چیلر، فن کویل و هواساز در سیستم سرمایشی ساختمان

با رسیدن به روزهای اول تابستان، دوباره نام سیستم های سرمایشی و تهویه مطبوع بیشتر مورد توجه همگان قرار می گیرد. ادغام چیلر با فن کویل یا هواساز، ترکیبی ایده آل از یک سیستم سرمایشی و تهویه مطبوع هستند که کمتر مورد شناخت مردم عادی قرار گرفته است. در اغلب فروشگاه های تهویه، سیستم هایی مثل کولر گازی یا اسپلیت ها و کولر آبی برای فروش عرضه می شوند. در این گزارش قرار است چیلر، فن کویل و هواساز در تهویه مطبوع  و سرمایش واحدهای تجاری، اداری و مسکونی بررسی کنیم. همچنین نحوه علکرد هر کدام از آن ها را بشناسیم.

چیلر چیست و چگونه کار می کند؟

در بیان ساده چیلر ماشین انتقال گرما است.چیلر ماشینی است که از طریق سیکل جذبی یا تراکمی آب را سرد می کند و سپس به وسیله پمپ، این آب سرد شده را به یونیت های داخلی (فن کویل) که مستقر در داخل ساختمان هستند منتقل می کنند تا گرمای درون فضای منازل یا واحدهای تجاری را جذب کند. مجددا آب گرم شده به چیلر باز می گردد و خنک می شود.

 دستگاه چیلر از لحاظ اجزا و عملکرد مشابه یخچال های خانگی یا آب سردکن های موجود در پاساژها است اما وقتی هدف استفاده تغییر می کند، قطعا ساختار سیستم های برودتی هم تا حدودی بر اساس نوع هدف تغییر می کنند. اما به طور کلی می توان گفت که در سیستم های تهویه مطبوع ساختمانی، چیلر وظیفه تامین آب مورد نیاز در محدوده دمایی 6 درجه سانتی گراد را جهت استفاده در فن کویل ها یا هواساز دارد.

این دستگاه از لحاظ عملکرد، به دو نوع چیلر جذبی و چیلر تراکمی تقسیم می شود.

چیلرهای هواخنک یا چیلر هوایی برای تامین آب سرد، نیازی به مصرف آب ندارند و به همین دلیل در کشورهایی مثل ایران که کمبود آب جدی است بسیار با ارزش است. چیلر تراکمی آب خنک علاوه بر مصرف آب، به تجهیزات بیشتری نظیر برج خنک کننده نیاز دارد و نگهداری و جانمایی آن مشکل تر است.

امروزه در اغلب پروژه های مسکونی از چیلر تراکمی هوا خنک که به چیلر هوایی هم معروف اند استفاده می شود. چیلر آب خنک در صنایع نظیر سردخانه ها بیشتر کاربرد دارد.

تفاوت چیلر جذبی و تراکمی

برای بسیاری از مردم سوال مهمی قبل از خرید چیلر مطرح می شود و آن هم تفاوت چیلر جذبی و تراکمی است. چیلرهای تراکمی به چیلر برقی هم معروف اند زیرا برای تولید آب سرد نیازمند به کمپرسور هستند. واژه تراکم دقیقا به دلیل استفاه از همین عامل متراکم کننده است که با انرژی الکتریکی به حرکت درمی آید. لذا چیلر تراکمی با مصرف برق بالایی دارد.

چیلرهای جذبی به دلیل متفاوت بودن سیکل برودتی، نیازی به کمپرسور ندارند و با دریافت انرژی گرمایی لازم، قادر به تولید آب سرد هستند. برای بسیاری از افراد معمولی تعجب انگیز هست که چگونه با دریافت گرما، دستگاهی می تواند آب سرد تولید کند. این موضوع به نوع سیکل تبرید جذبی مربوط می شود که به دلیل پیچیدگی در اینجا به آن نمی پردازیم. بنابراین چیلر جذبی برای پروژه هایی که برق به میزان نیاز در دسترس نیست و یا به هر دلیلی اتلاف انرژی گرمایی زیاد است، مورد استفاده قرار می گیرد.

یکی از مشکلات رایج چیلرهای حذبی، راندمان پایین دستگاه است. امروزه بهینه سازی مصرف انرژی به دلیل بالا بودن هزینه حامل های انرژی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. حتی امروزه خودروهای سواری به سمت جایگزینی خوردوهای برقی رفته است و تولید موتورهای با سوخت فسیلی هر روز کمرنگ تر می شوند.

هواساز چیست؟

هواساز یا واحد کنترل هوا، با تنظیم و به گردش درآوردن جریان هوا، قابلیت تامین هوای تازه سرد یا گرم در سیستم های تهویه ( HVAC) را دارد

آب سرد تولید شده توسط چیلر، به وسیله پمپ به هواساز یا فن کویل ارسال می شود و در آنجا بار برودتی هوای داخل ساختمان جذب آب سرد می شود و اینگونه کاهش دمای هوا ایجاد می شود. جریان آب مجددآً به سمت چیلر به عنوان سرد کننده آب برگشته و حرارت جذب شده به آب نیز به محیط اطراف چیلر منتقل می شود. به همین دلیل چیلر را پمپ حراتی می نامند.

هواسازها عموما برای فضاهای یکپارچه مانند سالن های ورزشی، مشاعات پاساژها، رستوران ها، سالن اجتماعات و نظیر آن ها مورد استفاده قرار می گیرد. برای واحدهای اداری یا مسکونی که معمولا دارای اتاق است و به وسیله تیغه های دیواری این فضاها از هم تفکیک می شوند، در هر اتاق از یک دستگاه فن کویل استفاده می شود. تمامی فن کویل ها به وسیله لوله کوشی به مخزن آب سرد چیلر متصل می شوند و پمپ مخزن هم وظیفه به چرخش در آوردن این آب سرد را بر عهده دارد.

