امروزه رشته مهندسی مکانیک ارتباط تنگاتنگی با نرم افزارهای مهندسی مکانیک دارد. با کمک این نرم افزارها، مهندسان مکانیک میتوانند محاسبات و شبیه سازی های پیچیده را به سرعت انجام دهند. همچنین در صورت نیاز به تغییر یک طرح، این کار با کمک نرم افزارهای مکانیک به سرعت قابل انجام است.

نرم افزار CATIA

نرم‌افزار کتیا (CATIA) اولین بار در سال 1977 توسط هواپیمایی فرانسه (Avions Marcel Dassault) برای ارتقا دادن هواپیمای جنگنده میراژ مورد استفاده قرار گرفت. سپس در هوافضا، خودرو سازی، و کشتی سازی، تحت عنوان Conception Assistée Tridimensionnelle Interactive استفاده شد. این نرم افزار در سال 1981 به CATIA تغییر نام داد و امروزه یکی از معروف ترین نرم افزارهای رشته های مختلف مهندسی مکانیک است.

در سال 1984 شرکت بویینگ تصمیم گرفت از CATIA V3 به عنوان نرم‌افزار اصلی مکانیک استفاده کند. و بدین ترتیب بزرگترین مصرف کننده این نرم‌افزار نامیده شد. و در سال 1990 شرکت کشتی سازی آمریکا برای طراحی ناو جنگی از این نرم‌افزار استفاده کرد. در سال 1998 نسخه 5 نرم افزار کتیا به بازار ارائه شد. و به همین ترتیب در سال های 2008 و 2010 و 2012 نسخه های بعدی و پیشرفته تر این نرم‌افزار ارائه گردید.

نرم افزار SOLIDWORKS

یک نرم‌افزار سه بعدی سازی کامل است که به منظور طراحی، شبیه سازی و گردآوری اطلاعات طراحی شده است. امکانات این نرم افزار به مهندسان مکانیک کمک می کند تا قطعات هرچه راحت تر و سریعتر طراحی شوند. و با همکاری قسمت های مختلف با سرعت و دقت، محصولی مقرون به صرفه تولید گردد. سالیدورکز یکی از نرم‌افزار های مطرح رشته مکانیک است که تقریبا به تمامی نیازهای یک مهندس طراح جامه عمل پوشانده است. نرم افزار سالیدورکز (SolidWorks) تولید شرکتی به همین نام است که البته چند سالی است که زیر مجموعه شرکت Dassault System سازنده CATIA قرار گرفته است.

این نرم‌افزار شامل سه بخش اساسی و مهم است که هر یک وظیفه جداگانه ای دارند. این بخشها عبارتند از:

Part برای ایجاد قطعه

Assembly برای مونتاژ قطعات ایجاد شده

Drawing برای ایجاد نقشه دو بعدی از طرح

نرم افزار ABAQUS

در سال 1972 میلادی شخصی به نام David Hibitt، پایان نامه دکترای خود را تحت عنوان مکانیک محاسباتی بر پایه روش اجزای محدود در دانشگاه Brown ارائه کرد. در سال 1977 دکتر Hibitt پس از آنکه مدتها در شرکت تحلیل و پژوهش Mark مشغول به کار بود، این شرکت را ترک کرد و نرم‌افزار ABAQUS را پایه گذاری نمود. در سال 1978 ، دکتر Hibitt به همراه دو شریک خود به نام های Karlsson و Sorensen شرکتی به نام HKS را تأسیس کردند که اولین ویرایش ABAQUS را منتشر کرد.

اولین مشتری آنها، شرکت Westinghouse Hanford (سازنده رآکتورهای هسته ای) بود. قدرت نرم افزار ABAQUS در تحلیل های همزمان وابسته به دما، پلاستیسیته، و تماس ، باعث استفاده از این نرم‌افزار در صنعت هسته ای شده بود.

یکی دیگر از کاربردهای اولیه این نرم‌افزار، در مدلسازی اسکله های نفتی دریا بود. همچنین شرکت های بزرگ اتومبیل سازی برای طراحی های پیشرفته خود به ABAQUS روی آوردند.

پس از طی سال ها، شرکت HKS نرم‌افزار اصلی اجزای محدود خود را تحت عنوان ABAQUS Standard تکمیل کرد. در سال 1991 نیز نرم افزار ABAQUS CAE توسط همین شرکت برای انجام عملیّات پیش پردازش و پس پردازش به بازار عرضه شد.

