سیستم‌های تهویه مبحث داغ دنیای مهندسی مکانیک و تاسیسات می‌باشند و سیستم تهویه برای منازل و محل کار و کارگاه‌های صنعتی و … جزو موارد لازم و ضروری می‌باشد. واحد پکیج روف تاپ یکی از گسترده‌ترین و پراستفاده‌ترین واحدها در تهویه می‌باشد که در حال حاضر در سراسر جهان و مخصوصا امریکا مورد استفاده قرار می‌گیرد. این پکیج‌ها با حروف اختصاری RTU نشان داده می‌شوند. واحد پکیج روف تاپ که بیشتر به منظور ایجاد یک جریان هوای مطبوع در منازل و خانه‌ها استفاده می‌شوند و به جای فن‌های تهویه و سایر ابزارآلات خنک‌سازی استفاده می‌شوند.
این واحدها قیمت متعادلی دارند و کاملا مهندسی شده هستند و منطبق با سیستم های روز دنیا می‌باشند. در این مقاله از واحد روف تاپ خواهیم گفت و اصول کارکرد و تولید پکیج روف تاپ را بیان خواهیم کرد تا بدانید این واحدها چگونه در تابستان و زمستان و گرما و سرما کار تهویه ساختمان را انجام می‌دهند.
واحد روف تاپ چیست؟
اصطلاح واحد روف تاپ در حقیقت همان واحد پکیج تهویه می‌باشد و به این دلیل که این واحدها عموما روی پشت بام نصب می‌شوند به روف تاپ یا پشت بامی معروفند، هر چند می‌توان آن‌ها را روی زمین، بالکن و مواردی از این دست نیز نصب کرد.
وقتی تمام اجزای سازنده نظیر اواپراتور، کویل‌ها، فن، کمپرسور و کندانسور در محفظه مربوطه و در کنار هم کار می‌کنند پکیج روف تاپ شروع به کار می‌کند. واحد روف تاپ با سیستم‌های اسپلیت متفاوت است و بیشتر در منازل مسکونی کاربرد دارد. در حالی که سیستم اسپلیت با فشار بالا برای خنک‌کاری کارگاه‌های صنعتی بزرگ و آپارتمان‌های چند طبقه نیز کارکرد دارد.
برخی روف تاپ‌ها قابلیت حرارتی نیز دارند که در این صورت سیستم تبریدی کار نمی‌کند و بار حرارتی سیستم بر عهده‌ی کویل‌های آب گرم قرار می‌گیرد. سیستم حرارتی پکیج روف تاپ و اسپلیت تقریبا مشابه هم هستند و از یک مکانیزم برای گرمایش استفاده می‌کنند.
پکیج روف تاپ چگونه کار می‌کند؟
کمپرسور یکی از عناصر اصلی در پکیج روف تاپ می‌باشد که معمولا نیروی ورودی به دستگاه نیز در اینجا مصرف می‌شود. کندانسور و فن‌های موجود در قسمت فوقانی آن بخش دیگری از پکیج را تشکیل می‌دهند. یک مبدل که همان حکم اواپراتور را دارد هم قسمت‌های دیگر پکیج را تشکیل می‌دهند. با این حال فرایند تهویه با این تجهیزات انجام می‌شود و سیکل ایجاد شده هم سیکل تبرید تراکمی می‌باشد.
کمپرسور سیکل از نوع هرمتیک یا همان مستقل می‌باشد. در قسمتی از پکیج روف تاپ حلقه‌ی کنترلی وجود دارد که برای کنترل دما می‌باشد و تجهیزاتی نظیر ترموستات درون آن تعبیه شده‌اند که می‌تواند یک دمای مشخص و معین را تامین کند. ظرفیت این پکیج‌ها از ۱ تن تا ۱۰۰ تن تبرید می‌باشد که در نوع خود جالب توجه می‌باشد.
در یک واحد روف تاپ کمپرسور در انتهای محفظه واقع شده است و کویل‌های کندانسور در کنار آن قرار دارند و یا به دور آن پیچیده شده‌اند، مبرد خنک با دمای کم به صورت گاز وارد کمپرسور می‌شود و فشار و دمای آن افزایش می‌یابد و سپس به سمت کندانسور می‌رود و در کندانسور گرما و دمای خود را از دست می‌دهد، فین‌های (fin) روی کندانسور انتقال حرارت را افزایش می‌دهند و فن‌های موجود در قسمت بالایی کندانسور تخلیه حرارت را تسریع می‌بخشند.
