چیلد بیم (Chilled Beam) راهکاری نوین همراه کاهش صدا

چیلد بیم (Chilled Beam) راهکاری نوین همراه کاهش صدا

• تعریف سیستم چیلد بیم Chilled Beam
• انواع چیلد بیم  Chilled Beam
• ۱ . پرتوی سرمایشی فعال (Active Chilled Beam)
• ۲. پرتوی سرمایشی غیر فعال (Passive Chilled Beam)
• ۳. سیستم یکپارچه با تهویه کامل (Integrated or Multi-Service Chilled Beam)
• اجزای اصلی سیستم چیلد بیم Chilled Beam
• نحوه عملکرد سیستم چیلد بیم  Chilled Beam
• مزایای سیستم چیلد بیم Chilled Beam
• معایب و محدودیت‌ها
• مقایسه Chilled Beam با فن‌کویل
• موارد کاربرد سیستم پرتوی سرمایشی
• مطالعات موردی (Case Studies)
• بررسی شهرهای متفاوت برای نصب چیلد بیم Chilled Beam
•  نتیجه‌گیری:
• بررسی برخی شهرها برای نصب چیلد بیم Chilled Beam
•  نتیجه نهایی بررسی شهرهای ایران

در دنیای مدرن ساخت ‌وساز و طراحی ساختمان، مصرف انرژی و آسایش حرارتی از اهمیت فوق ‌العاده‌ای برخوردار است. در سال‌های اخیر، مهندسین مکانیک و معماران به دنبال یافتن راه‌ حل‌هایی کارآمدتر و پایدارتر نسبت به سیستم‌های سنتی تهویه مطبوع مانند فن ‌کویل‌ها یا سیستم‌های تمام هوا بوده‌اند. یکی از راهکارهای نوینی که در پروژه‌های ساختمانی پیشرفته در اروپا، آمریکای شمالی و استرالیا به ‌کار رفته، سیستم پرتوی سرمایشی (Chilled Beam System) است. این سیستم با تکیه بر اصول ترمودینامیک ساده، آسایش حرارتی را با مصرف انرژی پایین ‌تر و بهره‌ وری بیشتر فراهم می‌کند.

در این مقاله، ابتدا به معرفی سیستم پرتوی سرمایشی و انواع آن می ‌پردازیم، سپس اجزای اصلی، مزایا، معایب و مقایسه آن با سایر سیستم‌های تهویه مطبوع بررسی می ‌شود. در بخش دوم این مقاله به محاسبات برای انتخاب chilled beam  و محاسبات هواساز و چیلر هوایی که متصل به آن خواهد بود ، می پردازیم. در همین راستا انتخاب فن مورد نیاز برای هواساز و چیلر نیز مد نظر قرار می گیرد.

تعریف سیستم چیلد بیم Chilled Beam

سیستم چیلد بیم Chilled Beam نوعی سیستم سرمایشی (و گاه گرمایشی) است که در آن از یک کویل آب سرد (و یا گرم) استفاده می‌شود که در بالای اتاق، معمولاً درون سقف کاذب نصب می‌شود. واژه “beam” در اینجا به یک ساختار خطی که فضای کمی را اشغال می کند ، اشاره دارد که در سقف قرار می گیرد.

عملکرد چیلد بیم (Chilled Beam)  مبتنی بر اصل جابه‌جایی طبیعی یا القایی هوا است. آب سردی که درون کویل‌ها جریان دارد، هوای گرم محیط اطراف را سرد می‌ کند و به این ترتیب هوا بدون نیاز به فن یا با فن کم ‌مصرف در نوع  در فضا گردش می ‌یابد.

انواع  چیلد بیم (Chilled Beam)

سیستم‌های پرتوی سرمایشی به سه دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

۱ . پرتوی سرمایشی فعال (Active Chilled Beam)

در این مدل، علاوه بر آب سرد، هوا نیز از طریق یک کانال جداگانه به پرتوی سرمایشی دمیده می‌شود. این جریان هوا از طریق نازل‌هایی وارد می‌شود و سبب القای هوای بیشتر از محیط می‌گردد.

ویژگی‌ها:

• سرمایش و گرمایش همزمان
• قابلیت کنترل رطوبت
• بازدهی بیشتر نسبت به نوع passive
• مناسب برای ساختمان‌های تجاری بزرگ، مراکز درمانی و فضاهایی با بار حرارتی بالا

۲. پرتوی سرمایشی غیر فعال (Passive Chilled Beam)

در این نوع، هوا به‌ طور طبیعی و بدون کمک از جریان هوای مکانیکی از روی کویل عبور می کند. عملکرد آن تنها برای سرمایش کاربرد دارد و برای ساختمان‌هایی مناسب است که نیاز به کنترل رطوبت کمتری دارند.