نرم افزار ANSYS

این نرم افزار اولین بار در سال 1970 توسط دکتر John A. Swanson به عنوان سیستم آنالیز سواسون (Swanson Analysis Systems, Inc. SASI) یا به اختصار SASI ارائه شد. هدف موقت این سامانه، پیشرفت نرم‌افزار های تحلیل المان محدود برای ساختارهای فیزیکی بود که که توانایی شبیه سازی استاتیکی، دینامیکی و انتقال گرما را داشته باشد. در سال 1994 این شرکت به TA Associates فروخته شد و از آن پس این نرم‌افزار نحت عنوان انسیس (ANSYS) به بازار عرضه شد.

توانایی های مدل سازی ANSYS عبارتند از:

– جریان های دو بعدی، سه بعدی، دو بعدی axisymmetric، دو بعدی axisymmetric همراه با چرخش

– مش های مربعی، مثلثی، آجری (هگزا هدرال)، چهار ضلعی، هرمی، چند وجهی، ترکیبی

– جریانات پایدار یا ناپایدار

– جریانات قابل تراکم و غیر قابل تراکم، شامل تمامی بازه های سرعت (جریان مادون صوت، جریان Transonic، جریان مافوق صوت، جریان ماوراء صوت)

– جریان غیر لزج، آرام، آشفته

– جریانات نیوتنی و غیر نیوتنی

– گازهای واقعی یا ایده‌آل

– انتقال حرارت، شامل نوع جابه جایی اجباری، جابه جایی طبیعی یا آزاد

– جا به جایی ترکیبی، انتقال حرارت در هم آمیخته

نرم افزار ADAMS

یکی از قوی ترین نرم‌افزار های موجود در صنعت و حتی در مراکز تحقیقی، نرم‌افزار MSC Adams است. این نرم‌افزار حدود 25 سال پیش توسط جمعی از نخبگان دانشگاه میشیگان به نگارش در آمد و تا به امروز توانسته است جایگاه قابل توجهی در صنعت به دست آورد. این نرم‌افزار با قابلیتهای بسیار متنوع و بالای خود، مهندسان را در ایجاد، آزمایش، بررسی، و بهینه کردن طرح های سیستم های مکانیکی قبل از رسیدن به پیش ساخت فیزیکی یاری می کند.

با بهره گیری از بخش های مختلف در نظر گرفته شده در این نرم‌افزار، می توان با شبه سازی حرکتی سیستم مکانیکی، تست سینماتیکی سیستم، اندازه گیری نیرو های وارد بر اتصلات، Clearance ها و بر خوردها، اندازه موتور و عملگر، و عمر قطعه در چرخه کاری را تعیین نمود. و مکان دهی قطعات را به صورت بسیار دقیقی انجام داد.

همچنین بررسی کنترلی و ارتعاش سیستم ها، و امکان انجام تست برای قطعات قابل انعطاف، از امکانات منحصر به‌ فرد این نرم افزار است. یکی دیگر از قابلیت های اصلی نرم‌افزار Adams ، قسمت رابط برای تبدیل فرمت فایل نرم‌افزار به فرمت فایل نرم‌افزارهای دیگر مثل کتیا ، انسیس، مطلب و…. می باشد.

بررسی بخش های مختلف برنامه ADAMS :

بخش Adams / View

این بخش شامل مدلسازی سه بعدی، تعریف قید ها و مفصل های مختلف، انیمشن سه بعدی، نمایش نیروها، انتقال ها و تنش های مدل، Export نتایج به شکل های استاندارد Fatige ، FEA و… می باشد.

بخش Adams / Solver

این بخش عهده دار حل عددی سیستم دینامیکی طراحی شده (با استفاده از روش اولر- لاگرانژ) در بخش های مختلف است. قابلیت جالب این بخش، حل معادلات غیر خطی با استفاده از حل کننده های مختلف است.

در نسخه های قدیمی نرم‌افزار، از کلاس های Fortran در حل معادلات استفاده می شد که در سیستم های پیچیده، موجب کند شدن شبه سازی می شد (با این حال Adams همواره دارای سریع ترین حل کننده های عددی نسبت به رقبای خود بوده است). اما از نسخه 12 نرم‌افزار به بعد، به تدریج کلاس های پر سرعت ++C استفاده شدند. به طوری که سرعت حل در آن ها به 5 تا 7 برابر این سرعت در نسخه های پیشین می رسد.

