سیستم های تهویه مطبوع

مینی چیلر یکی از انواع چیلر و دستگاه های تهویه مطبوع هستند که به علت ابعاد نسبتا کوچک خود معروف به چیلر های خانگی هستند و از جمله سیستم های تهویه مطبوع لوکس برای مصارف مسکونی محسوب می شوند. در این مقاله به بررسی نحوه محاسبه ظرفیت مینی چیلر و موارد موثر بر تعیین ظرفیت تبریدی آن می پردازیم.

نحوه عملکرد مینی چیلر

عملکرد این دستگاه کاملا مشابه چیلر هوایی است؛ به این صورت که پس از عمل خنک سازی آب، آن را با استفاده از پمپ های خود به دستگاه های هوارسان ( فن کویل) می فرستد. فن کویل هم توسط فن دمنده، هوا را از روی کویل حاوی آب سرد عبور داده و به این طریق عمل سرمایش محیط با استفاده از مینی چیلر و فن کویل انجام می‌شود.

فرمول محاسبه ظرفیت مینی چیلر

حداکثر میزان ظرفیت مینی چیلر برای پروژه‌هایی که از ظرفیت‌های پایین تبریدی استفاده می‌کنند (مثل واحد‌های مسکونی، صنایع خاص، ویلاها و...) معمولا تا 10 تن تبرید است. در ادامه‌ علاوه بر بررسی روش های تعیین ظرفیت تبریدی، عوامل موثر بر انتخاب این تجهیزات را نیز شرح می دهیم. 

ظرفیت مینی چیلر با استفاده از فرمول معروف Q=m×ρ×Cp×ΔT محاسبه می‌شود.

• Q = ظرفیت مینی چیلر
• M = مقدار آب دبی شده مینی چیلر که با واحد گالن بر دقیقه مشخص می‌شود
• Ρ = چگالی آب
• Cp = مقدار ظرفیت گرمایی آب که در واحد Btu/lb.F اندازه گیری می‌شود
• ΔT = مقدار اختلاف به دست آمده از آب ورودی و خروجی سیستم

در این فرمول، معمولا اختلاف دمای آب ورودی و خروجی بر حسب فارنهایت و چگالی آب با واحد پوند بر گالن (pound to gallon) تعریف می‌شود. اما در کل برای شرایط آب و هوایی مثل تهران، به ازای هر 100 متر مربع زیر بنا حدود 4 یا 5 تن تبرید ظرفیت چیلر یا مینی چیلر اختصاص می‌یابد.

نکته: توجه کنید که برای محاسبه ظرفیت سرمایشی مینی چیلر، عواملی مثل سختی آب نیز موثر است. در نتیجه استفاده از آب‌های باکیفیت تاثیر بسزایی در راندمان دستگاه خواهد داشت.

عوامل موثر در تعیین ظرفیت مینی چیلر

تعیین ظرفیت یا تن تبرید مینی چیلر به عوامل مختلفی از جمله متراژ، اقلیم، تابش آفتاب بر سقف و زاویه جهت پنجره های ساختمان و تعداد نفرات موجود در پروژه، بستگی دارد.

شرایط آب و هوایی منطقه

آب و هوای منطقه یکی دیگر از عوامل تاثیرگذار در انتخاب ظرفیت سرمایشی مینی چیلر و سایر تجهیزات تهویه مطبوع مثل کولر گازی پرتابل، دیواری و... است. از این رو هنگام خرید کولر گازی پرتابل، مینی چیلر و هر دستگاه تهویه مطبوع دیگری ابتدا شرایط اقلیمی خود را بررسی کنید. برای نواحی گرم‌ و خشک، به طور معمول از چیلر و مینی چیلر هایی با ظرفیت بالاتر استفاده می‌شود.

متراژ پروژه

 گاهی اوقات تعیین ظرفیت تبریدی مینی چیلر بر اساس متراژ و نیاز پروژه انجام می شود. مثلا برای یک آپارتمان 5 واحدی با زیربنای 200 متر مربع در هر واحد، 50 تن بار تبرید در نظر گرفته می‌شود.

امروزه با وجود پیشرفتی که در صنایع و تکنولوژی به وجود امده است، تجهیزاتی در زمینه تهویه مطبوع طراحی و ساخته می‌شوند که علاوه بر کاربری ساده، زیبایی منحصر به فرد خود را نیز دارند. از این رو نقش پررنگی در دیزاین و دکوراسیون داخلی ساختمان ها ایفا می کنند. یکی از این تجهیزاتی کولر گازی یا اسپلیت است. اسپلیت های امروزی فقط یک سیستم سرمایشی نیستند و در فصول سرما نیز می‌توانند برای گرمایش محیط مورد استفاده قرار گیرند. در این مطلب به بررسی ویژگی ها و نحوه عملکرد اسپلیت های سرمایشی و گرمایشی می پردازیم.

