طراحی سیستم‌های تهویه خنک‌کننده منفعل
برج های خنک کننده در اصل دستگاه‌هایی هستند که برای بازیافت آب استفاده می شود. می توان گفت عملکرد کلی برج های خنک کننده بر اساس تبخیر قسمتی از آب اسپری شده در برج ها میباشد.
در نتیجه حرارت آب باقی مانده را نیز کاهش می دهد. چیلرها در واقع هدف تامین آب سرد و تزریق این آب خنک را به فن کویل ها برعهده دارند.
چیلرها توسط دو سیکل تراکمی و جذبی با اصول ترمودینامیک سبب خنک شدن مبرد می گردند. مبرد گاز خنک شده را در تماس با آب، در اواپراتور، پس از خنک شدن در مدار خروجی چیلر قرار می‌دهد.
راهکارهای ساده‌ای که می‌توانید ساختمان را خنک تر کنید در حقیقت هیچ کمکی به جلوگیری از گرم شدن کره زمین نمی کند اما موجب این می شود که انرژی مورد نیاز خود را از انرژی های تجدیدپذیر تامین کنید. این مسئله به ویژه در هوای گرم تابستان اهمیت بیشتری پیدا می کند.
استفاده از انرژی خورشید که یک انرژی تجدید پذیر است جهت فناوری خنک کردن ساختمان در تابستان، یک انتخاب ایده آل است اما برای این کار هزینه و فضای زیادی لازم است.
واقعیت این است که نمی توان در عصر حاضر، ساختمان‌ها را بدون در نظر گرفتن چگونگی پاسخ آنها نسبت به جذب یا دفع گرما طراحی کرد.
به طور نمونه، آسمان خراش هایی که از مصالح شیشه ساخته می شوند به تدریج باید کنار گذاشته شوند. در مقابل برای اصلاح این مشکل، سقف ها و دیوارها باید عایق بندی شده باشند که موجب جلوگیری از ورود هوای گرم یا خروج هوای خنک داخل ساختمان شود.
از طرفی دیگر، هر منبع در ساختمان که از برق استفاده می کند باید تا حد امکان از نظر صرفه جویی در مصرف انرژی بهینه سازی شده باشد. برای خنک کردن ساختمان در تابستان لازم است که سیستم های روشنایی، لامپ ها، رایانه، ماشین ظرفشویی و تلویزیون در مدت معینی روشن باشند؛ چرا که هر کدام، یک مقدار گرما را تولید می کنند. مقدار گرمای تولید شده از این سیستم ها، هم مصرف انرژی را بالاتر می برد و هم محیط داخل خانه را گرم تر می کند. اگر از این دستگاه ها استفاده نمی کنید، آنها را خاموش کنید.
در مناطق کویری با آب و هوای گرم و خشک هم کولر های آبی می توانند نیاز به خنک کننده ها را پاسخ دهند. اگر بخواهید راندمان این کولر ها بالاتر رود بهتر است یک سایبان روی آن ها بسازید که نور آفتاب مستقیم به کولر برخورد نکند. یکی از نیازهای استفاده از کولر های آبی کانال کشی است. در خانه ای که ساخت آن به اتمام رسیده و کانال کولر نداشته باشد استفاده از کولر های آبی به آسانی امکان پذیر نیست و نیازمند صرف هزینه ای زیاد است.
پس باید هنگام ساخت و ساز این قضیه به عنوان یکی از اصول مهم در نظر گرفته شود. خصوصا ساخت و ساز در شهر هایی که کولر های آبی برای آب و هوای شان مناسب است. یک مزیت دیگر استفاده از این کولر ها مصرف برق مناسب آن هاست.
از آنجا که آب مورد استفاده دراین فرایند در برخورد با لوله های پلی اتیلن که از دمای زیادی برخوردار هستند ،به سرعت گرم شده لازم است که از سیستم های خنک کننده آب استفاده گردد تا دمای بالای آب به دمای استاندارد و مورد نیاز برای فرایند خنک کاری لوله های پلی اتیلن برگردد.
