তাপন, বায়ুসঞ্চালন ও শীতাতপ নিয়ন্ত্রণ

তাপন, বায়ুসঞ্চালন ও শীতাতপ নিয়ন্ত্রণ ( HVAC ) হল একটি আবদ্ধ স্থানে তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং বায়ুর বিশুদ্ধতা নিয়ন্ত্রণ করার জন্য বিভিন্ন প্রযুক্তির ব্যবহার। এর লক্ষ্য হল তাপীয় আরাম এবং গ্রহণযোগ্য গৃহ মধ্যস্থ বাতাসের গুণমান প্রদান করা। এইচ ভি এসি সিস্টেম ডিজাইন হল যন্ত্র প্রকৌশলের একটি উপশাখা যা তাপগতিবিজ্ঞান, তরল বলবিজ্ঞান এবং তাপ সঞ্চালনের নীতির উপর ভিত্তি করে। " হিমায়ন " কখনও কখনও ক্ষেত্রের সংক্ষেপে HVAC&R বা HVACR হিসাবে যোগ করা হয়, বা "বায়ুসঞ্চালন" বাদ দেওয়া হয়, যেমন HACR (HACR-রেটেড সার্কিট ব্রেকারগুলির জন্য)।
HVAC আবাসিক কাঠামোর একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ, যেমন একক পরিবারের বাড়ি, অ্যাপার্টমেন্ট বিল্ডিং, হোটেল এবং সিনিয়র বসবাসের সুবিধা; মাঝারি থেকে বড় শিল্প প্রতিষ্ঠান এবং অফিস ভবন যেমন আকাশচুম্বী ভবন এবং হাসপাতাল; যানবাহন যেমন গাড়ি, ট্রেন, বিমান, জাহাজ এবং সাবমেরিন; এবং সামুদ্রিক পরিবেশে, যেখানে নিরাপদ এবং স্বাস্থ্যকর বিল্ডিং শর্তগুলি তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার ক্ষেত্রে নিয়ন্ত্রিত হয়, বাইরের তাজা বাতাস ব্যবহার করে।
বায়ুচলাচলকরণ বা বায়ুচলাচল (HVAC-তে "V") হল উচ্চ গৃহমধ্যস্থ বায়ুর গুণমান প্রদানের জন্য যেকোনো স্থানের বায়ু বিনিময় বা প্রতিস্থাপনের প্রক্রিয়া যার মধ্যে রয়েছে তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ, অক্সিজেন পুনরায় পূরণ কর, আর্দ্রতা, গন্ধ, ধোঁয়া, তাপ, ধূলিকণা, বায়ুবাহিত অপসারণ। ব্যাকটেরিয়া, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং অন্যান্য গ্যাস দূর করা। বায়ুচলাচল অপ্রীতিকর গন্ধ এবং অত্যধিক আর্দ্রতা দূর করে, বাইরের বায়ু প্রবর্তন করে, অভ্যন্তরীণ ভবনের বায়ু সঞ্চালন করে এবং অভ্যন্তরীণ বাতাসের স্থবিরতা প্রতিরোধ করে। একটি বিল্ডিং বায়ুচলাচল করার পদ্ধতিগুলি "যান্ত্রিক/জোর করে" এবং "প্রাকৃতিক" প্রকারে বিভক্ত। 
