ظرفیت کولر آبی چیست ؟

احتمالاً هنگام بحث راجع به کولر آبی، شنیده‌اید که افراد عددی را برای بیان قدرت و ظرفیت آن بیان می‌کنند. مثلاً می‌گویند ما در محیط کار از یک کولر گازی ۱۴۰۰۰ استفاده می‌کنیم یا کولر آبی خانه‌مان ۴۵۰۰ است. اما منظور از این عدد چیست و چه چیزی را بیان می‌کند؟ این عدد در واقع مربوط به ظرفیت هوادهی کولر است که به ظرفیت کولر آبی یا گازی یا هر نوع دیگری مصطلح شده است. در این آموزش، با ظرفیت کولر آبی آشنا می‌شویم. البته مفاهیم ظرفیت کولر آبی را می‌توان به انواع دیگر کولر نیز تعمیم داد و تنها اعداد هستند که متفاوت خواهند بود.

ظرفیت کولر آبی چیست؟

ظرفیت کولر آبی معادلی است برای بیان اصطلاح علمی «جریان هوا» یا «هوادهی» یا «دبی هوا» (Airflow) که با واحد فوت مکعب در دقیقه (Cubic Feet Per Minute) با CFM یا متر مکعب در ساعت و مشابه این‌ها بیان می‌شود. وقتی می‌گوییم ظرفیت کولر آبی مثلاً ۴۰۰۰ است، یعنی جریان هوایی که تولید می‌کند، برابر با ۴۰۰۰ فوت مکعب در دقیقه یا 4000CFM است. بنابراین، برای آنکه با ظرفیت کولر آبی آشنا شویم، مطالبی را درباره CFM بیان می‌کنیم.

CFM کولر چیست؟‌

عبارت CFM مخفف Cubic Feet Per Minute است و متداول‌ترین واحد برای بیان اندازه‌ جریان هوا است. همان‌طور که می‌دانیم، مساحت با واحد مربع اندازه‌گیری می‌شود (مانند فوت مربع) و حجم (مانند اتاقی پر از هوا) را با واحد مکعب اندازه‌گیری می‌کنند. بنابراین، CFM تعیین می‌کند که هر دقیقه چه مقدار فوت مکعب هوا را می‌توان جابه‌جا کرد یا تعویض کرد. بنابراین، اگر حجم فضای یک اتاق ۱۰۰۰ فوت مکعب (ft³) باشد، به یک سیستم ۱۰۰۰CFM نیاز داریم تا هوای داخل اتاق را در یک دقیقه تعویض کنیم. همچنین، وقتی می‌گوییم یک ظرفیت کولر آبی ۴۰۰۰ است، یعنی توانایی جابه‌جاکردن ۴۰۰۰ فوت مکعب هوا را در یک دقیقه دارد.

چگونه می‌توان ظرفیت کولر را تعیین کرد؟‌

برای محاسبه ظرفیت کولر روش‌های مختلفی وجود دارد که در منابع مختلف ارائه شده‌اند. انتخاب ظرفیت کولر آبی را می‌توان بر اساس مواردی مانند فضایی که می‌خواهیم خنک کنیم، روش طبقات، روش ضرایب سطوح و بر اساس روابط سریع و سر انگشتی انجام داد. 

در اینجا ما روش‌های محاسبه ظرفیت کولر آبی را بر اساس فضای موجود بیان می‌کنیم. همچنین، روش سریع و سرانگشتی تعیین ظرفیت کولر آبی را بیان می‌کنیم.  

برای آشنایی بیشتر با مباحث مربوط به تأسیسات ساختمان، پیشنهاد می‌کنیم به مجموعه آموزش‌های تاسیسات ساختمان مراجعه کنید که توسط فرادرس تهیه شده و لینک آن در ادامه آورده شده است.

محاسبه ظرفیت کولر آبی بر اساس فضا

محاسبه ظرفیت با استفاده از این روش را می‌توان در دو گام بیان کرد.