فرق کولر گازی گرمایشی و سرمایشی با اسپلیت معمولی

اسپلیت های معمولی فقط برای سرمایش محیط استفاده می‌شوند و در ایام سرد کارایی ندارند. اما همانطور که گفتیم، اسپلیت های دارای هر دو قابلیت سرمایشی و گرمایشی علاوه بر خنک سازی محیط، امکان گرمایش هوای محیط در فصل سرما را نیز دارند. به این نوع از کولرهای گازی، اسپلیت سرد و گرم یا دو‌ فصله گفته می شود. اسپلیت های دو فصله در انواع مختلف کولر گازی ایستاده، دیواری و سقفی توکار تولید می شوند.

نحوه عملکرد اسپلیت سرد و گرم

بعد از نصب کولر گازی سرد و گرم، فقط با کمک یک ریموت کنترل می‌توانیم حالت های عملکرد دستگاه را تغییر دهیم. برای آشنایی بیشتر با نحوه عملکرد این نوع اسپلیت، هر یک از حالت های عملکرد این دستگاه را شرح می دهیم.

حالت فن

شما می توانید با کمک دکمه MODE روی ریموت کنترل اسپلیت، حالت دستگاه را روی گزینه FAN ثابت کنید. با قرار گرفتن اسپلیت روی این حالت، اسپلیت عملکردی شبیه پنکه دارد و فقط فن هوادهی دستگاه کار می کند و تغییری در دمای هوا ایجاد نمی‌شود.

حالت سرمایش

زمانی که کولر گازی روی حالت سرمایش تنظیم شده باشد، در حقیقت عملیات برودتی و خنک سازی را با پرتاب باد سرد به فضا انجام می‌دهد. در حالت سرمایش دمای باد اسپلیت در 30 ثانیه به 18 درجه سانتیگراد می‌رسد. اگر ظرفیت کولر گازی برای متراژ محیط مورد نظر مناسب باشد در مدت کوتاهی روی حالت سرمایش قادر است فضای محیط را به خوبی خنک بکند.

حالت رطوبت زدایی

اگر محیط استفاده کولر گازی مرطوب باشد، می توان دستگاه را روی حالت DRY تنظیم کرد. در این حالت اسپلیت علاوه بر سرمایش محیط، رطوبت آن را نیز از بین می‌برد.

حالت گرمایش

در حالت گرمایش یا HEAT اسپلیت، دستگاه به کل برعکس حالت سرمایش عمل می‌کند و دمای باد کولر گازی در 60 ثانیه به 40 درجه سانتیگراد می‌رسد، اما معمولا درجه دما را بین 25 تا 30 درجه تنظیم می‌کنند تا اجزای دستگاه که اغلب از پلاستیک فشرده ساخته شده‌اند، در اثر گرمای زیاد آسیب نبینند.

حالت اتوماتیک

در حالت اتوماتیک کولر گازی، انتخاب حالت گرمایش یا سرمایش بر عهده خود دستگاه است و دمای محیط را به صورت هوشمند به دمای مطلوب می‌رساند.

نتیجه گیری

حالت های 5 گانه اسپلیت سرد و گرم نشان می‌دهند که این دستگاه، برای استفاده در هر چهار فصل سال مناسب است. با توجه به عملکرد مطلوب این دستگاه برای متعادل کردن دمای محیط، می‌توان گفت که خرید کولر گازی سرد و گرم اصل انتخابی هوشمندانه، مقرون به صرفه و کاربردی برای تهویه مطبوع محیط است.

کولر های گازی در انواع و مدل های مختلفی تولید و به بازار عرضه می‌شوند. هر یک از انواع این کولرها می توانند در شرایط مناسب مختص خودشان، عملکرد خوبی از خود نشان دهند. در این میان، احتمالا کلمه حارّه ای در بین کولرهای گازی و اسپلیت برایتان نا آشنا به نظر می رسد، اما حقیقت این است که کولر گازی حارّه ای یکی از رایج ترین مدل های کولر گازی است که متناسب با شرایط مناطق گرمسیری طراحی و ساخته شده است. مناطق حارّه ای یا گرمسیری شرایط متفاوتی نسبت به مناطق معتدل دارند، از این رو باید برای انتخاب کولر در این مناطق، شرایط و نکات خاصی را در نظر بگیرید. در این مقاله با کولر گازی حارّه ای یا تروپیکال (Tropical) و ویژگی های آن آشنا می‌شوید.