اهمیت این موضوع هنگامی آشکار می شود که سیستم پیچیده‌ای نیاز به شبیه سازی و یا بهینه سازی داشته باشد. به طوری که سیستمی که در گذشته در 20 ساعت اجرا می شد، در حال حاضر در کمتر از 5 ساعت شبیه سازی می شود. نکته دیگر، بهره گیری نسخه جدید نرم‌افزار از روش جدید HHT برای حل معادلات دینامیکی است. این روش به طور مستقیم بدون تبدیل معادله مرتبه دو به مرتبه یک، معادلات را حل می کند.

بخش Adams / Post-processor

این بخش از نرم‌افزار، نتایج به دست آمده از بخش های مختلف را نمایش می دهد. نمایش به صورت نمودار های سرعت، شتاب و … ، کانتور های اجزا محدود و Flexible Bodies ، نمایش نمودار های پردازش سیگنال و Signal Processing و… از توانایی گنجانده شده در نرم‌افزار است.

بخش دوم نرم‌افزار شامل زیر بخش های مختف در زمینه های مختلف مهندسی مکانیک است. هر یک از این زیر بخش ها، به کمک هسته اصلی نرم‌افزار، قابلیتهای طرح را به وسیله اضافه کردن خاصیت جسم غیر صلب به مدل، بالا می برند. از جمله این قابلیت ها می توان به سنسورها، عملگرهای کنترلی و هیدرولیکی، خواص ارتعاش و… اشاره کرد.

در بخش سوم، این نرم‌افزار با استفاده از قابلیت برنامه نویسی موجود در هسته، اقدام به تولید شبه GUI هایی برای انجام کارهای اختصاصی موجود در صنایعی چون اتومبیل، هوا، فضا و راه آهن کرده است. این بخش به مهندسان اجازه می دهد که طرح خود را با بخش های پیش فرض استاندارد موجود درنرم‌افزار، به سرعت آزمایش کنند.

نرم افزار های GAMBIT & FLUENT

این دو نرم‌افزار که عموماً به عنوان مکمل یکدیگر استفاده می شوند در شاخه مهمی از علم مکانیک به نام CFD کاربرد دارند. به همین دلیل ابتدا توضیح مختصری در رابطه با CFD ارائه می دهیم:

CFD عبارت است از تحلیل سیستم های شامل جریان سیال، انتقال حرارت و پدیده های همراه (نظیر واکنش های شیمیایی بر اساس شبیه سازی کامپیوتری). به عبارت دیگر CFD مدل سازی جریانات سیال با استفاده از حل معادلات حاکم بر جریان توسط روش های عددی است.

کاربردهای صنعتی و غیر صنعتی CFD :

– آیرودینامیک هواپیما و وسایل نقلیه

– هیدرودینامیک کشتیها

– نیروگاه: احتراق در موتورهای احتراق داخلی (IC) و توربینهای گاز

– توربوماشین: جریان های داخل گذرگاههای دوار، پخش کننده ها و…

– مهندسی پزشکی: جریان خون عبوری از رگها و…

– هواشناسی: پیش بینی وضع هوا

– مهندسی فرایند: اختلاط، جداسازی، شکل گیری پلیمر

– مهندسی محیط زیست: توزیع آلودگی و جریانهای گذرا

نرم‌افزار Gambit به عنوان نرم‌افزار کمکی، اشکال مختلف را به قسمت های محدود تقسیم می کند. که به این کار اصطلاحاً مش بندی گفته می شود. سپس این نتایج به عنوان داده های جدید به نرم‌افزار فلوئنت (Fluent) ارسال شده و این نرم‌افزار عمل تحلیل را انجام می دهد.

از جمله توانایی های نرم‌افزار فلوئنت (Fluent) می توان به موارد زیر اشاره کرد:

– جریان حول یا داخل اجسام دو بعدی یا سه بعدی

– جریانات تراکم پذیر یا تراکم ناپذیر

– ساختارهای دورانی یا ثابت

– محیط های متخلخل

– انتقال حرارت جابه جایی

– انتقال حرارت تشعشعی

– جریانات پایدار یا گذرا

– احتراق

– سیالات نیوتنی یا غیر نیوتنی

– فنهای یک بعدی

– مبدل های حرارتی

– جریانهای چند فاز

یک سیستم تهویه مطبوع (air conditioning system)، سرمایش (cooling)، تهویه (ventilation) و کنترل رطوبت (humidity control) را فراهم می‌کند.

