مقایسه چیلر و اسپلیت (کولر گازی): تفاوت در عملکرد، مصرف و کاربرد

مقایسه چیلر و اسپلیت (کولر گازی): تفاوت در عملکرد، مصرف و کاربرد

چیلر و اسپلیت (کولر گازی) دو سیستم سرمایشی هستند که تفاوت اصلی آن‌ها در مقیاس و نحوه کارکردشان است؛ چیلر معمولاً برای ساختمان‌های بزرگ و با ظرفیت بالا استفاده می‌شود و سرمایش را از طریق آب خنک‌شده به فضا منتقل می‌کند، در حالی که اسپلیت برای فضاهای کوچک‌تر مناسب است و مستقیماً هوا را خنک می‌کند. همراه ما تا انتهای این مقاله از سایت کلیک تهویه باشد تا بیشتر با تفاوت های این دو سیستم آشنا شوید.

تعریف و معرفی سیستم‌ها چیلر و کولر اسپلیت

چیلر چیست؟

چیلرها دستگاه‌های سرمایشی قدرتمندی هستند که گرما را از یک مایع (معمولاً آب) می‌گیرند و پس از خنک کردن آن، آب خنک را به فن‌کوئل یا هواسازها می‌رسانند. در این سیستم‌ها از چرخه تبرید فشرده‌سازی یا جاذب برای پایین آوردن دمای آب استفاده می‌شود.

به عبارت دیگر، چیلرها از آب به عنوان محیط انتقال حرارت استفاده کرده و با فشرده‌سازی گاز مبرد گرما را دفع می‌کنند؛ بنابراین برخلاف کولر گازی که مستقیماً هوا را خنک می‌کند، چیلر واسطه‌ای بین آب و هوا دارد. چیلرها در دو نوع اصلی «هواخنک» و «آب‌خنک» تولید می‌شوند و معمولاً در پروژه‌های بزرگ تجاری و صنعتی کاربرد دارند (مثلاً مجتمع‌های تجاری، هتل‌ها، بیمارستان‌ها، مراکز داده و کارخانه‌ها).

به طور خلاصه میتوان گفت:

·  عملکرد کلی چیلر: گرما را از یک مایع (معمولاً آب) می‌گیرد و آن را خنک می‌کند.

·  نحوه استفاده: آب خنک‌شده به فن‌کوئل‌ها یا هواسازها ارسال می‌شود.

·  چرخه تبرید: از چرخه فشرده‌سازی یا جذبی برای خنک‌کردن آب استفاده می‌شود.

·  تفاوت با کولر گازی:

• چیلر از آب به عنوان واسطه انتقال حرارت استفاده می‌کند.
• کولر گازی مستقیماً هوا را خنک می‌کند.

·  انواع چیلر:

• چیلر هواخنک
• چیلر آب‌خنک

·  کاربردها: بیشتر در پروژه‌های بزرگ مانند مجتمع‌های تجاری، هتل‌ها، بیمارستان‌ها، مراکز داده و کارخانه‌ها استفاده می‌شوند.

اسپلیت (کولر گازی) چیست؟

 سیستم اسپلیت یا کولر گازی، مجموعه‌ای متشکل از یک یونیت داخلی (اواپراتور و فن) و یک یونیت خارجی (کندانسور و کمپرسور) است که توسط لوله‌های مبرد به یکدیگر متصل شده‌اند. این سیستم با جذب گرمای داخل فضا و تخلیه آن به محیط بیرون، دمای داخل را کاهش می‌دهد.

معمولاً در سیستم‌های اسپلیت از مبردهای استانداردی مانند R410A یا R32 استفاده می‌شود و سیستم به صورت مجزا برای هر فضا نصب می‌گردد. اسپلیت‌ها بیشتر در فضاهای کوچک تا متوسط (مانند واحدهای مسکونی، دفاتر کوچک، فروشگاه‌ها) مورد استفاده قرار می‌گیرند. آنها معمولاً قابلیت گرمایش (با فناوری پمپ‌گرمایی) نیز دارند، اما راندمان گرمایش آنها نسبت به سیستم‌های حرارت مرکزی کمتر است.