ویژگی‌ها:

• بدون فن
• مصرف انرژی بسیار پایین
• صدای بسیار کم
• مناسب برای فضاهای ساکت مانند دفاتر، کتابخانه‌ها و بیمارستان‌ها

۳. سیستم یکپارچه با تهویه کامل (Integrated or Multi-Service Chilled Beam)

این نوع ترکیبی از پرتوی سرمایشی با سایر خدمات مانند روشنایی، اعلام حریق و تجهیزات صوتی است. در سقف نصب شده و ظاهری منظم و یکپارچه به فضا می‌دهد.

اجزای اصلی سیستم چیلد بیم (Chilled Beam)

۱. کویل آب سرد/ گرم: عمدتاً از مس یا آلومینیوم ساخته می‌شود و وظیفه تبادل حرارت را دارد. ۲. لوله‌کشی آب سرد و گرم: برای انتقال آب از چیلر یا بویلر به کویل‌ها ۳. کانال‌های هوای تازه (در نوع active): برای وارد کردن جریان هوای کنترل شده به نازل‌ها 4. نازل‌های القایی (در نوع active): ایجاد جریان هوای ثانویه ۵. سیستم کنترل: برای تنظیم دمای آب، فشار هوا و دبی جریان ۶. سنسورهای دما و رطوبت: جهت اندازه‌گیری و بهینه‌سازی عملکرد سیستم

نحوه عملکرد سیستم چیلد بیم (Chilled Beam) 

مرحله 1:

آب سرد با دمایی بین ۱۴ تا ۱۸ درجه سانتی ‌گراد وارد کویل می‌شود.

مرحله 2:

هوای گرم اطراف، که معمولاً در نزدیکی سقف تجمع می‌یابد، با عبور از روی کویل سرد شده و چگالش انجام نمی‌شود (دمای آب سرد بالاتر از نقطه شبنم تنظیم می‌شود).

مرحله 3:

هوای خنک‌تر، به دلیل افزایش چگالی، به سمت پایین حرکت کرده و جریان طبیعی یا القایی هوا ایجاد می‌شود.

مرحله 4:

در نوع active، هوا با فشار کم از نازل‌ها خارج شده و جریان هوای بیشتری از محیط به سمت کویل کشیده می‌شود، که ظرفیت سرمایش را افزایش می‌دهد.

مزایای سیستم چیلد بیم (Chilled Beam) 

1. مصرف انرژی پایین: به دلیل استفاده از جریان آب به جای هوا برای انتقال حرارت
2. صدای کم: مخصوصاً در نوع passive که کاملاً بدون فن است
3. آسایش حرارتی بالا: توزیع یکنواخت دما در کل فضا
4. کاهش نیاز به کانال‌کشی بزرگ: چون آب نسبت به هوا انرژی بیشتری حمل می‌کند
5. طراحی معماری تمیز و زیبا: به‌ویژه در نوع integrated
6. هزینه نگهداری پایین: بدون قطعات متحرک در نوع passive
7. دوام بالا: سیستم‌های بدون فن کمتر خراب می‌شوند

معایب و محدودیت‌ها

1. کنترل رطوبت محدود: چون نباید دمای کویل به نقطه شبنم برسد، در مناطق مرطوب نیاز به سیستم رطوبت‌گیر مستقل وجود دارد.
2. هزینه اولیه بالا: مخصوصاً در پروژه‌هایی که نیاز به بازطراحی سقف دارند
3. نیاز به طراحی دقیق: برای جلوگیری از چگالش، تنظیم دقیق دمای آب و جریان هوا الزامی است
4. عدم انعطاف‌پذیری زیاد در بازچیدمان فضاها: نصب در سقف باعث می‌شود تغییر چیدمان فضا هزینه‌بر باشد

مقایسه Chilled Beam با فن‌کویل

موارد کاربرد سیستم پرتوی سرمایشی

1. ساختمان‌های اداری لوکس
2. مراکز آموزشی و دانشگاه‌ها
3. بیمارستان‌ها و مراکز درمانی
4. هتل‌ها و اقامتگاه‌های مدرن
5. مراکز داده با نیاز به سرمایش خاص

مطالعات موردی (Case Studies)

بیمارستان جدید در لندن – استفاده از سیستم Active Chilled Beam

در پروژه بازسازی بیمارستانی در لندن، به دلیل نیاز به کنترل دقیق دما و کاهش صدای تجهیزات، از پرتوی سرمایشی فعال استفاده شد. مصرف انرژی نسبت به سیستم‌های قبلی حدود ۳۰٪ کاهش یافت.

