سیستمهای تهویه مطبوع خانگی و صنعتی مانند کولرهای گازی، با استفاده از گازهای مبرد کار میکنند. این سیستمها در فرآیندی به نام چرخه تبرید، از مبرد که به اصطلاح گاز کولر نامیده می شود برای افزایش یا کاهش دمای محیط از طریق انتقال گرما و تغییر حالت استفاده میکنند. گازهای مبرد دارای خواص و رفتار ترمودینامیکی متفاوتی هستند و میتوانند از نظر دما، حجم و فشار متفاوت باشند. در این مقاله به انواع گاز کولر و گازهای مبردی که بیشتر در کولرهای گازی و سیستمهای تهویه هوا استفاده میشوند، میپردازیم:
انواع گاز کولر
R12
گاز مبرد R12 یکی از انواع مبردهای مورد استفاده به عنوان گاز کولر است. گاز R12 به دلیل تاثیر مخرب در اثر گلخانهای برای محیط زیست مضر است. به همین دلیل تولیدکنندگان از استفادهی آن به عنوان مبرد منصرف شدند و تولید R12 در سال ۱۹۹۴ متوقف شد.
R22
گاز مبرد R22 شناخته شدهترین گاز کولر گازی هست که معمولاً به نام فریون شناخته میشود و برای دههها به عنوان مبرد سیستم تهویه مطبوع مرکزی استفاده می شود. با این حال مانند گاز R12، با آسیبهای زیست محیطی مانند تخریب لایه اوزن همراه است. به همین خاطر، در سال ۲۰۱۰ قانون هوای پاک تصویب شد و مقرر گردید گاز R22 تا سال ۲۰۲۰ کاملاً از رده خارج شود. با این وجود هنوز در کشورهای در حال توسعه قانونی برای منع خرید و فروش و یا استفاده از این گاز وجود ندارد.
گاز مبرد R410A (با نام های Puron ، Genetron ، Forane و Ecofluor نیز شناخته میشود) وقتی که چند دهه پیش معرفی شد، یک پیشرفت واقعی بود. زیرا حاوی کلر یا برم نیست، برای محیط زیست کمتر مضر است. دارای سمیت و اشتعال پذیری کمی است و به لایه اوزن آسیب نمیرساند. تنها عیب آن پتانسیل گرمایش جهانی GWP زیاد است که باعث تشدید اثر گلخانه ای در کره زمین میشود. بنابراین با توجه این ویژگیها و داشتن ویژگیهای خنک کننده R22، گاز R410a جایگزین گاز R22 به عنوان گاز کولر شد.
همچنین گفته می شود که سیستم هایی که با این گاز کار می کنندکارآیی بیشتری دارند. کیفیت هوای بهتری را ارائه می دهند و راحتی و قابلیت اطمینان را افزایش میدهند. با این حال، نمی توان از آن در سیستمهایی که قبلاً با گاز R22 کار میکردند استفاده کرد و سیستم نیاز به ارتقا یا جایگزینی دارد. استفاده از این گاز به دلیل داشتن GWP بالا طبق قانون فعلی پارلمان اروپا از سال ۲۰۲۵ ممنوع خواهد بود.
گاز R32
به دلیل ممنوعیت گاز R410a در آینده، تولیدکنندگان تهویه مطبوع شروع به استفاده از گاز دیگری به نام R32 در تجهیزات تهویه مطبوع کرده اند. گاز R32 یا متیلن فلوراید، گازی ۱۰۰٪ خالص، بدون بو و بی رنگ است که در آب محلول نیست. جایگزین کنونی گاز R410A، از ثبات حرارتی خوبی برخوردار است و استفاده از آن در سیستمهای تهویه مطبوع برای محیط زیست بهتر است. با توجه به مزایای زیست محیطی ، R32 در آینده گازی است که در تمام سیستمهای تهویه مطبوع استفاده می شود.
نحوه تشخیص اینکه کدام نوع از انواع گاز کولر را برای کولر گازی استفاده کنید
یکی از راههایی که میتوانید بگویید مبدل تهویه مطبوع شما به کدام مبرد نیاز دارد این است که برچسب یا صفحه بزرگ کمپرسور یا اواپراتور آن را بررسی کنید. مبرد مورد نیاز را بیان می کند. بررسی این برچسبها قبل از تعویض مبرد مهم است. زیرا مبردها قابل تعویض نیستند و استفاده از نوع نامناسب میتواند به سیستم شما آسیب برساند.
