વાતાનુકૂલન (air-conditioning) : હવાનાં તાપમાન, ભેજ, ગતિ અને સ્વચ્છતાનું એકસાથે નિયંત્રણ કરવાની પ્રક્રિયા.
સંપૂર્ણ વાતાનુકૂલન ઉનાળો, શિયાળો અને વર્ષાઋતુ દરમિયાન ઉપરના ચારેય ઘટકોનું નિયંત્રણ કરે છે. ઉનાળામાં વાતાનુકૂલક (વાતાનુકૂલ યંત્ર) તાપમાનનો ઘટાડો કરે છે અને વધારાનો ભેજ હવામાંથી દૂર કરે છે, જ્યારે શિયાળા દરમિયાન તાપમાનનો વધારો કરવાની અને હવામાંના ભેજને વધારવાની જરૂર પડે છે. ભારતમાં વપરાતાં વાતાનુકૂલકો પૂર્ણ વાતાનુકૂલનની પ્રક્રિયા કરતાં નથી; કેમ કે, ભારતની જરૂરિયાત ઉનાળા દરમિયાન જ તાપમાનમાં ભેજનો ઘટાડો કરવાની રહે છે. હવાની ગતિનું નિયંત્રણ વાતાનુકૂલકમાં મૂકેલા પંખા વડે થાય છે; જ્યારે હવાની સ્વચ્છતાની માત્રા તેમાં મૂકેલા ફિલ્ટરો વડે થાય છે. આ હવાના તાપમાનમાં ઘટાડો કરવા માટે પ્રશીતકોનો ઉપયોગ જરૂરી બને છે. આવો ઉપયોગ બે રીતે થઈ શકે છે : (1) સીધી રીતે અને (2) આડકતરી રીતે.
સીધી રીતના ઉપયોગમાં, બાષ્પકની નળીઓ ઉપરથી હવા પસાર કરવામાં આવે છે અને બાષ્પકમાં પ્રશીતક પસાર થાય છે. આ બાષ્પકની નળીનું તાપમાન તેની ઉપર દાખલ થતી હવાના ઝાકળબિંદુ કરતાં નીચું રાખવામાં આવે છે. આથી આ બાષ્પક નળીઓની મદદથી હવાનું તાપમાન ઘટવા ઉપરાંત તેમાં રહેલો વધારાનો ભેજ પણ દૂર થાય છે.
આડકતરી રીતના ઉપયોગમાં એક બાષ્પકમાં પાણી કે લવણજળને ઠારવામાં આવે છે. આવું ઠરેલું પાણી, બીજા એક બાષ્પકમાં લઈ જવામાં આવે છે. આ બાષ્પક ઉપરથી, જે હવાને ઠંડી કરી તેનો ભેજ દૂર કરવાનો છે તેને પસાર કરવામાં આવે છે અને સીધી રીતમાં જે રીતે બને છે તેમ તાપમાનના ઘટાડા સાથે ભેજ પણ દૂર થાય છે. આ ઠંડા પાણી કે લવણજળનું તાપમાન દાખલ થતી હવાના ઝાકળબિંદુ કરતાં ઓછું રાખવામાં આવે છે. નાની શક્તિના પ્લાન્ટ(100 ટનથી ઓછી ક્ષમતાવાળા)માં સીધી રીતનો સામાન્યત: વપરાશ થાય છે.
આ વાતાનુકૂલિત હવા, જે જગ્યા વાતાનુકૂલિત કરવાની હોય ત્યાં વાહિનીની મદદથી મોકલવામાં આવે છે. હવાનું ઓરડામાં વિતરણ કરવા વિમુક્તકો (distributors) વાપરવામાં આવે છે. જુદા જુદા પ્રકારના વિમુક્તકો ઉપલબ્ધ છે. તે પૈકી મોટાભાગના વિમુક્તકો છતમાં અથવા ઊંચે દીવાલ ઉપર ગોઠવવામાં આવે છે. જમવાનાં સ્થળો, હોટેલો વગેરેમાં છતમાં વિમુક્તકો મૂકવાં હિતાવહ છે. નીચા ઓરડાઓ માટે, કાણાંવાળી છત વિમુક્તક તરીકે વપરાય છે. આથી અવાજની માત્રા ઘટે છે.
