کولر آبی ( سیستم سرمایش تبخیری )

کولر آبی یکی از سیستم های پرکاربرد سرمایش در ساختمان های تجاری کوچک و مسکونی است. در این مقاله به معرفی سیستم سرمایش تبخیری پرداخته و طرز کار آن را تشریح می کنیم. در ادامه به برخی از مهمترین مزایا و معایب این سیستم پرداخته و دو دستگاه کولر گازی و کولر آبی را با هم مقایسه می کنیم. در پایان روش انتخاب این سیستم با ظرفیت مناسب را تشریح می کنیم.

کولر آبی چیست

کولر آبی بر مبنای اصل ” آب برای تبخیر شدن نیازمند حرارت است و این حرارت را از محیط اطراف خود می گیرد ” طراحی و ساخته شده است. هنگامی که مایع به بخار تبدیل می شود نیازمند جذب حرارت است. مقدار حرارت لازم برای تبخیر مایه گرمای نهان تبخیر آن مایع نام دارد. بهترین مایع برای استفاده به عنوان مایع تبخیر شونده آب است. دلایل این برتری ، غیر سمی بودن ، فراوانی و قابلیت تبخیر در شرایط معمولی می باشد. به طور متوسط برای تامین 3.5 تن تبرید 23 لیتر آب نیاز می باشد.

بهترین مثال برای تشریح نحوه ی ایجاد سرمایش به واسطه ی تبخیر آب می توان به عمل تعریق در انسان اشاره کرد. بدن انسان به صورت طبیعی برای خنک کردن خود عرق می کند. درابتدا لایه نازکی از آب بر روی پوست انسان ایجاد می شود سپس این آب تبخیر می شود و حرارت لازم برای تبخیر خود را از بدن انسان می گیرد. در گذشته نیز بادگیر ها به عنوان اولین سیستم های سرمایش تبخیری سرمایش خانه ها را تامین می کردند و کولر آبی یا سرمایش تبخیری بر مبنای این سیستم ها طراحی و ساخته شد.

بادگیر های یزد به عنوان اولین سیستم های سرمایش تبخیری

در سرمایش تبخیری میزان ایجاد سرمایش به نرخ تبخیر آب در هوا بستگی دارد. میزان تبخیر آب در هوا نیز به میزان رطوبت نسبی هوا بستگی دارد. بدین صورت که هرچه رطوبت نسبی کمتر باشد میزان تبخیر بیشتر شده و به دنبال آن سرمایش بیشتری ایجاد می شود. به همین دلیل در دمای یکسان ، هوای با رطوبت نسبی کمتر خنک تر از هوای مرطوب است.همچنین استفاده از فیلترهای هوا باعث افزایش کیفیت هوا و به حداقل رساندن رشد کپک می شود که این برای افراد دارای آلرژی های تنفسی می تواند بسیار موثر واقع شود.

کولر آبی نصب شده در پشت بام منزل

سیستم سرمایش تبخیری در صنعت تاسیسات و سرمایش ساختمان کاربرد گسترده ای دارد. در ساختمان های مسکونی کولر آبی به عنوان یک دستگاه سرمایش تبخیری و در کارخانجات از ایرواشر به عنوان یک دستگاه سرمایش تبخیری مورد استفاده قرار می گیرد. دلیل استقبال از سیستم های سرمایش تبخیری هزینه ی اولیه پایین و هزینه ی مصرف انرژی پایین تر نسبت به سایر دستگاه های سرمایش می باشد. یکی از محدودیت های این سیستم ناکارآمدی دستگاه در آب و هوای مرطوب می باشد.

نحوه ی کار کولر آبی

نحوه ی عملکرد کولر آبی

همانطور که پیش تر گفته شد در صنعت تاسیسات ساختمان ، کولر آبی در گروه دستگاه های سرمایش تبخیری قرار می گیرد. سیستم سرمایش تبخیری با سیستم های تبرید تراکمی مانند کولر ها و چیلر های تراکمی و همین طور دستگاه های تبرید جذبی مانند چیلر های جذبی متفاوت است. این سیستم مانند سایر سیستم های تبرید از ماده ی مبرد به عنوان سیال استفاده نمی کند و از این نظر هم جهت با محیط زیست است. همانطور که در پیشتر بیان شد سرمایش تبخیری سرمایش مورد نیاز ساختمان را از حرارت نهان تبخیر آب تامین می کند.

کولر های آبی نصب شده به منظور سرمایش یک سالن بزرگ

در ادامه به معرفی اجزای کولر های آبی و همین طور نحوه ی کارکرد این دستگاه می پردازیم. سایر دستگاه های زیر مجموعه سیستم سرمایش تبخیری مانند ایرواشر و زنت نیز مشابه کولر آبی عمل می کنند. اما سیستم روفتاپ پکیج و داکت اسپلیت بر اساس تبرید تراکمی کار می کنند.

