חימום, אוורור ומיזוג אוויר

חימום, אוורור ומיזוג אוויר (באנגלית: Heating, Ventilation, and Air Conditioning, בראשי תיבות: HVAC) הוא תחום טכנולוגי העוסק בשימוש במגוון טכנולוגיות לשליטה בטמפרטורה, בלחות ובטוהר האוויר בתוך חלל סגור. מטרתו היא לספק נוחות אקלימית ואיכות אוויר פנימית נאותה. תכנון מערכות HVAC מהווה תת-תחום של הנדסת מכונות, והוא מבוסס על עקרונות התרמודינמיקה, מכניקת הזורמים ומעבר חום. לעיתים מוסיפים לראשי התיבות את המונח "קירור" (Refrigeration), וכך נוצרות הצירופים HVAC&R או HVACR, או שמוותרים על המונח "אוורור" (Ventilation), כפי שניתן לראות בראשי התיבות HACR (כמו בדירוג של מפסקי חשמל מסוג HACR).

מערכות HVAC מהוות מרכיב חיוני במבנים מגורים כגון בתים פרטיים, בנייני דירות, בתי מלון ומתקני דיור מוגן לקשישים; במבנים תעשייתיים ומשרדיים בינוניים עד גדולים כמו גורדי שחקים ובתי חולים; בכלי תחבורה כגון מכוניות, רכבות, מטוסים, ספינות וצוללות; וכן בסביבות ימיות. במבנים אלו, המערכות מווסתות תנאים בטוחים ובריאים ביחס לטמפרטורה ולחות, תוך שימוש באוויר צח מהחוץ.

אוורור (ה-"V" ב-HVAC) הוא תהליך של החלפה או חידוש אוויר בחלל מסוים, במטרה להבטיח איכות אוויר פנימית גבוהה. תהליך זה כולל ויסות טמפרטורה, חידוש חמצן והסרת לחות, ריחות, עשן, חום, אבק, חיידקים מוטסים, פחמן דו-חמצני וגזים אחרים. האוורור מסלק ריחות לא נעימים ולחות עודפת, מביא אוויר חיצוני פנימה ושומר על זרימת אוויר בתוך המבנה. שיטות האוורור במבנים מחולקות לשתי קטגוריות עיקריות: אוורור מכני (מאולץ) ואוורור טבעי.

 סקירה כללית 
שלוש הפונקציות העיקריות של חימום, אוורור ומיזוג אוויר (HVAC) קשורות זו בזו, במיוחד לאור הצורך לספק נוחות תרמית ואיכות אוויר פנימית נאותה תוך שמירה על עלויות התקנה, תפעול ותחזוקה סבירות. מערכות HVAC משמשות הן בסביבות ביתיות והן בסביבות מסחריות. הן מספקות אוורור, שומרות על יחסי לחץ בין חללים שונים, והאמצעים להובלה והסרה של אוויר מהחללים ידועים בשם חלוקת אוויר בחדר.Designer's Guide to Ceiling-Based Air Diffusion, Rock and Zhu, ASHRAE, Inc., New York, 2002

במבנים מודרניים, התכנון, ההתקנה ומערכות הבקרה של פונקציות אלה משולבים במערכת HVAC אחת או יותר. עבור מבנים קטנים מאוד, קבלנים בדרך כלל מעריכים את הקיבולת ואת סוג המערכת הדרושה, ולאחר מכן מתכננים אותה תוך בחירת קירור מתאים ורכיבים נוספים הנחוצים. במבנים גדולים יותר, מתכנני שירותי בניין, מהנדסי מכונות או מהנדסי מערכות בניין, מתכננים ומפרטים את מערכות ה-HVAC. לאחר מכן, קבלנים מכניים מתמחים וספקים מייצרים, מתקינים ומפעילים את המערכות. בדרך כלל נדרשים אישורי בנייה ובדיקות תאימות לקוד עבור התקנות בכל גודל של מבנים.

 רשתות מחוזיות 
אף על פי שמערכות HVAC מיושמות בדרך כלל במבנים בודדים או בחללים סגורים אחרים (כגון פיקוד הגנת האוויר והחלל של צפון אמריקה), הציוד המשמש עשוי להוות לעיתים חלק מרשת גדולה יותר של חימום מחוזי (DH) או קירור מחוזי (DC), או שילוב של רשת DHC. במקרים כאלה, היבטי התפעול והתחזוקה מפושטים, ונדרשת מדידה כדי לחייב עבור האנרגיה הנצרכת, ולעיתים גם עבור אנרגיה המוחזרת למערכת הגדולה יותר. לדוגמה, בזמן נתון, מבנה אחד עשוי להשתמש במים קרים למיזוג אוויר, והמים החמים המוחזרים עשויים לשמש במבנה אחר לחימום, או עבור חלק החימום הכולל של רשת ה-DHC (בדרך כלל עם תוספת אנרגיה להעלאת הטמפרטורה).Werner S. (2006). ECOHEATCOOL (WP4) Possibilities with more district heating in Europe. Euroheat & Power, Brussels. Dalin P., Rubenhag A. (2006). ECOHEATCOOL (WP5) Possibilities with more district cooling in Europe, final report from the project. Final Rep. Brussels: Euroheat & Power. 

בסיס ה-HVAC על רשת גדולה יותר מאפשר יתרון לגודל שלא תמיד אפשרי במבנים בודדים, תוך שימוש במקורות אנרגיה מתחדשת כגון חום שמש,Nielsen, Jan Erik (2014). Solar District Heating Experiences from Denmark. Energy Systems in the Alps - storage and distribution … Energy Platform Workshop 3, Zurich - 13/2 2014Wong B., Thornton J. (2013). Integrating Solar & Heat Pumps. Renewable Heat Workshop.Pauschinger T. (2012). Solar District Heating with Seasonal Thermal Energy Storage in Germany . European Sustainable Energy Week, Brussels. 18–22 June 2012. קור החורף, פוטנציאל הקירור של אגמים או מי ים עבור קירור חופשי, ותפקידו המאפשר של אחסון תרמי עונתי. ניצול מקורות טבעיים ל-HVAC יכול לתרום משמעותית להגנת הסביבה ולקדם מודעות לשיטות חלופיות.

 קישורים חיצוניים 

 הערות שוליים 

קטגוריה:בנייה
קטגוריה:הנדסת מכונות
קטגוריה:טכנולוגיות בנייה
קטגוריה:קירור ומיזוג אוויר
קטגוריה:אוורור
קטגוריה:חימום