هدف از این آموزش، شرح و بيان مختصر سامانههای خنککننده مکانیکی است که معمولاً در ساختمانها استفاده میشوند. اطلاعاتی که در این مقاله درج شده، از بررسی هزینههای زندگی که برای وزارت آموزش و پرورش فلوریدا انجام شده، اقتباس شده است. این خودآموز به تشریح انواع مختلف سامانه خنک کننده مکانیکی مورد استفاده در مدارس سراسر ایالت فلوریدای امریکاست که نمونهای از انواع سامانههای غالب مورد استفاده در کشورهای مختلف است، میپردازد. شرح سامانه، تصاویر، طرح کلی نمودارها، هزینه اولیه، تخمین هزینه عملکرد و مشاهدات کیفی در صورت کاربردی بودن در نظر گرفته شده است. با توجه به آب و هوای فلوریدا، خنک کننده مکانیکی، بزرگترین مصرف کننده انرژی در مدارس و در مقام دوم روشنایی الکتریکی در برخی از برنامههای تجاری است که به میزان قابل توجهی با هزینههای عملیاتی در ارتباط است. علاوه بر این، رطوبت ذاتی در آب و هوای زیر-گرمسیری و هوای تازه کافی برای فرستاده شدن به فضاها، نیاز به تجهیزات پیچیده و استراتژی پیادهسازی برای دستیابی به راحتی و کیفیت خوب هوای داخل ساختمان (IAQ) دارد. عوامل دیگر از قبیل فضای مورد نیاز سامانه، سر و صدای تولید شده سامانه مکانیکی، تأثیر سروصدای تجهیزات خنککننده روی همسایگیهای مجاور، تخفیفهای حاصل از مصرف برق خارج از زمان اوج مصرف و اثرات مضر بر سلامت ناشی از رطوبت بیش از حد، موارد تکمیلی ساختمان و تجهیزات از قبیل کامپیوترها موارد قابل ملاحظهای هستند که روی انتخاب سامانه مکانیکی، طراحی و عملکرد آن در آب و هوای گرم و مرطوب تأثیر میگذارند. علاوه بر این، در مناطق روستایی، در دسترس بودن لوازم یدکی ماشینآلات و کارکنان آموزش دیده توسط کارخانه معمولاً محدود است و استفاده از سامانههای پیچیده در این مناطق ممکن است با زمانهای به تعویق افتادن طولانی و افزایش هزینههای تعمیرات همراه باشد.
سامانه 2: پکیج سامانه پشتبامی (تک یا چند- منطقهای) این سامانه از دستگاههای کاملی استفاده میکند که بر روی سقف ساختمان قرار داده میشوند و آنها سرمایش را از طریق کانالهایی که در سقف فرو رفتهاند تأمین میکنند. این واحدها را می توان برای برآورد احتیاج یک منطقه و یا برای برآورد احتیاج مناطق متعدد مورد استفاده قرار داد. هنگامیکه برای برآورد مناطق متعدد استفاده شوند جهت کنترل اختصاصی درجه حرارت هر منطقه معمولاً همراه با جعبه VAV استفاده میشوند. سامانه چند- منطقهای بهطور معمول احتیاج 2 تا 4 کلاس درس را برآورد می کند. بهطور معمول گرمایش با استفاده از نوار گرما الکتریکی که در داخل هواساز قرار دارد، به دست میآید. هزینه اولیه این سامانه پایین است و به تعداد مناطق تأمین شده و اینکه آیا هر واحد دارای مناطق متعددی است بستگی دارد. برای جابهجایی هوا به کلاس درس و از کلاس درس به کانال نیاز است و درصورتیکه در سامانه مناطق متعدد گنجانده شوند، جعبه VAV مورد نیاز است. پمپها، لولهها، یا تجهیزات دیگری که نیاز است برای یک سامانه عملیاتی کامل فراهم شود در اینجا وجود ندارد. هزینه دیگری که باید در نظر گرفته شود افزایش خدمات برق خواهد بود که برای بهکار انداختن هر دستگاه پشت بامی (تک-منطقه) برای تأمین قدرت سامانه مورد نیاز است
سامانه 7: VAVمرکزی (چیلر آب سرد VAV مرکزی با سامانه تحویل هوا)
این سامانه از ترکیبی از عناصر منحصر به فرد برای خنک کردن استفاده میکند که عناصر اصلی آن عبارتند از برج تبريد، چیلر، حلقههای آب، پمپها، هواسازها، جعبههای VAV و مجاری هوا. هوای سرد کلاس درس از طریق مجراها و جعبه حجم هوای متغیر (VAV) تأمین میشود. جعبه VAV، میزان هوای سردی که برای حفظ درجه گرما مجموعه به فضا فرستاده خواهد شد را تنظیم میکند. سپس هوا از طریق کانال بازگشت هوا از فضا خارج میشود. در هواساز، گرما به آب منتقل شده (سرد شدن هوا) و سپس به سمت چیلر لولهکشی میشود (حلقه آب سرد). در چیلر، گرما از آب از طریق سردساز خارج خواهد شد. در این سامانه با چیلر خنکشونده با آب، گرما به حلقه آب دیگری منتقل میشود (حلقه آب چگالنده) که گرما را به برج تبريد میبرد. در برج خنک کننده آب روی شبکه ای از کاشیها پاشیده میشود، درحالیکه هوا برای خروج گرما از آب و تخلیه آن به محیط خارج دمیده میشود. ممکن است گرما از طریق حلقه آب موجود (تنها گرمایش یا سرمایش)، آب اضافی حلقه 4 سامانه لوله، و یا نوار الکتریکی مقاومت گرمایی فراهم شود. به طور معمول این نوع سامانه با توجه به میزان تجهیزات، سامانههای توزیع، کنترل شبکه و فضای ساختمانی که برای این تجهیزات نیاز است، هزینه اولیه بالایی دارد.