در بسیاری از ساختمان ها یا فضاهای صنعتی، مشکل اصلی در سیستم تهویه مطبوع این است که هوا به خوبی جابجا نمی شود. آن چه این وضعیت را بدتر می کند، نا آگاهی از واحدی به نام CFM است. این شاخص تعیین می کند چه میزان هوا در هر دقیقه باید جابجا شود. نبود توجه به CFM باعث تهویه ضعیف، مصرف انرژی بالا و کاهش کیفیت هوای داخل ساختمان می شود. آشنایی با CFM (Cubic Feet per Minute) و استفاده از آن در طراحی و انتخاب فن، هواساز و کمپرسور باد کلید دستیابی به تعادل دمایی و هوای سالم در هر محیط است.
واحد CFM چیست؟
واحد CFM مخفف Cubic Feet per Minute است و نشان می دهد چه مقدار هوا در یک دقیقه بر حسب فوت مکعب جابجا می شود. مثلاً فن با ظرفیت ۵۰۰ CFM می تواند ۵۰۰ فوت مکعب هوا را در دقیقه منتقل کند. اگر فضایی به تهویه ۲۰۰۰ فوت مکعب در دقیقه نیاز داشته باشد، باید مجموع فن ها همین مقدار را تأمین کنند. اهمیت CFM محدود به خانه ها نیست؛ بلکه در کارخانه ها، سردخانه ها، آزمایشگاه ها و کمپرسورهای صنعتی نیز نقش کلیدی در تعیین بازده و کارایی دارد.
فرمول محاسبه CFM
برای محاسبه CFM چند روش وجود دارد و انتخاب فرمول بستگی به اطلاعاتی دارد که در اختیار داریم.
۱_ محاسبه بر اساس سرعت هوا و سطح مقطع کانال
اگر سرعت جریان هوا (V) بر حسب فوت بر دقیقه و سطح مقطع کانال (A) بر حسب فوت مربع معلوم باشد، می توان با فرمول زیر مقدار CFM را محاسبه کرد:
CFM = V × A
به عنوان مثال، اگر سرعت جریان هوا در یک کانال برابر با 600 فوت بر دقیقه باشد و سطح مقطع کانال 2 فوت مربع باشد، مقدار CFM برابر خواهد بود با:
1200 = CFM * 2 = 600 CFM
این یعنی در هر دقیقه، 1200 فوت مکعب هوا از این کانال عبور می کند.
2_ محاسبه بر اساس حجم اتاق و نرخ تعویض هوا
در بسیاری از مواقع، برای طراحی تهویه مطبوع یک فضا از مفهوم ACH (Air Changes per Hour) یا نرخ تعویض هوا در ساعت استفاده می شود. این شاخص نشان می دهد که در هر ساعت چه تعداد بار کل حجم هوای اتاق باید تعویض گردد. فرمول محاسبه به این صورت است:
CFM = (حجم اتاق (ft³) * ACH) ÷ 60
فرض کنید حجم یک اتاق 2000 فوت مکعب است و برای آن نرخ تعویض هوا 6 بار در ساعت در نظر گرفته شده است. در این حالت:
CFM = (2000 * 6) / 60 = 200 CFM
به این معنا که برای تأمین تهویه مناسب این اتاق باید جریانی معادل 200 فوت مکعب بر دقیقه در نظر گرفته شود.
۳_ محاسبه بر اساس تبدیل واحدها
گاهی نیاز است CFM را به واحدهای متریک مانند متر مکعب بر ساعت یا متر مکعب بر دقیقه تبدیل کنیم. تبدیل ها به صورت زیر است:
CFM ≈ 0.0283 متر مکعب بر دقیقه
CFM ≈ 1.699 متر مکعب بر ساعت
CFM ≈ 0.0004719 متر مکعب بر ثانیه
به عنوان مثال، اگر یک فن ظرفیت 500 CFM داشته باشد، می توان گفت در هر ساعت حدود 849.5 متر مکعب هوا را جابجا می کند. این تبدیل ها برای مقایسه تجهیزات وارداتی بسیار مهم هستند، زیرا برخی سازندگان از واحد متریک و برخی دیگر از واحد انگلیسی استفاده می‌کنند
استفاده از CFM در کمپرسور باد
CFM در حوزه کمپرسورهای باد نیز یکی از شاخص های اصلی قرار دارد. کمپرسور باد وسیله ای است که هوای محیط را فشرده کرده و در مخزن ذخیره می کند. میزان هوایی که یک کمپرسور قادر است تولید و تحویل دهد، معمولاً با CFM بیان می شود. اما CFM کمپرسور باید همیشه همراه با فشار کاری (PSI یا bar) ذکر شود. زیرا توانایی واقعی کمپرسور در تأمین هوا تنها زمانی قابل مقایسه است که هم فشار و هم جریان هوا مشخص باشند. برای مثال، ممکن است یک کمپرسور در فشار 90 PSI بتواند 5 CFM تحویل دهد، اما در فشار 120 PSI این مقدار کاهش یابد.
