انتخاب سیستم تهویه مطبوع ویلا در اقلیم گرم و مرطوب (مناطق جنوب کشور از جمله بندر عباس و جزایر کیش و قشم):

انتخاب سیستم سرمایش:

همانطور که در مقاله ی انتخاب سیستم تهویه مطبوع ویلا-قسمت اول اشاره شد، آسایش انسان علاوه بر دما، به میزان رطوبت موجود در هوا نیز وابسته است. بنابراین در منطقه ی مرطوب باید سیستمی انتخاب شود که توانایی کاهش رطوبت هوا را نیز داشته باشد. دستگاه هایی که بر پایه سیکل تبرید تراکمی کار می کنند علاوه بر ایجاد سرمایش، منجر به کاهش رطوبت هوا نیز می شوند. در تمام دستگاه هایی که بر پایه سیکل تبرید تراکمی کار می کنند 4 المان اصلی، کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط وجود دارند. همچنین در تمامی این دستگاه ها از نوعی مبرد (مثلا گاز فریون) استفاده می شود. دستگاه هایی که بر اساس سیکل تبرید تراکمی کار می کنند را می توان به دو خانواده اصلی انبساط مستقیم (DX System) و سیستم آب سرد (Cooled Water System)  تقسیم بندی کرد:

در سیستم انبساط مستقیم، مبرد بطور مستقیم درون کویل (لوله مسی) اواپراتور (یونیت های داخلی مثل فن کویل) جریان می یابد و با گذر هوا از روی اواپراتور فن کویل عمل سرمایش فضاهای داخلی انجام می شود. اما در سیستم آب سرد، از آب به عنوان سیال واسط استفاده می گردد بدین شکل که آب پس از خنک شدن در چیلر یا مینی چیلر، به سمت یونیت های داخلی (فن کویل ها)  جریان می یابد و هوا را خنک می کند.

لازم به ذکر است که چیلر یا مینی چیلر برای خنک کردن آب، درون خود از سیستم تبرید تراکمی انبساط مستقیم استفاده می کنند با این تفاوت که اینجا سیال خنک شونده به جای هوا آب است.

دستگاه های سرمایشی شناخته شده که بر مبنای سیستم انبساط مستقیم کار می کنند عبارتند از:

1. اسپلیت (Split) یا همان کولر گازی

هر یونیت داخلی به طور مجزا دارای یک یونیت خارجیست (یونیت پشت پنجره). کمپرسور و کندانسور این دستگاه ظرفیت محدودی دارد و بصورت یکپارچه در یونیت خارجی قرار می گیرد. بنابراین این دستگاه برای تهویه مطبوع فضاهای کوچک مناسب می‏باشد و با نصب چند دستگاه اسپلیت (به تعداد اتاق ها) امکان کنترل مجزای دما برای فضاهای مختلف فراهم می شود.

2. داکت اسپلیت (Duct Split)

داکت اسپلیت هم مشابه اسپلیت دارای دو یونیت مجزا می باشد که یکی داخل واحد و در سقف کاذب و دیگری در هوای آزاد و خارج از فضای داخلی ساختمان قرار می گیرد. اما همانطور که از نامش پیداست، داکت اسپلیت توزیع هوا را از طریق کانال کشی انجام شده در سقف کاذب انجام می دهد. داکت اسپلیت با ظرفیت برودتی و حرارتی بالاتر نسبت به اسپلیت، توانایی خنک کردن چند فضای ساختمان را بطور همزمان داراست. با توجه به این مهم، همانطور که حتما حدس میزنید کنترل دمای فضا های مختلف بطور مجزا در این سیستم ضعیف تر است و تنها با استفاده از دریچه های دمپر دار تا حدی قابل حصول است.

3. وی-آر-اف (VRF)

سیستم VRF با عنوان اسپلیت مرکزی هم شناخته می شود زیرا همانند اسپلیت (کولر گازی) به صورت دو تکه ساخته می شود. یونیت خارجی که در مکانی خارج از ساختمان مانند پشت بام یا حیاط نصب شده، به صورت مرکزی به تعداد زیادی یونیت داخلی (فن کویل) متصل شده و سرمایش و گرمایش ساختمان را تامین می کند. در این سیستم، به منظور انتقال مبرد (گاز فریون) لوله کشی مسی از یونیت های خارجی به تک تک یونیت های داخلی انجام می شود. در سیستم VRF بر خلاف داکت اسپلیت امکان کنترل دمای هوا در فضاهای مختلف به طور مجزا وجود دارد.

و دستگاه های سرمایشی شناخته شده که بر مبنای سیستم آب سرد کار می کنند شامل موارد زیر است:

1. چیلر

چیلر(Chiller)  دستگاهیست که با استفاده از یک سیکل ترمودینامیکی (تراکمی بخار یا جذبی)، گرما را از جریان سیال مشخصی (مبرد) دفع می­ کند. سپس این جریان  گردش درون یک مبدل حرارتی، برای خنک کردن آب استفاده می شود. در واقع چیلر گرما را از محیطی گرفته و به محیط دیگری منتقل می کند. بنابراین چیلر نوعی پمپ انرژیست که خروجی آن آب سرد است. آب سرد تولید شده در مداری داخل ساختمان جریان یافته و توسط فن کویل های مستقر شده در فضاهای مختلف، هوای فضاهای مسکونی را خنک می کند. دمای آب خنک کننده بعد از انجام وظیفه بالا رفته و دوباره جهت خنک شدن به چیلر باز می گردد.