کولرهای گازی برای تولید هوای خنک و انجام تهویه هوا از گاز مبرد یا گاز فریون استفاده می کنند. اگر میزان این گازها از حد استاندارد پایینتر بیاید و یا تمام شود، توان خنک کنندگی دستگاه از بین می رود. این مشکل معمولا برای بسیاری از کولرهای گازی پس از مدتی استفاده پیش می آید. برای رفع این مشکل باید گاز کولر گازی تان را شارژ کنید. با توجه به نوع کولر این گاز می تواند R22 یا R410a باشد.
در صورت مشاهده علائم زیر کولر شما نیاز به شارژ گاز دارد:
کم شدن سرمادهی کولر
طولانی شدن مدت زمان بروز سرمای اولیه کولر
یخزدگی یونیت خارجی کولر
افزایش غیرعادی هزینه برق
شارژ کولر گازی نیازمند دانش و تخصصی است که باید توسط کارشناس متخصص انجام شود. نکته بسیار مهم این است که کم شدن گاز کولر گازی می تواند نشان دهنده خطر نشت گاز هم باشد. گاز مبرد کولر یک گاز سمی و خطرناک است و ممکن است باعث ایجاد مسمومیت و احساس خفگی شود. حتی ممکن است پس از بررسی تعمیر کار و متخصص نیاز به جمع شدن و تخلیه گاز کولر به صورت کامل دیده شود. در نتیجه این کار را به هیچ وجه بدون وجود یک متخصص انجام ندهید.
کولرهای گازی امروزه بخش عمدهای از بازار سرمایش را به خود اختصاص دادهاند. این وسایل سرمایشی به این خاطر که نیازی به جریان آب برای خنکسازی محیط ندارند و مصرف انرژی الکتریکی پایینی دارند، توانستهاند جایگاه خوبی در بازار تهویۀ مطبوع پیدا کنند. اگر سری به بازار کولرهای گازی زده باشید و یا در اینترنت جستجو کرده باشید، با انواع کولرهای گازی از برندها و مدلهای مختلف کولرگازی مواجه خواهید شد.
نحوه کار کولرهای گازی
کولرهای گازی بر اساس سیکلی کار میکنند که به آن سیکل تبرید تراکمی میگویند. این سیکل از چهار دستگاه تشکیل شده است : کمپرسور، کندانسور، دستگاه انبساط و اواپراتور و البته مبرد یا همان گاز خنککننده که با تغییر فاز باعث میشود که گرما از محیط داخل اتاق به بیرون منتقل شود. در هر سیستم بر حسب ظرفیت و کاربرد مورد نظر ممکن است اجزای دیگری نیز وجود داشته باشند. در سیکل تراکمی، ابتدا گاز مبرد وارد دستگاه کمپرسور میشود، کمپرسور دستگاهی است که هم انرژی لازم برای حرکت مبرد را تامین میکند و هم با فشرده کردن آن باعث افزایش دمای میعان مبرد می شود. سپس مبرد با فشار بالا وارد کندانسور میشود که در آنجا حرارت خود را به محیط بیرون منتقل میکند.
در همین جا میتوان فهمید که کندانسور باید در خارج از محیط مورد نظر نصب شود. سپس مبردی که مایع شده به دستگاه انبساط میرسد. در اینجا با افت فشار مبرد، دمای تبخیر آن نیز کاهش مییابد و حالا مبرد آماده است تا وارد اواپراتور شده و با جذب گرما تبدیل به گاز شود و به نقطه ابتدایی باز گردد. گاز مبرد با طی این چهار مرحله گرمای داخل اتاق را جذب و به محیط بیرون منتقل میکند
کولرهای اسپلیت
اسپلیت در لغت به معنی جدا از هم است و برای کولرهای گازی که قسمت پنل داخلی (پنل دیواری یا اواپراتور خنک کننده) از قسمت کندانسور و کمپرسور (قسمت بیرونی) جدا شده است مورد استفاده قرار می گیرد. ارتباط این دو قسمت جدا شده به وسیله لوله های رابط مسی انجام می گردد. بنابراین، سیستم سرمایشی در کولرهای اسپلیت به دو قسمت جداگانه تقسیم میشود:
قسمت اول که شامل فن گردش هوا، شیر انبساط و لولههای تبخیر است، و در فضای داخلی روی دیوار در ارتفاع بالا نصب میشود.