گام نخست: محاسبه حجم

در گام نخست باید حجم فضایی را که می‌خواهیم خنک کنیم، به دست آوریم. با توجه به اینکه ما ابعاد اتاق را برحسب متر داریم، باید در نهایت حجمی را که برحسب متر مکعب به دست می‌آوریم، به فوت مکعب تبدیل کنیم. برای این کار از فرمول زیر استفاده می‌کنیم:

حجم [متر مکعب] × 35٫3 = حجم [فوت مکعب]

برای مثال، حجم اتاقی به مساحت ۹ متر مربع و ارتفاع ۲٫۵ متر (ارتفاع مکان‌های مسکونی معمولاً ۲ تا 3 متر است)، برابر با ۲۲٫۵ = ۹ × ۲٫۵ متر مکعب است. این حجم را به صورت زیر برحسب فوت مکعب به دست می‌آوریم:

 ۲۲٫۵ × ۳۵٫۳ = ۷۹۴٫۲۵ فوت مکعب

گام دوم: تعیین تعویض هوا در هر چند دقیقه

اکنون که حجم هوا در فضای خود را محاسبه کرده‌ایم، باید تعیین کنیم که سرعت تعویض آن چقدر است. این مورد به الزامات خاص جریان هوا برای مکان‌های مختلف و همچنین، خواسته‌های ما بستگی دارد. البته، مقادیر رایج مکان‌های مختلف را در ادامه بیان کرده‌ایم که می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید.

تعویض هوای موتوخانه، اتاق ژنراتور و اتاق دیگ بخار بهتر است هر ۱ تا ۴ دقیقه انجام شود. این اتاق‌ها حاوی دود اگزوز دستگاه‌ها هستند که می‌تواند خطرناک باشد و باید سریع خارج شوند. بنابراین، باید هر 1 تا 4 دقیقه کل هوای این محیط‌ها را تعویض کرد. اگر یک موتورخانه 2000 فوت مکعبی دارید، سیستمی می‌خواهید که بتواند 500 تا 2000 CFM را تأمین کند.

هوای آشپزخانه، کافه تریا، رستوران و آزمایشگاه بهتر است هر ۲ تا ۵ دقیقه یک بار تعویض شود. آزمایشگاه‌ها و محیط‌‌های تهیه غذا، معمولاً به گردش هوای متوسط تا زیاد (تقریباً هر 2 تا 5 دقیقه) احتیاج دارند. بنابراین، برای مثال برای یک آزمایشگاه یا آشپزخانه با 2000 فوت مکعب حجم، باید سیستمی تعبیه شود که بتواند تقریباً 400 تا 1000 CFM را تأمین کند.

تعویض هوای کلاس درس، خانه، دفتر کار، مغازه، سالن ورزشی، سالن استراحت و سالن اجتماعات نیز بهتر است هر ۴ تا ۱۰ دقیقه یک بار صورت گیرد. هوای خانه‌ها و فضاهای عمومی مانند اتاق‌های سمینار، مغازه‌ها و دفاتر کار معمولاً به سرعت تعویض هوای سایر مکان‌ها تعویض نمی‌شود. برای مثال، سرعت تعویض هوای یک اتاق با حجم ۲۰۰۰ فوت مربع به یک سیستم با هوادهی 400 تا 1000 CFM نیاز دارد.

 

البته ذکر این نکته ضروری است که این موارد دست‌بالا در نظر گرفته شده‌اند و تجربه افراد و منطقه عوامل مهمی در تعیین میزان سرعت تعویض هوا هستند. همچنین، از آنجا که فاصله کولر از محل، بازدهی کولر و… نیز مطرح می‌شود، باید اعداد بالا را تغییر داد و با شرایط واقعی محل منطبق کرد.

یکی دیگر از معیارهایی که برای تعویض هوا در نظر گرفته می‌شود و بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد، بر اساس نوع منطقه و نوع ساختمان است که آن‌ها را در جدول زیر آورده‌ایم و با شرایط ایران نیز تطابق بیشتری دارد.

نوع منطقه	نوع ساختمان	مدت بین دو تعویض هوا (دقیقه)
سردسیر	خصوصی – عمومی	۳ – ۲٫۵
معتدل	خصوصی – عمومی	۲٫۵ – ۲
گرمسیر	خصوصی – عمومی	۲ – ۱٫۵

گام سوم: تعیین ظرفیت بر حسب CFM  

ظرفیت یا هوادهی کولر مقدار هوایی است که در مدت یک دقیقه از کولر به محل مورد نظر ارسال می‌شود و از نسبت حجم فضا به مدت بین دو تعویض هوای محل به دست می‌آید:

vk=vsn

که در آن، vk ظرفیت کولر آبی است که می‌تواند برحسب متر مکعب در ساعت یا فوت مکعب در دقیقه باشد. همچنین، vs حجم فضای مورد نظر برای تهویه است و n عددی است که نشان می‌دهد هوا هر چند دقیقه یک بار باید تعویض شود و به عواملی مانند منطقه جغرافیایی و نوع ساختمان بستگی دارد.