بدین منظور از سیستم های خنک کننده شامل چیلرها و تانکهای خنک کننده استفاده می شود.
برای جلوگیری از بروز این اتفاقات، بهترین کار این است که هنگام خرید کمپرسور، نحوه خنک کردن کمپرسور باد را در نظر بگیرید. همچنین پس از شروع به استفاده از کمپرسور باد، در زمان ها معین مثلا هر ماه یکبار، نحوه فعالیت خنک کننده ها را بررسی نمایید.
در ذیل به بررسی جداگانه انواع خنک کاری در چیلر ها و همچنین تانک های خنک کننده کولینگ تاور می پردازیم تا معیاری برای انتخاب بهتر سیستم خنک کننده آب مورد نیاز در زمینه خنک سازی لوله های پلی اتیلن به دست بیاوریم.
تراکم توسط کمپرسور
چگالش توسط کندانسور
اختناق توسط شیر انبساط
تبخیر توسط اواپراتور
فرایند خنک سازی آب در چیلرهای تراکمی به صورت خلاصه به این صورت می باشد که گاز مبرد به شکل بخار داغ وارد کمپرسور شده متراکم می گردد .
در نتیجه فشار دمای مبرد بالا میرود. سپس بخار داغ خروجی وارد کندانسور شده و به کمک آب سرد که از برج خنک کننده وارد شده گرمایش جذب می گردد ،که باعث می گردد بخار تبدیل به مایع با دمای زیاد گردد.
روش خنک سازی متکی بر حفظ اختلاف زیاد دمایی بین گرمای کمپرسور باد و محیط اطراف آن است. به همین دلیل طراحی و قرار دهی محفظه های ضعیف یا غیراستاندارد برای کمپرسور باد، نه تنها سبب خنک شدن آن نمی‌شود، بلکه ممکن است منجر به گرم شدن بیش از انتظار کمپرسور شود.
سپس به واسطه فرایند اختناق افت فشار در مبرد ایجاد می گردد. که همزمان با کاهش دمای مبرد باعث تبخیر مقدار زیادی از مایع آن نیز می شود.
جریان سرد و دوفازی مبرد وارد اواپراتور میشود تا دمای آن با جذب گرما کاهش یابد .بدین ترتیب مایع مبرد کاملا تبخیر میگردد .
در ادامه بخار داغ از اواپراتور خارج شده و مجدداً به کمپرسور هدایت می شود تا فرایند سیکل تبرید کامل شده و آب سرد تولید گردد.
چیلرهای جذبی که بر اساس سیکل تبرید جذبی کار می کنند.
در برجهای خنک کننده مدار باز جریان برای خنک شدن و کاهش دما باید در تماس مستقیم با آب قرار گیرد.
پس از اقدام به طراحی سیستم‌های تهویه خنک‌کننده منفعل ممکن است برخی دیگر از فرم‌های تهویه / خنک کننده نیز مورد نیاز باشد. سیستم‌های تهویه خنک‌کننده در انواع مختلفی ظاهر می‌شوند اما اینکه آیا سیستم آنها منفعل، مکانیکی یا ترکیبی باشد، نیاز به کنترل دارد تا بتوانند نیازهای بهداشتی، آسایش و راحتی و نیاز به تهویه و خنک سازی را برآورده کنند و در صورت لزوم استفاده از سیستم‌های هوشمند کنترل ساختمان - که ترکیبی از سنسورهای نظارتی و کنترل کامپیوتری برای نظارت و کنترل تجهیزات مصرف انرژی، مانند گرمایش، تهویه، خنک‌کننده و روشنایی می‌باشند، ضروری است.
در این فرآیند جریان آب در قسمت بالای برج از طریق نازل های آبپاش بر روی پکینگ ها توزیع می شود.