গরম, বায়ুচলাচল এবং শীতাতপ নিয়ন্ত্রনের তিনটি প্রধান কার্যপদ্ধতি পরস্পর সম্পর্কযুক্ত, বিশেষ করে যুক্তিসঙ্গত স্থাপন, চালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণের খরচের মধ্যে তাপীয় আরাম এবং গ্রহণযোগ্য অভ্যন্তরীণ বায়ুর গুণমান প্রদানের প্রয়োজনের সাথে। এইচ ভি এসি প্রযুক্তি গার্হস্থ্য এবং বাণিজ্যিক উভয় পরিবেশেই ব্যবহার করা যেতে পারে। এইচভিএসি সিস্টেমগুলি বায়ুচলাচল সরবরাহ করতে পারে এবং স্থানগুলির মধ্যে চাপের সম্পর্ক বজায় রাখতে পারে। শূন্যস্থান থেকে বায়ু সরবরাহ এবং অপসারণের উপায়গুলি রুম এয়ার ডিস্ট্রিবিউশন নামে পরিচিত। 
আধুনিক ভবনগুলিতে, এই ফাংশনের নকশা, স্থাপন এবং নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা এক বা একাধিক HVAC সিস্টেমে একত্রিত করা হয়। খুব ছোট বিল্ডিংয়ের জন্য, ঠিকাদাররা সাধারণত প্রয়োজনীয় সিস্টেমের ক্ষমতা এবং ধরন অনুমান করে এবং তারপরে উপযুক্ত রেফ্রিজারেন্ট এবং প্রয়োজনীয় বিভিন্ন উপাদান নির্বাচন করে সিস্টেমটি ডিজাইন করে। বড় বিল্ডিংয়ের জন্য, বিল্ডিং সার্ভিস ডিজাইনার, মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ার বা বিল্ডিং সার্ভিস ইঞ্জিনিয়াররা HVAC সিস্টেমগুলি বিশ্লেষণ, ডিজাইন এবং নির্দিষ্ট করে। বিশেষ যন্ত্র তৈরিকারী ঠিকাদার এবং সরবরাহকারীরা তারপর সিস্টেমগুলি তৈরি, ইনস্টল এবং কমিশন করে। বিল্ডিং পারমিট এবং ইনস্টলেশনের কোড-সম্মতি পরিদর্শনগুলি সাধারণত সমস্ত আকারের বিল্ডিংয়ের জন্য প্রয়োজন।
যদিও HVAC পৃথক বিল্ডিং বা অন্যান্য আবদ্ধ জায়গাগুলিতে (যেমন NORAD-এর ভূগর্ভস্থ সদর দফতর) কার্যকর করা হয়, তবে জড়িত সরঞ্জামগুলি কিছু ক্ষেত্রে একটি বৃহত্তর ডিস্ট্রিক্ট হিটিং (DH) বা ডিস্ট্রিক্ট কুলিং (DC) নেটওয়ার্ক, বা একটি সম্মিলিত ডিস্ট্রিক্ট হিটিং কুলিং (DHC) নেটওয়ার্কের সম্প্রসারণ। এই ধরনের ক্ষেত্রে, চালনা এবং রক্ষণাবেক্ষণের দিকগুলিকে সরলীকৃত করা হয় এবং যে শক্তি খরচ হয় তার বিলের জন্য মিটার স্থাপন প্রয়োজনীয় হয়ে ওঠে এবং কিছু ক্ষেত্রে শক্তি যা বৃহত্তর সিস্টেমে ফেরত দেওয়া হয়। উদাহরণস্বরূপ, একটি নির্দিষ্ট সময়ে একটি বিল্ডিং শীতাতপ নিয়ন্ত্রণের জন্য ঠাণ্ডা জল ব্যবহার করতে পারে এবং এটি যে উষ্ণ জল ফেরত দেয় তা অন্য ভবনে গরম করার জন্য বা DHC নেটওয়ার্কের সামগ্রিক গরম করার অংশের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে ( তাপমাত্রা বৃদ্ধি করার জন্য শক্তি যোগ করা হয়েছে ). 