هدف تهویه مطبوع، تامین شرایط مطلوب آسایش در داخل ساختمان و یا تامین شرایطی خاص در یک فضای مورد نظر است. فضای مورد نظر می‌تواند ساختمان مسکونی، اداری، هتل، بیمارستان، داخل وسایل نقلیه مانند هواپیما، اتومبیل، قطار و نیز فضاهای خاص تولیدی مانند فضاهای تولید تراشه‌های الکترونیکی، دارویی و بهداشتی باشد. به این منظور سیستم‌های مختلف و مخصوص هر مکان طراحی و اجرا می‌شوند.

اجزای یک سیستم تهویه مطبوع به چهار بخش تقسیم می‌شوند:

• منبع (source): تامین‌کننده اثر سرمایش و گرمایش اولیه است که شامل چیلرها (chillers)، بویلرها (boilers)، برج‌های خنک کن (cooling towers) و تجهیزات مانند آن می‌باشد.
• بخش توزیع (distribution): وظیفه آن انتقال اثر گرمایشی و سرمایشی از منبع به فضاهای نیازمند به تهویه مطبوع است که شامل کانال‌کشی (ductwork)، فن‌ها (fans)، لوله‌کشی (piping) و پمپ‌ها (pumps) می‌شود.
• بخش تحویل (delivery): وظیفه آن وارد کردن اثر گرمایشی یا سرمایشی به فضاهای تهویه شده است که شامل دیفیوزرها (diffusers)، رادیاتورها (radiators)، فن‌کویل‌ها (fan-coil units) و دیگر وسایل ترمینالی (terminal devices) می‌شود.
• المان‌های کنترلی (control elements): دستگاه‌های کنترلی وظیفه تنظیم کارکرد تجهیزات و سیستم‌ها را برای آسایش، ایمنی و مصرف بهینه انرژی دارا می‌باشند.

در سیستم‌های مرکزی، این اجزا می‌توانند در کل ساختمان پراکنده باشند، در حالی که در سیستم‌های محلی این اجزا در یک محفظه به نسبت کوچک متمرکز شده‌اند.

یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی یک سیستم تهویه مطبوع، انتخاب نوع سیستم تهویه مطبوع است. در انتخاب یک سیستم تهویه مطبوع باید ملاحظات زیر را در نظر گرفت.

• چگونگی تامین شرایط آسایش و یا شرایط خاص مورد نظر
• چگونگی کارکرد سیستم
• میزان و درجه آسایش مورد نظر
• ظرفیت سیستم
• وضعیت جانمایی و اشغال فضا توسط سیستم
• هزینه‌های اولیه
• هزینه‌های بهره برداری مانند هزینه‌های مصرف گازوییل، آب، برق و تعمیر و نگه‌داری
• قابل اتکا بودن سیستم
• قابل انعطاف بودن سیستم
• وضعیت تملک و استفاده از فضاها

قبل از هر اقدامی‌لازم است که اطلاعات جامعی از میزان بودجه، درجه آسایش مورد نظر و گسترش آتی در اختیار داشت. برای انتخاب بهینه یک سیستم تهویه مطبوع، طراح باید در مورد انواع سیستم‌های تهویه مطبوع اطلاعات مناسبی داشته باشد. سیستم‌های تهویه مطبوع به چهار دسته تقسیم می‌شوند:

• سیستم‌های تهویه مطبوع تمام هوایی
• سیستم‌های تهویه مطبوع هوا – آب
• سیستم‌های تهویه مطبوع تمام آبی
• سیستم‌های تهویه مطبوع تمام مبرد یا انبساط مستقیم DX

سیستم‌های تمام هوایی (all air systems) هوای گرم یا سرد شده را از دستگاه مرکزی (central unit) به وسیله داکت‌ها (ducts) منتقل و هوا را از راه تعدادی گریل (grill) یا دیفیوزر (diffuser) در اتاق‌ها توزیع می‌کنند. سیستم‌های تمام هوایی دارای کم‌ترین هزینه تجهیزات هستند ولی نصب آن‌ها به دلیل سایز کانال‌کشی مورد نیاز و هزینه نصب تجهیزات مشکل و گران است. همچنین ممکن است کنترل مناسب دما مشکل باشد و سیستم کارایی انرژی مناسبی نداشته باشد. سیستم تمام هوایی در میان سیستم‌های تهویه از نظر میزان انرژی مورد نیاز برای رسیدن به نتیجه دلخواه در رتبه دوم قرار می‌گیرد.

