چیلر بهتر است یا داکت اسپلیت؟

برای پروژه ما چیلر را پیشنهاد می کنید یا داکت اسپلیت؟ انتخاب مناسب ترین سیستم تهویه مطبوع که در ایجاد شرایط آسایش برای ساکنین ساختمان نقش بسیار مهمی دارد، همواره از چالش هایی است که کارفرما با آن روبروست.

قیمت تمام شده، هزینه های مصرف انرژی و کیفیت فنی این سیستم ها از جمله فاکتورهایی است که در این انتخاب مورد توجه قرار می گیرند. مقایسه چیلر یا مینی چیلر با داکت اسپلیت که تجهیزات شناخته شده ای در صنعت تهویه مطبوع بحساب می آیند، می تواند ما را در شناخت شرایط مناسب برای انتخاب هریک از آن ها، آگاه سازد که در این مقاله از زویای مختلفی به آن ها پرداخته می شود.

مقایسه و تفاوت چیلر با داکت اسپلیت

معرفی سیستم چیلر و فن کوئل

چیلر دستگاهی است مبتنی بر سیکل تبرید تراکمی بخار یا جذبی که از طریق سیال واسطه ای بنام مبرد، آب سرد تولید می کند. آب خروجی از چیلر با دمای 7 درجه سانتی گراد (در مصارف تهویه مطبوع) وارد ترمینال یونیت هایی بنام فن کوئل می شود که هریک درون اتاق یا فضایی از داخل ساختمان، نصب شده اند. فن کوئل یونیتی است که از فن دمنده و کویلی با لوله های مسی تشکیل شده است. جریان آب خنک، درون این لوله ها به گردش درآمده و دمای جریان هوای عبوری از روی کویل را کاهش می دهد. نهایتاً، هوای خنک شده، توسط فن به داخل اتاق دمیده شده و به این ترتیب دمای اتاق پایین می آید.
سیستم چیلر و فن کویلسیستم تهویه مطبوع آبی (چیلر و فن کوئل)

    مینی چیلر (Mini chiller) همان طور که از نامش پیداست، چیلری کوچک با ظرفیت محدود (معمولاً کمتر از 10 تن تبرید) می باشد.

معرفی داکت اسپلیت

داکت اسپلیت شامل دو یونیت مجزا می باشد:

    یونیت خارجی (کندانسینگ یونیت) شامل کمپرسور و کندانسور
    یونیت داخلی (هوارسان) شامل شیر انبساط، اواپراتور هوایی و فن دمنده

یونیت خارجی که در فضای بیرون از ساختمان نصب می شود، جریان مبرد را متراکم کرده و پس از تقطیر (چگالش)، به سمت یونیت داخلی که درون سقف کاذب قرار گرفته، می فرستد. مبرد با دمای پایین وارد لوله های کویل اواپراتور شده و باعث کاهش دمای هوای عبوری می گردد. در نهایت، جریان هوای خنک خروجی از یونیت داخلی از طریق مسیر کانال کشی شده در فضاهای مختلف داخل ساختمان توزیع می شود.
ساختار داکت اسپلیت در مقایسه با چیلرسیستم تهویه مطبوع انبساط مستقیم (داکت اسپلیت)

 

برای انجام یک مقایسه عینی و قابل استناد بین چیلر یا مینی چیلر و داکت اسپلیت پروژه ای مسکونی را بعنوان نمونه در نظر گرفته و از جنبه های متفاوتی مورد بررسی قرار می دهیم. ضمن آنکه بایستی تفاوت های چیلر مرکزی و مینی چیلر، در این مطالعه منظور شوند.

 

انتخاب مینی چیلر

با توجه به فن کوئل های انتخابی برای هر واحد، یک دستگاه مینی چیلر به ظرفیت برودتی 5 تن تبرید مناسب خواهد بود
انتخاب چیلر مرکزی

با توجه به فن کوئل های انتخابی برای کل ساختمان، یک دستگاه چیلر مرکزی به ظرفیت برودتی 35 تن تبرید جوابگو می باشد.

    آنچه که می بایست در محاسبه ظرفیت برودتی چیلر مرکزی برای یک ساختمان مسکونی در نظر گرفت، این است که تمامی فن کوئل ها همزمان روشن نیستند؛ در نتیجه ظرفیت چیلر مرکزی درصدی از مجموع ظرفیت فن کوئل ها خواهد بود. البته چنین درصدی غالباً در محاسبه ظرفیت مینی چیلرها لحاظ نمی شود.