در این سیکل مبرد وارد تله بخار یا شیر انبساط می‌شود و مجددا فشار آن کاهش پیدا می‌کند و حالا مبرد وارد اواپراتور می‌شود تا حرارت موجود در هوا را جذب کند و از این طریق هوا را تازه‌تر کند و به دمای دلخواه برساند. این سیکل به صورت پیوسته تکرار می‌شود تا دمای هوا به صورت ثابت و یکپارچه باقی بماند.
واحد روف تاپ در حالتی گرمایشی نیز از مبدل‌های گرمایی در پایین اواپراتور استفاده می‌کند که هوای برگشتی را با استفاده از کویل‌های آب گرم، حرارت می‌دهد و سپس مجددا به فضای خانه برمی‌گرداند. اما به صورت کلی از این واحد عموما برای اهداف سرمایشی استفاده می‌شود چون این کار راحت‌تر و بدون مشکل انجام می‌شود و نیاز به اتصال آب گرم نیست.
یک ترموستات عمل کنترل دما را در داخل واحد انجام می‌دهد تا دما همیشه کنترل شود و فرایند گرمایش یا سرمایش با استفاده از این دمای مرجع انجام شود.
استفاده از واحد روف تاپ
برخی استفاده‌های خاص از پکیج روف تاپ می‌شود به طور مثال در بعضی ساختمان‌ها این واحدها از هوای بیرون استفاده می‌کنند تا از وجود هوای احتمالا آلوده جلوگیری شود. به این معنا که تمام هوای ورودی به واحد، از بیرون می‌باشد و این هوا جایگرین هوای داخل خانه می‌شود. به این نوع واحدها، واحدهای ۱۰۰% Outdoor گفته می‌شود و طراحی آن‌ها با واحدهای روف تاپ معمولی کاملا متفاوت است.
این واحدها که عموما پشت بام نصب می‌شوند قابلیت جابجایی هم دارند و می‌توانید داکت‌ها را متناسب با کارکرد آن‌ها تعیین کنید و سعی کنید واحد را در جایی قرار دهید تا از کمترین طول برای کانال‌ها استفاده کنید تا هم مخارج شما کمتر شود و هم اتلاف انرژی کمتری در داخل کانال‌ها صورت بگیرد. این پکیج‌ها دوام بالایی دارند و هزینه تعمیر و نگهداری آن‌ها نیز بسیار کمتر است.
این سیستم‌ها زیرمجموعه سیستم HVAC محسوب می‌شوند که هم قابلیت نصب آسان دارند و هم برای اکثر منازل و ساختمان‌ها جوابگو می‌باشد. در ضمن بازده انرژی نسبتا بالایی هم دارند و صرفا کار لازم برای دمنده‌ها و کمپرسورهای نوع اسکرال و یا رفت و برگشتی موردنیاز است.
انتخاب مناسب‌ترین واحد پکیج روف تاپ
کارایی و نوع کاربرد هر پکیج روف تاپ به چندین عامل بستگی دارد و اگر می‌خواهید برای محل کار و یا منزل خود پکیج روف تاپ تهیه کنید باید به چند عامل مهم دقت داشته باشید:
-
بازده انرژی بالا
پکیج روف تاپ در انواع مختلف دارای بازده‌های مختلف می‌باشد و این بازده عموما ناشی از تجهیزات به کار برده شده در پکیج و علی الخصوص کمپرسور مجموعه می‌باشد. بازده انرژی بالا ارتباط مستقیمی با نحوه کنترل دما، نحوه خنک‌سازی و مواردی از این دست دارد. مسلما این بازده به اندازه و نوع کاربرد پکیج هم وابسته است و باید مطابق استاندارهای خاصی این موارد را لحاظ کنید تا بهترین بازده را متناسب با نیاز خود به کار ببندید.
EER یک سیستم تشخیص بازده می‌باشد که مطابق این استاندارد می‌توان یک بازده مناسب را برای کاربردهای مختلف آن در ساختمان‌ها و آپارتمان‌های مشخص تعیین کرد.
