روفتاپ پکیج (روف تاپ)

روفتاپ پکیج یا پکیج یونیت پشت بامی را می­ توان دستگاهی مستقل و با راندمان انرژی بالا در بین سیستم­ های تهویه مطبوع (HVAC) معرفی نمود که ساختار آن ترکیبی از کندانسینگ یونیت (چیلر بدون اواپراتور و شیر انبساط) و هواسازی با کویل سرمایش DX می­ باشد. چنانکه تمامی مؤلفه ­ها و اجزای لازم جهت تولید هوای مطبوع را در بر دارد.

پیشنهاد مطالعه: کندانسینگ یونیت

تهویه نگار در ادامه این مقاله، جزئیات و عملکرد این دستگاه را مورد بررسی قرار می دهد.

نحوه عملکرد روفتاپ پکیج

اساس کار روف تاپ پکیج، تأمین هوای خنک مورد نیاز از طریق انتقال مبرد سرد تولیدی در کندانسینگ یونیت به کویل سرمایش DX (اواپرتور هوایی) در هواساز می ­باشد. با این تفاوت که هر دو سیستم (کندانسینگ یونیت و هواساز) در قالب مجموعه­ ای واحد و مستقل تعریف می­ شوند.

علت نامگذاری این دستگاه با عنوان روفتاپ پکیج (پکیج یونیت پشت بامی)، این است که همواره بر روی پشت بام ساختمان نصب می گردد که در شکل زیر نمونه ای از جانمایی آن را مشاهده می کنید.

مبنای کار روفتاپ پکیج جهت ایجاد سرمایش سیکل تبرید تراکمی بخار می باشد. لذا، سیکل برودتی آن از چهار مؤلفه اصلی تشکیل شده است:

1. کمپرسور
2. کندانسور (معمولاً کندانسور هوایی)
3. شیر انبساط
4. اواپراتور هوایی

در این سیستم، بخار مبرد پس از تراکم یافتن در کمپرسور و افزایش توأمان فشار و دما، وارد کندانسور (غالباً هوایی) شده و بعد از خنک شدن تا دمای اشباع، با از دست دادن حرارت بیشتر چگالیده خواهد شد. مایع مبرد حاصل شده، راهی قسمت هواساز دستگاه شده و از شیر انبساط عبور می­ کند. سپس بعد از افت فشار و کاهش دمای ایجادشده وارد کویل سرمایش DX می­ گردد. به این ترتیب با عبور جریان هوا از روی کویل و خنک شدن آن، مبرد ورودی بواسطه دریافت گرمای هوا تبخیر شده و پس از بازگشت به قسمت کندانسینگ یونیت دستگاه، مجدداً وارد کمپرسور می­ شود.

• کمپرسور: با توجه به اینکه ظرفیت برودتی اغلب روفتاپ پکیج­ ها بین 10 تا 30 تن تبرید می باشد، عمدتاً از کمپرسورهای اسکرال (در حدود 90 درصد تولیدات) و پیستونی جهت متراکم سازی گاز مبرد استفاده می شود. البته در ظرفیت های بالاتر که به ندرت تولید می شوند، می توان از کمپرسورهای اسکرو نیز بهره برد.

به کمک ترموستات اتاقی یا با اندازه گیری دمای هوای برگشت / خروجی از اتاق، می توان ظرفیت تولیدی کمپرسورها را کنترل نمود. به عنوان مثال در دستگاهی با دو کمپرسور اسکرال، تا مادامی که دمای اتاق در تابستان به دمایی بالاتر از حد تنظیم شده (معمولاٌ 24 درجه سانتی گراد) نرسد، کمپرسور دوم روشن نخواهد شد.

• کندانسور: بعلت ظرفیت برودتیِ پایین اغلب روفتاپ پکیج ها، استفاده از کندانسور آبی که به منزله بکارگیری برج خنک کننده و افزایش هزینه های بهره برداری نیز می باشد، توجیه اقتصادی نخواهد داشت. لذا، تقریباً می توان گفت کندانسورِ تمامی روفتاپ پکیج ها، از نوع هوایی می باشد. بنابراین، گاز داغ خروجی از کمپرسور به کمک هوای محیط، پس از خنک شدن، تبدیلِ به مایع می گردد.

• شیر انبساط: به مانند چیلر، در روفتاپ پکیج ها نیز به کمک شیر انبساط که عمدتاً از نوع مکانیکی می باشد، کنترل جریان مبرد و کاهش دمای آن از طریق ایجاد فرایند اختناق محقق می شود، با این تفاوت که در روفتاپ پکیج ها، استفاده از قطعه ای بنام پخش کن (Distributer) بعد از شیر انبساط الزامی است تا مبرد به مقدار یکسان در تمامی لوله های کویل DX (اواپراتور هوایی) جریان یابد.

از آنجا که پراکندگی لوله های حامل جریان مبرد در اواپراتورهای آبی به مراتب کمتر از اواپراتورهای هوایی است، استفاده از پخش کن، بعد از شیر انبساط در چیلرها الزام چندانی ندارد، هرچند که بعضاً برخی از تولیدکنندگان، در ورودی مبرد به اواپراتورهای آبی (Dry expansion) نیز از مکانیزم پخش کن استفاده می کنند.

