کولر گازی جهت تولید هوای سرد و خنک کردن محیط استفاده می‌شود و برای این کار، هوای گرم محیط را از طریق سیکل تبرید به هوای سرد تبدیل می‌کند. در این فرآیند، ابتدا گاز مبرد توسط کمپرسور به مایع تبدیل شده و سپس با گرفتن هوای گرم محیط دوباره به گاز تبدیل می‌شود. بنابراین هوایی که گرمای آن توسط مایع مبرد گرفته شده و مایع مبرد به گاز تبدیل شده است همان هوای سردی است که توسط فن کولر گازی در هوای داخل منتشر می‌شود.در ادامه مقاله با انواع کولر گازی آشنا خواهیم شد.
جهت درک بهتر عملکرد کولر گازی بهتر است ابتدا قطعات مختلف تشکیل‌دهنده آن و نحوه کارکرد آن را به خوبی بشناسیم. اجزای تشکیل دهنده یک کولر عبارتند از: کمپرسور، شیر انبساط، کندانسور، لوله مویین، اواپراتور، فن خارجی و فن داخلی. همه این قطعات در کولرهای ایستاده در یک محفظه قرار می‌گیرند. ولی در کولرهای دیواری، بخشی از این قطعات (قسمت کندانسور) در خارج از ساختمان و بخش دوم آن (قسمت اواپراتور) در داخل ساختمان نصب می‌شود. اتصال این دو بخش از طریق لوله مسی می‌باشد و گازهای سرد کننده از داخل آن عبور می‌کند. شکل زیر نحوه عملکرد قسمتهای مختلف را نشان می‌دهد.
عملکرد کولر بر مبنای قانون فیزیکی تبخیر است و در واقع برای تبدیل مایع به گاز باید کمی گرما به آن داده شود. همه گازها در اثر فشار به مایع تبدیل می‌شوند. گاز مخصوص تبرید در کولر گازی در داخل کمپرسور متراکم شده و تحت تاثیر فشار به مایع تبدیل می‌شود. مایع خارج شده از کندانسور که فشار بالایی دارد در حین گذر از لوله مویین، فشار مایع مبرد کاهش یافته و به حالت مخلوط گاز و مایع درآمده و دمای آن کاهش می‌یابد. سپس این ترکیب مایع و گاز از طریق اواپراتور در داخل یونیت داخلی، دمای هوای گرم محیط را گرفته و به بخار تبدیل شده و سرمای خود را به هوای محیط خانه تحویل می‌دهد. در واقع هوای اتاق توسط فن داخلی وارد یونیت داخلی وارد شده و پس از عبور از بین لوله‌های اواپراتور، سرد شده و به سمت داخل اتاق پرتاب می‌شود. گاز تبخیر شده در اواپراتور مجددا به سمت کمپرسور هدایت شده و فرآیند فوق تکرار می‌شود. لازم به ذکر است که لوله‌های مویین و شیر انبساط در سیستمهای تهویه مطبوع، نقش کاهش فشار را به عهده دارند.
در صورت استفاده از کولر برای تولید گرما، چرخه تولید هوای سرد به صورت معکوس انجام می‌گیرد و گاز مبرد موجود در داخل دستگاه، در کمپرسور گرم شده و پس از افزایش دما به اواپراتور وارد شده و گرمای خود را به محیط اتاق تحویل می‌دهد. در واقع فن موجود در یونیت داخلی، هوای گرم تولید شده را به داخل اتاق پرتاب می‌کند.