વિમુક્તકોની રચના વિતરણની જરૂરિયાત પ્રમાણે કરવામાં આવે છે. ખાલી ચતુષ્કોણ સળિયા કે પત્તીની જાળીવાળા વિમુક્તકને જાલક (grille) કહેવાય છે. જાલકની અંદર જો અવમંદક (damper) અથવા નિયંત્રણ વાલ્વ મૂકેલા હોય તો તેને નોંધક (register) કહેવાય છે. જ્યારે વિમુક્તકમાં હવા જુદી જુદી દિશામાં પ્રસરે ત્યારે તે વિસારક (diffuser) તરીકે ઓળખાય છે.
હવાનું વિતરણ એ ઘણી જ ચોકસાઈવાળા આયોજનથી જ શક્ય બને છે. જો ઓરડામાં હવાના વિતરણમાં ખામી હોય તો, વાતાનુકૂલિત હવા પણ ઓરડામાં જરૂરી તાપમાનનું નિયંત્રણ કરવામાં નિષ્ફળ રહે.
વાપસી આંતરગ્રહકો (return intakes) માટેની સ્થળની પસંદગી અગત્યની છે. તે એવી રીતે મૂકવા ન જોઈએ કે ઠંડી હવા જે ઓરડામાં પ્રવેશે તે સીધી જ ઓેરડામાં ભળ્યા વગર વાપસી આંતરગ્રહકો વડે પાછી જતી રહે. આ સંજોગોમાં ઓરડામાં નિર્ધારિત તાપમાન જાળવી શકાતું નથી.
હવાને ઓરડામાં યોગ્ય ગતિથી મોકલવી જરૂરી બને છે. આ જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરવા જુદા જુદા પ્રકારના પંખાઓ વાપરવામાં આવે છે. આમાં મુખ્યત્વે કેન્દ્રત્યાગી પંખાઓ ઉપયોગમાં લેવાય છે. આ પંખા ઓછી અથવા વધુ વાહમાત્રા માટે અથવા મોટા ગાળાનાં દબાણો માટે વાપરવામાં આવે છે. ઊંચા દબાણ અને ઓછા વાહ માટે તે વધુ અનુકૂળ છે. આ પ્રકારના પંખામાં ધરીની દિશામાં તેના મધ્યબિંદુએ હવા શોષવામાં આવે છે અને અરીય દિશામાં, પરિઘ ઉપર હવા છોડવામાં આવે છે. પંખાની પત્તીઓ ચક્ર ઉપર ગોઠવેલી હોય છે. પંખામાંથી વિમુક્તિ પછી, હવા વિસ્તરણ પામતાં માર્ગની ખોળમાં એકઠી કરાય છે અને તેની ગતિક ઊર્જાનું દબાણ ઊર્જામાં રૂપાંતર કરી તેને વાહિનીમાં મોકલવામાં આવે છે.
વાતાનુકૂલન માટેની પ્રણાલીઓ : આ પ્રણાલીઓ, ઓરડાની અંદર નિર્ધારિત તાપમાન જાળવી રાખવા માટે વપરાય છે. જુદી જુદી જરૂરિયાત મુજબ, જુદા જુદા પ્રકારની પ્રણાલીઓની પસંદગી કરી શકાય છે. વાતાનુકૂલની પ્રણાલીઓને મૂળભૂત રીતની બે પ્રણાલીઓમાં વિભાજી શકાય છે :
(1) પ્રાથમિક અથવા મુખ્ય પ્રણાલી (Primary system)
(2) ગૌણ પ્રણાલી (Secondary system)
પ્રણાલીઓનું વર્ગીકરણ :
આ વર્ગીકરણ કોઠામાં દર્શાવ્યું છે :
જુદી જુદી મુખ્ય પ્રણાલીઓના ઉપયોગો નીચે પ્રમાણે છે : (અહીં ભારત દેશમાં વપરાતી પ્રણાલીઓ જ ચર્ચી છે.)
