با گرم‌تر شدن زمین در چند سال اخیر، حتی بخش‌هایی از کره زمین که در گذشته نیاز به سیستم‌های سرمایشی نداشتند این روزها نیاز به سیستم‌های سرمایشی پیدا کرده‌اند و جاهای دیگر آنقدر گرم شده که دیگر هر سیستم سرمایشی جواب نمی‌دهد. سوالی که پیش می‌آید این است که در این شرایط چه سیستمی و برای کجا کار آمد است؟

سیستم‌های سرمایشی در جهان به چندین نوع مختلف تقسیم‌بندی می‌شوند؛ در این طبقه بندی می‌توان آن‌ها را به کولرهای آبی، کولرهای گازی، کولرهای طبیعی و چیلرها تقسیم‌بندی کرد. (در این مطلب چیلرها بررسی نشده‌اند) هر سیستم مزایا و معایب خاص خود را دارد و برخی از روش‌ها فقط در برخی مناطق می‌توانند کارکرد قابل قبول داشته باشند.

بطور ساده، سیستم‌های سرمایشی از قوانین ترمودینامیک پیروی می‌کنند؛ بر اساس قوانین ترمودینامیک انتقال حرارت به‌طور طبیعی از محیط گرم به سرد انجام می‌شود و برای وارونه شدن این روند باید کار انجام شود. یخچال‌ها دقیقا بر اساس همین روند کار می‌کنند.

کولرهای طبیعی

قدیمی‌ترین نوع سیستم‌های سرمایشی کولرهای طبیعی هستند که ایرانیان در این روش در جهان با بادگیرها پیشتاز بوده‌اند و با این روش سال‌ها زندگی در مناطق بسیار گرم فلات ایران امکان‌پذیر شده است.

در اصل ایرانی‌ها در قدیم با استفاده از کار انجام شده توسط نیروی باد خانه‌ها را خنک می‌کردند. بادگیرها در ایران بالای آب‌انبار‌ها، سرداب یا حوض‌خانه ساخته می‌شد. در خانه‌ها جریان هوا از طریق بادگیر به داخل خانه انتقال پیدا می‌کرد. در برخی از مساجد حاشیه کویر مانند مسجد قدیمی اردکان و مسجد جامع فیروز آباد در استان یزد، دریچه بادگیر درست در بالای محراب قرار گرفته است به همین دلیل جریان هوا وارد بخش‌های مختلف ساختمان می‌شود. در بادگیر باغ دولت‌آباد، جریان هوا پس از ورود به داخل، از روی یک حوض سنگی کوچک و فواره‌ای رد می‌شود و سپس از آنجا به سایر اتاق‌ها حرکت می‌کند. اتاق زیر بادگیر که حوض و فواره در آن قرار دارد به صورت هشت ضلعی ساخته شده و درهای متعددی در آن وجود دارد. و زمانی که نیاز به خنک کردن هر بخش از خانه باشد، درِ آن قسمت باز می‌شود.

در بادگیرها از فشار باد برای کشاندن هوای خوش به درون ساختمان و از عکس‌العمل نیروی آن یعنی مکش برای راندن هوای گرم و آلوده استفاده می‌شود. در شرایط دیگر در بادگیرها جریان هوا به دلیل اختلاف دما رخ می‌دهد. وقتی بادی در بیرون خانه وجود ندارد این روش موثر عمل می‌کند.

در روز، بخش جنوبی بادگیر به دلیل تابش آفتاب گرم‌تر می‌شود، در این شرایط هوای گرم از داخل خانه به بیرون در بخش جنوبی بادگیر جریان پیدا می‌کند. با کشیده‌شدن هوا در بخش زیرین، کمی خلا ایجاد می‌شود و جریان هوا از بخش شمالی وارد بادگیر و خانه می‌شود. ایراد سیستم بادگیر در نفوذ گرد و خاک و حشرات است.

کولر آبی

کولرهای آبی برای مناطق گرم و خشک مناسب هستند و در مناطق گرم و مرطوب یا جایی که گرمای بیش از حد داشته باشد، عملا کاربردی ندارد. با این همه مصرف برق این نوع کولرها از انواع دیگر کمتر است و قیمت ارزان‌تری هم دارد. ساز و کار این کولر‌ها هم ساده‌‌تر است، اما مصرف آب بالایی دارند و می‌توان گفت با توجه به بحران کم آبی در ایران، این نوع کولرها به بحران می‌افزایند ( هر کولر آبی، بسته به ظرفیت آن به‌طور متوسط بین۲۰ تا ۴۵ لیتر آب در ساعت مصرف می‌کند). در این دستگاه، حرارت داخل کولر صرف تبخیر آب دیواره‌ها می‌شود و با این روش دما داخل کولر خنک می‌شود. فن داخلی کولر هم جریان هوای خنک را به داخل خانه منتقل می‌کند. کولرهای آبی معمولا در دو نوع دیواره پوشالی و دیواره سلولوزی تولید می‌شوند. این کولرها با افزایش دما (بالای ۴۰ درجه) کارکرد خود را از دست می‌دهند و در صورت تعویض نکردن پوشال‌ها به محلی پر از میکروب و آلودگی تبدیل می‌شوند.

در نوع سلولزی، پد دیواره از پوشال به پدهای سلولزی تغییر پیدا می‌کند. این نوع کولرهای آبی قدرت جذب بیشتر آب را دارند و گرد و خاک و آلودگی کمتری از آن‌ها رد می‌شود. این کولرها می‌توانند در شرایط دمای گرم تر بهتر کار کنند و تا ۴۵ درجه عملکرد نسبتا مناسبی دارند.

کولرهای گازی

کولرهای گازی در انواع مختلف عملکردی مانند یخچال دارد. این کولرها در دمای بالای ۴۵ درجه هم عملکرد مناسبی دارند و برای مناطق جنوبی ایران که با گرم‌تر شدن هوا در برخی روزها دمایی بالای ۵۰ درجه دارند، می‌توانند کارایی داشته باشند. این کولرها در برخی مدل‌ها حتی می‌توانند هوای داخلی خانه را از آلودگی پاک کنند و میکروب‌ها را از بین ببرند. از طرفی رطوبت خانه را در محیط‌های مرطوب کاهش دهند.

کولرهای گازی در انواع مختلف تولید می‌شوند. یک نمونه مدل‌های قابل حمل است. برای انتقال حرارت این کولرها به محیط خارج خانه باید از خرطومی‌های مخصوصی استفاده کرد. این کولرها داری دریچه‌ای برای جریان هوای خنک و خرطومی برای انتقال جریان گرم به خارج خانه هستند. این نمونه قابل حمل و معمولا ارزان‌تر است اما مانند مدل‌های دیگر کارایی لازم را ندارد و فضای زیادی اشغال می‌کند. کولرهای گازی پنجره‌ای نمونه دیگری از این دستگاه‌ها هستند. نصف این کولر در داخل خانه و نصف دیگر در خارج خانه از طریق پنجره‌ها قرار می‌گیرند. این مدل از قسمت داخلی جریان سرد و از قسمت خارج خانه جریان گرم از خود منتشر می‌کند.

نمونه‌های دیواری کولرهای گازی راندمان مناسبی دارند. این کولرها فضای کمتری در داخل خانه می‌گیرند. کمپرسور این نوع کولرهای گازی در خارج خانه قرار داده می‌شود. در اصل این کولرها دو بخش اصلی دارند؛ یک بخش روی دیوار خانه قرار می‌گیرد و بخش دیگر که کمپرسور است در خارج خانه تعبیه می‌شود. این دو بخش از طریق لوله به هم وصل می‌شوند.این کولرها معمولا راندمان بالاتری نسبت به مدل‌های دیگر دارند. از طرفی به دلیل بیرون از خانه قرار گرفتن کمپرسور، صدای کمتری در داخل خانه تولید می‌شود. با این وجود کولرهای گازی دیواری گران تر از مدل‌های دیگر هستند. مدل‌های هوشمند کولرهای گازی که دارای اینورتر است، سرعت کمپرسورهای خود را براساس دمای خانه تنظیم و بهینه می‌کنند. برای همین بین ۱۰ تا ۵۰ درصد مصرف کمتری دارند. کولرهای گازی با توان سه هزار وات می‌توانند یک اتاق متوسط را در ساعت‌های اوج گرما، سرد کنند. این عدد در برابر توان یک کولر آبی که بین ۵۰۰ تا ۹۰۰ وات است، خیلی بیشتر است و مصرف بالاتری هم دارد.

هرچه دمای کولرهای گازی را کاهش دهید، مصرف برق به‌شدت افزایش می‌یابد. دمایی که هم برق بصورت بهینه مصرف شود و هم هوای اتاق قابل تحمل باشد، بین ۲۴ تا ۲۶ درجه سانتیگراد است.

ظرفیت سرمایش کولرهای گازی براساس واحد بریتانیایی که در ایران بیشتر از آن استفاده می‌شود BTU است. در دمای بالا برای هر متر مربع باید عددی بین ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ BTU را در نظر گرفت. این عدد در مناطقی با گرمای کمتر بین ۲۰۰ تا ۵۰۰ BUT است. یک اتاق ۳۰ متری در مناطق بسیار گرم حدود ۳۰ هزار BTU در ساعت نیاز دارد که در حدود ۲.۵ کیلووات ساعت است. با این عدد حدودی می‌توانید با توجه به نرخ مصرف برق بر اساس هر کیلووات ساعت، میزان پول برق خود را حساب کنید.