تاسیسات تهویه مطبوع یا تاسیسات سرمایشی، دستگاه یا مجموعه‌ای از دستگاه‌های مورد استفاده برای خارج کردن حرارت، کنترل رطوبت و بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان هستند. چیلر، کولر آبی، کولر گازی، هواساز و فن کویل از شناخته‌شده‌ترین مثال‌های تاسیسات سرمایشی ساختمان به شمار می‌روند. این تاسیسات، نقش مهمی را در تامین محیط مناسب برای افراد ساکن یا مقیم در ساختمان و عملکرد بهتر دیگر تاسیسات مکانیکی و الکتریکی ایفا می‌کنند. تاسیسات سرمایشی تجهیزات و سیستم‌های مختلفی دارند که در ادامه به آن‌ها خواهیم پرداخت.
انواع تاسیسات سرمایشی کدام هستند؟
تاسیسات سرمایشی به دو نوع سیستم‌های مبتنی بر سیکل تبرید و سیستم‌های مبتنی بر تهویه تقسیم می‌شوند. در سرمایش مبنی بر تهویه، کنترل حرارت و بهبود کیفیت هوای داخل ساختمان با صرف کمترین انرژی ممکن یا حتی بدون صرف انرژی (مانند ساختمان انرژی صفر) توسط روش‌های طبیعی، مکانیکی یا ترکیبی از این دو روش انجام می‌گیرد. این سیستم‌ها بر روی طراحی ویژه ساختمان و بهره‌مندی از عوامل طبیعی (باد، رطوبت، حرارت زیر زمین، تابش) یا مصنوعی (فن) تمرکز می‌کنند. سیستم‌های مبتنی بر سیکل تبرید، از تجهیزاتی بهره می‌برند که با جریان ماده مبرد، باعث جذب حرارت محیط و کاهش دما می‌شوند.
اجزای تاسیسات سرمایشی چه هستند؟
اغلب تاسیسات سرمایشی از اجزایی نظیر کمپرسور، کندانسور، اواپراتور، دمنده، فن و یا هواساز، ترموستات، فیلتر و وسیله انبساطی (مانند شیر اختناق) تشکیل می‌شوند. هر یک از این اجزا به منظور اجرای بخشی از فرآیندهای سیکل تبرید مورد استفاده قرار می‌گیرند.
عملکرد اجزای تاسیسات سرمایشی به صورت زیر است:
- متراکم کننده یا «کمپرسور» (Compressor): افزایش فشار، افزایش دما و انتقال مبرد به کندانسور (گاز داغ)
- «فن» (Fan) و «هواساز» (Air Handler): کاهش دمای مبرد و تامین نیروی مکانیکی مورد نیاز برای تنظیم و گردش هوا در سیستم
- چگالنده یا «کندانسور» (Condenser): تبدیل گاز به مایع و هدایت مبرد با فشار بالا به سمت فیلتر یا شیر انبساط (مایع گرم)
- تصفیه کننده یا «فیلتر» (Filter): جلوگیری از ورود ذرات اضافی و رطوبت
- شیر اختناق یا «شیر انبساط» (Expansion Valve): کاهش فشار، کاهش دما، تبدیل مبرد به مایع دو فازی و انتقال آن به اواپراتور
- تبخیر کننده یا «اواپراتور» (Evaporator): تبدیل مبرد به گاز سرد و هدایت آن به کمپرسور برای تکرار چرخه تبرید
- «دمنده» (Blower): هدایت هوای خنک به فضای داخل ساختمان
کندانسور و اواپراتور با عنوان کویل‌های مبدل حرارتی نیز شناخته می‌شوند. تغییر حالت مبرد از گاز به مایع یا برعکس توسط این کویل‌ها صورت می‌گیرد. علاوه بر این اجزا، پمپ‌های مخصوص نیز برای به حرکت در آوردن مبرد درون سیستم به کار می‌روند.
تاسیسات سرمایشی چگونه کار می کنند ؟
تاسیسات سرمایشی با بهره‌گیری از اصول ترمودینامیک (رفتار فازی سیالات) در سیستم‌های تبرید کار می‌کنند. از سیستم‌های تبرید متداول برای تهویه مطبوع ساختمان می‌توان به تبرید تراکمی (کولر گازی، چیلر)، تبرید جذبی (چیلر) و تبرید تبخیری (کولر آبی) اشاره کرد.
به دلیل کاربرد گسترده سیستم‌های تبرید تراکمی، در این بخش، به معرفی اصول کاری این سیستم‌ها می‌پردازیم. در طول مقاله نیز، سیستم‌های دیگر را مورد بررسی قرار می‌دهیم. سیستم‌های تبرید تراکمی از چهار جز اصلی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساطی تشکیل می‌شوند.
مراحل سیکل تبرید به صورت زیر هستند:
- ورود مبرد (معمولا گاز فرون) به درون کمپرسور و افزایش فشار و دمای آن طی فرآیندهای تراکمی
- ورود گاز پر فشار و داغ به درون کویل‌های کندانسور و تبدیل آن به مایع طی فرآیند کاهش دما در فشار ثابت
- ورود مایع فشرده با دمای معمولی به درون شیر انبساطی، کاهش فشار، کاهش دما و تبدیل شدن آن به مخلوط دوفازی (گاز و مایع) طی یک فرآیند آنتالپی ثابت
- ورود مبرد دو فازی با فشار و دمای پایین به درون اواپراتور، جذب حرارت محیط (سرمایش)، تبدیل شدن به گاز و بازگشت به مرحله اول
نکته: با عوض کردن محل کمپرسور و کندانسور، عملکرد تاسیسات از سرمایش به گرمایش تغییر می‌کند.