هواسازها بر اساس نوع کاربرد در اقسام مختلفی تولید می شوند. اما اگر به به طور کلی بخواهیم انواع هواساز را معرفی کنیم، دستگاه هواساز در سه دسته بندی کلی قرار می گیرد:

1. هواساز معمولی
2. هواساز هایژنیک(معروف به هواساز بیمارستانی یا اتاق تمیز)
3. هواساز سقفی توکار

هواساز معمولی دارای بدنه معمولی است و اغلب در پروزه های تجاریی، مسکونی و یا صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد. هواساز هایژنیک که به نام هواساز بیمارستانی هم شناخته می شود، برای تامین هوای استریل و بسیار حساس در اتاق عمل بیمارستان ها یا آزمایشگاه ها است. هواساز بیمارستانی دارای فیلترهای قوی تری است و طراحان یا تولید کنندگان هواساز در ساخت هواساز هایژنیک از استانداردهای تعریف شده برای حوزه درمان استفاده می کنند.

هواسازهای سقفی توکار اغلب در مجتمع های مسکونی و در داخل سقف کاذب استفاده می شوند. این هواساز دارای یک فن پرفشار است تا بتواند جریان هوا را از طریق کانال های نصب شده در سقف به تمام فضای داخلی خانه برساند. از لحاظ اصولی چندان مورد تایید طراحان حرفه ای نیست، زیرا این دستگاه هواساز مشابه یک فن کویل با فن قوی است و اساساً نمی توان کارایی یک هواساز را از ان انتظار داشت. تنها دلیل استفاده از چنین سیستمی که آن را هواساز فشرده (Compact AHU) هم می نامند، محدودیت فضای نصب است.

فن کویل چیست؟

فن کویل بر اساس نامش نام گذاری شده است. یعنی این دستگاه ترکیبی از یک کویل (لوله های خم شده و رفت و برگشتی) و فن دمنده است. در صنعت تهویه مطبوع به دستگاه هایی که در فضای داخلی ساختمان ها جهت تبادل گرما یا سرما نصب می شود، اصطلاحا یونیت داخلی می گویند. فن کویل ها نیز نوعی یونیت داخلی محسوب می شوند. اگر آب سرد در لوله های فن کویل جریان داشته باشد، فن با دمیدن و عبور هوای اتاق از روی لوله ها، سبب سرمایش و کاهش دمای هوای اتاق می شوند.

اما بالعکس، اگر آب گرم در داخل لوله های فن کویل در جریان باشد، سبب گرم شدن هوای اتاق می شود. جنس لوله های فن کویل ها عمدتا از مس می باشد. بسیار مهم است که فن بکار رفته در این سیستم ها بسیار کم صدا باشند تا ساکنین از صدای آن آزرده نشوند. به ویژه در شب هنگام و برای واحدهای مسکونی که مردم به خواب آرام احتیاج دارند. لذا در زمان خرید فن کویل ها باید به آلودگی صوتی ایجاد شده توسط فن دستگاه توجه شود و حتما باید این پارامتر در کاتلوگ فن کویل ها درج شود.

همانطور که در شکل فوق پیدا است، فن کویل یا یونیت های داخلی بر اساس فضای دسترسی و نوع لوله کشی آب در ساختمان، در انواع فن کویل های سقفی، زمینی، دیواری، کانالی و کاستی وجود دارند. امروزه در ساخت ااکثر پروژه های مسکونی از فن کویل سقفی توکار استفاده می شود. این دستگاه در سقف کاذب قرار می گیرد و از دید افراد حاضر در ساختمان مخفی است و از طرفی فضای داخلی ساختمان را اشغال نمی کند.

نتیجه گیری

اینکه در هر پروژه از کدام سیستم تهویه مطبوع استفاده کنیم به عوامل متنوع و متعددی بستگی دارد. مانند توانایی مالی مشتریان، کاربرد پروژه، ملاحظات فنی و سایر دلایل. مهم این است که مهندس مشاور تاسیسات حرارتی و برودتی با درک کامل شرایط، توانایی تشخیص و انتخاب مناسب ترین سیستم تهویه، سرمایش و گرمایش را داشته باشد. به همین دلیل توصیه می کنیم که با شرکت های فعال د با سابقه در صنعت تهویه مشاوره کنید.

چیلر یکی از اصولی ترین دستگاه تبرید در سرتاسر جهان است که با تولید آب سرد و استفاده از آن در سایر دستگاه های تهویه، قادر به تامین سرمایش است. چیلر عموما در ترکیب با هواساز یا فن کویل استفاده می شود. گفتیم که چیلرها به دو دسته چیلر جذبی و تراکمی تقسیم می شوند و هر کدام مزایا و معایبی دارند. اما واقعیت این است که رشد چیلر تراکمی در سال های اخیر بسیار چشمگیر بوده است. در ساختمان های مسکونی اغلب از ترکیب چیلر و فن کویل استفاده می شود و در سایر پروزه ها اغلب از چیلر و هواساز استفاده می کنند.

فن کویل های بر اساس میزان فضای موجود در انواع مختلفی قرار دارند و بسیار مهم است که صدای زیادی نداشته باشند تا آسایش ساکنان دچار اختلال نشود.

منابع گزارش:

ویکی پدیا

وب سایت airtecnics.com

 وب سایت https://tahviehnegar.com/air-handling-unit/

وب سایت theengineeringmindset.com

وب سایت yesncer.com