سرمایش تبخیری فرآیندی است که در آن از پدیدهٔ تبخیر به عنوان یک جاذب گرماییِ طبیعی استفاده می‌شود. در این فرآیند، گرمای محسوس هوا جذب شده و به عنوان گرمای نهانِ لازم برای تبخیر آب استفاده می‌شود. مقدار گرمای محسوس جذب‌شده به مقدار آبی که تبخیر می‌شود بستگی دارد. هر چقدر آب در گردش داخل کولرهای آبی بیشتر باشد قدرت خنک‌کنندگی آن هم بیشتر می‌شود.

 

سرمایش تبخیری یک فرآیند بسیار قدیمی است که منشأ آن به هزاران سال قبل، در تمدن‌های باستانی ایران و مصر بازمی‌گردد. خنک‌کننده‌های تبخیری نوین بر اساس نمونه‌های اولیه‌ای که در دههٔ ۱۹۰۰ آمریکا ساخته شد تولید می‌شوند. سرمایش تبخیری می‌تواند به صورت مستقیم یا غیر مستقیم و خودبخودی یا مختلط، انجام شود. در سرمایش تبخیری مستقیم، مقدار آب موجود در هوای خنک شده افزایش می‌یابد. در سرمایش تبخیری غیرمستقیم، تبخیر در درون یک مبدل حرارتی انجام می‌شود و مقدار رطوبت موجود در هوای خنک شده، تغییری نمی‌کند. از آنجایی که بالا بودن نرخ تبخیر رطوبت نسبی را افزایش داده و ممکن است موجب عدم آسایش محیط شود روش سرمایش تبخیری مستقیم باید در مناطقی اجرا شود که رطوبت نسبی در آنجا کم باشد. هرگاه فرایند تبخیر به‌طور طبیعی انجام شود تبخیر خودبخودی انجام می‌شود. در صورتی می‌توان یک فضا را با تبخیر خود بخودی خنک نمود که در آن سدی از آب راکد یا در جریان مانند حوضچه یا فوارهٔ آب وجود داشته باشد. در مواردی که تبخیر توسط دستگاه‌های مکانیکی انجام شود تبخیر مختلط است. واضح است که در این نوع تبخیر انرژی مصرف می‌شود، ولی مقدار انرژی مصرفی در مقایسه با تهویهٔ مطبوع بسیار کمتر است. اساس روش سرمایش تبخیری، ترمودینامیک تبخیر آب یا به عبارت دیگر تغییر حالت آب از مایع به بخار است. کولرهای آبی نوعی از کولرها هست که برای مناطقی با آب و هوای گرم و خشک استفاده می‌گردد زیرا کولر آبی با ایجاد رطوبت مانع از خشک شدن هوا و ترک خوردن وسایل چوبی و ایجاد الکتریسته ساکن در این مناطق می‌گردد و همچنین به لطافت هوا نیز کمک می‌کند. قدیمی‌ترین نمونهٔ کولر آبی در جهان، که همان بادگیر است در حدود هزاران سال پیش در ایران اختراع شد. کارکرد بادگیرها به این ترتیب می‌باشد که هوای جاری بیرون از خانه را به داخل خود می‌کشد و با تشت‌های آبی که درونش تعبیه شده، هوا را خنک و سبک کرده و به داخل خانه هدایت می‌کند.

 

اجزای کولر آبی

کولر آبی یک پکیج نسبتاً بزرگی‌ است که در بیرون از خانه نصب شده و توسط کانال باد سرد خود را به داخل خانه می‌فرستد. اما داخل این بدنه اجزای متحرک و ثابت مختلفی وجود دارند.

دریچه‌ها

در سه طرف بدنه کولر دریچه‌هایی وجود دارند که محل نصب پوشال‌هاست. این دریچه‌ها ضمن ثابت نگه داشتن پوشال‌‌ها اجازه ورود هوا را به داخل کولر می‌دهند.

