سرمايش تبخيري با كولر آبي

يكي از وسايل خنك كننده كه بيشتر در مناطق با آب و هواي خشك كاربرد دارد كولر آبي است. دستگاهي كه مي تواند تا حدودي شرايط آسايش را فراهم آورد و هزينه هاي اوليه و جاري آن از كولرهاي گازي و ديگر و سائل تهويه مطبوع بسيار كمتر است. در بسياري از شهرهاي ايران، اين دستگاه بجز چند روزي از روزهاي بسيار گرم تابستان بخوبي پاسخگوي نيازهاي سرمايشي است.

كولر آبي از هشت قسمت اصلي تشكيل شده شامل بدنه (فلزي يا فايبرگلاس)، دمنده، پمپ آبگردان، مخزن آب، شناور، پوشالهاي تبخير كننده (تراشه چوب يا سلولزي)، سامانه پخش آب و موتور.
فرايند خنك سازي بر اصل تبخير رطوبت استوار است. عبور هواي بيرون از روي پوشالهاي مرطوب باعث تبخير آب شده و انرژي مورد نياز تبخير از هواي همراه گرفته مي شود و در نتيجه هوا خنك شده اما رطوبت آن بالا مي رود، دمنده اين هوا را به درون ساختمان هدايت مي كند.
كولرهاي آبي را مي توان به سه گروه بر پايه موقعيتشان نسبت به ساختمان دسته بندي كرد: سقفي (پايين دم)، پنجره اي (كنار دم) و زميني (بالا دم) اگرچه نوع سقفي به دليل سادگي اتصال به كانالكشي ساختمان ترجيح داده مي شود ولي دو گونه ديگر از نظر سادگي تعميرات ترجيح داده مي شود.
يك روش سر انگشتي براي انتخاب ظرفيت كولر آن است كه حجم فضاي مورد نظر برحسب متر مكعب را محاسبه و در عدد25 ضرب نماييد رقم بدست آمده به ظرفيت كولر آبي مورد نياز برحسب m3/hr نزديك است، به عنوان مثال براي يك ساختمان 120متر مربع با ارتفاع سقف 8/2 متر حجم مورد تهويه 336 متر مكعب است كه حاصلضرب آن با 25 برابر8400 مترمكعب است. كولر با ظرفيت نزديك به 8400 مترمكعب بر ساعت (CFM4900) بايستي انتخاب شود. عدد 25 تعداد تعويض هوا در ساعت است.
مصرف آب در كولرهاي آبي به ميزان رطوبت هواي ورودي و راندمان دستگاه در نزديك كردن هواي خروجي به دماي تر محيط بستگي دارد. تحقيقات نشان داده است كه مصرف آب كولرهاي آبي بين 3 تا 15 گالن در ساعت يا 11 تا 55 ليتر در ساعت مي باشد.
استفاده از ترموستات مي تواند هم در مصرف آب و هم در مصرف برق صرفه جوئي نمايد. با تنظيم ترموستات در 28 درجه سانتيگراد، دستگاه در صورت افزايش دماي اتاق تا بيشتر از 28 درجه سانتيگراد روشن مي شود. ترموستاتهاي دو كاره ابتدا آب را به گردش مي اندازند و سپس هوا را پس از مرطوب شدن پوشالها به جريان درمی آورند.
نوع پوشال کولر از نظر توانائی جذب آب در راندمان آن موثر است. در کولرهای آبی سلولزی به علت یکنواختی ماده توزيع آب بهتر انجام می شود.
املاح و سختی آب می تواند در کولرهای آبی با پوسته فلزی خوردگی ايجاد کند. اين خوردگی ممکن است عمر دستگاه را تا 50% کاهش دهد. با نصب يک شير آب برگردان (Bleed-off Valve) در مسير رفت جريان آب می توان رسوبات را از دستگاه خارج نمود که البته باعث افزايش 10 تا 50 درصدی مصرف آب کولر خواهد شد. متخصصين باغباني مصرف اين آب را براي آبياري باغچه رد کرده اند. بنابر اين شستشوي کامل کولر و برطرف نمودن رسوبها دست کم يک بار در نيمه ي فصل تابستان ضروري است.
