء المطلوب تحريكه سواء تغذية أو شفط CFM

٢_ الضغط الاستاتيكي للمروحة

STATIC PRESSURE ( SP )

٣_نوع الخدمة المطلوبة من المروحة مثل :

*طرد غازات انفجارية EXPLOSIVE FUMES

* تهوية عامة ( استبدال هواء ) VENTILLATION

* طرد الحرارة من المكان REMOVAL OF HEAT

* نقل مواد خشنة ABRASIVE MATERIALS أو جسيمات هشة مثل مسحوق الفحم و صلبة مثل الفحم المجروش أو ألياف القطن و ما شابه ذلك .

* طرد غازات كيماوية لها تأثير آكل للمواد CORROSIVE MATERIALS

٣_ مستوي الضوضاء المسموح به ALLOWABLE SOUND LEVEL ( d b )

٤_ طريقة نقل الحركة بين المحرك و المروحة POWER TRANSMISSION ،

وهي بأحد الطرق الآتية :

١-إدارة مباشرة ، إذ يتم تركيب المروحة على عمود المحرك.

٢- إدارة وسيطية : باستخدام السيور أو مجموعات تروس.

#حسابات_التهوية_و_التخلص_من_الهواء_الفاسد:

١- طريقة تغيير الهواء AIR CHANGE METHOD

اولا يجب تعريف معدل تدفق هواء المروحة الكلي

FAN CAPACIT

هو معدل كمية الهواء التي يمكن للمروحة أن تطردها أو تسحبها تحت ضغط استاتيكي معلوم ، وتقدر بالقدم المكعب / دقيقة )

ولحساب هذا المعدل بطريقة تغيير الهواء نتبع الخطوات التالية :

· احسب حجم المكان المراد تهويته بالقدم المكعب

· اختار عدد مرات تغيير الهواء الضرورية التي تؤمن الكمية المناسبة لتهوية المكان من الجداول الاسترشادية طبقا لأشري.

٢- طريقة طرد الحرارة

HEAT REMOVAL METHOD

الحالة أ : عندما يكون الغرض من التهوية هو استبدال هواء ساخن بآخر بارد.

لكي يتم حساب كمية الهواء المراد استبدالها في هذه الحالة يلزم معرفة البيانات التالية :

* درجة الحرارة الخارجية ( للهواء الخارجي ) AMBIENT TEMPRATURE

* درجة الحرارة المرغوبة داخل المكان

* كمية الحرارة التي يكتسبها المكان و المتولدة داخله مقدرة بالوحدات البريطانية الحرارية في الدقيقة.

(وسوف يتم أرفاق المعادلات المستخدمة في المرات القادمة في حالة أستبدال الهواء الساخن بهواء بارد )

تعديل المقال