قسمت دوم متشکل از کندانسور، کمپرسور و فن کندانسور که حرارت را به بیرون انتقال میدهد، و روی دیوار خارجی و در فضای بیرون ساختمان نصب میشود.
بسیاری از کولرهای اسپیلیت برای گرم کردن فضا در فصل زمستان نیز استفاده میشوند.
انواع مدل های کولرهای گازی و اسپلیت
۱. کولر گازی پنجره ای
۲. کولر گازی پرتابل
۳. کولر اسپلیت دیواری
۴. کولر اسپلیت ایستاده
۵. کولر اسپلیت سقفی کاستی
۶. اسپلیت سقفی کانالی
۷. کولر گازی اسپلیت چند پنل ( مولتی اسپلیت )
۸. .سیستم های پیشرفته ( VRF)
۱. کولر گازی پنجرهای
کولر گازی پنجرهای یکی از سادهترین مدلهای کولر گازی است که به شکل یک مکعب یکتکه ساخته میشود. از یک سمت آن (اواپراتور) باد خنک و از سمت دیگر (کندانسور) باد گرم میوزد. به این ترتیب با قرار دادن آن در لبه پنجره حرارت اتاق به بیرون منتقل میشود. از مزایای این مدل حجم کوچک و قابلیت جابجایی آن است. البته باید توجه داشت که در کولر گازیهای پنجرهای صدای کمپرسور از داخل اتاق شنیده میشود. کولرگازی پنجره ای در مقایسه با کولر گازی اسپلیت دارای خرابی کمتر و در عوض صدا و مصرف انرژی بالاتری است. همچنین به طور کلی قیمت کولر گازی پنجره ای نسبت به اسپلیت پایین تر است.
۲. کولرهای گازی پرتابل
کولر گازی پرتابل ساختمانی کاملاً مشابه کولر گازی پنجره ای دارد، اجزای سیستم سرمایشی آن همانند کولر گازی پنجرهای، درون محفظهی دستگاه جاسازی شدهاند. با این تفاوت که قابل حمل بوده و در محل خاصی نصب نمی شود و بیشتر در مواردی کاربرد دارند که امکان نصب کولر بر روی دیوار یا پنجره وجود ندارد. در این کولرها باید هوای کندانسور از طریق لوله پلاستیکی قابل انعطاف به بیرون هدایت شود. با توجه به اینکه این نوع کولرها در فضای داخلی منازل قرار میگیرند، فن تبخیرکننده باید بهصورت مداوم کار کند تا رطوبت جمع شده درون دستگاه را خارج نماید. موارد استفاده این دستگاه بیشتر در فضاهای کوچک و اتاقکها می باشد. این کولرها اغلب مناسب مکانهای با حداکثر متراژ ۱۰ مترمربع هستند و در ظرفیت های بالاتر به علت داشتن صدای بیشتر و ابعاد بزرگتر تولید نمی شود.
۳. کولر اسپلیت دیواری
یکی از انواع کولر اسپلیت ها که طرفداران زیادی هم دارد، اسپلیت دیواری می باشد. این اسپلیت از دو قسمت داخلی و خارجی یعنی به ترتیب از اواپراتور و کندانسور تشکیل شده اند. در اسپلیتهای دیواری، همانطور که از روی اسمش مشخص است، قسمت پنل داخلی روی دیوار نصب میشود. یونیت های این کولر توسط لوله های مسی با یکدیگر ارتباط دارند. در یک لوله گاز مبرد (لوله ضخیم تر) و در لوله مسی باریک تر مایع مبرد جریان دارد. این نوع از اسپلیت ها بیشترین فروش و کارایی را دارند و گزینه ای مناسب برای محیط های مسکونی و اداری محسوب می شوند. ظرفیت این کولرها از 7 هزار تا 36 هزار بی تی یو بر ساعت متفاوت است و روی دیوار نصب می شوند.