با هواي خنک بعد ازظهر و شب هنگام مي توان دمنده کولر را با پوشالهاي خشک هم راه اندازي کرد. با اين کار هواي خنک بدون آب وارد خانه مي شود. در راه اندازي بعدي توصيه شده است که نخست با روشن کردن پمپ آب پوشالها سيراب شوند تا هم هوا زودتر خنک شود و هم از ورود گرد و غبار به خانه جلوگيري شود.
براي خارج شدن هواي دميده شده بايستي پنجره يا هواگيرهاي سقفي باز باشند. برخلاف سامانه هاي خنک کتتده که هواي درون خانه را به چرخش در مي آورند، کولرهاي آبي حجم زيادي هواي خنک شده را از بيرون وارد خانه مي کنند که اين هوا بايستي از ساختمان خارج شود. به ازاي هر cfm 1000 پنجره اي برابر با 2 فوت مربع(2/0 مترمربع) باز باشد.
مطالعات نشان داده است که هزينه سالانه انرژي براي خنک کاري خانه اي به مساحت 150 مترمربع با سرمايش تراکمي (کولر گازي) 6000 کيلو وات ساعت و با سرمايش تبخيري برابر 1500 کيلووات ساعت مي باشد که البته هزينه مصرف سالانه 15000 گالن (57000 ليتر) آب بايستي اضافه شود. گرچه براي توليد هر کيلو وات ساعت برق 5/0 گالن آب مصرف مي شود و با اين حساب مصرف انرژي کولر آبي بيشتر به نظر مي رسد ولي بايد هزينه ساخت کارخانه برق راهم در نظر گرفت.
براي پيشگيري از آسيب ديدن كولر در اثر باران، باد و غبار و افزايش طول عمرآن درمدت زماني كه از كولر استفاده نمي شود با پوششش مناسب آن را محافظت كنيد.
علي رغم تصور عمومي، قرار دادن كولر آبي زير يك سايبان، تاثير محسوسي در كاركرد آن ندارد، حد اكثر تابش خورشيد در گرمترين ساعت سال در تهران معادل W/m2 850 مي باشد، اين در حالي است كه يك كولر آبي cfm4500 در صورتي كه ˚F14 (C˚ 8/7) هوا را خنك نمايد KW 9/19سرمايش ايجاد نموده است، با فرض سطح تابش گير كولر معادل m2 1 و درنظر نگرفتن بازتاب از سطح، انرژي تابشي از خورشيد در گرمترين ساعت سال حدود 4% ظرفيت كولر مي شود و حداكثر موجب تغيير كاهش دماي هواي خروجي از كولر(ΔT )از ˚F14(˚C8/7) به ˚F4/13 (˚C5/7) مي شود.
مزاياي كولر آبي
اقتصادي بودن (مصرف برق معادل يك سوم كولرهاي گازي)
ارزان بودن آن در مقايسه با انواع ديگر دستگاههاي خنك كننده
سادگي اجزاي سيستم و كارهاي تعميراتي
فراواني و كم هزينه بودن قطعات يدكي
توليد هواي خنك تازه
ايجاد محيط مناسب براي گياهان
معايب كولر آبي
مصرف آب كه يكي از منابع غير قابل بازيافت مي باشد
سرعت هوا در دور تند كولر ممكن است ايجاد سر و صداي آزارنده بنمايد
رشد ميكروارگانيسمهايي مانند قارچ در پوشالها ممكن است براي اشخاص حساس مشكلات آلرژيك ايجاد كند.
باز بودن پنجره ها ممكن است از ايمني ساختمان بكاهد و سر و صداي بيرون هم به درون ساختمان وارد شود، كه در صورت امكان ايجاد دريچه هاي سقفي مي توان جبران نمود.
كولرها به تعميرات دوره اي نياز دارند.
در صورتي كه كانال كشي طولاني لازم باشد و قرار باشد كانال از چند طبقه عبور نمايد موجب هزينه هاي كانال سازي، اشغال فضاي گرانقيمت و افزايش اندازه كولر خواهد شد


نگارش:
حميدرضا تولائي
شهريور 1385
بازبيني:
مهندس سيد حسين ابوالمعالي
شهريور 1385