در صنعت هوای فشرده اصطلاحات دیگری هم به کار می رود:
SCFM (Standard CFM): جریان حجمی استاندارد در شرایط مرجع (دمای 20 درجه سانتی‌گراد، فشار یک اتمسفر و رطوبت 0 درصد).
ACFM (Actual CFM): جریان واقعی تحت شرایط کاری واقعی (دمای محیط، فشار و رطوبت).
ICFM (Inlet CFM): جریان ورودی هوا به کمپرسور قبل از فشرده سازی.
این تفاوت ها نشان می دهند که مقدار CFM اعلام شده برای کمپرسورها باید دقیقاً بررسی شود تا انتخاب درستی صورت گیرد. در غیر این صورت ممکن است کمپرسور خریداری شده توانایی کافی برای ابزار یا سیستم موردنظر را نداشته باشد.
مثال: محاسبه CFM یک اتاق
برای روشن تر شدن موضوع، یک مثال ساده در نظر بگیریم.
فرض کنید اتاقی با ابعاد 4 متر طول، 5 متر عرض و 2.8 متر ارتفاع داریم. ابتدا حجم اتاق را محاسبه می‌کنیم:
حجم = 4 × 5 × 2.8 = 56 متر مکعب
برای تبدیل به فوت مکعب:
1 متر مکعب ≈ 35.31 فوت مکعب
پس 56 × 35.31 = 1977.36 فوت مکعب
اگر بخواهیم این اتاق 6 بار در هر ساعت تهویه شود (ACH =6):
CFM = (1977.36 × 6) ÷ 60 = 197.7 CFM
یعنی برای این اتاق نیاز به جریانی حدود 198 فوت مکعب بر دقیقه داریم. اگر بخواهیم این عدد را به متر مکعب بر ساعت تبدیل کنیم:
198 × 1.699 ≈ 336 متر مکعب بر ساعت
این محاسبه کمک می کند تا بدانیم فن یا هواسازی که انتخاب می کنیم باید حداقل این ظرفیت را داشته باشد.
جمع بندی
CFM یکی از مهم ترین واحدها در طراحی و انتخاب تجهیزات تهویه مطبوع، کمپرسور باد و حتی سیستم های صنعتی است. بدون محاسبه دقیق این شاخص، سیستم نمی تواند عملکرد مطلوبی داشته باشد. اگر جریان هوا کمتر از نیاز فضا باشد، تهویه ناقص شده و مشکلاتی مثل تجمع آلودگی، رطوبت یا گرما رخ می دهد. بنابراین برای هر پروژه، چه یک اتاق کوچک مسکونی باشد و چه یک سالن صنعتی بزرگ، تعیین مقدار صحیح CFM حیاتی است.
سوالات متداول
1- آیا CFM فقط برای هواست یا برای گازهای دیگر هم کاربرد دارد؟
واحد CFM در اصل به جریان حجمی هر سیالی اطلاق می شود، اما بیشترین کاربرد آن برای هوا است. در صنعت تهویه مطبوع، CFM تقریباً همیشه به معنای جریان هوای جابجا شده توسط فن یا هواساز است. با این حال، در صنایع دیگر مانند پتروشیمی، گاز طبیعی و حتی تجهیزات پزشکی، می توان از این واحد برای بیان جریان حجمی گازهای دیگر نیز استفاده کرد.
2- CFM و PSI چه تفاوتی دارند؟
CFM و PSI دو شاخص کاملاً متفاوت هستند که گاهی در کمپرسورها و تجهیزات بادی به‌طور هم زمان دیده می شوند. به بیان ساده، PSI قدرت فشرده سازی را نشان می دهد و CFM میزان جریان یا حجم هوا را مشخص می کند.
من متخصص و پژوهشگر در زمینه هوای فشرده و انواع کمپرسور باد هستم و سعی می کنم تا جدیدترین و کارامدترین اطلاعات را در خصوص صنعت هوای فشرده با شما به اشتراک بگذارم.
اولین کسی باشید که دیدگاه میگذارد!