۴. کولر اسپلیت ایستاده
کولر اسپلیت ایستاده ماننده کولر اسپلیت دیواری دارای دو بخش داخلی و بیرونی است.تنها تفاوت این سیستم با اسپلیت های دیگر در این است که طراحی یونیت داخلی به خصوص فن آن به صورتی است که توان پرتاب باد قویتری دارد و برای فضاهای بزرگ مانند سالن ها، رستوران ها و مساجد مناسب است.از نظر شکل ظاهری این دستگاه شبیه یک یخچال یا کمد مرتفع می باشد و به دلیل ظاهر آن و ایستایی آن بر روی زمین آن را اسپلیت ایستاده یا کابینتی نیز می نامند.
کمپرسور این دستگاهها حین عملکرد، گرمای زیادی تولید می کند به همین خاطر باید در فضای بیرونی مانند بالکن یا بام ساختمان قرار گیرد.
انوع مختلفی از اسپلیت ایستاده تولید می شود، در بعضی از انواع آن خروجی هوای دستگاه از نوع کانالی بوده و توزیع هوا توسط سیستم کانال می باشد و در برخی دیگر کمپرسور نیز در داخل دستگاه داخلی قرار می گیرد و دستگاه بیرونی فقط شامل کندانسور است.
حین خرید کولر اسپلیت ایستاده باید توجه داشت که برق مورد نیاز این کولرها معمولاً از نوع سه فاز می باشد.
۵. کولر اسپلیت سقفی کاستی
اسپلیت سقفی کاستی در داخل سقف کاذب قرار می گیرد . عملکرد این اسپلیت ها به گونه ایست که می توانند گرما و سرمای تولید شده را از طریق سقف به سمت زمین از هر چهار جهت پخش کنند. اسپلیت سقفی کاستی به ریموت کنترل های دستی و دیواری مجهز است و معمولا دارای کاربری تجاری و اداری است. این نوع اسپلیت بیشتر برای مکان هایی که ارتفاع سقف آن بیشتر از حد معمول است مورد استفاده قرار می گیرد.
۶. اسپلیت سقفی کانالی
یکی دیگر از انواع اسپلیت ها که ظرفیت بالایی دارد، اسپلیت سقفی کانالی می باشد. در این نوع اسپلیت، لوله کشی میان اواپراتور و کندانسور می تواند از سایر اسپلیت ها طولانی تر باشد، لذا یونیت داخلی که در سقف کاذب قرار می گیرد، امکان ایجاد چندین دریچه خروجی هوا را فراهم می سازد. . همچنین اسپلیت سقفی کانالی با یک یونیت داخلی می تواند چند اتاق یا محیط مجزا را از طریق کانال های هوادهی سرد یا گرم سازد.
۷. کولرهای گازی مولتی پنل یا مولتی اسپلیت
کولر مولتی اسپلیت یا کولر چند پنله با همان سیستم کولرهای گازی کار میکند با این تفاوت که که در مولتی اسپلیت تعدادی یونیت داخلی با هم به یک یونیت خارجی متصل می شوند و همه آن ها از نظر دمایی با هم کنترل می شوند و در صورت خاموش کردن یکی از یونیت های داخلی بقیه یونیت ها نیز خاموش می شوند. این کولر ها برای کاربردهای تجاری کوچک تا متوسط و مخصوصا اماکنی که نصب کانال در آنها هزینه زیادی داشته باشد مناسب هستند.
۸.سیستم پیشرفته ( VRF)
سیستم پیشرفته ( VRF) یک سیستم حرارتی- برودتی است که به دلیل دو جزئی بودنش، آن را به اسپیلت مشابه میدانند. VRF مخفف Variable Refrigerant Flow به معنی تغییر دهنده مبرد جریان است که متشکل از تعدادی یونیتهای درونی و یک یونیت بیرونی است. در این سیستم که به اسپیلت مرکزی نیز شهرت دارد، یونیتهای داخلی و یونیت خارجی به واسطه لولهای از جنس مس که در آن مبرد وجود دارد، به هم مرتبط شدهاند. ایجاد جریانهای سرمایشی یا گرمایشی با اتصال همین یونیتها به یکدیگر، امکانپذیر میشود. فناوری پیشرفته ی الکترونیکی در نظر گرفته شده برای سیستم vrf قابلیت کنترل و استفاده ی مجزای هر دستگاه داخلی، مانند یک دستگاه کاملاً مستقل را برای کاربران به وجود آورده است.