پوشال‌‌ها

رشته‌های نازکی از چوب که در بسته‌هایی توری، ثابت قرار گرفته‌اند، پوشال نام دارد. این پوشال ضمن آنکه می‌تواند رطوبت را در خود جذب کند اجازه عبور هوا را از لا به ‌لای خود می‌دهد. هوا با عبور از پوشال‌‌ها کاهش دما می‌یابد.

 اجزای آب‌رسانی

وجود آب برای عملیات سرمایش ضروری است. آب باید به شکل کنترل شده بر روی پوشال‌ها پاشیده شود. برای این‌ کار از یک پمپ آب و یک شبکه آب‌رسانی استفاده می‌شود. پمپ، آبی را که از لوله‌کشی شهری در کف کولر جمع شده است به سمت این شبکه هدایت می‌کند که نهایتاً از بالای پوشال‌ها پاشیده می‌شود. قسمتی از آب جذب پوشال شده و قسمت اضافی آن مجددا در مخزن کف کولر جمع می‌شود. برای آنکه آب اضافی مصرف نشود یک شناور در صورتی که حجم آب از حد معینی بیشتر شد جریان آب را قطع می‌کند. برای اطمینان بیشتر یک شیر تخلیه نیز وجود دارد، که آب اضافی را به بیرون از بدنه کولر تخلیه کند.

موتور کولر آبی

موتور کولر یا همان دینام کولر، وسیله‌ای است که جریان الکتریکی را به حرکت دورانی تبدیل می‌کند. به کمک دینام کولر فن دوران کرده و جریان هوا را برقرار می‌کند.

پروانه و تسمه کولر آبی

پروانه با کمک تسمه و پولی به دینام  متصل‌ است. با دوران دینام، پروانه شروع به دوران کرده و باعث ایجاد جریان هوا به سمت کانال می‌شود.

جعبه تقسیم

روشن و خاموش کردن کولر باید از داخل خانه امکان‌پذیر باشد. جعبه تقسیم بنا بر دکمه‌هایی که در داخل خانه نصب شده‌ است، جریان برق را به موتور و پمپ قطع و وصل می‌کند.

الکتروموتور

موتور کولرهای آبی از نوع قفس سنجابی‌اند که راه‌انداز خازنی یا مقاومتی دارند و دو-دور هستند. دور موتور در این کولرها در حدود ۱۰۰۰ (در دور کند) و ۱۵۰۰ دور بر دقیقه (در دور تند) است که در هر کدام به ترتیب جریانی حدود ۱ و ۶٫۵ آمپر مصرف می‌کند. کولر ابی در ایران بیشتر از نظر برودتی در سایزهای ۱۵۰۰ کیلو کالری و۲۵۰۰ و ۳۰۰۰ کیلو کالری و۴۵۰۰ کیلو کالری و ۵۵۰۰ و ۷۰۰۰ کیلوکالری قدرت دارند و قدرت موتورهای آن‌ها ۱/۸ ،۱/۶، ۱/۴ ،۱/۳ اسب بخار و ۱/۲ و ۳/۴ اسب بخار می‌باشد. البته به جز نوع ۱۳۰۰۰ آن که سه فاز هست، همگی از نظر برقی تک فاز هستند. موتور دارای سه سیم‌پیچ راه‌انداز، دور کند و دور تند است که در بدنهٔ موتور (طوقه) جای می‌گیرند. معمولاً برای راه‌اندازی موتور از کلید گریز از مرکزی استفاده می‌شود که کناکت‌های آن روی محور روتور قرار دارند.

خازن راه‌انداز

خازن راه‌انداز کولر آبی با سیم‌پیچ موتور (سیم پیچ کمکی) آن به صورت سری قرار می‌گیرد و تنها هنگام راه‌اندازی در مدار است. این خازن اختلاف‌فاز لازم برای راه‌اندازی موتور را فراهم می‌کند و سپس توسط کلید گریز از مرکز از مدار خارج می‌شود. موتورهای زیر ۳/۴ اسب بخار معمولاً خازن راه‌انداز ندارند و موتورهای پرقدرت‌تر معمولاً خازنی با ظرفیت ۱۳۰ تا ۱۴۰ میکروفاراد و ۱۱۰ ولت استفاده می‌کنند.