مقایسه فنی و عملکردی

ظرفیت سرمایشی و گرمایشی کولر اسپلیت و چیلر

چیلرها توان خنک‌کنندگی بسیار بالایی دارند و برای خنک‌کردن ساختمان‌های بزرگ یا فضاهای صنعتی مناسب‌اند. از آنجا که یک دستگاه چیلر می‌تواند آب را در دمای پایین تولید کند و به چندین فن‌کوئل یا هواساز توزیع نماید، ظرفیت مجموع آن قابل مقایسه با چندین واحد اسپلیت است. در مقابل، کولرهای گازی اسپلیت برای فضاهای کوچک طراحی شده‌اند و به تنهایی توانایی پوشش بارهای بسیار سنگین سرمایش را ندارند؛ برای مثال در یک سالن بزرگ ممکن است نیاز به نصب چندین یونیت اسپلیت مجزا باشد که این موضوع هزینه و پیچیدگی نصب را افزایش می‌دهد. همچنین، اغلب سیستم‌های اسپلیت قابلیت گرمایش دارند، اما راندمان گرمایش آنها معمولاً کمتر است و در مناطق بسیار سرد ممکن است استفاده از گرمایش جایگزین (مانند پکیج یا موتورخانه مرکزی) ضروری باشد.

مصرف انرژی و بهره‌وری

در پروژه‌های بزرگ و بار سرمایشی بالا، چیلرهای آب‌خنک بازده انرژی بهتری ارائه می‌دهند و مصرف برق کمتری دارند. به عبارت دیگر، راندمان یک چیلر مرکزی می‌تواند در بار کامل از مجموع راندمان چند دستگاه اسپلیت بیشتر باشد؛ چرا که در مقیاس بزرگ، موتور و کمپرسور چیلر با بازده بالاتری کار می‌کند. از سوی دیگر، سیستم‌های اسپلیت به علت کوچک بودن هر واحد و کار کردن هر کدام به صورت مستقل، در بارهای سبک تا متوسط کارآمدند و در مصرف کم انرژی مناسب عمل می‌کنند. به طور کلی، کولرهای گازی برای مصرف پایین‌تر طراحی شده‌اند، اما اگر تعداد زیادی از آنها در ساختمان نصب شود، جمع مصرف برق ممکن است از یک چیلر مرکزی بیشتر شود.

تنظیم دما و رطوبت

 هر دو سیستم چیلر و اسپلیت توانایی حذف بخشی از رطوبت هوا را دارند (چون هنگام خنک‌سازی، رطوبت روی کویل می‌نشیند). با این حال، کنترل رطوبت در سیستم‌های چیلر معمولاً دقیق‌تر انجام می‌شود؛ زیرا هوای تازه به کمک واحدهای هواساز مرکزی به صورت منظم تأمین و رطوبت موجود تنظیم می‌گردد. در مقابل، سیستم‌های اسپلیت/VRF که بیشتر برای هر فضا به‌طور مستقل عمل می‌کنند، ممکن است در مدیریت رطوبت نیاز به تجهیزات اضافی داشته باشند. برای مثال تولیدکنندگان مطرح تهویه مطبوع توصیه می‌کنند در صورت اهمیت کنترل رطوبت فضای داخلی، از سیستم‌های اسپلیت با واحد تهویه هوای تازه (DOAS) تکمیلی استفاده شود. به طور خلاصه، اسپلیت کنترل دمای ساده‌ای دارد ولی برای کنترل دقیق رطوبت معمولاً به سیستم‌های کمک تهویه نیاز است، در حالی که سیستم چیلر می‌تواند به کمک هواسازها رطوبت را کنترل کند.

میزان صدای تولیدی توسط چیلر و کولر گازی

 سیستم‌های چیلر به خصوص در داخل ساختمان بسیار کم‌صدا عمل می‌کنند؛ زیرا قطعات پرسرعت مانند کمپرسور و فن‌های بزرگ معمولا در خارج یا موتورخانه قرار دارند. در نتیجه، تنها صدای داخل ساختمان از واحدهای فن‌کوئل یا هواساز است که در مقایسه با صداهای معمول اسپلیت (فن داخلی و کمپرسور خارجی) کمتر به چشم می‌آید.

 از سوی دیگر، کولرهای گازی مدرن نیز بسیار بی‌صدا طراحی شده‌اند؛ برای مثال برخی مدل‌های پیشرفته فقط حدود ۱۹ دسی‌بل در فضای داخل صدا تولید می‌کنند که معادل نجوا است. بنابراین، به طور کلی چیلرها برای محیط‌های حساس به صدا (مانند بیمارستان‌ها یا هتل‌ها) مناسب‌ترند، ولی اسپلیت‌های جدید نیز در سطح قابل قبولی از نظر آلودگی صوتی عمل می‌کنند.