1. કેન્દ્રીય પ્રણાલી : મોટી પ્રણાલી હોઈ, જ્યાં ખૂબ જ વિશાળ જગ્યાનું અને એક જ મકાનમાં આવેલી જુદી જુદી જગ્યાઓનું વાતાનુકૂલન કરવા માટે આ પ્રણાલીનો ઉપયોગ થાય છે. થિયેટરો, અનેક-વિભાગીય સ્ટોર (Departmental Store), દવાઓ બનાવતાં કારખાનાંઓ, મોટી ઑફિસો, સૂક્ષ્મ બનાવટના ઔદ્યોગિક એકમો વગેરેમાં બહોળા પ્રમાણમાં વપરાય છે. ઠંડી કરાયેલી હવા વાહિનીઓની મદદથી જરૂરી જગ્યાઓએ લઈ જવાય છે.
2. બારીમાં ગોઠવાતું વાતાનુકૂલક : ઘરમાં, નાની ઑફિસોમાં કે જ્યાં નાની જગ્યા ઠંડી કરવાની છે ત્યાં વપરાય છે. હવા સીધી જ દાખલ કરાય છે.
3. સંવેષ્ટન એકમ : જ્યાં કેન્દ્રીય પ્રણાલી મૂકવી શક્ય ન હોય અથવા વાતાનુકૂલન કરવા માટેની જગ્યા નાની હોય ત્યાં વપરાય છે. નાના મિટિંગ માટેના ઓરડાઓ વગેરે. આ સંવેષ્ટન એકમ ઓરડામાં અથવા તે શક્ય ન હોય તો ઓરડાની બાજુમાં મૂકવામાં આવે છે. ઓરડામાં મૂકેલા એકમો ઠંડી હવાનું સીધું વિતરણ કરે છે, જ્યારે ઓરડાની બહાર મૂકેલા એકમોમાંથી વાહિનીની મદદથી હવા ઓરડામાં મોકલાય છે.
4. દૂરવર્તી એકમો : આ એકમો સંબંધિત જગ્યાથી ઘણા જ દૂર મૂકવામાં આવે છે અને વાતાનુકૂલિત હવા-વાહિનીની મદદથી ત્યાં મોકલવામાં આવે છે.
5. વિભાજિત વાતાનુકૂલક : ઘણી વાર ઓરડાની રચનાને લઈને અથવા બારીમાં જો વાતાનુકૂલક મૂકવું શક્ય ન હોય તો આ પ્રકારની પ્રણાલી વપરાય છે. આમાં, દાબક અને ઠારક જુદા અને બાષ્પક અને પંખો જુદા – એમ વિભાજિત કરાય છે. બાષ્પક અને પંખો ઓરડામાં મૂકવામાં આવે છે, જ્યારે દાબક અને ઠારક ઓરડાની બહાર મૂકવામાં આવે છે. આવા વાતાનુકૂલક જ્યારે વાપરવામાં આવે ત્યારે બારીમાં અથવા દીવાલમાં જગ્યા કરવાની જરૂર ઊભી થતી નથી. ફક્ત દીવાલમાં નળીઓ માટે બે કાણાં પાડવાની જરૂરિયાત જ ઊભી થાય છે. આ જાતનાં વાતાનુકૂલકમાં સંવાતન માટે જરૂરી બહારની હવા, બારીમાં મૂકેલા વાતાનુકૂલકની જેમ આવી શકતી નથી.
આ બધી જ પ્રણાલીઓમાં, અચળ હવાનો પ્રવાહ ઓરડામાં મોકલી, મોકલાતી હવાના તાપમાનમાં વધ-ઘટ કરી ઓરડાના અંદરના તાપમાનનું નિયંત્રણ કરવામાં આવે છે, તેથી આ પરિવર્તી તાપમાન (variable temperature) અને અચળ આયતન (constant volume) પ્રણાલી છે.
અમેરિકામાં પ્રચલિત પ્રણાલી પરિવર્તી આયતન અને અચળ તાપમાન પ્રણાલી છે. તેમાં ઓરડાની અંદરનું તાપમાન જરૂરિયાત મુજબની આયતનની હવા ઓરડામાં મોકલી જાળવવામાં આવે છે, જ્યારે ગૂંચળાંનું તાપમાન અચળ રહે છે. આ રીતથી ઊર્જાની વપરાશમાં 50 %ની આસપાસ ઘટાડો થાય છે.