طرز کار

آب توسط الکتروپمپ از تشتک به ناودان‌های در بالای پوشال‌ها هدایت می‌شود و سپس بر روی پوشال‌ها می‌ریزد و آن‌ها را خیس نگه می‌دارد. با کار الکترو فن هوا از روی پوشال‌های مرطوب عبور کرده به طرف کانال یا داخل سالن هدایت می‌شود عبور هوا از روی پوشال‌های مرطوب موجب تبخیر آب پوشال‌ها می‌شود. آب برای تبخیر شدن گرمای هوای درون جعبهٔ بیرونی کولر را جذب می‌کند و در نتیجه موجب خنک شدن هوا می‌شود هوای خنک با رطوبت حدود ۹۰ درصد وارد سالن می‌گردد این کولر در نقاطی که دارای آب و هوای خشک هستند با بازده خوب کار می‌کنند. در نقاط مرطوب و کنار دریا کارایی ندارند.

ظرفیت کولر

کولرهای آبی را در اندازه‌های مختلف تا ظرفیت ۱۳۰۰۰ می‌سازند و آن‌ها را بر اساس ظرفیت می‌شناسند عبارت کولر ۴۵۰۰ به معنی این است که ظرفیت هوادهی کولر ۴۵۰۰ فوت مکعب در دقیقه‌است.

نکات بهداشتی

کولرهای آبی می‌توانند با دور تند ریزگردها را وارد اتاق کنند. بازبودن قسمتی از هواگیر کولر باعث وارد شدن ریزگردها به محوطه کولر و ورود به ساختمان می‌شود و باید پس از هر بار افزایش غلظت ریزگردها در هوا، پوشال‌های کولر شستشو و آب محفظه آن تخلیه شود. برای جلوگیری از ورود ریزگردها و هوای گرم از طریق کولرهای آبی باید قسمت‌های هواگیر کولر کاملاً به وسیله پوشال گرفته شده و مقدار کافی آب داشته باشند.

مزایای کولر آبی

در فضاهای سر بسته به علت عدم تبادل هوای داخل آپارتمان با فضای بیرون و از طرفی آلوده‌بودن هوای شهرهای بزرگ که باعث شده‌است اکثر پنجره‌ها بسته باشد، امکان ورود هوای تازه به داخل آپارتمان محدود است. در اکثر جداول مهندسی مربوط به طراحی تهویه مطبوع و مراجع معتبر درصدی از هوادهی باید از هوای تازه تمیز تأمین شود. متأسفانه امروزه برای سیستم‌های داکت اسپلیت، اسپلیت، چیلر و امثال آن‌ها درصد تأمین هوای تازه صفر است. به عبارت دیگر در طراحی کانال‌ها و سیستم تهویه مطبوع هوادهی از ۱۰۰ درصد هوای برگشتی فضای داخلی استفاده می‌شود که خلاف استانداردهای روز دنیاست. اما در سیستم‌های تهویه مطبوع که سیستم سرمایشی آن‌ها از نوع تبخیری است الزاماً هوادهی از طریق هوای تازه انجام می‌شود ضمن این‌که تا حدودی گرد و غبا هوا در بدو ورود شسته و حذف می‌شود. به عنوان مثال در سیستم ایرواشر تا ۹۸٪ آلاینده‌های موجود در هوا شسته و فیلتر می‌شود. در سیستم‌های تبخیری مانند کولر آبی و ایرواشرها به علت ماهیت استفاده از ۱۰۰٪ هوای تازه در فرایند سرمایش آدیاباتیک هوای تازه تصفیه‌شده همیشه وارد فضای داخل آپارتمان می‌شود. لازم به توضیح است بالاترین سطح تصفیه هوا شستن هواست که در این فرایند کل آلودگی و ذرات معلق از هوا شسته می‌شود و هوای ۱۰۰٪ پاک و پاکیزه وارد فضای داخل آپارتمان یا فضای مسکونی می‌شود.