سیستم های تهویه مطبوع

سیستم های سرمایشی معمولا به دو گونه عمل میکنند:

• از آب به عنوان سیال واسط خنک سازی استفاده میکنند.
• توسط انبساط مستقیم گازمبرد برای تولید سرما استفاده میکنند که اصطلاحا Direct Expantionنامیده میشوند .

سیستم های مبتنی بر مبرد آب از لحاظ دمای مطبوع تر و رطوبت گیری کمتر، بهترین سیستم تهویه مطبوع به شمار میروند .

سیستم چیلر و فن کویل

چیلر و فن کویل ، یکی از سیستم های متداول تهویه مطبوع مبتنی بر مبرد آب ، است. این سیستم تهویه مطبوع ، امکان کنترل مجزا برای هر اتاق را به ما میدهد.

از نقطه نظر فنی با توجه به بالا بودن نقطه شبنم کویل اساسا رطوبت گیری اندکی در فن کویل انجام شده و درنتیجه رطوبت هوا به خصوص در اقلیم های خشک حفظ می شود .

چیلر چیست ؟

چیلر، دستگاه مولد آب سرد در یک سیستم سرمایشی برپایه آب، است. چیلر ها به دو دسته ی جذبی و تراکمی تقسیم میشوند.

نوع جذبی، برپایه فرآیند های شیمیایی سرمایش تولید میکنند. از لحاظ فنی چیلرهای جذبی زمانی باید مورد استفاده قرار بگیرند که انرژي حرارتی پرت در سیستم داریم. اساسا سوزاندن گاز متان برای تولید حرارت و استفاده از این حرارت برای تولید سرما در چیلر های جذبی شعله مستقیم، غیر قابل توجیه است . لذا به چیلرهای جذبی نمیپردازیم .

چیلرهای تراکمی مطابق شکل زیر شامل چهار بخش اصلی است

۱-کمپرسور

۲-کندانسور

۳-شیر انبساط

۴- اواپراتور

فشار گاز مبرد، در کمپرسور بالا میرود یا اصطلاحا متراکم میشود. همزمان با بالا رفتن فشار دمای گاز نیز افزایش می یابد. با ورود به کندانسور،مبرد حرارت خود را از دست میدهد و در انتهای کندانسور به مایع تبدیل میگردد. ولی همچنان فشارمبرد بالاست ، زمانیکه مبرد از شیر انبساط عبور مینماید یکباره فشار از روی مبرد برداشته و تبدیل به مایع کم فشار میشود. در این حالت مبردها این خاصیت را داراهستند که در دما های پایین بجوشند( حدود ۵ درجه ) و حرارت را از محیط پیرامون خود بگیرند. در چیلر ها محیط پیرامون آب داخل اواپراتور است. مبرد میجوشد ( تغییر فاز میدهد)  و آب داخل اواپراتور سرد میشود. این آب سرد شده توسط سیستم پمپاژ به سمت مصرف کننده ها( فن کویل ) حرکت میکند .

کمپرسور

کمپرسور ها وظیفه متراکم کردن گاز مبرد را دارند. بر حسب ظرفیت و دمای کارکرد انواع مختلفی دارند .

کمپرسور اسکرال

عمدتا کمپرسور های اسکرال دارای ظرفیت برودتی پایین هستند و تا ظرفیت  30 تن تبرید ساخته میشوند. البته با روش موازی کردن کمپرسور ها و مدارها، چیلر های با  ظرفیت حدود ۱۰۰ تن که از کمپرسور های اسکرال استفاده کنند ، در بازار موجود است . مصرف انرژی الکتریسته کم ، صدای کم ، حساسیت کم به برگشت مایع این کمپرسور را به محبوب ترین کمپرسور بازار تبدیل کرده است .

کمپرسور اسکرو

کمپرسور های اسکرو معمولا در ظرفیت های متوسط تا چند صد تن در بازار موجود هستند. این کمپرسور ها صدای بالاتری دارند و به روغنکاری فوق العاده حساس هستند .

کمپرسور های سانتریفیوژ

این کمپرسور ها در ظرفیت های بالا تولید میشوند . ظرفیت تولید حدود چند هزار تن تبرید را دارا میباشند. از لحاظ شاخص های فنی بهترین نوع کمپرسورها ، کمپرسورهای سانتریفیوژ هستند. قطعات متحرک کم ( یک پروانه )، مصرف انرژی الکتریسته کم ، راندمان بالا از خصوصیات بارز این کمپرسورهاست . تنها ایراد این کمپرسور تولید در ظرفیت های بالاست که شرکت های سازنده عنوان کرده اند تا سال ۲۰۳۰ این کمپرسورها در تناژ پایین هم تولید خواهند شد.

کمپرسور های پیستونی

هر چند امروزه کاربرد محدودی در تهویه مطبوع دارند ولی اولین نوع کمپرسورها ، کمپرسور پیستونی بوده است. عمدتابرای سرما ی زیر صفر استفاده میشوند و عملا سرد خانه ای هستن تا تهویه مطبوعی. صدای زیاد ، مصرف انرژی الکتریسته بالا ، راندمان پایین از نکات منفی این کمپرسورها برای استفاده در تهویه مطبوع است . البته حساسیت کم به برگشت مایع و تراکم تا فشار های بالا ، تعمیرات آسان وتولید دماهای پایین تا ۴۰- درجه سانتیگراد، این کمپرسور را به کمپرسور محبوب در صنعت سردخانه تبدیل کرده است .