برای مثال، فرض کنید حجم فضایی که باید تهویه شود، ۱۰,۰۰۰۰ فوت مکعب باشد و هر ۵ دقیقه یک بار باید هوای آن را تعویض کرد. بنابرین، CFM مورد نیاز به صورت زیر به دست می‌آید:

مثال تعیین ظرفیت کولر آبی

به عنوان یک مثال عملی، فرض کنید می‌خواهیم برای یک اتاق با مساحت ۶۰ متر مربع، ظرفیت کولر آبی را تعیین کنیم. ابتدا حجم فضا را محاسبه می‌کنیم. با فرض ارتفاع ۳ متری، حجم فضا برابر با ۱۸۰ = ۶۰ × ۳ متر مکعب خواهد شد. برای تبدیل به فوت مکعب، این عدد را در 35٫3 ضرب می‌کنیم که برابر با ۶,۳۵۴ = 35٫3 × ۱۸۰ فوت مکعب خواهد شد. اگر این عدد را با توجه به جدول بالا برای مناطق مثلاً گرمسیر و نوع ساختمان خصوصی، بر ۲ تقسیم کنیم به CFM برابر با ۳,۱۷۷ = ۲ / ۶,۳۵۴ می‌رسیم. بنابراین، نزدیک‌ترین کولر استاندارد بزرگ‌تر از این مقدار، یعنی ۳۵۰۰ را انتخاب می‌کنیم.

راه ساده تعیین ظرفیت کولر آبی بر اساس متراژ

اگر نمی‌خواهید خیلی وارد جزئیات محاسبه شوید، می‌توانید برای تعیین ظرفیت کولر آبی مورد نیاز از گزینه‌های زیر استفاده کنید که بر اساس متراژ ساختمان ارائه شده‌اند (دقت کنید که این ظرفیت‌ها برای طبقات بالا است و برای طبقات پایین‌تر می‌توانید ظرفیت کمتر، مثلاً ۱۰ درصد پایین‌تر از این اعداد، را در نظر بگیرید):

• برای متراژ ۳۰ تا ۵۰ متر مربع، ظرفیت CFM دور تند مناسب ۲۳۰۰ است.
• برای متراژ ۵۰ تا ۶۵ متر مربع، ظرفیت CFM دور تند مناسب ۳۵۰۰ است.
• برای متراژ ۶۵ تا ۱۲۰ متر مربع، ظرفیت CFM دور تند مناسب ۴۹۰۰ است.
• برای متراژ ۱۲۰ تا ۱۵۵ متر مربع، ظرفیت CFM دور تند مناسب ۷۰۰۰ است.

در حالت کلی، پیشنهاد می‌کنیم، ظرفیت را اندکی (نه زیاد) بالاتر انتخاب کنید تا به کولر فشار کمتری وارد شود و مجبور نباشید از دور تند استفاده کنید. این نکته را نیز در نظر داشته باشید که برای تهویه بهتر، برای اتاق خواب، به CFM بیشتری نسبت به هال و پذیرایی نیاز است و برای کیفیت بهتر در تهویه، بهتر است این مورد را در نظر بگیرید.

چه عواملی بر ظرفیت کولر آبی تأثیر دارند؟‌

عوامل مختلفی بر تعیین ظرفیت نهایی کولر آبی تأثیر می‌گذارند که از آن‌ها می‌توان به نقشه ساختمان، تعداد دریچه‌ها و اندازه آن‌ها، کانال‌کشی و طول آن، دمای منطقه، محل قرارگیری کولر (در معرض آفتاب بودن یا در سایه قرار داشتن) و… اشاره کرد.

برای مثال، مشخص است که وقتی کولر در معرض نور مستقیم آفتاب قرار داشته باشد، به قدرت بیشتری برای خنک کردن نیاز دارد. حتی در مواردی که دمای هوا و رطوبت بالا است، دیگر کولر آبی پاسخگو نیست و باید از کولر گازی استفاده کرد.