انواع سیستم های خنک کننده

اخبار 1396/06/22 201
انواع سیستم های خنک کننده

عمل تهویه ی هوا یا خنک کردن روندی پیچیده تر از گرمایش دارد. بجای استفاده از انرژی برای به وجود آوردن گرما، سیستم های تهویه ی هوا از انرژی استفاده می کنند تا گرما را از بین ببرند.

رایج ترین سیستم تهویه هوای موجود در حال حاضر از یک کمپرسور استفاده می کنند که شباهت بسیار زیادی به آنچه در یخچال ها هست دارد، و با استفاده از همین سیستم در دستگاه های تهویه استفاده می شود تا گرما را از فضای خانه به بیرون منتقل کنند.

انواع سیستم های خنک کننده

عمل تهویه ی هوا یا خنک کردن روندی پیچیده تر از گرمایش دارد. بجای استفاده از انرژی برای به وجود آوردن گرما، سیستم های تهویه ی هوا از انرژی استفاده می کنند تا گرما را از بین ببرند. رایج ترین سیستم تهویه هوای موجود در حال حاضر از یک کمپرسور استفاده می کنند که شباهت بسیار زیادی به آنچه در یخچال ها هست دارد، و با استفاده از همین سیستم در دستگاه های تهویه استفاده می شود تا گرما را از فضای خانه به بیرون منتقل کنند.

خانه خود را چیزی شبیه به یک یخچال در نظر بگیرید، یک کمپرسور در بیرون وجود دارد که با مایع سرد کننده ای پر شده است. این محلول دارای این قابلیت است که شکل خود را مایع به گاز و برعکس تغییر دهد. همانطور که مشغول به تغییر شکل است، گرما را به خود جذب یا اینکه دفع می کند، تا بتواند با این کار گرما را از جایی جذب کرده و به جای دیگری حمل کند و در آنجا گرما را آزاد سازد، همانطور که گرما به همین شکل از داخل یخچال به بیرون از یخچال انتقال میابد، ساده است، نه؟

خب، نه! این روند با تمام فلکه ها و کنترل هایی که در بین مسیر وجود دارند، تا حدودی پیچیده تر می شود. اما تاثیر آن ها بسیار قابل توجه است. یک دستگاه تهویه ی هوا، هوای گرم را از یک جای خنک جذب کرده و به یک مکان گرم برده و در آن جا آن را آزاد می کند. از قرار معلوم، این روند نقطه مقابل قوانین فیزیک است. چه چیزی این روند را به جریان می اندازد، البته که الکتریسیته است، در واقع برای راه اندازی و به جریان انداختن چنین روندی به برق زیادی نیاز است.


انواع سیستم های خنک کننده

سیستم های خنک کننده مرکزی و پمپ های حرارتی

سیستم های خنک کننده ی مرکزی و پمپ های گرمایی طراحی شده اند تا تمام فضاهای موجود در خانه را خنک کنند. در هر یک از این سیستم ها، یک کمپرسور بزرگ که در بیرون خانه وصل شده است، این روند را به جریان می اندازد؛ یک کویل که با ماده ی خنک کننده پر شده است هوای محیط را خنک می کند، سپس هوای خنک شده به واسطه ی دریچه هایی که تعبیه شده اند با فضاهای مختلف خانه منتقل می شوند. پمپ های گرمایی نیز شباهت زیادی به سیستم های خنک کننده ی مرکزی دارند، با این تفاوت که در سیستم پمپ های گرمایی این قابلیت وجود دارد که تا در ماه های سرد زمستان روند کار آن را برعکس کرد تا بتوان فضاهای مختلف خانه را گرم کرد. (پمپ های گرمایی در بخش سیستم های گرمایی با جزئیات بیشتری معرفی شده اند). با استفاده از سیستم های تهیه مرکزی، برای عمل گرم کردن خانه از همان سیستم های دریچه ای و داکت های ساختمان استفاده می شود که هوا به وسیله ی یک کوره گرم شده و در خانه توزیع می شود. در واقع، سیستم های تهویه مرکزی با استفاده از یک فن گرمایشی هوای گرم شده را توسط داکت ها در خانه منتشر می کنند.

سیستم های تهویه مرکزی و پمپهای گرمایشی، به منظور خنک کردن فضای داخلی خانه طراحی شده اند، در هر سیستم یک کمپرسور بزرگ واحد که در قسمت خارجی تعبیه شده، مسئول انجام روند اجرایی است؛ یک سیم پیچ داخلی انباشه از ماده ی سرد کن، هوا را از طریق دریچه ها و انتشار آن به داخل خانه خنک میکند


پمپهای گرمایشی کارکردی همانند دستگاههای خنک کننده ی هوای مرکزی دارند، با این تفاوت که روند کار می تواند معکوس شود بطوریکه در ماههای زمستان به تولید گرما بپردازد (در "بخش گرمایشی" این پمپها با جزییات بیشتری مورد بررسی قرار گرفته اند). در یک دستگاه تهویه هوای مرکزی، همان سیستم کانال کشی استفاده میشود که  در کوره ها برای توزیع هوای گرم مورد استفاده قرار می گیرد.در واقع، دستگاه تهویه مرکزی به نوعی از فن کوره برای توزیع وهدایت هوا به دریچه ها استفاده میکند.