کولرهای اینورتردار
برخی از کولرهای گازی دارای اینورتر هستند که باعث کاهش میزان مصرف انرژی می‌شود. در واقع تاثیر اینورتر در استارت آرام موتور کمپرسور می‌باشد که این کار را از طریق تبدیل برق متناوب شهری به جریان مستقیم و کنترل بر روی ولتاژ تغذیه موتور انجام می‌دهد. در کولرهای اینورتردار پس از رسیدن دمای محیط به دمای دلخواه، کمپرسور کولر خاموش نمی‌شود و در دور پایین همچنان به کار خود ادامه می‌دهد. در صورت افزایش دمای محیط، فقط میزان دور کمپرسور می‌یابد و برق کمتری مصرف می‌کند در حالی که در کولرهای بدون اینورتر، در صورت رسیدن دمای محیط به دمای موردنظر، کمپرسور خاموش ده و در صورت افزایش دمای محیط مجددا روشن می‌شود که انرژی موردنیاز برای غلبه بر اینرسی در این حالت، میزان قابل توجهی است. نکته قابل توجه در خصوص موتورهای الکتریکی این است که موتورها در زمان استارت، جریان بالایی را مصرف میکنند و حتی ممکن است باعث اختلال در عملکرد سایر وسایل برقی شود.در در صورت استفاده از کولرهای اینورتردار، این امر اتفاق نمی‌افتد. معمولا کولر گازی‌های اینورتردار کمی گران‌تر از کولر گازی‌های معمولی هستند ولی با توجه به کاهش هزینه برق مصرفی، می‌تواند در طولانی مدت مقرون‌به‌صرفه‌تر باشد.
یکی دیگر از تفاوتهای کولر گازی اینورتردار با نوع معمولی در استفاده از کاز مبرد می‌باشد. در توع اینورتردار از گاز R410A استفاده می‌شود که در مقایسه با گاز R22 (مورد استفاده در کولرهای معمولی) بسیار سردتر است. گاز R410A خنک تر از R22 است و دمای جوش گاز R410A برابر منفی ۵۲ درجه سانتی‌گراد و دمای جوش گاز R22 برابر منفی ۴۱ درجه سانتی‌گراد است که این تفاوت تاثیر مهمی در تولید سرما در بازه‌های زمانی کوتاه دارد. همچنین گازR410A نسبت به گاز R22 نیاز به شارژ کمتری دارد. کولرهای اینورتردار شامل یک برد الکترونیکی نسبتا بزرگ در داخل پنل بیرونی می‌باشد که فرمان‌های کمپرسور را کنترل می‌کند و از مهمترین اجزای آن به شمار می‌رود. شکل زیر نمونه‌ای از این بردها را نشان می‌دهد.
انواع کولر های گازی
کولرهای گازی در مدلهای مختلف تولید و نصب می‌شوند و هر کدام با توجه به ویژگی‌ها و مزایای خود، کاربرد خاص خود را دارند. بنابراین باید با در نظر گرفتن شرایط و نیاز، نوع مناسب کولر را تهیه نمود. از موارد مهم در انتخاب کولر گازی می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- جریان مصرفی (بر حسب آمپر)،
- توان مصرفی کل (برحسب وات)
- توان گرمایش و سرمایش کمپرسور و موردنیاز محیط
- رده مصرف انرژی
- میزان صدای کولر در هنگام کار
- ابعاد و وزن خالص کولر
- نوع کولر
- نوع پنل (در کولرهای اسپلیت)
کولرهای گازی عمدتا در پنج نوع پرتابل یا قابل حمل، دیواری یا همان اسپلیت، ایستاده، پنجره‌ای، و کانالی تولید شده و در بازار موجود است. همچنین از نظر نوع آب و هوا نیز در 3 نوع گرمسيري، معتدل و سردسيری تقسيم مي‌شوند. در ادامه، هر یک از انواع کولر گازی را به اختصار بررسی می‌کنیم.
کولر گازی دیواری (اسپلیت)
این نوع کولر در جوامع امروزی، محبوب‌ترین و پراستفاده ترین نوع می‌باشد. در کولر گازی دیواری، یونیت داخلی شامل اواپراتور، فن داخلی و فلتر هوا و یونیت خارجی شامل کندانسور و کمپرسور است. یونیت داخلی در داخل خانه و بر روی دیوار و یونیت خارجی در فضای بیرون ساختمان نصب می‌شود. این دو یونیت از طریق لوله‌های مسی به یکدیگر متصل می‌شوند.