2. مینی چیلر

مینی چیلر یا چیلر کوچک (Mini chiller) همان طور که از نامش پیداست، چیلری کوچک با ظرفیت محدود (معمولاً کمتر از 10تن تبرید) است. دستگاهی برای تولید آب سرد که اصلی ترین استفاده آن سرمایش ساختمان های مسکونی است. مینی چیلر در دسته چیلرهای تراکمی قرار می گیرد و کندانسور مینی چیلرها به شکل هوا خنک طراحی و تولید می شود

انتخاب سیستم گرمایش:

در مناطق گرم و مرطوب، نیاز اصلی ایجاد سرمایش و رطوبت گیری در فصول گرم می باشد. با توجه به آب و هوای این اقلیم، در فصول سرد نیاز محدودی به گرمایش وجود دارد.

سیستم های انبساط مستقیم (DX)، با معکوس کردن سیکل تبرید تراکمی تبدیل به پمپ حرارتی (Heat Pump) می شوند و نیاز گرمایشی را در حد محدود برطرف می سازند. با توجه به اینکه مصرف برق این دستگاه ها بالاست، استفاده از سیستم انبساط مستقیم برای گرمایش در اقلیم هایی که نیاز گرمایشی بیشتر وجود دارد به صرفه نیست و استفاده از سیستم های دیگر گرمایشی که از انرژی گاز استفاده می کنند توصیه می شود. اما در اقلیم گرم و مرطوب، نیاز گرمایشی چندانی وجود ندارد و اگر در محدوده زمانی کوتاهی در طول سال هم این نیاز به وجود بیاید، استفاده از سیکل گرمایش داکت اسپلیت و کولرگازی به صرفه و کافیست و نیازی به مکمل گرمایی وجود ندارد.

در صورت استفاده از سیستم آب سرد برای سرمایش ویلا، نمی توان ساختمان را بدون سیستم گرمایشی رها کرد و باید تدبیر دیگری اندیشید. استفاده از پکیج برای برای گرمایش توسط فن کویل یا رادیاتور می تواند گزینه ی مناسبی بدین منظور باشد. به منظور حفظ زیبایی ویلا و همچنین صرف هزینه ی کمتر برای لوله کشی و تامین رادیاتور، گرمایش توسط فن کویل توصیه می شود. ضمنا در طراحی سیستم تهویه ویلا، سرعت رسیدن به دمای مطلوب از اهمیت بالایی برخوردار است. فن کویل با ایجاد جریان اجباری با سرعت بیشتری دمای مطلوب را فراهم می کند. در این طرح، با نصب سه راه و شیر های قبل و بعد در مسیر اصلی لوله کشی فن کویل ها ،لوله آب گرم خروجی از پکیج به سیستم لوله کشی فن کویل ها متصل می شود و در مواقع نیاز مینی چیلر از مدار خارج شده و پکیج جهت ایجاد گرمایش وارد مدار فن کویل ها می گردد.

جمع بندی:

به طور کلی عوامل موثر در انتخاب سیستم تهویه مطبوع ویلا پس از مشخص شدن منطقه آب و هوایی عبارتند از:

1.  متراژ مسکونی ویلا
2. امکان کنترل دمای فضاهای مختلف بطور مجزا (آسایش)
3. سرعت گرمایش و سرمایش (آسایش)
4. هزینه اولیه
5. هزینه نگهداری

 با توجه به معیار های ذکر شده:

• در ویلاهای کوچک با متراژ پایین واقع در اقلیم گرم و مطلوب، بهترین راهکار قرار دادن چند اسپلیت در فضاهای مختلف مسکونی است. این طرح علاوه بر اقتصادی بودن، امکان کنترل مجزا برای فضاهای مختلف را نیز فراهم می آورد. همچنین با توجه به نیاز محدود گرمایشی در اقلیم گرم و مرطوب در زمستان نیز سیستم گرمایش اسپلیت به تنهایی قادر به فراهم کردن آسایش کافی خواهد بود.
• در ویلاهای با متراژ متوسط واقع در اقلیم گرم و مطلوب، استفاده از داکت اسپلیت یا مینی چیلر برای سرمایش مناسب است. در صورت انتخات داکت اسپلیت گرمایش خود دستگاه برای تامین نیاز اندک گرمایشی این اقلیم کافیست اما اگر مینی چیلر برای سرمایش انتخاب شود با اتصال پکیج به لوله کشی فن کویل ها می توان نیاز گرمایشی ویلا را پوشش داد.
• در ویلاهای با متراژ بالا واقع در اقلیم گرم و مطلوب، سیستم VRF علاوه بر تامین نیاز سرمایشی و گرمایشی، امکان کنترل مجزای دمای فضاهای مختلف را نیز فراهم می کند. انتخاب دوم استفاده از چیلر هوا خنک (به علت رطوبت بالا در اقلیم گرم و مرطوب چیلر آب خنک کارایی نخواهد داشت) و فن کویل برای سرمایش و پکیج و فن کویل، یا در مورد ویلاهای با متراژ بسیار بالا موتورخانه و فن کویل، برای گرمایش می باشد. اگر چه سیستم VRF هزینه اولیه بالاتری دارد اما در دراز مدت با مصرف برق پایین تر و هزینه ی نگهداری پایین تر هزینه ی اولیه را جبران خواهد کرد.

.

در مقالات بعدی،  سیستم تهویه مطبوع بهینه برای ویلا در مناطق دیگر آب و هوایی نیز معرفی می گردد. پروژه های کاری و مقالات آموزشی نکوپایا را از طریق وب سایت و شبکه های اجتماعی دنبال کنید:

Instagram: @nekupaya

Linkedin: https://www.linkedin.com/company/nekupaya

Weblog: www.nekupaya.com