دستگاههای تهویه هوای مرکزی و پمپهای گرمایشی منبع-هوایی، که در حالت خنک کنندگی به کار گرفته میشوند، از سال 1992 بر اساس نسبت کارایی انرژی فصلی (SEER) مورد ارزیابی قرار گرفته اند. SEER  نتیجه نهایی خنک کنندگی فصلی در Btu (واحد بریتانیایی گرما)  است که توسط میزان انرژی دریافتی بر اساس وات بر ساعت، در فصول مختلف سال بخش بندی میشود، برای یک آب و هوای معمولی در ایالات متحده امریکا. قبل از سال 1992 از واحدهای متفاوتی استفاده می شد اما کارایی دستگاههای تهویه ی قدیمی تر از دیدگاه بخش بندی SEER دارای درجه استاندارد 6 یا 7 بودند.
دستگاه های به فروش رسیده در سال 1998 دارای درجه استاندارد 9 تا 11، بودند
تا سال 2002 تا میزان 11.1 رشد کرده بود.
همچنین بازدهی بین المللی این دستگاهها با یک درجه کارایی انرژی (EER) سنجیده میشود که نشان دهنده کارایی دستگاه در دماهایی بالاتر است. مدل های شایسته ی شاخصه انرژی باید دارای درجه استاندارد  EER حداقل 12 باشند.

 

انواع سیستم های خنک کننده
دستگاههای تهویه هوا و پمپهای گرمایشی از روند خنک کننده برای انتقال گرما بین قسمت داخلی و خارجی استفاده میکنند. پمپهای گرمایشی تنها در یک دریچه مخصوص معکوس سازی روند، تفاوت دارند که هوای گرم یا سرد به سمت فراهم میکند


استانداردهای سطح جدید برای دستگاههای تهویه هوای مرکزی در سال 2015 اعمال شدند. همانند کوره ها که بنابه اقلیم تقسیم بندی میشوند. همانطوری که سخت گیری بیشتر در مناطق جنوبی و جنوب غربی نسبت به مناطق شمالی وجود دارد. دستگاههای تهویه هوای مرکزی ای که فروخته میشوند تا در مناطق جنوب و جنوب غربی مورد استفاده قرار گیرند باید حداقل، دارای استاندارد SEER 14 باشند، برای دستگاههای نصب شده در شمال حداقل SEER 13 بدون تغییر باقی میماند. پمپ‌های گمایشی منبع-هوایی، صرف نظر از مناطقی که نصب میشوند، باید دارای حداقل SEER 14 باشند علاوه بر این، دستگاههای تهویه ی مرکزی مورد استفاده در مناطق گرم و خشک جنوب غربی باید حداقل EER 12.2 را کسب کرده باشند (یا EER 11.7 برای مدلهای بزرگتر)


از جهت دیگر، عملکرد سرمایشی پمپهی گرمایشی زمینی براساس یک EER ثابت ارزیابی میشوند بجای اینکه بر طبق استانداردهای فصلی محاسبه گردند. حداقل نیازمندی برنامه های شاخص انرژی برای پمپ های منبع-زمینی عبارتند از: EER 21.1 برای سیستمهای باز EER 17.1 برای سیستمهای بسته و EER16 برای دستگاههای انتشار مستقیم (DX)

 

دستگاههای تهویه هوای اتاق

دستگاههای تهویه هوای اتاق، برای نصب شدن بر روی پنجره ها یا بر روی دیوارها در دسترس هستند، اما در هر مورد کارایی یکسانی خواهند داشت، با داشتن یک کمپرسور خارجی. دستگاههای تهویه هوا مناسب برای خنک کردن تنها یک اتاق هستند بنابراین ممکن است برای تمام خانه نیاز به تعداد بیشتری داشته باشید. هزینه ی دستگاههای تکی کمتر از سیستم های مرکزی است.

دستگاههای تهویه ی اتاق، تنها توسط EER ارزیابی میشوند که همان خروجی سرمایشی است که توسط میزان مصرف، تقسیم بندی شده است، هرچه میزان EER بالاتر باشد کارایی دستگاه تهویه بیشتر است. تجدید نظر در قوانین حداقل استانداردهای کارایی برای اتاق در سال 2011 بکار گرفته شد که در ماه ژوئن سال 2014 اعمال بشوند؛ بازنگریهای انجام شده در ملزومات شاخص انرژی در ماه اکتبر 2013 اعمال شده اند.