اجزای کولر آبی

کولر آبی از اجزای اصلی پمپ ، فن سانتریفیوژ و پوشال تشکیل شده است. در ورودی آب تغذیه شیر شناوری وجود دارد که با رسیدن ارتفاع آب موجود در کولر شیر آب تغذیه را قطع می کند. پمپ بر منبع کولر شناور است. با شروع کار کولر پمپ آب موجود در کف کولر را بر روی پوشال ها می ریزد و پوشال ها به خاطر خاصیت فیزیکی خود مقداری از آب را در خود نگه می دارند. سپس فن هوای اطراف را از میان پوشال ها مکیده و از طریق کانال های توزیع هوا به ساختمان انتقال می دهد. هنگام عبور هوا از پوشال ها مقداری از آب محبوس در بین پوشال ها را جذب کرده و وارد فضا می کند.

یک نمونه کولر آبی

آب محبوس شده در هوا تبخیر می شود و حرارت خود را از هوا می گیرد و در نتیجه هوا خنک می شود. به طور متوسط در شرایط مطلوب این عمل موجب کاهش 13 درجه ای هوا می باشد. این عمل علاوه بر ایجاد سرمایش ، رطوبت نسبی هوا را افزایش می دهد و موجب بهبود کیفیت هوا می باشد. در نمونه های کوچک و مصرف خانگی کولر های آبی کف بدنه ی کولر به عنوان منبع آب در نظر گرفته می شود. میزان آب مصرفی کولر به عوامل متعددی همچون تجهیزات ، ظرفیت ، نوع آب و هوا و کیفیت آب بستگی دارد.

نمايش کولر آبی

مزایای سیستم سرمایش تبخیری

کولر آبی به عنوان یکی از پرکاربرد ترین سیستم های سرمایش در بازار صنعت تهویه مطبوع ساختمان دارد به طوری که در آب و هوای خشک بیشتر از سایر دستگاه های سرمایش مورد استقبال کاربران قرار می گیرد . دلیل این امر مزایای منحصر به فرد سیستم سرمایش تبخیری است که در ادامه به برخی از آن ها اشاره می کنیم.

شاخص ترین مزیت کولر آبی هزینه اولیه پایین این سیستم می باشد . قیمت این دستگاه کمتر از 50 درصد دستگاه های سرمایشی دیگر است. علاوه بر این میزان مصرف انرژی این دستگاه کمتر از سایر سیستم ها می باشد . در سرمایش تبخیری المان های مصرف انرژی الکتریکی پمپ و فن می باشد که نسبت به کمپرسور مصرف بسیار کمتری دارند.

مزیت دیگر سرمایش تبخیری سادگی تکنولوژی آن است.  در نتیجه برای سرویس ، تعمیر و نگهداری کولر نیازمند تکنسین متخصص نیست.

نمونه یک کولر آبی چرخ دار

محدودیت های سیستم سرمایش تبخیری

علیرغم فواید منحصر به فرد سیستم سرمایش تبخیری ، این نوع از سیستم سرمایش از محدودیت هایی می باشد. در ادامه این محدودیت ها تشریح می شوند.

سیستم سرمایش تبخیری در آب و هوای مرطوب عملکرد مناسبی ندارد. هوا همواره می تواند مقدار مشخصی از بخار آب را جذب کند. اگر رطوبت نسبی از حد مشخصی کمتر باشد هوا جذب بخار آب بیشتری دارد در نتیجه نرخ تبخیر در آن هوا بیشتر بوده و سیستم سرمایش تبخیری عملکرد مناسبی خواهد داشت. اما در آب و هوای مرطوب نرخ تبخیر آب به شدت افت پیدا می کند و کولر در این حالت عملکرد نامناسبی خواهد داشت.

نمونه یک کولر آبی بدون نیاز به کانال کشی

محدودیت بعدی سرمایش تبخیری وابسته بودن آن به دمای هوای خارج ساختمان است. همانطور که در قبل تشریح شد ، سیستم سرمایش تبخیری می تواند در بهترین شرایط به طور متوسط دمای هوای خارج را 13 درجه کاهش دهد. در نتیجه کنترل دمای هوای داخل ساختمان با محدودیت مواجه می شود.

عملکرد سرمایش تبخیری به شدت متاثر از شرایط کاری آن است. به همین دلیل این سیستم نیازمند سرویس و نگهداری ویژه با فواصل زمانی کوتاه می باشد. میزان ایجاد سرمایش ، مصرف آب و به طور کلی راندمان این سیستم متاثر از شرایط کاری سرمایش تبخیری است.

محدودیت دیگر سیستم سرمایش تبخیری کانال کشی های مربوط به آن و محدودیت معماری در اجرای آن می باشد.

