يشبه نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في أي مبنى الجهاز التنفسي للإنسان. يتحكم في الحركة والجودة ودرجة حرارة الهواء لتهوية وتسخين وتبريد الكائن الحي. تستهلك الطاقة أجزاء النظام التي تقوم بتسخين وتبريد الهواء وحركة الهواء باستخدام المراوح تتطلب الطاقة. يتم تسخين الهواء أو الماء أو تبريده عن طريق الاتصال المباشر مع الحرارة أو المبردات ودفعها عبر الممرات (القنوات أو الأنابيب) ، والهرب من خلال المنافذ أو المخارج حتى تنتقل عبر الهيكل. يعود الهواء أو الماء إلى مصدره ليتم تسخينه أو تبريده مرة أخرى. تساعد أنماط التهوية جيدة التصميم على الدوران وتدخل الهواء النقي وتتحكم في تراكم ثاني أكسيد الكربون (نتيجة ثانوية للتنفس البشري) وأول أكسيد الكربون (من مصادر الاحتراق) والغازات السامة المتنوعة من مواد البناء والأنشطة المنزلية. أنظمة HVAC مصممة تصميما جيدا ، والمرشحات السلبية ، والعزل والجاذبية تجعل النظام أكثر فعالية وكفاءة. تم تصميم ممارسات وأنظمة صيانة جديدة تستخدم طاقات بديلة لتحسين الكفاءة.
كيف يعمل نظام التكييف؟الفكرة الأساسية
تنفيس الحرارة في نظام الهواء القسري.تدفئة
مدخنة وقناة (يسار) ترتفع من فرن الغاز.قد تكون الحرارة الهواء المباشر أو القسري في الطبيعة. تأخذ الأنظمة المباشرة الحرارة مباشرة إلى منطقة ما ، باستخدام أنظمة hydronic (البخار أو الماء الساخن) أو أنظمة الأرضيات المشعة الكهربائية أو الألواح أو المشعاعات الكهربائية. تقوم أنظمة الهواء القسري بتسخين الهواء في الفرن باستخدام الغاز أو الكهرباء ثم إجباره في جميع أنحاء المبنى باستخدام واحد أو أكثر من المراوح. يعتمد تسخين الهواء القسري على "عودة" الهواء البارد إلى الفرن والعديد من أنظمة الهواء القسري تحتوي على مجموعتين من القنوات والمخارج --- إحداها هواء ساخن دائري وواحدة مع فتحات تهوية على الأرض أو بالقرب منها لإعادة الهواء البارد المغرق. يمكن أيضًا توليد الحرارة بواسطة "مضخة حرارة" (تُسمى أيضًا مبادل) ، وهو مولد أكثر كفاءة يستخدم الضغط والتكثيف لسحب الحرارة من الهواء في الطقس البارد. يمكن أن تستخدم المضخات الحرارية حرارة الهواء أو الأرض (الطاقة الحرارية الأرضية) ولكنها تفقد الكفاءة عندما تكون درجة الحرارة في الخارج أكثر برودة أو دفئًا من الهواء الداخلي ، مما يجعلها مكملاً فعالًا لأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء في بعض المناطق.
تبريد
وحدة تكييف الهواء المركزية هي في الأساس مضخة تسخين أحادية الاتجاه.يستخدم مهندسو البيئة وغيرهم من المتخصصين في التحكم في المناخ "HVAC-R" أو التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والتبريد بدلاً من HVAC الأقدم لأن التبريد أصبح مهمًا جدًا لأنظمة HVAC. تتكون وحدات تكييف الهواء التقليدية من ضاغط ومكثف يدوران المبرد المبرد عبر صندوق يسمى "معالج الهواء" في نظام التهوية بالمبنى ، باستخدام المروحة الموجودة في الفرن لإجبار الهواء المبرد عبر القناة على المخارج الحالية. تعد المضخة الحرارية أساسًا من أجهزة تكييف الهواء ثنائية الاتجاه ، كما أن المضخات الحرارية تصنع مكيفات هواء أكثر فاعلية من أجهزة التسخين. في حالة عدم وجود عمل مجرى هواء (بسبب نظام التسخين المباشر الهيدروني أو الكهربائي) ، يجب تثبيت نظام التهوية أو أنظمة متخصصة تعرف باسم "مجرى الهواء الصغير" أو "مجاري الهواء الصغيرة". تعمل هذه الأنظمة على تشغيل قنوات صغيرة تستخدم مراوح عالية الضغط أو تقوم بتشغيل المبرد نفسه إلى معالج هواء مع مروحة في كل غرفة لتبريده.