جدول 5.2 فهرستی از ملزومات برای دستگاههای با کناره های حائل که رایج ترین نوع آنها هستند

 

Federal Standard min EER

ENERGY STAR min EER

Capacity (Btu/Hr)

as of Oct. 2014

as of Oct. 2014

As of July 2017

less than 6,000

11.0

11.2

12.1

6,000 ro 7,999

11.0

11.2

12.1

8,000 to 13,999

10.9

11.3

12.0

14,000 to 19,999

10.7

11.2

11.8

20,000 to 24,999

9.4

9.8

10.3

25,000 or higher

9.0

9.8

9.9

 

خنک کننده های تبخیری

خنک کننده های تبخیری، که گاهی خنک کننده های باتلاقی نامیده میشوند، رواج کمتری در قیاس با دستگاههای تهویه هوای متراکم ساز بخار (سرد کن) دارند، اما در مناطق خشک بعنوان مثال در جنوب غربی، گزینه های بسیار کاربردی تری هستند. آنها با مکش هوای خارجی تازه به درون صفحات نمناک، جایی که هوای جذب شده توسط روند بخار دهی سرد میشوند. سپس هوای سردتر در خانه به گردش در می آید. این روند شباهت بسیاری با تجربه ی احساس سرما هنگام خروج از استخر روباز در هوای آزاد دارد. خنک کننده های تبخیر میتوانند دمای داخل را نسبت به دمای بیرون تا میزان 30 درجه سانتیگراد کاهش دهند

آنها میتوانند در طول فصل تابستان در میزان مصرف انرژی تا 75% صرفه جویی به عمل آورند، زیرا تنها قطعه ای که از انرژی برق بهره می برد فن این دستگاه است.

چرا که تکنولوژی آن ساده تر است، همچنین می تواند هزینه ی کمتری نسبت به  خریداری دستگاه تهویه هوای مرکزی داشته باشد، چه بسا نصف بهای پرداختی آن.

یک دستگاه خنک کننده ی تبخیر مستقیم نقش بسزایی در تولید بخار هوا در فضای خانه را دارد که میتواند به عنوان یک مزیت در مناطق بسیار خشک از آن یاد شود. یک دستگاه خنک کننده ی تبخیری غیر مستقیم قدری متفاوت است بطوریکه تبخیر آب در یک طرف مبدل گرما اتاق می افتد. هوای اتاق خانه به نقاط دیگر مبدل گرما رانده می شود که خنک میکند اما نم باقی نمی گذراد. هر دو نوع آن با بیشتر شدن نم در هوا میزان اثربخشی خود را به تدریج از دست می دهند، زیرا رطوبت هوا توانایی کمتری برای حمل نم اضافی را دارد.

برای بهره وری حداکثری از خنک کننده های تبخیری، اندازه درست دستگاه حائز اهمیت است. ظرفیت خنک کنندگی یک دستگاه خنک کننده ی تبخیری بر اساس توانایی میزان زدایش گرما ارزیابی نمی کردد (Btu) بلکه براساس این لازمه ی فن است که به چه میزان قادر است هوا را در فضای منزل در هر فوت مکعب در یک دقیقه (cfm) به گردش درآورد. یک راه خوب ماین است که فضای خانه ی خود را بر اساس فوت مکعب اندازه گیری کرده وآن را بر 2 تقسیم کنید.

برای نمونه یک خانه به اندازه ی 1500 فوت مکعب با ارتفاع 8 فوت نیاز به یک خنک کننده cfm 6000 دارد.

دستگاههای تهویه هوای مینی اسپلیت بدون دریچه

سیستم های مینی اسپلیت که، در کشورهای دیگر بسیار محبوب هستند، میتوانند یک گزینه جذاب برای اتاق های اضافی و نیز خانه هایی که کانال کشی نشده اند، باشند.

مانند آن دسته از خانه هایی که از سیستمهای گرمایشی رادیاتوری استفاده میکنند (بنگرید به بخش گرمایشی). مانند دستگاههای تهویه هوای قدیمی، مینی اسپیلیتهایی دارای کمپرسورها یا کاندنسرهای خارجی و دستگاههای هدایت کننده ی هوای داخلی. تفاوت اینجاست که هر اتاق یا ناحیه برای خنک شدن هدایتگر هوای مختص به خود را دارد. هر دستگاه داخلی بوسیله یک مجرای حامل قدرت و خطوط سرکن، به دستگاه خارجی متصل می شود. دستگاههای داخلی به طور معمول بر روی دیوار یا سقف قرار میگیرند.


بزرگترین مزیت یک مینی اسپلیت بدون دریچه در انعطاف پذیری آن بمنظور خنک کردن اتاق ها و یا نواحی مجزا خلاصه میشود.

با فراهم کردن هر دستگاه مختص به هر فضا، کار ساده تریست اینکه ملزومات رفاهی متغیر هر اتاق را جداگانه براورده سازیم.

اساسی ترین نقص مینی اسپلیت ها بهای آن است.