دسته بندی کولر گازی بر اساس شرایط جغرافیایی

برای انتخاب و خرید کولر گازی مناسب با شرایط جغرافیایی و آب و هوای محل زندگی خود، لازم است که با کولر گازی های مختلف مثل انواع کولر گازی ایستاده، دیواری، زمینی، حاره ای و... آشنا باشید. تقسیم بندی کولر های گازی بر اساس شرایط آب و هوایی به شرح زیر است"

معتدل

این اسپلیت ها که با عنوان کولر T1 نیز شناخته می شوند، در مناطق معتدل مثل شهرهای شمالی ایران و در دماهای 18 تا 43 درجه بهترین عملکرد را دارند.

سرد

این کولر های گازی ها با نام کولر T2 شناخته می‌شوند و مناسب استفاده در نواحی سرد هستند. بیشترین بازدهی کولرهای T2 در دماهای 10 تا 35 درجه سانتیگراد است.

حارّه ای یا گرمسیری

بیشترین استفاده کولر گازی های حاره ای یا تروپیکال یا گرمسیری در مناطق جنوبی ایران است؛ چراکه در دمای هوا در فصول گرم سال در بسیاری از این مناطق به بالای 35 درجه می‌رسد و این کولر ها (که با نام T3 نیز شناخته می‌شوند) می توانند عملکرد خوبی در دمای 21 تا 57 درجه داشته باشند.

خصوصیات کولر گازی و اسپلیت های تروپیکال یا حاره ای

همانطور که گفتیم، کولر گازی حاره ای یکی از رایج ترین مدل های کولر گازی است که با برندهای مختلفی تولید می شود و طرفداران بسیاری دارد. برای مثال می توانید به خرید کولر گازی ال جی، گرین و سایر برندها که کولر گازی حاره ای تولید می کنند، اقدام کنید. مهم ترین ویژگی های کولر گازی حاره ای عبارتند از:

• نوع کمپرسور کولر گازی حاره ای، از مشخصه های بارز آن است که می تواند در دمای بالا عملکرد مطلوبی داشته باشد.

• طول عمر بالایی دارد و در صورت سرویس مرتب و نگهداری اصولی، می تواند چندین سال نیاز مصرف کنندگان را رفع کند.
• علاوه بر مناطق گرمسیری، در آب و هوای معتدل نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
• 3 نوع کمپرسور در ساخت کولر های گازی حاره ای به کار می رود که عبارتند از: کمپرسور های پیستونی، اسکرال (در ظرفیت های بالای 30000 و انواع ایستاده) و روتاری (که در دو نوع معمولی و T3 تولید می‌شوند و مدل T3 در کولر گازی های حاره ای بکار می‌رود).

برج‌‌‌های‌ خنک‌کننده تبخیر آب ، گرمای تولیدشده‌ توسط یک سیکل‌ را رد کرده و دمای سیال‌ را حدوداً تا دمای حباب‌ رطوبت هوای مکان نصب شدن پایین‌ می‌آورند .به بیان ساده‌تر ، برج‌ خنک‌‌ کننده سیستمی می باشد که از آن برای خنک‌ کردن آب در فرآیندهای سردسازی تجهیزات تهویه مطبوع‌، پالایشگاه‌ها ، نیروگاه‌ها و غیره مصرف می شود.

چگونگی‌ گزینش مناسب ترین برج‌ خنک‌ کننده

انواع برج خنک‌ کننده را می توان‌ از چشم‌انداز های متفاوت به تشریح ذیل دسته بندی کرد:

برج‌ خنک‌ کننده مدار‌ باز : در حقیقت همان برج‌های‌ مرسوم تجهیزات تهویه مطبوع‌ است که سیال‌ ناقل‌ گرما پس از وارد شدن به برج‌ و پاشش روی پکینگ ها (که موجب زیاد شدن میزان ارتباط با جریان هوای داخل برج‌ می گردند) سرد شده و پس از ریختن و تجمع آب در تشتک پایین‌ برج ، به وسیله پمپ مجددا به سیکل‌ تبادل‌ گرما در سیستم‌ تهویه مطبوع‌ باز می شود.

برج خنک کننده مدار بسته : بطور کلی برج های خنک کننده را می توان از دیدگاه موارد زیر بررسی و انتخاب کرد:

• شکل ظاهری (باتل، مکعبی)
• جنس بدنه (گالوانیزه، فایبر گلاس، بتنی)
• نحوه مکش جریان هوا (طبیعی، اجباری)
• سیستم توزیع آب (نازل، تشتک، بازوهای آبگردان)
• نوع عملکرد (برج های خنک کننده مدار باز و مدار بسته)
• نحوه برخورد جریان آب و هوا (جریان متقاطع و جریان مخالف)