کولر گازی پنجره‌ای
کولر گازی پنجره‌ای در داخل پنجره و یا بر روی یکی از دیوارهای بیرونی ساختمان نصب می‌شوند که در اینصورت بخشی از دستگاه در فضای داخل و بخش دیگر آن در فضای بیرون و در هوای آزاد قرار می‌گیرد. در این نوع، تمام اجزا و قطعات کولر در کنار هم و در درون یک محفظه قرار می‌گیرند. قسمت بیرونی دستگاه، گرمای محیط را به بیرون انتقال داده و هوای سرد را از طریق بخش داخلی دستگاه وارد محیط می‌کند. این نوع کولر در مقایسه با نوع اسپلیت دارای خرابی کمتر بوده ولی مصرف انرژی و صدای تولیدی آن بیشتر است. ضمنا قیمت پایین‌تری نسبت به نوع اسپلیت دارد.
کولر گازی پرتابل
کولرهای گازی پرتابل، نوع قابل حمل می‌باشد که در مواردی که امکان نصب کولر بر روی دیوار یا پنجره وجود نداشته باشد مورد استفاده قرار می‌گیرد. همه بخشهای کولر در این نوع در داخل یک محفظه قرار می‌گیرد. در مواردی که از این نوع استفاده می‌شود بایستی هوای درون کندانسور و گرمای کمپرسور از به فضای بیرون فرستاده شود که این امر معمولا توسط طریق یک لوله پلاستیکی. انجام می‌گیرد. بنابراین هوای گرم به داخل محیط برنگشته و عمل سرمایش به خوبی انجام می‌گیرد. به دلیل تولید صدای زیاد و بزرگ شدن ابعاد کولر، کولر گازی پرتابل در ظرفیت‌های بالاتر تولید نمی‌شود.
کولر گازی ایستاده
کولر گازی‌های ایستاده از دو قسمت تشکیل شده‌اند و با نام پنل داخلی و خارجی شناخته می‌شوند. کندانسور و کمپرسور در یونیت خارجی کولر قرار دارند. با توجه به قدرت سرمایش زیاد این نوع کولرها و انکان خنک‌سازی هوا در سطح وسیع، از این نوع کولر در اماکن عمومی بزرگ مانند فروشگاه‌ها، سالن‌های ورزشی، مساجد، بانک‌ها، ادارات و … استفاده می‌شود. میزان استهلاک و صدای تولیدی این نوع کولرها ناچیز بوده و از قدرت رطوبت‌زدایی بالایی برخوردار هستند. تولیدکنندگان مختلف این نوع کولر تلاش میکنند این نوع کولرها را از لحاظ ظاهری به شکل زیبایی تولید کنند که از لحاظ بصری نیز در مکانهای مورد استفاده، جذاب باشند.
کولر گازی کانالی و سقفی
در این نوع از کولرها، اسپلیت‌ها در داخل سقف کاذب قرار گرفته و پوشیده می‌باشند و فضایی را در کف اتاق اشغال نمی‌کنند. هوای خنک تولید شده در این سیستمها از طریق سیستم کانال‌کشی توزیع می‌گردد و بنابراین امکان توزیع مناسب هوا را فراهم می‌سازد. این شیوه معمولا در انبوه‌سازی کاربرد بیشتری دارد و امکان تهویه چند فضا با یک دستگاه وجود دارد. نکته قابل توجه آن است که در صورت طراحی و یا اجرای نامناسب کانال‌ها، امکان تولید صدای زیاد در حین کارکرد کولر وجود دارد.