نوع مبرد و سازگاری با محیط ‌زیست

 چیلرها به دلیل استفاده از آب به عنوان واسط سرمایش، مقدار کمتری مبرد در سیکل خود مصرف می‌کنند. منابع صنعتی اشاره می‌کنند سیستم‌های چیلر بخشی از دمای محیط را با آب مبرد و بخش دیگری را با مبرد فشرده‌شونده انجام می‌دهند، که به طور قابل ملاحظه‌ای نیاز به مبرد را کاهش می‌دهد.

 علاوه بر این، معمولا در چیلرها از مبردهای صنعتی مانند R134a، R123 (HCFC)، یا مبردهای جدیدتر با GWP پایین‌تر استفاده می‌شود. در مقابل، کولرهای گازی اسپلیت غالباً از مبردهای گرانی مثل R410A (با پتانسیل گرمایش جهانی بالا) یا R32 (GWP متوسط) بهره می‌برند. به عنوان مثال، مبرد R32 دارای GWP حدود 675 است ولی R410A مقدار GWP بسیار بالاتری دارد.

به دلیل قوانین زیست‌محیطی، نسل جدید کولرها به سمت استفاده از مبردهای کم‌اثرتر مانند R32 یا مخلوط‌های جدید R-454B حرکت کرده‌اند. در کل، سیستم‌های چیلر به‌دلیل راندمان بالاتر و استفاده محدودتر از مبرد، پتانسیل کمتری در ایجاد آلاینده‌های گلخانه‌ای دارند.

تفاوت هزینه های کولر گازی و چیلر

هزینه‌های اولیه و نصب

 نصب یک سیستم چیلر مرکزی معمولاً سرمایه‌گذاری اولیه بالایی نیاز دارد؛ هزینه خرید چیلر، برج خنک‌کن، پمپ‌ها و احداث شبکه لوله‌کشی آب خنک بسیار بالاست. در مقابل، کولرهای گازی اسپلیت به ازای هر اتاق یا واحد به‌طور مجزا خریداری می‌شوند و هزینه ابتدایی آنها (هر چند تعدد واحدها در ساختمان‌های بزرگ می‌تواند زیاد شود) معمولاً کمتر است. به همین دلیل برای پروژه‌های کم مقیاس (مثلاً یک واحد مسکونی یا دفتر کوچک) سیستم اسپلیت از نظر هزینه نصب مناسب‌تر است.

مقایسه هزینه‌های نگهداری و تعمیرات کولر اسپلیت و چیلر

 سیستم‌های چیلر نیاز به مراقبت مداوم دارند؛ از جمله کنترل کیفیت آب، پیشگیری از خوردگی لوله‌ها، و چکاپ مداوم کمپرسورها و چیلره‌ها. پیچیدگی تاسیسات مرکزی و تعداد اجزاء بیشتر نیز هزینه‌های نگهداری را افزایش می‌دهد. در عوض، نگهداری یک سیستم اسپلیت ساده‌تر است: معمولاً تنها نیاز به تعویض یا شستشوی فیلترها و سرویس سالانه واحدها است. همچنین با توجه به آنکه اسپلیت‌ها یکنواخت و مستقل از هم عمل می‌کنند، معمولا تکنسین‌های بیشتری با آن آشنا هستند و تعمیر سریع‌تر انجام می‌شود.

تفاوت طول عمر و بازگشت سرمایه کولر چیلر و اسپلیت

عمر مفید یک سیستم چیلر خوب به شرط نگهداری صحیح می‌تواند ۱۵ تا ۲۰ سال یا بیشتر باشد؛ به طوری که در بسیاری موارد، چیلرها از انواع اسپلیت عمر بیشتری دارند. این دوام بالاتر در کنار کارکرد بهینه در بارهای سنگین، می‌تواند در بلندمدت هزینه‌ها را جبران کند. به عبارت دیگر، اگرچه بازگشت سرمایه اولیه چیلر طولانی‌تر است، ولی در طول عمر مفید سیستم به دلیل مصرف انرژی کمتر، از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه می‌شود. برعکس، در پروژه‌های کوچک با نیاز سرمایش محدود، اسپلیت‌ها سریع‌تر بازدهی اقتصادی می‌دهند و تعویض یا ارتقاء آنها نیز هزینه پایین‌تری دارد.