کندانسور

وظیفه خنک کردن گاز داخل سیکل تبرید را بر عهده دارد. چیلرها با توجه به نحوه ی خنک شدن کندانسور به دو دسته تقسیم میشوند:

چیلرهای تراکمی هوا خنک

چیلرهای تراکمی آب خنک

چیلر هوا خنک

در چیلر هواخنک ،‌گاز مبرد مستقیما توسط هوا خنک میشود . مهمترین نکته در مورد کندانسور هوا خنک آنست که این کندانسور ها الزاما باید برای منطقه جغرافیای پروژه سایز زده شوند.

چیلر آب خنک

در چیلر های آب خنک ، گاز مبرد توسط آب خنک میشود . آب خنک کننده ی کندانسور، توسط سیستم پمپاژ و برج خنک کن تا دمای تر منطقه جغرافیایی ، سرد شده و مجددا به کندانسور بر میگردد. پس چیلرهای آب خنک به همراه برج خنک کن معنی پیدا میکنند. در برجهای خنک کننده حدود ۲ درصد آب نرم ، تبخیر میشود.

شیر انبساط

وظیفه این قطعه کاهش فشار گاز مبرد از فشار کاری کندانسور تا فشار کاری اواپراتور و کنترل دبی گاز ورودی به آن است . دو نوع شیر انبساط موجود در بازار است.

شیر انبساط ترموستاتیک از خواص ترمو فیزیکی برای کنترل مبرد استفاده میکند . نوع الکترونیکی فشار و دبی گاز را دقیقترکنترل مینماید.

اواپراتور

در اواپراتور، مبرد از حالت مایع تبدیل به بخار میشود و چون این تغییر فاز گرماگیر است ، حرارت محیط اطراف اواپراتور(‌آب ) گرفته شده و خنک میشود. اواپراتور ها عموما ۳ گونه هستند:

پوسته لوله

صفحه ای

دولوله ای

از لحاظ فنی مبدل های پوسته و لوله، بهترین نوع اواپراتور ها هستند .

انتخاب چیلر

پس از معرفی چیلر و اجزای تشکیل دهنده آن ، چیلر ها باید طوری انتخاب گردند که متناسب با بار مورد نیاز وارد مدار شوند، این مورد یکی از اساسی ترین مباحث در کنترل چیلر است که میتواند رضایت بهره بردار را در پی داشته باشد . قدرت و کیفیت طراحی سیستم تهویه مطبوع ، در بارهای جزیی ساختمان و کنترل چیلر ها به نمایش درخواهد آمد.

فن کویل

بعد از تولید آب سرد توسط چیلر ، سیستم پمپاژ ،‌آب سرد را به سمت تجهیزات توزیع کننده هدایت میکند . فن کویل یکی از تجهیزات توزیع کننده تهویه مطبوع هستند که انواع مختلفی دارد و بسته به معماری ساختمان  میتوان از آنها استفاده نمود.

فن کویل کاستی

این نوع فن کویلها قابلیت نصب داخل سقف کاذب را داراست . تامین فضای دسترسی از کنار برای این فن کویلها الزامیست . این نوع از فن کویلها گرانترین نوع فن کویلها هستند.

فن کویل سقفی تو کار

این فن کویلها رایج ترین نوع فن کویل ها هستند و به نسبت قیمت مناسبی دارند . این نوع از فن کویلها نیاز به دسترسی از زیر دارند .

فن کویل کانالی

این نوع از فن کویلها دارای هوادهی بیشتری هستند و فشار استاتیک حدود ۱۵۰ پاسکال تولید میکنند و قابلیت نصب کانال در مسیر دهش دستگاه وجود دارد . باید دقت شود صدای تولیدی این دستگاهها بالاست .

فن کویل زمینی

این فن کویلها نسبتا کمتر مورد استفاده قرار میگیرندو قابلیت نصب بر روی زمین را دارا میباشند .

نکته آخر

در مورد انتخاب فن کویل ها باید دقت شود ، چرا که اگر فن کویل مناسب انتخاب نشود هزینه های جاری پروژه افزایش خواهد یافت. فن کویلها در بازار براساس ظرفیت هوادهی دسته بندی میشوند و گاها بر این اساس فروخته میشوند ولی این روش کاملا اشتباه است . فن کویلها باید با توجه به  ظرفیت های حرارتی و برودتی آنها انتخاب شوند. طراحی فن کویل های هر شرکت میتواند متفاوت از برند دیگر باشد و ممکن است با ظرفیت هوادهی یکسان ظرفیت سرمایشی و گرمایشی متفاوتی داشته باشند . متاسفانه دیده شده که اطلاعات مندرج در کاتالوگ شرکت های سازنده با مقادیر واقعی انتقال حرارت کویل فن کویل ها انطباق ندارد. لذا در زمان خرید فن کویل ها باید به مقادیر واقعی ظرفیت سرمایشی و گرمایشی آنها توجه ویژه شود .

تهویه مطبوع تخصص ماست.