روف ‌تاپ پکیج

دستگاه روف تاپ پکیج (Packaged Rooftop Unit) نوعی سیستم سرمایشی و گرمایشی یکپارچه است که بر روی پشت‌بام ساختمان‌های بزرگ برای تولید جریان هوای پیوسته نصب می‌شود. این سیستم برای تهویه مطبوع فضاهای تجاری، اداره‌ها، سالن‌های ورزشی و رستوران‌های بزرگ ایده‌آل است.

روف تاپ پکیج مانند یک کولر گازی پنجره‌ای بسیار بزرگ کار می‌کند که برای توزیع هوا دارای شبکه کانال‌کشی است. این سیستم که بر پایه‌ی چرخه مبرد در یک سیکل تراکمی طراحی‌ شده از بخش‌هایی مانند کمپرسور، کندانسور، کویل داخلی و شیر انبساط برخوردار است. اما تمام این قطعات همگی در یک باکس بزرگ فلزی روی پشت‌بام جمع شده‌اند. این مقاله یک راهنمای جامع برای معرفی، مشخصات فنی و نکات خرید روف تاپ پکیج است.

طراحی و نحوه کار دستگاه روف تاپ پکیج

اساس طراحی و عملکرد این سیستم مبتنی بر چرخه تبرید است. قاعدتاً همگی شما با کولرهای گازی و نحوه کار آنها یعنی سیکل تبرید گاز مبرد آشنا هستید. حالا اگر همان سیستم تبرید کولر گازی را در ابعاد خیلی بزرگتری طراحی کنید، دستگاه قدرتمند روف تاپ پکیج تولید می‌شود. اجازه دهید تا نحوه کار این دستگاه را در چند مرحله تشریح کنیم:

• مکش هوای گرم: این سیستم یک کانال بازگشت هوای گرم در ساختمان دارد. یک فن قدرتمند داخل دستگاه دائماً هوای گرم ساختمان را از طریق کانال برگشت مکیده و به داخل کابین دستگاه ارسال می‌کند.
• فشرده‌ سازی گاز مبرد: همزمان که هوای گرم در حال ورود به دستگاه است، کمپرسور فعالیت کرده و گاز مبرد کم فشار اما خنک را مکیده و آن را به سیالی داغ و بسیار پرفشار تبدیل خواهد کرد. این گاز در ادامه به سمت کندانسور برای تبادل دمایی با هوای محیط فرستاده خواهد شد.
• دفع گرما در کندانسور: کویل کندانسور در مجاورت فضای باز پشت‌بام و جریان هوای آزاد محیط قرار دارد. گاز داغ پس ‌از کمپرسور با فشار زیاد وارد این کویل شده و قرار است تا در تبادل دمایی با محیط عبور داده شود. هوای آزاد از طریق فن‌های بیرونی روی کویل کندانسور دمیده می‌شوند تا گرمای مبرد را جذب کنند.
• افت ناگهانی فشار: شیر انبساط در این مرحله قرار دارد. این شیر یک مانع باریک برای کاهش ناگهانی فشار مبرد است. در نتیجه سیال مبرد به ناگهان دمای خود را از دست داده و تا مرز ۳ درجه سانتی‌گراد و حتی کمتر سرد می‌شود.
• تبادل سرما در اواپراتور: مایع فوق سرد پس از شیر انبساط وارد کویل اواپراتور (DX) خواهد شد. همزمان هوای گرم برگشتی ساختمان نیز از طریق فن مکیده شده و قرار است تا از روی کویل اواپراتور عبور داده شود. به‌ این ‌ترتیب تبادل دمایی مورد نظر برای خنک کردن هوای ساختمان انجام ‌شده و گاز مبرد داغ مجدداً به سمت کمپرسور ارسال خواهد شد.

بخش گرمایش سیستم روف تاپ پکیج

گرمایش یک سیستم مستقل کویل حرارتی است که هیچ ارتباطی با بخش تبرید سرمایشی ندارد. در واقع تفاوت اصلی روف تاپ پکیج با سیستم‌هایی مانند داکت اسپلیت در همین قابلیت است. زیرا هر دو سیستم از تبرید گاز مبرد برای سرمایش استفاده می‌کنند، اما بخش گرمایش در تاپ پکیج‌ها کاملاً مستقل است.

در این بخش یک منبع حرارتی در کنار فن اصلی دستگاه قرار دارد و هوای جریان یافته با عبور از منبع حرارتی گرم شده و برای توزیع داخل کانال‌ها آماده است. از سه نوع منبع حرارتی برای طراحی بخش گرمایش این سیستم‌ استفاده می‌کنند.

کویل آبگرم

رایج‌ترین روش طراحی منبع حرارتی دستگاه روف تاپ پکیج است که از لوله‌های پره‌دار داخل دستگاه تشکیل شده و توسط آب گرم موتورخانه ساختمان و یا سیستم بخار برگشتی تغذیه می‌شود. دمای آب گرم برگشتی در محدوده ۶۰ الی ۸۰ درجه سانتی‌گراد قرار دارد و به ‌راحتی هوای سرد عبوری از روی کویل را گرم می‌کند.

مشعل گازی

از مشعل گازی به ‌عنوان منبع حرارتی معمولاً سیستم‌های بزرگ با قابلیت توزیع گسترده هوای گرم استفاده می‌کنند. این مشعل گازی در روف تاپ پکیج یک هیتر مستقل داخل کابین دستگاه است که شعله‌ی آن فضای داخل مبدل حرارتی لوله‌ای را داغ می‌کند. لذا گازهای حاصل از احتراق در مسیری جداگانه تخلیه خواهد شد و هرگز با هوای در گردش ساختمان ترکیب نمی‌شود. این مشعل از تجهیزات ایمنی مانند سنسور تشخیص شعله و سوئیچ فشار برای اطمینان از جریان هوا تا قبل ‌از جرقه زنی برخوردار است.

کویل برقی

کویل برقی برای طراحی بخش گرمایشی سیستم‌های کوچک است. ظرفیت گرمایش این کویل نسبتاً کم است و صرفاً برای مکان‌هایی استفاده می‌شود که دسترسی به آب یا بخار داغ وجود ندارد.

مزایای نصب دستگاه روف تاپ پکیج

با نصب سیستم روف تاپ پکیج روی پشت‌بام، فضای مفید داخل ساختمان کاملاً آزاد است و خیلی سریع در هر نوع ساختمانی نصب می‌شود. بهره‌مندی از دمپر هوای تازه نکته‌ی کلیدی طراحی این سیستم سرمایشی است که به شما اجازه می‌دهد تا در فصل‌های معتدل با استفاده از هوای خنک بیرون، مصرف برق را تا مقدار چشمگیری مدیریت کنید. مزایای نصب و راه‌اندازی این دستگاه قابل ‌توجه است، مواردی مانند:

• نصب روی پشت‌بام و اشغال فضای صفر در ساختمان
• طراحی پیش مونتاژ با قابلیت نصب و راه‌اندازی ساده و سریع
• امکان استفاده از دمپر هوای تازه در فصول معتدل و مدیریت مصرف برق
• قابلیت همزمان گرمایش و سرمایش در یک واحد دستگاه مشترک
• دسترسی ساده به تمام قطعات با امکان تعمیرات ساده
• کاملاً انعطاف‌پذیر برای انتخاب منبع حرارتی
• مناسب برای توزیع هوا در کانال‌های طولانی و فضاهای بزرگ ساختمانی

معایب نصب سیستم روف تاپ پکیج

سیستم‌های تاپ پکیج به ‌راحتی می‌توانند با هزینه معقول، سرمایش و گرمایش عالی ساختمان شما را تأمین نمایند، به شرط آنکه تمام ملاحظات فنی و محدودیت‌های این سیستم را در نظر گرفته باشید. به‌ هر حال قرار است یک سیستم به ‌مراتب گران‌تر از اسپلیت دیواری و یا داکت اسپلیت را تهیه کرده و وزن بالای آن ممکن است به سازه‌های قدیمی یا ضعیف ساختمان خسارت وارد کند. این محدودیت‌ها و یا در کل معایب نصب و راه‌اندازی سیستم روف تاپ پکیج به قرار زیر هستند:

• قیمت بالاتر در مقایسه با سیستم‌هایی مانند داکت اسپلیت
• تولید صدا و لرزش قابل ‌توجه کمپرسور و فن‌های قدرتمند روی سقف ساختمان
• نیازمند به نصب کانال برگشت هوا از داخل ساختمان
• نصب روی پشت‌بام و قرار گرفتن دائمی در مقابل باد، باران و برف
• مصرف برق بالا در صورت استفاده از گرمایش هیتر برقی
• وزن زیاد و احتمال آسیب به سازه‌های قدیمی یا ضعیف ساختمان

پارامترهای فنی خرید روف تاپ پکیج

در لحظه انتخاب و خرید روف تاپ پکیج باید چندین پارامتر فنی را با دقت بررسی کنید. ابتدا باید ظرفیت سرمایش دقیق مورد نیاز ساختمان را برحسب تن تبرید یا کیلو وات و با توجه به بار برودتی محاسبه کنید. سپس قطعاً لازم است پارامترهایی مانند فشار استاتیک خارجی فن را در نظر گرفته و با دقت بررسی کنید که دستگاه باید هوای سرد یا گرم را تا چه مسافتی در کانال‌های ساختمان هدایت کند. جنس بدنه، نوع عایق‌کاری کانال‌های توزیع هوا، نوع مبرد مصرفی، قابلیت اتصال به سیستم BMS برای مدیریت هوشمند و حتی سطح صدای خروجی همگی از جمله پارامترهای فنی بسیار مهم هستند. در ادامه تمام این پارامترها را با جزئیات بررسی می‌کنیم.

ظرفیت سرمایشی روف تاپ پکیج (Cooling Capacity)

ظرفیت سرمایشی مهمترین پارامتر هنگام خرید روف تاپ پکیج است و نشان می‌دهد که دستگاه برای جذب گرمای داخلی و دفع آن در محیط بیرون از ساختمان چه اندازه توانایی دارد. این پارامتر را معمولاً برحسب تن تبرید (BTU/h) و یا کیلو وات (KW) محاسبه می‌کنند. هر تن تبرید نیز معادل 3.5 کیلو وات است.

انتخاب ظرفیت سرمایش دستگاه به محاسبه دقیق بار سرمایشی ساختمان بستگی دارد که آن را با در نظر گرفتن عواملی مانند مساحت، ارتفاع سقف، تعداد پنجره‌ها، عایق‌بندی، تعداد نفرات و موقعیت جغرافیایی محاسبه می‌کنند. اما اگر این پارامترها را به درستی محاسبه نکنید، چه اتفاقی می‌افتد؟

• اگر دستگاه با ظرفیت کمتر از بار سرمایشی ساختمان انتخاب شود، در اوج گرمای تابستان قادر به خشک کردن مطلوب نیست و به شکل مداوم کار می‌کند.
• اگر دستگاه با ظرفیت خیلی بیشتر از بار سرمایشی ساختمان انتخاب شود، کمپرسور مکرر خاموش و روشن شده و حالت Short Cycling رخ می‌دهد که زمینه ساز استهلاک زود هنگام است.

ظرفیت گرمایشی روف تاپ پکیج (Heating Capacity)

این پارامتر مقدار انرژی گرمایی که دستگاه قادر است تا در واحد زمان تولید کرده و به فضای داخل ساختمان منتقل کند را در سردترین روز سال بیان می‌کند. واحد ظرفیت گرمایشی معمولاً برحسب تن تبرید بر ساعت (BTU/h) و یا کیلو وات (KW) است.

انتخاب منبع حرارتی به شرایط طراحی سیستم، امکانات موجود در ساختمان، ظرفیت مورد نیاز گرمایش و نهایتاً نوع اقلیم بستگی دارد. به‌ عنوان مثال اگر در طراحی سیستم به تأمین هوای تازه نیاز داشته باشید، قاعدتاً مقدار حرارت کافی برای گرم کردن هوای بیرون افزایش پیدا کرده و باید از منبع حرارتی قوی‌تری استفاده شود. اما در کل بار حرارتی ساختمان اصلی‌ترین عامل تعیین ‌کننده مقدار ظرفیت حرارتی سیستم است. در این‌باره بررسی جدول زیر سودمند است:

دبی هوادهی (CFM)

دبی هوادهی (Airflow Rate) یکی دیگر از پارامترهای کلیدی است که مقدار حجم هوای جابجا شده توسط فن دستگاه در هر دقیقه را بیان می‌کند. این پارامترها معمولاً با واحد فوت مکعب بر دقیقه (CFM) و یا متر مکعب بر ساعت (m³/h) معرفی می‌شود.

رابطه مستقیمی میان دبی هوادهی و ظرفیت سرمایشی یا گرمایشی دستگاه برقرار است. با یک تخمین سرانگشتی برای تولید هر یک تن تبرید (3.5 کیلو وات) باید مقدار CFM ۴۰۰ را تولید نماید. اما این کار به دو روش با حجم ثابت و یا حجم متغیر انجام می‌شود. سیستم‌های ساده دارای فن با عملکرد یکسان هستند که همیشه با حداکثر توان چرخیده و مقدار هوای ثابتی را تولید می‌کند. اما در سیستم‌های مدرن و البته گران‌تر از تکنیک حجم متغیر(VAV) استفاده می‌شود. در این ‌صورت مقدار دبی هوادهی براساس نیاز حرارتی یا برودتی فضا و به شکل خودکار تنظیم خواهد شد. در هنگام بررسی مقدار دبی هوای مورد نیاز ساختمان حتی باید قابلیت تأمین هوای تازه نیز در نظر گرفته شود. جدول زیر می‌تواند یک چشم‌انداز کلی برای بررسی این پارامتر باشد:

فشار استاتیک خارجی (Static Pressure)

فشار استاتیک خارجی نشان‌ دهنده‌ی مقاومتی است که فن دستگاه با آن مواجه می‌شود. در واقع مجموع تمام مقاومت‌هایی که در مسیر رفت ‌و برگشت هوا وجود دارد را اصطلاحاً فشار استاتیک خارجی می‌گویند. اصطکاک موجود در کانال‌ها، اتصالاتی مانند زانویی‌ها، سه راهی‌ها و یا تغییر مسیر در کانال کشی، دریچه‌ها و دیفیوزرها، فیلترها، کویل‌ها و دمپر‌ها همگی عناصری هستند که در مقدار فشار استاتیک خارجی نقش دارند.

آنچه مسلم است هرگز نباید دبی هوای یک روف تاپ پکیج را بدون اطلاع از مقدار فشار استاتیک قابل تامین انتخاب کنید. زیرا در نظر نگرفتن این پارامتر باعث می‌شود تا سیستمی را انتخاب کنید که قدرت کافی برای توزیع هوا در کانال‌های طولانی و یا پیچیده ساختمان را نداشته باشد. در کل فشار استاتیک خارجی قابل دسترس فن (ESP) نباید از ۳۰۰ پاسکال کمتر شود. جدول زیر برای درک بهتر پارامتر ESP هنگام خرید روف تاپ پکیج است:

نوع کمپرسور (Compressor Type)

کمپرسور بخش کلیدی سیکل تبرید برای سرمایش دستگاه است و تعیین آن مستقیم بر راندمان انرژی، هزینه اولیه خرید و قابلیت اطمینان از کارکرد دستگاه در شرایط مختلف نقش دارد. برای طراحی سیستم‌های روف تاپ پکیج از سه نوع کمپرسور اسکرال، پیستونی و اسکرو استفاده می‌کنند. لذا بهتر است تا اندکی بیشتر با کمپرسور مناسب هر نوع سیستم برای استفاده در فضاهای مختلف ساختمانی آشنا شوید.

• کمپرسور پیستونی: کمپرسورهای نسل قدیمی اما ارزان‌ قیمت برای طراحی روف تاپ پکیج‌های کوچک زیر ۵ تن است. این کمپرسور مانند موتور خودرو از یک سیلندر متحرک داخل پیستون تشکیل شده و در صورت خراب شدن به ‌راحتی تعمیر می‌شود. اما در حین کار صدا و لرزش بالایی تولید کرده و معمولاً بازده حجمی و انرژی پایینی دارند. ترجیحاً اگر بودجه محدودی دارید و یا برای پروژه‌های کوچک تاپ پکیج با کمپرسور پیستونی تهیه کنید.
• کمپرسور اسکرول: اکثر سیستم‌های متوسط در محدوده ۵ الی ۶۰ تن تبرید را با استفاده از این نوع کمپرسورها طراحی می‌کنند. ساختار این کمپرسور دو بخش حلزونی متحرک است که گاز مبرد را به تدریج هدایت کرده و متراکم می‌کند. کمپرسور اسکرال به دلیل تعداد قطعات متحرک کم، لرزش ناچیز و عملکرد کم‌صدا برای بسیاری از پروژه‌های معمول ساختمانی مناسب است.
• کمپرسور اسکرو: این کمپرسورهای پیشرفته برای طراحی سیستم‌های بزرگ روف تاپ پکیج بالای ۶۰ تن تبرید مناسب هستند. ساختار کمپرسور اسکرو دو مارپیچ نر و ماده است که گاز مبرد را در یک محفظه ایزوله متراکم می‌کنند. لذا ظرفیت بسیار بالایی در فشرده‌سازی با کنترل دقیق و پیوسته سرعت دارد.

جنس بدنه و عایق دستگاه

جنس بدنه و نوع عایق در روف تاپ پکیج فقط یک پوسته ساده برای نگهداری از قطعات داخلی نیست. این بخش نقش حیاتی برای دوام دستگاه در فضای باز، مقدار مصرف انرژی و عملکرد بی‌صدای آن دارد. بنابراین مهم است که در لحظه خرید روف تاپ پکیج و از میان انبوه پارامترهای فنی و مکانیکی حتماً جنس بدنه و نوع عایق طراحی دستگاه را پرسجو کنید. اما دنبال چه نوع اطلاعاتی باشید؟

• بدنه با ورق گالوانیزه: بدنه اکثر دستگاههای روف تاپ پکیج را از ورق گالوانیزه با پوشش رنگ پودری الکترواستاتیک می‌سازند. ضخامت ورق گالوانیزه استاندارد بین 1 الی 1.5 میلی‌متر است. همچنین پوشش رنگی باید کاملاً مقاوم در برابر خط و خش و UV باشد. زیرا پایدار بودن بدنه در شرایط جوی پشت‌بام کاملاً به ضخامت کافی و رنگ پودری مقاوم آن بستگی دارد.
• بدنه پنل‌ ساندویچی: بدنه برخی از مدل‌های گرانقیمت اما مقاوم را با پنل ساندویچی از نوع پلی اورتان تزریقی می‌سازند. این بدنه در واقع دو لایه ورق فلزی گالوانیزه است که مابین آنها فوم پلی اورتان با چگالی بالا به ‌عنوان عایق حرارتی تزریق شده‌ است. پانل‌های ساندویچی استحکام فیزیکی بالایی دارند و سبک‌ وزن هستند. همچنین قابلیت عایق حرارتی دارند که در افزایش راندمان سرمایشی و یا گرمایشی دستگاه تأثیرگذار است.
• بدنه‌ آلومینیومی: روف تاپ پکیج با بدنه‌ آلومینیومی برای مناطق ساحلی و آب‌وهوای شرجی مانند بندرعباس و یا شهرهای ساحلی دریای خزر مناسب است. در چنین مناطقی بخار نمک موجود در هوای محیط باعث خوردگی شدید بدنه‌های گالوانیزه می‌شود. لذا در شهرهای ساحلی توصیه می‌کنیم که حتماً دستگاهی با بدنه ورق گالوالوم و یا آلومینیوم خالص تهیه کنید.

نوع عایق حرارتی

برای طراحی سیستم‌های ارزان از عایق پشم شیشه با چگالی بالا استفاده می‌کنند. ولی در حال ‌حاضر این نوع عایق در حال منسوخ شدن است و ترجیحاً با اندک هزینه بیشتر دستگاهی تهیه کنید که در داخل بدنه آن از عایق فوم الاستومری استفاده کرده باشند. همچنین حداقل ضخامت استاندارد عایق ۲۵ میلی‌متر برای اقلیم معتدل است، ولی توصیه می‌کنیم که برای اقلیم گرمسیری حداقل ضخامت عایق را ۴۰ الی ۵۰ میلی‌متر در نظر بگیرید.

فیلتراسیون هوا در روف تاپ پکیج

سیستم فیلتراسیون دو وظیفه حیاتی دارد. اول آنکه از اجزای داخل دستگاه مانند کویل‌ها و فن محافظت کرده و همچنین کیفیت هوای تنفسی داخل ساختمان را تضمین می‌کند. اما در نظر داشته باشید که این فیلترها تأثیر چشمگیری در افزایش فشار استاتیک و افت ظرفیت هوادهی دستگاه نیز دارند. انواع این فیلترها را مطابق با استاندارد MERV در ۲۰ سطح طراحی می‌کنند. هر اندازه سطح فیلتر بالاتر باشد، قابلیت پاکسازی آن بهتر است اما افت فشار نیز افزایش پیدا می‌کند.

انتخاب نوع فیلتر برای طراحی روف تاپ پکیج موضوع کاملاً مهندسی است. زیرا باید سطح فیلتراسیون را با توجه به مقدار هوادهی و ظرفیت تحمل فشار استاتیک دستگاه با در نظر گرفتن نیاز کاربری ساختمان محاسبه کنید. جدول زیر یک چشم‌انداز کلی برای بررسی نوع فیلتراسیون مناسب انواع فضاهای ساختمانی است:

بهترین برندهای تولید کننده سیستم روف تاپ پکیج

در بازار جهانی برندهای معتبر متعددی در زمینه تولید سیستم‌های تاپ پکیج فعالیت می‌کنند. در این میان برخی برندهای متفرقه و حتی محصولات فیک و تقلبی نیز در بازار عرضه شده‌ است. قاعدتاً علاقه دارید تا از بهترین‌ها با تضمین اصالت کالا برای تهویه ساختمان تهیه کنید. در فروشگاه اینترنتی پیکامگ به بهترین سیستم‌ روف تاپ پکیج ساخت برندهای اصلی بازار دسترسی دارید. برندهایی مانند:

• Daikin
• Carrier
• Trane
• Lennox
• Bosch
• Mitsubishi
• Media
• Hissens

قیمت روف تاپ پکیج

قیمت روف تاپ پکیج به ‌شدت تحت تأثیر عواملی مانند ظرفیت سرمایشی، برند، نوع گرمایش و آپشن‌های کنترلی وابسته است. اگر نگاه شما خرید اقتصادی است، تهیه یک سیستم کوچک نهایتاً ۱۰ تن تبرید محصول برندهای معتبر اما اقتصادی مانند میدیا یا ‌هایسنس را پیشنهاد می‌کنیم. سیستم‌ها با کویل آب گرم طراحی کاملا اقتصادی دارند ولی برای پروژه‌های بزرگ پاسخگو نیستند. در این صورت با صرف بودجه بالاتر و تهیه مدل‌های طراحی شده با مشعل گازی دو مرحله‌ای می‌توانید یک سیستم ایده‌آل و میان رده مناسب فروشگاه یا سالن ورزشی را تهیه کنید. محصول برندهای لنوکس یا دایکین در همین سطح میان رده هستند.

در سطح حرفه‌ای نیز با صرف بودجه بالاتر برای تهیه یک سیستم مدرن و کارآمد محصول برندهای کریر و یا مدل‌های پریمیوم دایکین را توصیه می‌کنیم. این مدل‌های از سیستم اینورتری برای کنترل سرعت و شدت باد استفاده می‌کنند. در این‌ باره کافی است با فروشگاه اینترنتی ما تماس گرفته و با جزئیات کامل از نوع پروژه تا انتخاب سیستم مناسب با بهترین قیمت روف تاپ پکیج مشاوره شوید.