একটি বৃহত্তর নেটওয়ার্কে HVAC বেসিং কম খরচ প্রদান করতে সাহায্য করে যা প্রায়শই পৃথক ভবনগুলির জন্য সম্ভব হয় না, নবায়নযোগ্য শক্তির উত্সগুলি যেমন সৌর তাপ, শীতের ঠান্ডা, বিনামূল্যে শীতল করার জন্য হ্রদ বা সমুদ্রের জলের কিছু জায়গায় শীতল করার সম্ভাবনা, এবং মৌসুমী তাপ শক্তি সঞ্চয়ের সক্রিয় কার্যকারিতা। HVAC সিস্টেমের জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে এমন প্রাকৃতিক উত্সগুলি ব্যবহার করে এটি পরিবেশের জন্য একটি বিশাল পার্থক্য তৈরি করতে পারে এবং বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করার জ্ঞানকে প্রসারিত করতে সহায়তা করতে পারে।
HVAC নিকোলে লভভ, মাইকেল ফ্যারাডে, রোলা সি. কার্পেন্টার, উইলিস ক্যারিয়ার, এডউইন রুড, রুবেন ট্রেন, জেমস জুল, উইলিয়াম র‍্যাঙ্কাইন, সাদি কার্নোট এবং আরও অনেকের উদ্ভাবন এবং আবিষ্কারের উপর ভিত্তি করে। 
প্রথম আরামদায়ক এয়ার কন্ডিশনার সিস্টেমের সূচনার আগে ছিল, যেটি 1902 সালে আলফ্রেড উলফ (কুপার, 2003) নিউ ইয়র্ক স্টক এক্সচেঞ্জের জন্য ডিজাইন করেছিলেন, যখন উইলিস ক্যারিয়ার স্যাকেটস-উইলহেমস প্রিন্টিং কোম্পানিকে প্রক্রিয়াটির সাথে সজ্জিত করেছিলেন। একই বছর এসি ইউনিট এর মধ্যে একাধিক উদ্ভাবন হয়েছে। কোয়েন কলেজ 1899 সালে HVAC প্রশিক্ষণ প্রদানকারী প্রথম স্কুল ছিল 
HVAC সিস্টেমের উপাদানগুলির উদ্ভাবন শিল্প বিপ্লবের সাথে হাত মিলিয়েছে এবং বিশ্বব্যাপী কোম্পানি এবং উদ্ভাবকদের দ্বারা আধুনিকীকরণ, উচ্চতর দক্ষতা এবং সিস্টেম নিয়ন্ত্রণের নতুন পদ্ধতি ক্রমাগত চালু করা হচ্ছে।
হিটার হল এমন যন্ত্র যার উদ্দেশ্য হল ভবনের জন্য তাপ (অর্থাৎ উষ্ণতা) উৎপন্ন করা। এটি কেন্দ্রীয় গরমের মাধ্যমে করা যেতে পারে। এই ধরনের একটি সিস্টেমে একটি বয়লার, চুল্লি বা তাপ পাম্প থাকে যাতে একটি কেন্দ্রীয় অবস্থানে জল, বাষ্প বা বায়ু গরম করা যায় যেমন একটি বাড়িতে একটি চুল্লি ঘর, বা একটি বড় ভবনের একটি যান্ত্রিক কক্ষ । তাপ পরিচলন, পরিবাহী বা বিকিরণ দ্বারা স্থানান্তরিত হতে পারে। স্পেস হিটার একক কক্ষ গরম করার জন্য ব্যবহার করা হয় এবং শুধুমাত্র একটি একক নিয়ে গঠিত।
কঠিন জ্বালানী, তরল এবং গ্যাস সহ বিভিন্ন ধরণের জ্বালানির জন্য হিটার বিদ্যমান। অন্য ধরনের তাপের উৎস হল বিদ্যুৎ, সাধারণত উচ্চ প্রতিরোধের তারের দ্বারা গঠিত ফিতা গরম করে ( নিক্রোম দেখুন)। এই নীতিটি বেসবোর্ড হিটার এবং পোর্টেবল হিটারের জন্যও ব্যবহৃত হয়। বৈদ্যুতিক হিটারগুলি প্রায়শই তাপ পাম্প সিস্টেমের জন্য ব্যাকআপ বা সম্পূরক তাপ হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