نکات انتخاب برج خنک کننده

• از آنجایی که برج های خنک کننده مانند انواع کولر آبی در محیط های باز و در معرض تابش مستقیم نور خورشید هستید، پوشش مناسب ژل کت نوپیتل کلیکل (NPG) برای مقاوم سازی بدنه برج در برابر اشعه ماوراء بنفش نور خورشید الزامی است.
• با توجه به اینکه تمام قطعات داخلی برج خنک کننده همیشه در تماس مستقیم با آب هستند، برای جلوگیری از زنگ زدگی و پوسیدگی قطعات فلزی برج خنک کننده باید دقت کنید که تمامی قطعات اصلی مانند استراکچر و قطعات فرعی (پیچ ها، مهره ها و ...) از فولاد ضدزنگ و یا آهن با روکش گالوانیزه تولید شده باشند.
• پکینگ های آب داخل برج خنک کننده باید از طرح و جنس مناسب انتخاب شوند. پکینگ ها معمولاً از ورق های PVC یا PP با گرید دارویی آنتی باکتریال و با ضخامت 400 میکرون هستند.
• برای بالا بردن طول عمر الکترو موتور و کاهش صدای فن در زمان راه اندازی برج های خنک کننده، از بالانس استاتیک و داینامیک فن برج اطمینان کامل حاصل نمایید.
• زمان سفارش برج های خنک کننده با ظرفیت های بالا بهتر است از سیستم انتقال نیرو مجهز به گیربکس استفاده شود.
• نصب نردبان جهت دسترسی آسان به بخش های مختلف برج از جمله الکتروموتور و.. و همچنین تعمیر و نگهداری در ظرفیت های بالا الزامی است.

همانطور که میدانید، در چند دهه اخیر آلودگی هوا و گرم شدن کره زمین به عنوان یک مشکل جهانی شناخته شده و مردم زیادی در جهان با این مشکل مواجه هستند. ایران عزیز ما نیز از این قضیه مستثنا نبوده و همواره شاهد بروز مشکلاتی در این زمینه بوده ایم.
 دستگاه های تهویه مطبوع میتوانند راهکار مناسبی برای حل این گونه مشکلات، حداقل در فضاهای بسته ای که شبانه روز در آنجا درحال نفس کشیدن هستیم باشند. در این مقاله به معرفی یکی از این تجهیزات یعنی فن کویل و انواع ان می پردازیم.

انواع فن کویل

فن کویل ها مانند داکت اسپلیت یک سیستم گرمایشی و سرمایشی هستند، اما تفاوت عمده این دو این است که داکت اسپلیت، از گاز مبرّد فریونی برای سرمایش استفاده می کند. ولی فن کویل، از آبی که از چیلر یا پکیج به کویل آن وارد میشود بهره می برد و به وسیله دمای آب هوا را خنک یا گرم می کند. فن و کویل همان طور که از نامشان پیداست، دو جزء اصلی این محصول به شمار  می روند. فروش فن کویل در انواع، ایستاده، دیواری، زمینی، کاستی، کانالی و سقفی که پرکاربرد ترین آن ها می باشد، تولید وعرضه می گردد. با ما همراه باشید تا با ویژگی های منحصر به فرد مدل های فن کویل، طرزکار و شمایل هرکدام از آن ها بیشتر آشنا بشویم.

فن کویل سقفی (CEILING)

فن کویل سقفی از پرکاربرد ترین مدل های این محصول می باشد که، در دو نوع توکار و روکار به کار گرفته می شود.
غالبا و در مدل های توکار، فن کویل سقفی پشت سقف کاذب قرار می گیرد و تنها دریچه ای از آن قابل رویت است که از آن هوای تازه سرد یا گرم وارد محیط می شود. این ویژگی مخفی بودن دستگاه و عدم اشغال فضای محیط ، باعث شده تا نوع سقفی این تجهیز، طرفداران زیادی پیدا کند. فن کویل سقفی هوای محیط را از قسمت زیر مکش کرده و پس از عبور هوا از روی کویل دوباره به محیط پرتاب می کند و به واسطه ترموستات محیطی دور موتور قابل تنظیم است و اینگونه می توان دمای محیط را به خوبی کنترل کرد.
نکته مهم در مورد فن کویل های سقفی، ابعاد و خصوصا ارتفاع آن از نظر امکان قرار گرفتن و نصب لوله های مربوطه در بالای سقف کاذب است.

فن کویل دیواری (WALL MOUNTED)

فن کویل های دیواری ظاهری مشابه یونیت های اسپلیت دارند، روی دیوار نصب میشوند و نیازی به تخصیص فضا بر روی کف محیط ندارند. مصرف کنندگان خانگی و سازندگان پروژه های ساختمانی، توجه زیادی به این مدل فن کویل نشان می دهند زیرا نسبت به مدل های دیگر جدید تر بوده، میزان سر و صدای کمتری دارد و معمولا به ترموستات دیواری نیاز ندارند، بلکه عملکرد و سرعت فن آنها به وسیله ریموت کنترل به آسانی قابل تنظیم است.