• اواپراتور هوایی: کویلی است مشابه کویل آبسرد در هواسازها که جریان هوای عبوری از روی آن خنک می شود، با این تفاوت که بجای آبِ سرد، جریان سرد مبرد وارد لوله های کویل می گردد. بعلاوه، همانطور که اشاره شد از قطعه ای بنام پخش کن در ورودی کویل استفاده می شود و همچنین به دلیل تمیزی و خلوص بیشتر مبرد نسبت به آب می توان از لوله هایی با قطر کوچکتر نیز در ساخت کویل استفاده کرد.

جریان پیدا کردن یکنواخت مبرد در لوله های کویل DX جهت جلوگیری از ورود مایع مبرد به داخل کمپرسور، اهمیت زیادی دارد؛ بهمین علت در کویل آبسردِ هواسازها، استفاده از پخش کن ضرورتی نخواهد داشت.

اجزای تشکیل دهنده قسمت هواسازِ روفتاپ پکیج

پیشنهاد مطالعه: دستگاه هواساز

قسمت هواسازِ روفتاپ پکیج، بسته به کاربری و الزامات فضای پروژه، می تواند از بخش ­های متنوع و متفاوتی تشکیل شود که اصلی ترین آن ها عبارتند از:

• فیلتراسیون (Filtration): فیلتراسیون هوا به لحاظ حفظ سلامتی افراد و نیز تأمین شرایط لازم برای فعالیت­ های حساس و دقیقی مثل کالیبراسیون ابزاری خاص و پروسه­ های آزمایشگاهی ویژه، از اهمیت بالایی برخوردار است. فیلترها انواع متفاوتی دارند، اما با توجه به آنکه در روفتاپ پکیج ابعاد دستگاه، فی نفسه بزرگ می باشد، غالباً از یک یا نهایتاً دو لایه فیلتر جهت پاکسازی جریان هوا استفاده می شود.

• گرمایش (Heating): در روف تاپ پکیج می توان با تعبیه کویل گرمایش در قسمت هواساز دستگاه، علاوه بر سرمایش، نیاز گرمایشی پروژه را نیز در فصل سرما براورده کرد. کویل هایی که یا از گازهای حاصل از احتراق سوخت (Fired Heater Coil) برای تولید گرمایش بهره می­ گیرند یا به شکل هیترهای برقی (Electrical Heater) با عبور جریان برق از المنت­ های موجود در آن، انرژی الکتریکی را به انرژی گرمایی تبدیل می کنند. اما رایج ترین نوع کویل گرمایش در روفتاپ پکیج ها، کویل های آبی است که در آن از جریان آب گرم تولیدیِ دیگ (با دمای 82 درجه سانتی گراد) استفاده می شود. البته از بخار آب گرم نیز می­ توان در این کویل ها بهره گرفت.

در صورت طراحی سیکل برودتی روفتاپ پکیج به شکل هیت پمپ، امکان استفاده از کویل سرمایش DX به عنوان یک کویل گرمایشی نیز وجود خواهد داشت.

• هوادهی (Air Supply): بر مبنای حجم هوادهی مورد نیاز (Flow Rate) و مجموع افت فشار استاتیکی ناشی از قسمت هواساز دستگاه و پرمقاوم ترین مسیر کانال (Total Static Pressure)، فن مناسب جهت هوادهی روفتاپ پکیج انتخاب می شود. در واقع فن با ایجاد اختلاف فشار مناسب (مانند پمپ) هوای تأمین شده در قسمت هواساز را به گردش درآورده و به کانال های توزیع هوا انتقال می دهد.

در دستگاه های هواساز یا هوارسان از اجزای دیگری شامل رطوبت زن، رطوبت گیر، فن برگشت و سیستم بازیاب حرارت نیز می توان بر حسب نیاز استفاده نمود. اما در روفتاپ پکیج با توجه به بزرگ بودن ابعاد دستگاه، استفاده از چنین آیتم هایی بسادگی امکان پذیر نخواهد بود.

مزایا و معایب روفتاپ پکیج

روفتاپ پکیج در مقایسه با سایر سیستم ­های مشابه (ترکیب چیلر و هواساز/ ترکیب کندانسینگ یونیت و هواساز) دارای ویژگی­ های مشخص و متمایزی است که عبارتند از:

• ظرفیت برودتی و حجم هوادهی محدود: به دلیل یکپارچه بودن یونیت روفتاپ پکیج که منجر به بزرگ شدن ابعاد دستگاه می­ شود، ظرفیت برودتی آن (در شرایط اقلیمی معتدل) تا حدود 370kW (105 Ton.Ref) و ظرفیت هوادهی آن تا حداکثر 35000 cfm محدود می­ شود. بنابراین انتخاب روفتاپ پکیج برای پروژه ­هایی با ظرفیت سنگین به معنای نیاز به فضای بیشتر برای جانمایی دستگاه ­ها و همچنین افزایش هزینه­ های اولیه پروژه خواهد بود. 
• نسبت راندمان انرژی بالا: با توجه به ورود مستقیم مبرد به داخل کویل سرمایش، همواره نسبت راندمان انرژی روف تاپ پکیج در مقایسه با ترکیب چیلر و هواساز مناسب­تر است. اینگونه با کاهش مصرف برق، هزینه­ های جاری پروژه نیز کاهش خواهد یافت.
• هزینه پایین خرید دستگاه: هزینه تمام ­شده روفتاپ پکیج به علت کاهش طول لوله­ کشی خط مایع، نسبت به ترکیب کندانسینگ یونیت و هواساز کمتر براورد می­ شود. همچنین بواسطه حذف اواپراتور آبی و امکان استفاده از کمپرسورهای کوچکتر در مقایسه با ترکیب چیلر و هواساز، هزینه خرید روف تاپ پکیج به مراتب کمتر خواهد بود. البته این در حالی است که ظرفیت برودتی و هوادهی پروژه کمتر از محدوده­ ای باشد که در بالا به آن اشاره گردید.
• کاربری محدود دستگاه: بکارگیری روف تاپ پکیج به عنوان یکی از سیستم­های HVAC (مانند ترکیب کندانسینگ یونیت و هواساز) تنها به معنای بهره­ مندی از هوای خنک یا گرم تولیدی در قسمت هواساز دستگاه می ­باشد. اما این در حالی است که در ترکیب چیلر و هواساز، به موازات تولید هوای خنک و گرم، امکان استفاده از آب سرد تولیدی چیلر در دستگاه ­های دیگری مثل فن­ کویل، ایرکولر و حتی جهت مصارف برودت صنعتی نیز وجود خواهد داشت.
• کنترل محدود روی کیفیت هوارسانی: همان طور که پیش از این نیز گفته شد، به علت یکپارچه بودن یونیت روفتاپ پکیج، دستگاه ابعاد بزرگی پیدا می ­کند. لذا امکان استفاده از فیلترهای متعدد و مؤلفه­ هایی از جمله: رطوبت­ زن، رطوبت­ گیر، فن برگشت و سیستم بازیاب حرارت در قسمت هواساز دستگاه کاملاً محدود می ­شود. از این رو، در پروژه­ هایی که نیازمند مؤلفه ­های کنترلی بیشتری هستند، حتی با وجود ظرفیت برودتی و هوادهی پایین پروژه، غالباً شرایط برای استفاده از این سیستم فراهم نخواهد بود.

کاربردهای روف تاپ پکیج

کاربردهای این دستگاه، در بسیاری از موارد، مشابه کاربردهای هواساز و ترکیب آن با چیلر یا کندانسینگ یونیت می باشد. اما، تفاوت در اساس کار، محدودیت های بکارگیری و قیمت تمام شده آن هاست که در انتخاب ما مؤثر خواهند بود، همانطور که در قسمت قبل، به عمده این تفاوت ها نیز پرداخته شد. در مجموع استفاده از روف تاپ پکیج برای مکان هایی توجیه دارد که فضایی یکپارچه و با متراژ نسبتاً بالا داشته باشند، مانند تالارهای پذیرایی، نه مکان هایی مثل ساختمان های مسکونی، اداری و یا تجاری که شامل فضاهای جداگانه متعددی بوده و هریک از آنها نیاز به کنترل مستقلی خواهند داشت. لذا، استفاده از این سیستم در چنین ساختمان هایی محدود به فضاهای مشاع ساختمان می شود.

بنابراین می توان در اشاره به کاربردهای این سیستم، نمونه های زیر را نام برد:

• تالارهای پذیرایی و رستوران ها
• دانشگاه ها و مراکز آموزشی
• کارخانه و کارگاه های صنعتی
• فضای مشاع پاساژها (راهروها)
• فضای مشاع هتل ها و مراکز تفریحی
• سالن ها و باشگاه های ورزشی
• فروشگاه ها و مراکز خرید زنجیره ای
• سالن های سمینار و اجتماعات
• نمایشگاه ها

فروش و استعلام قیمت انواع روفتاپ پکیج

گروه صنعتی تهویه نگار، متخصص در طراحی و عرضه مناسب ترین سیستم های برودتی و تهویه مطبوع، مطابق با نیاز واقعی مشتری و امکانات مالی کارفرمایان محترم، آماده ارائه انواع روفتاپ پکیج (اسکرال، پیستونی و اسکرو) در ظرفیت های مختلف می باشد.

 جهت کسب اطلاعات بیشتر و نیز دریافت مشخصات فنی کامل و استعلام قیمت، با گروه صنعتی تهویه نگار تماس حاصل فرمائید. شایان ذکر است؛ فروش تمامی محصولات این مجموعه در سراسر کشور امکان پذیر خواهد بود.

کارشناس فروش (عمادی) 09102072884

سؤالات متداول مشتریان در خرید و تولید روفتاپ پکیج