তাপ পাম্প জাপান এবং মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে 1950 এর দশকে জনপ্রিয়তা অর্জন করে। তাপ পাম্পগুলি বিভিন্ন উত্স থেকে তাপ আহরণ করতে পারে, যেমন পরিবেশগত বায়ু, একটি বিল্ডিং থেকে নির্গত বায়ু বা মাটি থেকে। তাপ পাম্প কাঠামোর বাইরে থেকে ভিতরের বাতাসে তাপ স্থানান্তর করে। প্রাথমিকভাবে, হিট পাম্প HVAC সিস্টেমগুলি শুধুমাত্র মাঝারি জলবায়ুতে ব্যবহার করা হয়েছিল, কিন্তু কম তাপমাত্রার উন্নতির সাথে এবং আরও দক্ষ বাড়ির কারণে লোড হ্রাসের সাথে, তারা শীতল জলবায়ুতে জনপ্রিয়তা বৃদ্ধি পাচ্ছে, তারা একটি অভ্যন্তরকে ঠান্ডা করে বিপরীতেও কাজ করতে পারে।
উত্তপ্ত জল বা বাষ্পের ক্ষেত্রে, কক্ষগুলিতে তাপ পরিবহনের জন্য পাইপিং ব্যবহার করা হয়। বেশিরভাগ আধুনিক গরম জলের বয়লার হিটিং সিস্টেমে একটি সার্কুলেটর থাকে, যা একটি পাম্প, যা বিতরণ ব্যবস্থার মাধ্যমে গরম জল সরানোর জন্য (পুরনো মাধ্যাকর্ষণ-ফেড সিস্টেমের বিপরীতে)। রেডিয়েটার, গরম জলের কয়েল (হাইড্রো-এয়ার), বা অন্যান্য হিট এক্সচেঞ্জার ব্যবহার করে তাপ আশেপাশের বাতাসে স্থানান্তর করা যেতে পারে। রেডিয়েটারগুলি দেয়ালে মাউন্ট করা যেতে পারে বা মেঝেতে তাপ তৈরি করতে মেঝেতে ইনস্টল করা যেতে পারে।
তাপ স্থানান্তর এর মাধ্যম হিসাবে জলের ব্যবহার হাইড্রোনিক্স নামে পরিচিত। উত্তপ্ত জল স্নান এবং ধোয়ার জন্য গরম জল সরবরাহ করার জন্য একটি সহায়ক তাপ এক্সচেঞ্জার সরবরাহ করতে পারে।
উষ্ণ বায়ু ব্যবস্থা উত্তপ্ত বায়ু সরবরাহের ডাক্টের ব্যবস্থার মাধ্যমে বিতরণ করে এবং ধাতব বা ফাইবারগ্লাস ডাক্টের মাধ্যমে বায়ু ফেরত দেয়। অনেক সিস্টেম এয়ার কন্ডিশনার জন্য বাষ্পীভবন কয়েল দ্বারা শীতল বায়ু বিতরণ করতে একই ডাক্টের ব্যবহার করে। বায়ু সরবরাহ সাধারণত ধুলো কণা অপসারণ করার জন্য বায়ু ফিল্টারের মাধ্যমে ফিল্টার করা হয়। 
ঘরের ভিতরে গরম করার পদ্ধতি হিসাবে চুল্লি, স্পেস হিটার এবং বয়লার ব্যবহার করার ফলে অসম্পূর্ণ জ্বলন এবং কার্বন মনোক্সাইড, নাইট্রোজেন অক্সাইড, ফর্মালডিহাইড, উদ্বায়ী জৈব যৌগ এবং অন্যান্য দহন উপজাতের নির্গমন হতে পারে। অপর্যাপ্ত অক্সিজেন থাকলে অসম্পূর্ণ দহন ঘটে; ইনপুটগুলি হল বিভিন্ন দূষিত পদার্থ ধারণকারী জ্বালানী এবং আউটপুটগুলি ক্ষতিকারক উপজাত, সবচেয়ে বিপজ্জনকভাবে কার্বন মনোক্সাইড, যা একটি স্বাদহীন এবং গন্ধহীন গ্যাস যা মারাত্মক স্বাস্থ্যের প্রতিকূল প্রভাব ফেলে।