انواع مهم سیستم‌های تمام هوایی، شامل کولر آبی، ایرواشر (air washer) و هواساز (air handling unit) یا AHU می‌باشد.

سیستم‌های تمام هوا، ظرفیت سرمایش محسوس و نهان را تنها از راه تامین هوای سرد به فضای تهویه شده تامین می‌کنند. هیچ سرمایش کمکی از منابع سرمایش به فضاها منتقل نمی‌شود و هیچ آب سردی به سمت فضاها نمی‌رود. گرمایش را نیز می‌توان از طریق همان جریان هوا تامین کرد،‌ به صورتی که منبع گرمایش می‌تواند در محل تجهیزات مرکزی و یا در نزدیکی زون باشد.

مزایای سیستم‌های تمام هوا

• تجهیزات اصلی به صورت مرکزی در یک فضای سرویس متمرکز شده‌اند که امکان نگهداری مناسب در فضاهای غیر مسکونی فراهم می‌شود.
• تجهیزات اصلی تولید کننده صدا به صورت مرکزی در فضای دارای عایق صوتی قرار گرفته‌اند که امکان کاهش نویز را فراهم می‌کند.
• نیاز به لوله‌کشی تخلیه کندانس و یا سیم‌کشی برق قدرت در فضاهای مسکونی نیست.
• این سیستم‌ها برای اکونومایزرهای سمت هوا (to air-side economizer)، بازیافت حرارت (heat recovery)، رطوبت زنی زمستانی (winter humidification) و تامین حجم زیاد هوای خارج مناسب هستند.
• سیستم‌های تمام هوا بهترین انتخاب برای کنترل دما و رطوبت زون هستند.
• سیستم‌های تمام هوایی معمول انتخاب مناسبی برای کاربردهایی هستند که در آن کیفیت هوای داخل بسیار مهم است.
• کاربرد سیستم‌های تمام هوایی با سیستم‌های کنترل دود (smoke control systems) مناسب است.
• تغییر فصلی در سیستم‌های تمام هوایی ساده است.
• سیستم‌های تمام هوایی معمولا امکان تامین همزمان گرمایش و سرمایش را در زون‌های مختلف فراهم می‌کنند.

سیستم‌های تمام هوایی را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:

• سیستم‌های با حجم هوای ثابت (constant-air-volume systems) یا سیستم‌های CAV: در سیستم‌های CAV، کنترل سرمایش و گرمایش به وسیله تغییر دمای هوای تامینی انجام می‌شود و حجم هوای ورودی به فضا ثابت است.
• سیستم‌های با حجم هوای متغیر (variable-air-volume systems) یا سیستم‌های VAV: در سیستم‌های VAV، کنترل سرمایش و گرمایش با ثابت نگه داشتن دمای هوای ورودی و تغییر حجم هوا انجام می‌شود.

سیستم‌های هوا – آب (air & water systems) به وسیله توزیع همزمان هوای تهویه شده و آب به ترمینال یونیت‌های (terminal units) نصب شده در فضاها، تهویه را انجام می‌دهند. هوا و آب در اتاق مکانیک مرکزی گرم و یا سرد می‌شوند. به هوای تامینی، هوای اولیه (primary air) گفته می‌شود که از هوای سیرکوله شده (recirculated air) یا هوای ثانویه اتاق مشخص شود.

مزایا و معایب سیستم‌های هوا – آب

به دلیل ظرفیت حرارتی بالاتر و دانسیته بسیار بالاتر آب در مقایسه با هوا، سطح مقطع لوله‌ها برای یک میزان ظرفیت سرمایش یا گرمایش بسیار کوچک‌تر از کانال‌کشی است. به دلیل این که بخش زیادی از بار سرمایشی یا گرمایشی فضا به وسیله بخش آبی سیستم‌های هوا و آب تامین می‌شود، نیاز به کانال توزیع در این سیستم‌ها بسیار کم‌تر از سیستم‌های تمام هوا می‌باشد که باعث صرفه‌جویی در فضای ساختمان می‌شود. اگر سیستم به صورتی طراحی شده باشد که تامین هوای اولیه با نیاز تهویه برابر باشد و یا با میزان اگزاست مورد نیاز برابر باشد، سیستم هوای برگشت را می‌توان حذف کرد.