این عمل باعث می گردد بین آب و جریان هوای عبوری سطح تماس بسیار بزرگی ایجاد گردد. در این فرآیند آب به دو صورت خنک می گردد، بخشی از گرمای آب به واسطه انتقال حرارت دفع می گردد و بخش دیگر به وسیله فرآیند تبخیر خنک میگردد.
در انتها هوای اشباع شده از بالای برج در اتمسفر خارج می گردد .آب سرد انباشته شده در تشتک از پایین برج خارج میگردد.
برج خنک کننده مدار بسته. در این فرآیند آب و جریان هوا هیچ تماسی با هم ندارند. در این سیستم آب به داخل کویل عبور داده میشود.
داکت اسپلیت لوگرانو با تعبیه یک کویل آب گرم قابلت تولید گرمایش را خواهند داشت . برای تولید گرمایش در داکت اسپلیت هیچ نیازی به کندانسور نیست و در طول پرسوه تولید گرمایش در زمستان ، کندانسور کاملا خاموش خواهد بود . آب گرمی که توسط پکیج یا موتور خانه منزل شما تولید می شود ، به داخل کویل آب گرم جریان پیدا کرده و توسط دمنده یا بلوور اپراتور ، هوای گرم به محیط انتقال داده می شود . تولید گرمایش داکت اسپلیت مصرف انرژی بسیار کمی دارد و برای منزل و محیط های بزرگ بسیار مقرون به صرفه می باشد .
استفاده از برج های خنک کننده در بعضی از صنایع مقرون به صرفه تر می باشد.
از آنجا که بازدهی تانک های خنک کننده در مناطق مرطوب پایین می آید (به دلیل رطوبت بالا) استفاده از چیلر تراکمی در این مناطق بازدهی بیشتری داشته و مقرون به صرفه تر است.
اولین روش برای خنک کردن ساختمان در تابستان، همان پنجره های ساختمان هستند. باز کردن پنجره ها روش معمول است که مردم استفاده می کنند تا داخل ساختمان خنک تر شود. با این کار، حجم زیادی از هوای گرم وارد ساختمان می شود. این یک مشکل بزرگ است! برای حل این چالش در حقیقت می توان برای جلوگیری از ورود گرما به داخل ساختمان از عایق بندی استفاده کرد. برای اینکه گرمای هوا از محیط بیرون در فصل تابستان وارد ساختمان نشود، از درب و پنجره های عایق استفاده کنید.
اگر عادت دارید که پنجره ها را باز کنید تا جریان هوا وارد ساختمان شود، یکی از راهکارهایی که به خنک کردن ساختمان شما بسیار کمک می کند، استفاده از سایبان برای پنجره ها است. سایبان ها لوازم و وسایلی هستند که بالای پنجره نصب می شوند و یک سایه افقی و حالت برآمدگی ایجاد می کنند که از ورود مستقیم نور به داخل ساختمان جلوگیری می کند.
مینی چیلر چیست ؟
کمپرسور اینورتر چیست؟
فن کویل چیست؟ انواع فن کویل
اگر پنجره ها را باز می گذارید شاید بهتر باشد برای کاهش شدت نور، از پرده ها استفاده کنید. برخی عقیده دارند پرده های توری یا پرده های نازک را بیرون از پنجره نصب کنید تا از ورود گرما به داخل ساختمان جلوگیری کند، اما تهویه هوا را انجام دهد؛ برخی نیز عقیده دارند که پرده ها بهتر است مقابل پنجره در داخل ساختمان نصب شوند تا گرما را جذب کنند. برخی از مدل های سایبان ها حالت برقی - اتوماتیک دارند و در اندازه‌های مختلف باز و بسته می شوند.
این سایبان ها هم برای خنک کردن ساختمان در تابستان پیشنهاد شده اند.
مصرف آب در برجهای خنک کننده بیشتر از مصرف آب در چیلر ها می باشد. یکی از مشکلات و معایب کولینگ تاور ایجاد نشتی در بدنه و اتصالات برج خنک کننده می باشد که باعث بالا رفتن هزینه تعمیر و نگهداری این برج ها می گردد.