અન્ય વર્ગીકરણ મુજબની પ્રણાલીઓનું ટૂંકમાં વર્ણન નીચે મુજબ છે :
1. સર્વ–હવા પ્રણાલી : આ પ્રણાલીમાં પ્રશીતન પ્લાન્ટ, પ્રણાલીની પાસે પણ વાતાનુકૂલિત જગ્યાએથી દૂર હોય છે. આ પ્લાન્ટને એક મુખ્ય (central) જગ્યાએ મૂકવામાં આવે છે અને બાષ્પકમાં પ્રશીતકની મદદથી હવાને વાતાનુકૂલિત કરવામાં આવે છે. આ વાતાનુકૂલિત હવા, વાહિનીની મદદથી સંબંધિત જગ્યામાં મોકલવામાં આવે છે. જૂના બધા જ પ્લાન્ટમાં આ પદ્ધતિ વ્યાપકપણે વપરાતી હતી. હવે આ પ્રણાલીની જગ્યાએ સર્વ-પાણી પદ્ધતિનો ઉપયોગ વ્યાપક પ્રમાણમાં થવા લાગ્યો છે.
2. સર્વ–પાણી પ્રણાલી : આ પ્રણાલીમાં, પ્રશીતકની જગ્યાએ ઠંડું પાણી અથવા લવણ-પાણી (Brine) વાપરવામાં આવે છે. આ પાણી અથવા લવણ-પાણી જુદા બાષ્પકમાં ઠંડું કરી, દૂરની જગ્યાએથી મુખ્ય પ્લાન્ટના બાષ્પકમાં મોકલાય છે. આ વાતાનુકૂલિત હવા વાહિનીની મદદથી હવા ચાલક એકમ(air handling unit)માં મોકલવામાં આવે છે. અથવા જો પંખા-ગૂંચળા (fan-coil) એકમ વાપરવામાં આવે તો ઓરડામાં હવા સીધી જ મોકલાય છે.
3. હવા–પાણી પ્રણાલી : આ પ્રણાલીમાં પ્રશીતન પ્લાન્ટ, વાતાનુકૂલિત જગ્યાએથી દૂર હોય છે. આ પ્લાન્ટમાં, ઓરડાની હવાને ઠંડી અથવા ગરમ કરવા માટે થોડી વાતાનુકૂલિત હવા મુખ્ય પ્લાન્ટમાંથી લેવાય છે, જ્યારે મોટાભાગની હવા ઓરડામાંથી જ લેવામાં આવે છે. ઓરડાની હવાને ઠંડી કરવા માટે પ્રેરણ એકમ(Induction unit)ના ગૂંચળામાં ઠંડું પાણી પ્રશીતન પ્લાન્ટમાંથી લાવી મોકલાય છે. આમ ઠંડું પાણી અને પ્લાન્ટમાંથી આવતી ઠંડી હવા બંને ઓરડાના તાપમાનના ભાર(heat load)ને દૂર કરવા લેવાતી હોઈ તેને હવા-પાણી પ્રણાલી કહેવાય છે. આ બંને હવા (ઓરડાની તેમજ પ્લાન્ટમાંથી આવતી) ઓરડામાંનું તાપમાન નિયંત્રિત કરે છે.
ઉષ્માપંપ પ્રણાલી : જે જગ્યા માટે ઉનાળામાં નીચું તાપમાન અને શિયાળામાં ઊંચું તાપમાન જરૂરી હોય તેવી જગ્યાઓ માટે, ઉષ્માપંપ પ્રણાલીનો ઉપયોગ થાય છે. આ જાતની પ્રણાલીમાં એક ચાર-પથ (four-way) વાલ્વ વપરાય છે, તે જરૂરિયાત મુજબ પ્રશીતકનો સુયોગ્ય પથ નક્કી કરે છે અને આ પથ મુજબ બાષ્પક ઠારક તરીકે અને ઠારક બાષ્પક તરીકે વર્તે છે અને ઓરડામાં ઉનાળામાં ઠંડી હવા (અંદરનું ગૂંચળું બાષ્પક તરીકે વર્તે છે) અને શિયાળામાં ગરમ હવા (અંદરનું ગૂંચળું ઠારક તરીકે વર્તે છે) પ્રાપ્ત થાય છે. આ પ્રશીતકના યોગ્ય પથ નક્કી કરવાથી શક્ય બને છે.
પ્રદીપ સુ. દેસાઈ