سیستم هواساز در یک سیستم هوا – آب نسبت به یک سیستم تمام هوا کوچک‌تر است، در حالی که ونتیلاسیون مثبت ایجاد می‌کند. می‌توان زون‌های مختلف را به صورت جداگانه کنترل کرد و از تامین مستقل نیازهای سرمایش و گرمایش آن‌ها مطمئن بود. در زمان‌های مناسب و یا در ساعت‌های غیر مسکونی، می‌توان نیازهای گرمایشی را تنها به وسیله بخش آب سیستم بدون استفاده از سیستم هوای مرکزی تامین کرد. زمانی که تمام هوای اولیه از خارج تامین می‌شود، می‌توان از حرکت آلاینده‌ها در بین اتاق‌ها جلوگیری کرد.

طراحی سیستم هوا – آب برای فصل‌های گذار بسیار بحرانی است. انجام تغییرات فصلی می‌تواند مشکل و به بهره‌برداران ماهر نیاز داشته باشد. کنترل سیستم‌های هوا – آب پیچیده‌تر از سیستم‌های تمام هوا است و امکان کنترل کامل رطوبت وجود ندارد. ترمینال یونیت‌ها و فن‌کویل‌ها نیاز به تعمیر و نگهداری در محل دارند.

در سیستم‌های تمام آب (all water systems)، سرمایش و یا گرمایش فضا به وسیله آب سرد و یا گرم سیرکوله شده از دستگاه سرمایش مرکزی و یا بویلر به ترمینال یونیت‌های موجود در فضاهای تهویه شده و یا در کنار آن‌ها انجام می‌شود. انتقال حرارت از یا به اتاق به وسیله جابه‌جایی اجباری و یا طبیعی انجام می‌شود. سیستم‌های تمام آب را می‌توان برای سرمایش و گرمایش استفاده کرد. آب گرمایش را می‌توان از همان شبکه لوله‌کشی مورد استفاده برای آب سرد در تابستان و یا سیستم مجزای لوله‌کشی تامین کرد.

مزایای سیستم‌های تمام آب

• نیاز به فضای کم‌تری برای اجزای توزیع می‌باشد.
• به دلیل کارایی مناسب در توزیع، برای انجام نوسازی مناسب هستند.
• نیاز به فضای کم و یا بدون نیاز به فضا برای اتاق فن مرکزی هستند.
• قابلیت کنترل جداگانه اتاق و عدم حرکت آلاینده‌ها بین اتاق‌ها وجود دارد.
• به دلیل امکان استفاده از آب کم دما برای گرمایش، سیستم‌های تمام آب برای گرمایش خورشیدی و یا کاربردهای بازیافت حرارت مناسب هستند.

معایب سیستم‌های تمام آب

• نیاز به تعمیر و نگهداری زیادی وجود دارد و تعمیرات روی ترمینال‌ها باید درون فضای مسکونی انجام شود.
• نیاز به سینی‌های تخلیه کندانس و یک سیستم درین وجود دارد، علاوه بر آن باید به صورت دوره‌ای تمیز شوند.
• تامین یا کنترل تهویه به صورت مرکزی انجام نمی‌شود و اغلب به وسیله باز کردن پنجره‌ها و یا ورودی هوای خارج در هر یک از ترمینال یونیت‌ها انجام می‌شود، بنابراین تامین کیفیت مناسب هوای داخل یک مساله مهم است.
• در تابستان رطوبت نسبی فضاها بالا است، مخصوصا اگر شیرهای تنظیم آب سرد برای تنظیم دمای اتاق به کار رفته باشند.

در سیستم‌های کویل انبساط مستقیم (DX coil systems/direct expansion systems) یا سیستم‌های تمام مبرد (all refrigerant systems) هوای مورد نیاز برای سرمایش فضا به صورت مستقیم به وسیله مبرد موجود در کویل‌های سرمایشی سیستم هواساز سرد می‌شود. از آن‌جایی که هوا به صورت مستقیم به وسیله مبرد سرد می‌شود، کارایی سرمایش سیستم‌های DX بالاتر است. البته همیشه انجام لوله‌کشی مبرد به فواصل دور امکان‌پذیر نیست و سیستم‌های سرمایش مرکزی انبساط مستقیم یا DX تنها در ساختمان‌های کوچک و یک طبقه انجام می‌شوند. انواع مهم سیستم‌های انبساط مستقیم، شامل کولرهای گازی و اسپلیت‌ها می‌شود.