کمپرسور انواع کولر گازی
کمپرسور از اصلی‌ترین اجزای سیکل تبرید است که وظیفه هدایت گاز به سمت کندانسور را دارد و بنابراین نقش مهمی در عملکرد کولر گازی ایفا می‌کند. نوع و قدرت کمپرسور کولر گازی از مهمترین پارامترهایی است که در هنگام خرید خیلی باید به آن توجه نمود که بسته به نوع منطقه جغرافیایی و شرایط آب و هوایی نوع مناسب آن را انتخاب کرد. بسیار متفاوت است. کمپرسورها انواع مختلفی دارند که متداول‌ترین آنها عبارتند از:
1- پیستونی یا حاره‌ای (Reciprocating)
کمپرسور پیستونی از قدیمی‌ترین و ابتدایی‌ترین مدلهای کمپرسور است که در کولر گازی و یخچال به کار برده می‌شود. این کمپرسور مانند پیستون و سیلندر خودرو کار می‌کند و با هر بار رفت و برگشت پیستون، بخشی از گاز مبرد موجود در محفظه کمپرسور به داخل سیلندر وارد و متراکم شده و فشار آن افزایش می‌یابد. به دلیل تحمل گرمای بالا برای مناطق گرمسیری مناسب هستند. اما به دلیل صدای بالا و بازدهی پایین انرژی، مقبولیت پایینی دارند. ظرفیت کمپرسورهای پیستونی بین 18000 الی 36000 BTU می‌باشد و به دلیل عملکرد پیستونی آنها، به کمپرسور رفت و برگشتی نیز معروف هستند.
2- روتاری (Rotary)
در کمپرسورهای روتاری، کلیه فرآیندهای مکش گاز مبرد و فشرده سازی آن با استفاده از تیغه‌هایی صورت می‌گیرد که به صورت دایره وار و در شیارهای خاص خود چرخش میکنند. در این نوع کمپرسور، گاز یا مبرد از طریق یک دریچه به داخل کمپرسور مکش می‌شود. پس از ورورد مبرد به فضای کمپرسور روتاری، از طریق تیغه‌های چرخنده با سرعت بالا به سمت قسمت خروجی فرستاده شده و کمپرس می‌شوند. در واقع فشار ایجاد شده توسط هدایت پره یا تیغه‌ها، باعث فشرده شدن مبرد و انتقال با فشار بالا به سیستم می‌شود. عملکرد این نوع کمپرسور در مناطق معتدل و مرطوب بهتر است. در مناطق شمالی، شمال شرق و غرب ایران می‌توان از این نوع کمپرسورها استفاده کنند. در شهرهای جنوبی به دلیل پایین بودن تحمل گرمایی کمپرسور روتاری و احتمال بالای خرابی و سوختن آن، برای مناطق گرم مناسب نیست. ظرفیت این کمپرسورها معمولا بین 7000 الی 36000 BTU است.
این کمپرسورها نسبت به انواع پیستونی مصرف انرژی کمتری داشته و صدای کمی تولید می‌کند و در مجموع راندمان بالاتری نسبت به کمپرسورهای پیستونی دارند. البته می‌توان بر روی این نوع کمپرسور، سیستم اینورتر را نصب نمود.
3- اسکرول (Scroll)
این نوع کمپرسور، در حال حاضر بهترین نوع کمپرسور کولر گازی است که به آن نوع مارپیچی نیز گفته می‌شود. دو صفحه مارپیچ در داخل این نوع کمپرسور وجود دارد که یکی از آنها ثابت بوده و دیگری در حال حرکت است. از زمان ورود گاز از دریچه ورودی به داخل محفظه، صفحه مارپیچ متحرک با چرخش ۳۶۰ درجه گاز را فشرده می‌کند. این حرکت طوری است که هم گاز مبرد را فشرده کرده و هم آن را به سمت خروجی هدایت می‌نماید. میزان مصرف انرژی، لرزش و سر و صدای تولیدی آن کمتر از نوع روتاری و پیستونی بوده و بنابراین راندمان بسیار خوبی دارد. از این کمپرسور برای کولرهای گازی بزرگ و ظرفیت بالا و توانهای بالاتر از 24000 BTU مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع کمپرسور برای مناطق گرمسیری و بسیار گرم مناسب است. البته قیمت آن نسبت به انواع قبلی بالاتر است.
از میان انواع کولر های گازی، شما کدوم نوع را بیشتر ترجیح می‌دهید؟