انتخاب تهویه مطبوع مناسب

انتخاب داکت اسپلیت با توجه به بار برودتی هر فضا و از طریق کاتالوگ شرکت سازنده انجام می گیرد که برای هر واحد عبارتند از:

    یک دستگاه داکت اسپلیت اینورتردار 30000BTU/h برای اتاق ها و آشپزخانه
    یک دستگاه داکت اسپلیت اینورتردار 30000BTU/h برای پذیرایی و اتاق نشیمن

لازم به توضیح است که در واقع، بار برودتی واحدهای طبقه آخر به علت تابش مستقیم آفتاب به سقف، بیشتر از سایر واحدهای ساختمان می باشد؛ لذا بایستی دستگاه های انتخابی برای این واحدها، ظرفیت بیشتری داشته باشند. اما از آنجا که این مقاله، صرفاً یک مقاله مقایسه ای است، بمنظور ساده سازی محاسبات، بار برودتی تمامی واحدهای ساختمان، یکسان لحاظ شده است.
مقایسه داکت اسپلیت و چیلر از لحاظ قیمت خرید

علاوه بر ویژگی های فنیِ هریک از سیستم های برودتی و تهویه مطبوع، قیمت تمام شدۀ آنها، از جمله عوامل مهمی است که درانتخاب کارفرما تأثیر قابل توجهی دارد. لذا، در این بخش از مقاله سعی شده است که مقایسه دقیقی بین قیمت خرید سیستم های مورد نظر انجام شود. البته با توجه به وجود تفاوت قیمت در برندهای مختلف، میانگینی از قیمت برندهای رایج بازار در نظر گرفته شده است. بنابراین اعداد و ارقام، تقریبی بوده و تنها به منظور مقایسه مطرح شده اند.

قیمت هایی که جهت برآورد هزینه خرید دستگاه ها اعلام می گردد تقریبی بوده و صرفاً به منظور مقایسه، مطرح می شوند.
مقایسه و تفاوت چیلر و داکت اسپلیت از نظر قیمت دستگاهقیمت خرید داکت اسپلیت، چیلر، مینی چیلر و فن کویل ها

این چنین هزینه های خرید برای کل ساختمان به شرح ذیل است:
مقایسه چیلر با داکت اسپلیت از نظر قیمت برای کل ساختمانمقایسه قیمت خرید داکت اسپلیت، چیلر، مینی چیلر و فن کویل ها برای کل ساختمان

همانطور که مشخص می باشد، هزینه تمام شده برای خرید مینی چیلر و فن کوئل ها نزدیک به دو برابر سایر گزینه هاست و هزینه خرید چیلر مرکزی بهمراه فن کوئل ها در مقایسه با داکت اسپلیت ها تقریباً برابر است.

    توجه: پیش از این، تنها مزیت مینی چیلرها و داکت اسپلیت ها نسبت به چیلر مرکزی، مستقل بودن این سیستم ها بود. به این معنا که هزینه برق مصرفیِ هر واحد مستقل از سایر واحدهای ساختمان محاسبه شده و ساکنین، دقیقاً با توجه به میزان مصرفی که از سیستم سرمایشی دارند، پول برق را می پردازند. اما، امروزه ابزاری به اسم اندازه گیر انرژی (Energy meter) این امکان را فراهم کرده است که با وجود بکارگیری چیلر مرکزی بتوان سهم برق مصرفی هر واحد از چیلر را جداگانه محاسبه نمود.

مقایسه داکت اسپلیت و چیلر از لحاظ برق مصرفی

برق مصرفی سیستم های برودتی و تهویه مطبوع از دیگر عوامل تأثیرگذار در انتخاب هریک از آنها می باشد. میزان مصرف برق داکت اسپلیت، چیلر، مینی چیلر و فن کوئل های انتخابی در این مقاله را با توجه به کاتالوگ شرکت های سازنده، بررسی کرده ایم که البته در برندهای مختلف می تواند تا حدودی متفاوت باشد.
مقایسه مصرف برق چیلر و داکت اسپلیتبرق مصرفی داکت اسپلیت، چیلر، مینی چیلر و فن کویل ها

    مصرف برق اعلام شده برای داکت اسپلیت اینورتردار 30000BTU/h، برگرفته از کاتالوگ برند Zaneti می باشد؛ بنابراین میزان برق مصرفی داکت اسپلیت می تواند در برخی از برندهای دیگر کمتر یا بیشتر باشد.