مقايسه کولر اسپليت و کولر آبی

مقایسه کولر آبی و کولر گازی

وظیفه ی اصلی هر دو دستگاه کولر آبی و کولر گازی تامین سرمایش مورد نیاز ساختمان است. اما کولر آبی با هزینه ی کمتری سرمایش لازم را تامین می کند. علاوه بر این میزان هزینه اولیه سرمایش تبخیری نیز بسیار کمتر از کولر گازی می باشد کولر آبی از آب به عنوان سیال استفاده می کند در صورتی که کولر های گازی از مبرد ها برای ایجاد سرمایش استفاده می کند.

از طرف دیگر کولر های آبی توانایی کنترل هوای خانه را ندارند و میزان سرمایش آن ها از نظر شدت سرمایش محدود است. کولر گازی مستقل از دمای بیرون می تواند دمای هوا را کنترل کند و انعطاف بیشتری نسبت به تغییرات دما دارد. علاوه بر این کولر گازی توانایی اجاد سرمایش با شدت بالا را دارد.

نمونه یک کولر آبی دارای چرخ

کولر آبی برای اجرا نیاز به کانال کشی های گسترده دارد و از این نظر ممکن است محدودیت هایی در فضای معماری ایجاد کند در صورتی که کولر های اسپلیت نیازمند عبور دو لوله ی کوچک هستند که این لوله ها در داخل دیوار ها نیز میتوانند حرکت کنند و در نتیجه کولر گازی محدودیت معماری کمتری  دارد.

کولر آبی رطوبت هوا را تنظیم کرده و همین طور در سرمایش خود هوای تازه را هم تامین می کند در صورتی که کولر گازی فقط قابلیت ایجاد سرمایش دارد و نمی تواند هوای تازه وارد فضا کند.

به طور کلی کولر آبی برای فضاهایی که سرمایش متوسط و کم نیاز دارند مناسب است و در آب و هوای مرطوب و یا بسیار گرم کولر های گازی عملکرد بهتری خواهند داشت .

نماي کولر آبی نصب شده

کاربرد کولر آبی

به طور کلی سیستم های سرمایش تبخیری در آب و هوای خشک عملکرد مناسبی دارند. کولر های آبی پرتابل قابلیت قرارگیری در هر فضایی را دارد. در کارخانجات و کارگاه های تولیدی از ایرواشر به عنوان دستگاه صنعتی سرمایش تبخیری که عملکرد مشابه کولر آبی دارد استفاده می شود. در کاربری های تجاری کوچک و مسکونی برای تامین سرمایش  از این کولر ها استفاده می شود. کولر های آبی در ظرفیت های متفاوتی وجود دارد که این امر موجب گستردگی کاربرد آن می شود.

پره های یک نمونه کولر آبی

نحوه انتخاب کولر آبی مناسب

به منظور دستیابی به عملکرد مناسب کولر آبی باید توجه کافی به نحوه ی انتخاب دستگاه داشت. اگر دستگاه با ظرفیت کوچک برای فضا انتخاب شود. کولر در بالاترین توان خود کار می کند و این امر موجب مستهلک شدن قطعات عدم خنک کاری مناسب و کاهش راندمان و فواصل سرویس و نگهداری را کاهش می دهد. از طرف دیگر ظرفیت بزرگ تر موجب ایجاد صدای زیاد در کانال ها می شود. در ادامه روشی برای محاسبه ی ظرفیت مناسب فضا تشریح می شود.

ظرفیت کولر آبی با cfm بیان می شود.  cfm به معنای حجم هوای تازه وارد فضا شده با واحد فوت مکعب در یک دقیقه است. برای محاسبه ی ظرفیت مناسب کولر برای یک فضا کافیست حجم اتاق را بر واحد فوت مکعب محاسبه کنیم. اگر حجم اتاق بر حسب متر مکعب را در 35.5 ضرب کنیم حجم اتاق بر حسب فوت مکعب به دست می آید. بعد از محاسبه ی حجم اتاق مقدار آن در بر 2 تقسیم می کنیم . عدد به دست آمده ظرفیت کولر آبی مناسب می باشد.

نسل جدید کولر های آبی

به طور کلی سرمایش تبخیری یکی از سیستم های سرمایش ساختمان است که در آب و هوای خشک عملکرد مناسبی دارد. این دستگاه هزینه ی پایین و مصرف انرژی کمتری نسبت به کولر های گازی دارد، اما در کنترل هوای اتاق توانایی خوبی ندارد و انعطاف پذیری کمی نسبت به تغییرات دمای طرح خارج دارد.

بنابراین در شرایط متفاوت می توان کولر آبی یا کولر گازی را به عنوان دستگاه تهویه مطبوع مناسب انتخاب کرد.

برداشت و ترجمه از newair , sylvane

تحریریه کلینیک ساختمان بیلدینگ پلاس

“برداشت از مطالب با ذکر منبع و لینک سایت بیلدینگ پلاس کاری حرفه ای و اخلاقی است”