فری کولینگ (Free Cooling) چیست

فری کولینگ (Free Cooling) فرایندی است که درصورت کاهش دمای هوای بیرون از ساختمان توسط چیلرهای هواخنک قابل انجام است. با این مکانیزم، امکان انجام سرمایش در سیستم های خنک کننده صنعتی یا تهویه مطبوع، بدون نیاز به عملکرد سیکل تبرید تراکمی چیلر و استفاده از کمپرسور فراهم می گردد.
درواقع درزمانهایی که هوای بیرون خنک باشد و یا در فصول سرد سال می توان با استفاده از کندانسور هوایی جداگانه ای که خارج از مدار تبرید چیلر تراکمی هواخنک بصورت اضافه یا یکپارچه تعبیه گردیده، با اتکاء به خنکی هوای محیط بیرون از ساختمان، نسبت به سرمایش آب در گردش سیستم، اقدام نمود. امروزه فری کولینگ (Free Cooling) یا همان سرمایش رایگان در سیستم های تهویه مطبوع خانگی و صنعتی به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد و طبیعتاً در چنین حالتی نیاز به عملکرد مدار تبرید تراکمی برای ایجاد سرمایش نخواهد بود.

کاربرد سیستم فری کولینگ

هنگامی که دمای هوای خارج از ساختمان کمتر از دمای هوای داخل ساختمان باشد، این سیستم با استفاده از هوای سرد بیرون برای خنک سازی آب (بدون استفاده از کمپرسور چیلر) جهت انجام سرمایش در بعضی مکان ها یا تجهیزات بهره می گیرد. در این حالت، این سیستم جایگزین عملکرد مدار تبرید چیلر در سیستم های تهویه مطبوع می گردد و طبیعتا می توان به همان نتیجه از نظر کاهش دما دست یافت.
در ماه های سرد سال از این تکنولوژی در تهویه مطبوع ( HVAC )، یا در سیستم های صنعتی ( برای خنک کردن دستگاه های دائم کار) استفاده می گردد.

به طور کلی سیستم های فری کولینگ در موارد زیر کاربرد دارند:

استفاده در ساختمانهایی که همزمان با گرمایش برخی از فضاهای آن نیاز به خنک سازی فضاهای دیگر نیز در آن وجود داشته باشد؛ مانند پاساژهای تجاری که به علت ازدحام جمعیت در فضای داخلی هوای آنجا گرم شده و حتی در فصول سرد، هوای خنک نیاز است.
استفاده در برخی از کارخانجات صنعتی که در تمام طول سال در حال کار هستند؛ مانند دستگاه های تزریق پلاستیک، صنایع دارویی و…
استفاده در فضاهایی مانند اتاق های سرور که نیاز دائم به سرمایش در تمام فصول وجود دارد.

نحوه عملکرد سیستم فری کولینگ

سیستم فری کولینگ معمولاً در چیلر های هوا خنک استفاده می شود و عملکرد آن به این صورت است که وقتی دمای هوای خارج از ساختمان از هوای داخل و از دمای تعریف شده در دستگاه کمتر باشد، شیر سه راهه (Triple Valve) تمام یا بخشی از آب چیلر را بای پس (Bypass) کرده و به کویل های فری کولر که روی کندانسور اصلی چیلر نصب گردیده اند وارد می‌کند، سپس آب بازگردانده شده از چیلر با هوای خارج از ساختمان تبادل حرارت می‌نماید. پس از آن آب سرد جهت خنک سازی (در پروسه صنعتی برای خنک کاری دستگاه ها و در فرآیند تهویه مطبوع برای خنک کردن آب مورد نیاز کویل سرمایشی هواساز یا فن کویل) مورد استفاده قرار می‌گیرد. لازم به ذکر است که وقتی هوای محیط سردتر از آب خنک مورد نیاز سیستم تبرید باشد، مدار دستگاه چیلر کلاً خاموش شده و تمام آب سرد از سیستم فری کولینگ تأمین می‌شود.