پکیج یونیت

پکیج یونیت یا روف تاپ پکیج یک دستگاه تهویه مطبوع است که وظیفه کنترل دما (هم سرمایش و هم گرمایش)، میزان رطوبت و فیلتراسیون هوا را در یک واحد یکپارچه برعهده دارد.

و چون معمولاً روی سقف نصب می شود به آن روف تاپ پکیج نیز می گویند. این دستگاه از دو قسمت هواساز و چیلر تشکیل شده است.

 در واقع این دستگاه ترکیبی از یک چیلر هوا خنک و یک مولد هوا در یک مجموعه مشترک است.

 با این تفاوت که در چیلر و هواساز، دستگاه چیلر آب را خنک کرده و به کویل آب سرد تهویه مطبوع پمپ می کند، اما در این دستگاه به جای استفاده از آب، مدار سیستم، مبرد موجود در بخش خنک کننده دستگاه پکیج یونیت را مستقیماً به کویل منتقل می کند و این فرایند باعث کاهش دمای هوای عبوری از سطح کویل ها می شود.

به این ترتیب با حذف آب از مدار، ضمن افزایش راندمان (به دلیل کاهش ضایعات مربوط به کاهش دمای آب به عنوان سیال میانی)، کل سیستم را می توان در یک مجموعه طراحی کرد.

همین فرایند حذف آب باعث مزیت پکیج یونیت واحدهای سرمایشی و گرمایشی نسبت به چیلرها و هواسازها می شود که در ادامه به مزایای آن بیشتر اشاره می کنیم.

زمانی که این دستگاه ها به صورت جداگانه طراحی و ساخته شوند، آب به عنوان واسطه عمل می کند و پس از خنک شدن توسط مبرد؛ در اواپراتور چیلر به کویل پمپ می شود. (برای گرم کردن، آب گرم به کویل پمپ می شود)

در پکیج یونیت سرمایشی و گرمایشی در حالت سرمایش دیگر نیازی به آب نیست و از آنجایی که لوازم جانبی سیکل تبرید بسیار نزدیک به هواساز طراحی و ساخته می شوند، مبرد از سیکل مستقیماً به کویل می رود.

این دستگاه ها در اشکال مختلفی طراحی و ساخته می شوند ولی اصول کاری آنها مشابه یکدیگر است. 

سرمایش پکیج یونیت عینا مشابه سرمایش چیلر و هواساز است. قسمت چیلر تراکمی آن که بر پایه سیکل تبرید تراکمی کار می کند از اجزایی مانند کمپرسور ، مبدل حرارتی کندانسور ، شیر انبساط ، مبدل حرارتی اواپراتور و لوله کشی مبرد تشکیل شده است. اواپراتور (کویل حاوی مبرد) درون قسمت هواساز دستگاه پکیج یونیت جاسازی شده و مبرد در حال تبخیری که در آن جریان دارد، گرمای هوای ورودی دمیده شده توسط فن را گرفته و آن را خنک می کند و هوای خنک در طی حالت سرمایش وارد محیط داخل ساختمان می شود.

اگر بخواهیم به طور ساده تر ساختار این دستگاه را در حالت سرمایش توضیح دهیم ، مطابق شکل زیر ابتدا هوای گرم محیط در اثر مکش فن ، وارد دستگاه شده و بعد از عبور از فیلترها به سطح کویل مبرد یا همان DX برخورد می کند. مفهوم DX این است که داخل کویل ، مبردی مثل گاز R22 یا R134a و … جریان دارد (به جای آب سرد) و این مبرد داخل لوله های کویل است که گرمای هوا را جذب کرده و هوا را خنک می کند. در ضمن در همین حین به دلیل تقطیر بخار آب یا همان رطوبت موجود در هوا در سطح کویل ، رطوبت هوا نیز کم می شود. سپس هوای خنک و کم رطوبت از یک دریچه به سمت ساختمان هدایت می شود. مبرد نیز دائما با گردش بین کمپرسور ، کندانسور ، یک شیر منبسط کننده و کویل DX ، گرما را از هوا گرفته و در قسمت کندانسور به محیط بیرون (هوای آزاد اتمسفر) منتقل می کند.

نکته این دستگاه اینجاست که مبردی مثل گاز R134a مستقیما گرمای هوا را می گیرد. در حالی که در سیستم چیلر و هواساز ، ابتدا مبرد در یک مبدل حرارتی به نام اواپراتور ، آب را سرد می کرد و بعد این آب سرد بود که به کویل هواساز فرستاده می شد و آب سرد جاری در لوله های کویل ، گرمای هوای اطراف کویل را به خود جذب می کرد. وقتی یک سیال مثل آب واسطه انتقال حرارت باشد ، قطعا درصدی از انرژی در حین این تبدیل ، اتلاف می شود. برای حذف این اتلاف ، مبرد مستقیما گرمای هوا را در دستگاه پکیج یونیت می گیرد تا راندمان سیستم افزایش یافته و سیستم با مصرف انرژی کمتری کار می کند. بنابرین یکی از مهمترین مزایایی که دستگاه پکیج یونیت سرمایشی و گرمایشی دارد این است که راندمان آن نسبت به چیلر و هواساز بیشتر است.

برای گرمایش از کویل (مبدل حرارتی) آبگرم استفاده می شود. در فصل زمستان با گرم شدن آب در موتورخانه یا پکیج و پمپاژ آن به درون کویل های آبگرم جاسازی شده در دستگاه پکیج یونیت و همزمان با آن با دمیده شدن هوا توسط فن از اطراف کویل ها، هوا گرم شده و با کانال کشی در سرتاسر ساختمان توزیع می شود. آب گرمی که در کویل جریان دارد با روش های مختلفی (مانند موتورخانه مرکزی یا پکیج گازسوز) تامین می شود.

از جمله مزایای پکیج یونیت حذف لوله کشی های بین چیلر و هواساز است و نیز اینکه در حالت سرمایش نیازی به وجود مدار آب نیست و اواپراتور چیلر به طور مستقیم درون قسمت هواساز پکیج یونیت جاسازی می شود. بدین ترتیب علاوه بر حذف اتلافات انرژی حرارتی از لوله کشی بین چیلر تا هواساز ، سیال واسطه آب در حالت سرمایش نیز حذف شده و به لوله کشی و عایق کاری آن نیازی نخواهد بود. با کاهش اتلافات حرارتی ، به دستگاه با ظرفیت کمتری جهت تامین دمای مورد نظر نیاز است و بدیهی است که قیمت دستگاه های با ظرفیت کمتر ارزان تر خواهد بود. در ضمن اواپراتور چیلر معمولا از نوع شل اند تیوب (پوسته و لوله) است که به علت به کار رفتن تعداد زیادی لوله مسی در آن، قیمت بالایی دارد که با حذف این مبدل، صرفه جویی زیادی در قیمت تمام شده دستگاه پکیج یونیت سرمایشی و گرمایشی می شود و تاثیر عمده ای بر پایین تر بودن قیمت آن نسبت به مجموع قیمت چیلر و هواساز دارد. بنابرین علاوه بر راندمان بیشتر از مهمترین مزایایی که این دستگاه دارد می توان به کمتر بودن قیمت آن نسبت به مجموع قیمت چیلر و هواساز اشاره کرد.