دانشگاه KTH سوئد

در این دانشگاه، به دلیل استانداردهای بالای محیط زیست، از پرتوی سرمایشی غیرفعال در کلاس‌ها و دفاتر استفاده شده که باعث افزایش رضایت کاربران و کاهش مصرف سالانه انرژی شده است.

بررسی شهرهای متفاوت برای نصب چیلد بیم (Chilled Beam) 

چیلد بیم (Chilled Beam) بیشتر برای مناطق با آب و هوای معتدل تا معتدل مرطوب مناسب است، و در شرایط خاصی از گرم و خشک هم قابل استفاده است، ولی باید ملاحظاتی رعایت شود. در ادامه شرایط مختلف آب و هوایی و مناسب بودن چیلد بیم را بررسی می‌کنیم:

✅ 1. معتدل و مرطوب (Mild-Humid Climates)

 بهترین شرایط برای چیلد بیم

• به‌خاطر دمای معتدل، بار سرمایشی شدید نیست.
• رطوبت هوا در سطحی است که می‌توان از سیستم‌های کنترل رطوبت مرکزی (مانند DOAS: Dedicated Outdoor Air System) استفاده کرد.
• احتمال میعان (Condensation) کم است اگر سیستم کنترل شود.

🔷 مثال:  رشت ، رامسر ، آمل

2. گرم و خشک (Hot-Dry Climates)

 قابل استفاده با احتیاط

• مزیت: هوای خشک ریسک میعان را کمتر می‌کند.
• چالش: بار سرمایشی بالا است، در نتیجه چیلد بیم به تنهایی کافی نیست.
• نیاز به سیستم کمکی (مثل فن‌کویل یا هواساز مستقل برای هوای تازه) وجود دارد.

🔷 مثال: تهران، برخی مناطق خاورمیانه، غرب آمریکا

3. گرم و مرطوب (Hot-Humid Climates)

 مناسب نیست مگر با کنترل رطوبت بسیار دقیق

• ریسک بالای میعان روی سطح چیلد بیم.
• نیاز به دقیق‌ترین سیستم‌های کنترل رطوبت.
• بهره‌وری سیستم پایین می‌آید چون باید دمای آب بالاتر باشد.

🔷 مثال: جنوب شرق آسیا، مناطق ساحلی خلیج فارس

 نتیجه‌گیری:

بررسی برخی شهرها برای نصب چیلد بیم Chilled Beam

 نتیجه نهایی بررسی شهرهای ایران

در ایران چیلد بیم بیشتر برای شهرهای معتدل و مرطوب مثل رشت یا مناطقی با کنترل شده‌تر آب و هوا مناسب هست؛ در شهرهای خیلی گرم یا خیلی مرطوب مثل اهواز بهتره سراغ فن‌کویل یا VRF رفت.

مقایسه چیلد بیم در تهران و رشت

 نتیجه:

• در تهران، استفاده از چیلد بیم ممکن هست، ولی باید:
  • دمای آب خیلی پایین نباشد (مثلاً ۱۴–۱۶ درجه به جای ۶–۸ درجه)
  • از یک سیستم هوای تازه کنترل‌شده (DOAS) استفاده شود
  • طراحی به دقت انجام شود که در تابستان میعان روی لوله‌ها اتفاق نیفتد
  • فن‌کویل یا سقف سرد فعال شاید گزینه‌های ساده‌تر و قابل‌کنترل‌تری باشند
• در رشت، علی‌رغم رطوبت بالا، اگر DOAS رطوبت رو کنترل کند، چیلد بیم به خاطر دمای هوای خنک‌تر و بار سرمایشی کمتر خیلی خوب جواب می‌دهد.

در مجموع می توان اینطور شرح داد که سیستم Chilled Beam به عنوان یک فناوری نوین در تهویه مطبوع، قابلیت‌های قابل توجهی برای ارتقای آسایش حرارتی، کاهش مصرف انرژی و زیبایی معماری فراهم می‌کند. هرچند برای اجرای موفق نیاز به طراحی دقیق و ارزیابی محیطی دارد، اما در پروژه‌هایی که کیفیت بالا و پایداری انرژی مد نظر است، انتخابی هوشمندانه ای محسوب می‌شود.

کسب اطلاعات بیشتر

با توجه به اینکه هلدینگ تهویه توس به صورت دوره ای انواع فن صنعتی مورد نیاز در بازار ایران را بر حسب نیاز صنایع موجود می‌کند، جهت اطلاع از موجود بودن انواع فن صنعتی شرکت ebm و همچنین قیمت محصولات لطفا با شماره زیر (بخش مهندسی فروش) تماس برقرار نمایید: