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.

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:

کمپرسور
کندانسور (معمولاً کندانسور هوایی)
شیر انبساط
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.