-
کارایی بالا
کارایی بالای پکیج بیشتر تابع برند کالا و امکاناتی است که بر روی آن قرار داده شده است. این امکانات می‌توانند سیستم کنترل دما از راه دور و ریموت کنترل، استفاده از برج خنک‌کن برای خنک‌سازی سریع کندانسور و یا سیستم‌های بهینه‌سازی عملکرد کمپرسور و یا استفاده از فین در کویل‌ها کندانسور می‌تواند تا حد زیادی کارایی پکیج روف تاپ را بالاتر ببرد.
-
فن‌ها و سیستم تخلیه حرارت
در پکیج روف تاپ که عموما از دسته هوا خنک می‌باشد فن‌هایی در مجموعه و معمولا بالای کندانسور قرار می‌‌گیرند تا جریان هوا را در این محدوده ایجاد کنند و خنک‌سازی کندانسور راحت‌تر انجام شود. با این حال توجه به تعداد فن‌ها و اندازه‌ی فن می‌تواند ایده‌ی خوبی در مورد کارایی و راندمان بالای این پکیج‌ها به شما بدهد.
-
ظرفیت تبرید
ظرفیت سرمایشی یک پکیج دقیقا به این معناست که این پکیج تا چه حد می‌تواند در عملیات خنک‌سازی راندمان بالایی داشته باشد. استاندارهایی نیز برای تعیین ظرفیت تبرید مناسب برای هر ساختمان با توجه به بار حرارتی و ابعاد آن موجود می‌باشد که می‌توانند تا حد زیادی تعیین کننده تن تبرید مناسب برای ساختمان باشند. مشورت گرفتن از یک فرد متخصص در این زمینه می‌تواند ایده‌های خوبی برای انتخاب بهترین پکیج روف تاپ به شما بدهد.
-
مصرف انرژی
مصرف انرژی همچنان به کارایی و بازده سیکل و تجهیزات دستگاه، مرتبط است، بدیهی است که به دلیل استفاده مداوم از پکیج، باید مصرف انرژی آن پایین باشد تا هزینه‌های برق مصرفی کمتر شود. معمولا در داخل کاتالوگ یا بروشور محصول میزان مصرف انرژی نرمال آن نوشته شده است که می‌توان با توجه به نیاز و توانایی خود آن‌ها را انتخاب کرد.
-
هزینه‌های تعمیر و نگهداری
پکیج روف تاپ عموما هزینه‌ی تعمیر کمی دارد. چرا که تنها عضو آن که به صورت مداوم کار می‌کند و می‌چرخد یا حرکت می‌کند کمپرسور می‌باشد که خیلی کم پیش می‌آید کمپرسور سیکل مشکل‌آفرین شود و تا سال‌ها بدون هر گونه مشکلی کار می‌کند و این یکی از مزایای پکیج پشت بامی است. هزینه‌های نگهداری از آن هم بیشتر شامل هزینه‌هایی برای تمیزکاری پکیج، تعویض برخی فیلترها و یا هزینه‌های تعویض مکان یا نصب مجدد آن می‌باشد که جزو هزینه‌های روتین می‌باشد و در کل پکیج روف تاپ هزینه تعمیر و نگهداری کمتری نسبت به داکت اسپلیت‌ها دارد.
جمع بندی
تولید پکیج روف تاپ بیشتر به منطور استفاده در تهویه منازل و کارگاه‌های صنعتی و فضاهای کاری انجام می‌شود. هر چند واحد روف تاپ کارکرد گرمایشی هم دارد اما بیشتر کارکرد سرمایشی آن‌ها مورد توجه است. با این حال استفاده از این سیستم‌ها به دلیل هزینه‌های کمتر آن و همچنین قابلیت نصب آسان و هزینه‌های تعمیر و نگهداری بسیار کمتر می‌تواند از چند جنبه حائز اهمیت باشد. استفاده از پکیج روف تاپ در حال حاضر بسیار رایج شده است و در کشورهای گرمسیری استفاده از آن‌ها به دلیل طراحی دوگانه دریافت هوا از بیرون هم بسیار بیشتر از مناطق دیگر است.
منابع:
www.murphymiller.com
https://blog.ravti.com/equipment-packaged-rooftop-unit-rtu-52c22a055c8b
https://www.switzerlandairandheating.com/blog/what-are-rooftop-package-units
https://www.mge.com/saving-energy/business/bea/article_detail.htm?nid=1815
