فری کولینگ ( Free Cooling ) در چیلر تراکمی هواخنک عبارتست از امکان انجام سرمایش و تولید آب سرد در سیستم خنک کننده صنعتی یا تهویه مطبوع، بدون نیاز به عملکرد سیکل تبرید تراکمی چیلر موجود و عدم استفاده از کمپرسور و کاهش چشمگیر و مؤثر مصرف برق .
در فصول سرد سال می توان با استفاده از کندانسور هوایی جداگانه ای که خارج از مدار تبرید چیلر تراکمی بصورت اضافه در چیلر هوایی تعبیه گردیده است و استفاده از سرمای هوای محیط خارج از ساختمان، نسبت به سرد کردن آب در گردش سیستم، اقدام نمود.
فری کولینگ ( Free Cooling ) عمدتاً در سیستم های تهویه مطبوع صنعتی مورد استفاده قرار می گیرد.
سیستم فری کولینگ
هنگامی که درجه حرارت محیط ساختمان در فضای باز نسبت به درجه حرارت داخل ساختمان پایین تر باشد، سیستم فری کولینگ از هوای سرد بیرون به عنوان یک عامل برای تولید آب سرد بدون استفاده از کمپرسور مدار تبرید چیلر 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) فضاهای داخلی ساختمان های بزرگ تجاری (که ممکن است همزمان با گرمایش فضاها، نیاز به خنک نمودن برخی محل های دیگر باشند علی الخصوص در شب های تابستان می تواند باعث کاهش مصرف برق شود) و یا در سیستم های صنعتی (برای خنک کردن دستگاه های دائم کار صنایع دارویی، دستگاه های تزریق پلاستیک، اتاق های سرور و مراکز داده) استفاده می گردد.
کاهش موثر مصرف برق و انرژی و افزایش طول عمر کمپرسور از مزیت های مهم استفاده از چیلر فری کولینگ می باشد.
فری کولینگ به طور کلی در نواحی که آب و هوای معتدل دارند در اواخر پاییز، زمستان و اوایل بهار مورد استفاده قرار گیرد. هزینه برق در این حالت با توجه به اینکه چیلر در حال کار کردن است به طور کامل حذف نمی شود، اما باعث کاهش بار کمپرسور و در نتیجه کاهش مؤثر مصرف برق در سیستم تهویه مطبوع می گردد. زیرا کاهش استفاده از مدار تبرید چیلر تراکمی هوایی، صرفه جویی مهمی در انرژی و هزینه را به همراه دارد.
در این شرایط میزان برق مصرفی چیلر فقط محدود به عملکرد دمنده و فن ها بوده و حذف کمپرسور کاهش چشمگیری در مصرف برق به دنبال خواهد داشت.
عملکرد آن به این صورت است که در چیلرهای مجهز به سیستم فری کولینگ، آب سیستم بصورت جداگانه وارد کویل های فری کولر که روی کندانسور اصلی چیلر نصب گردیده اند، شده و با جذب سرمای محیط خارج از ساختمان عمل تبادل حرارت را انجام داده و از آنجا مستقیماً جهت خنک کردن هدف مورد نیاز (در پروسه صنعتی برای خنک کاری دستگاه ها و در فرآیند تهویه مطبوع برای خنک کردن آب کویل سرمایش هواساز و فن کویل که در ۱۲ ماه سال نیاز به آب سرد دارند) مورد استفاده قرار می گیرد.
به طور کلی فری کولینگ یا سرمایش رایگان در چیلر تراکمی، به معنای تولید برودت از منابع برودتی غیر از سیکل تراکمی تبرید می باشد. این روش تولید برودت، عمدتا در سیکل های سرمایش دائم کار که در زمستان نیز بایستی تولید برودت نمایند، مورد استفاده است.
فری کولینگ دارای دو نوع می باشد: فری کولینگ کامل و فری کولینگ جزئی
فری کولینگ در صنعت، بدین صورت عمل می کند که آب برگشتی از مخازن، در مبدل های حرارتی آبی گردش می کند و هوای بیرون از روی آن عبور می کند. در صورتی که حداقل اختلاف بیش از ۵ درجه سانتیگراد باشد، می توان از فری کولینگ جزئی و در صورتی که دمای هوای بیرون کمتر از ۵ درجه سانتیگراد باشد، از فری کولینگ فول یا کامل می توان بهره برد. در این شرایط، کمپرسور چیلرها خاموش می شود و مصرف برق به شدت کاهش می یابد.
فری کولینگ دیتاسنترها، در فصل زمستان در شرایطی که دمای هوای بیرون کمتر از ۵ درجه سانتیگراد باشد، می توان از این تکنیک جهت تولید آب سرد با دمای مناسب دیتاسنتر استفاده نمود.
در فری کولینگ مراکز داده و دیتاسنترها، آب وارد مبدل های حرارتی فری کولینگ چیلر تراکمی شده و با جذب سرمای هوا، آب سرد مورد نیاز جهت سرمایش دستگاه های کولر In Row و خنک کننده In Room را تامین می کند.
در چیلرهایی با کندانسور آبی (چیلر آب خنک) خنک معمولاً از سیستم فری کولینگ استفاده نمی شود زیرا در چیلرهای آبی این امکان وجود دارد که آب برج خنک کننده را که دمای آن در هوای سرد بیرون، پایین آمده مستقیماً وارد کویل مصرف کننده نمایند و بدیهی است در صورتی که برج خنک کننده از نوع برج باز باشد، به یک صافی جهت تصفیه فیزیکی آب خروجی از برج نیاز می باشد.