این چنین برق مصرفی کل ساختمان به شرح ذیل است:
مقایسه و تفاوت چیلر با داکت اسپلیت در میزان برق مصرفیمقایسه مصرف برق چیلر مرکزی، مینی چیلر و داکت اسپلیت در کل ساختمان

با فرض 14 ساعت در شبانه روز فعال بودن سیستم های سرمایشی (در حالت تمام بار) و مبلغ میانگین 1000 ریال هزینه به ازای هر کیلووات – ساعت برق مصرفی، داریم:
مقایسه و تفاوت مصرف داکت اسپلیت با چیلر در هزینه برق مصرفی در کل ساختمانمقایسه هزینه ماهانه برق مصرفی مینی چیلر، چیلر مرکزی و داکت اسپلیت در کل ساختمان

همانطور که بنظر می رسد، مصرف برق مینی چیلرها، بمراتب بالاتر از چیلر مرکزی و داکت اسپلیت ها می باشد. اما، در رابطه با جدول فوق می بایست دو نکتۀ مهم را در نظر داشت:

1- هزینۀ مصرف برق داکت اسپلیت در مقایسه با چیلر و فن کویل در شرایطی برابر است که فرض کنیم چیلر در تمامِ این 14 ساعت، تمام بار (Full load) کار می کند. در حالی که عملاً در بسیاری از ساعات کارکرد چیلر، تمامی کمپرسورها روشن نیستند. بنابراین، در واقع هزینۀ برق مصرفیِ چیلر و فن کویل برای هر واحد، حداقل بین 30 تا 40 درصد کمتر از داکت اسپلیت است.

2- اگر مینی چیلر، دو کمپرسوره باشد به دلایلی که در بند قبل نیز گفته شد، مصرف برق مینی چیلر عملاً کمتر از عدد درج شده در جدول فوق بوده و تنها 10 الی 20 درصد بیشتر از داکت اسپلیت می باشد.

    با توجه به اینکه در تمام 14 ساعت نیاز ساختمان به سرمایش، بار برودتی به یک میزان نبوده و نوساناتی خواهد داشت، استفاده از کمپرسورهای اینورتردار تا حدودی در مقدار کاهش مصرف برق مؤثر می باشد.

مقایسه سایر ویژگی های چیلر و داکت اسپلیت

    در سیستم داکت اسپلیت، امکان کنترل مستقل دما در اتاق یا فضاهای مختلف ساختمان وجود ندارد؛ چراکه تمامی فضاها از هوای خروجی یک یونیت مشترک تغذیه می ­شوند. بنابراین نمی ­توان در هر اتاق یا فضایی به دمای متفاوتی دست یافت. در شرایطی که با وجود فن کویل ها این امکان وجود دارد که دمای هر فضایی را متناسب با کاربری و نیاز افراد ساکن در آن فضا کنترل نمود. البته این در حالی است که در صورت استفاده از داکت اسپلیت می­توان به کمک سیستم VAV (دمپرهای موتوردار) با تغییر حجم هوای ورودی به هر فضا، کنترل دمای جداگانه ای اعمال کرد. هرچند که به نظر می­ رسد، قیمت تمام ­شدۀ چنین سیستمی خیلی مقرون به صرفه نباشد.
    در واحدی از یک ساختمان که متراژ زیادی دارد، بکارگیری تنها یک دستگاه داکت اسپلیت جوابگوی نیاز آنجا نخواهد بود و این در شرایطی است که با اضافه شدن یونیت داخلی دوم، بایستی یونیت خارجی دیگری نیز تعبیه شود. با در نظر گرفتن این موضوع که می بایست حداکثر فاصله بین یونیت داخلی و خارجی (به دلیل جلوگیری از افت فشار زیاد جریان مبرد و کاهش راندمان دستگاه) رعایت شود، پیش بینی فضایی برای نصب یونیت خارجی، محدودیت هایی را برای اجرای داکت اسپلیت به دنبال دارد. بخصوص در ساختمان هایی که تعداد واحدشان زیاد باشد. محدودیت هایی که در صورت استفاده از کولر گازی (اسپلیت) به مراتب بیشتر هم خواهد شد. اما با وجود یک سیستم مرکزی مثل چیلر بهمراه فن کویل ها، اساساً چنین محدودیتی وجود نخواهد داشت.
    صدای تولیدی داکت اسپلیت ها به مراتب از فن کویل ها (بخصوص فن کویل های سقفی توکار) بیشتر است؛ چراکه در داکت اسپلیت برای توزیع بهتر هوا در فضاهای مختلف از فن قوی تری استفاده می شود. در نتیجه صدای بیشتری تولید می گردد. در نتیجه صدای بیشتری تولید می گردد. البته فن کویل های کانالی پرفشار نیز به دلیل مشابه، صدای کارکرد زیادی دارند.
    مبرد اغلب داکت اسپلیت های موجود در بازار، R410A، R22 و R507A می باشد. مبردهایی که فشار کاری بالایی دارند (مخصوصاً R410A) و نمی توانند انتخاب مناسبی برای مناطق گرمسیری باشند. در حالی که در چیلرها یا مینی چیلرها، این امکان وجود دارد که بتوان از مبرد کم فشاری بنام R134a استفاده نمود؛ در نتیجه دستگاه می تواند بدون هیچ توقفی، در گرمترین شرایط اقلیمی کار کند.