کاربردها و موارد استفاده چیلر و کولر اسپلیت

مناسب‌ترین فضاها برای چیلر

چیلرها به دلیل ظرفیت بسیار بالا برای ساختمان‌های بزرگ مناسب‌اند. برای مثال در مجتمع‌های تجاری، بیمارستان‌ها، هتل‌ها، کارخانه‌ها و مراکز داده که نیاز به خنک‌کاری گسترده است، چیلر به صرفه‌تر عمل می‌کند. در کشورهای خاورمیانه و آسیا، معمولاً در مراکز خرید بزرگ و هتل‌ها از چیلر استفاده می‌شود؛ زیرا سیستم مرکزی قابلیت ارائه سرمایش یکپارچه و قابل اطمینان دارد. همچنین در ساختمان‌های بلندمرتبه که امتداد لوله‌کشی آب مشکلی ندارد، چیلر برتری دارد. بر اساس نظر متخصصان تهویه، اگر بار سرمایش بیش از حدود ۵۰۰ تن تبرید باشد، معمولاً استفاده از چیلر اقتصادی‌تر است.

مناسب‌ترین فضاها برای اسپلیت (کولر گازی)

 کولرهای گازی اسپلیت برای فضاهای کوچک و متوسط توصیه می‌شوند. به عنوان مثال در واحدهای مسکونی، اتاق‌های اداری کوچک، مغازه‌ها و دفاتر کوچک، اسپلیت به خوبی نیاز سرمایش را برآورده می‌کند. در این کاربردها هزینه نصب پایین و سهولت راه‌اندازی نسبت به چیلر اهمیت دارد. به علاوه، امکان کنترل مستقل دمای هر اتاق از طریق چندین یونیت اسپلیت، انعطاف خوبی ایجاد می‌کند. به طور کلی، اگر نیاز سرمایش سبک است یا ساختار ساختمان اجازه نصب چند واحد مجزا را می‌دهد، سیستم اسپلیت گزینه مناسبی است.

مزایا و معایب هر سیستم

مزایای چیلر:

• ظرفیت خنک‌کنندگی بسیار بالا (متناسب با ساختمان‌های بزرگ).
• بازده انرژی بیشتر در بارهای سنگین.
• کنترل مرکزی دما و هوای مطبوع (قابل تنظیم روی تمام فضاها)؛ امکان سرمایش یکپارچه.
• عملکرد بسیار کم‌صدا در داخل ساختمان.
• قطعات بادوام و عمر طولانی (قابلیت کارکرد ۱۵–۲۰ سال یا بیشتر).

معایب چیلر:

• هزینه اولیه و نصب بسیار بالا.
• پیچیدگی طراحی و اجرای تاسیسات (لوله‌کشی، برج خنک‌کن، پمپ).
• نیاز به نگهداری مداوم (مراقبت از آب، جلوگیری از نشتی و خوردگی).
• فضای مورد نیاز برای تجهیزات بیرونی نسبتا زیاد است.

مزایای اسپلیت (کولر گازی):

• هزینه نصب اولیه پایین‌تر (خرید و نصب مستقل واحدها).
• نصب و راه‌اندازی ساده و سریع.
• امکان کنترل دمای مستقل برای هر فضا و انعطاف در نصب یونیت‌های متعدد.
• توزیع گسترده و دسترسی آسان قطعات و سرویس‌دهی آسان.
• مناسب برای فضاهای کوچک با مصرف کم تا متوسط انرژی.

معایب اسپلیت (کولر گازی):

• ظرفیت خنک‌کنندگی محدود (برای فضاهای بزرگ نیاز به چند دستگاه است).
• در مجموع مصرف انرژی بالاتر وقتی تعداد زیادی واحد کار کنند.
• تولید صدا از واحدهای داخلی و خارجی (مخصوصاً در مدل‌های ارزان‌تر).
• عمر مفید کمتر نسبت به چیلر (حدود ۱۰–۱۵ سال).
• به دلیل گستردگی استفاده، تجمع تعداد دستگاه‌ها ممکن است ظاهر نمای خارجی را تحت تأثیر قرار دهد.

نتیجه‌گیری و توصیه‌ها

در یک جمع‌بندی کلی می‌توان گفت که چیلر و اسپلیت هر کدام مزایا و کاربرد خاص خود را دارند. چیلرها برای نیازهای سرمایش یا گرمایش بسیار بزرگ و پیوسته مناسب‌تر بوده و در درازمدت بهره‌وری انرژی بالاتر و صدای کمتری ارائه می‌کنند. اما نصب و نگهداری آنها هزینه بیشتری دارد. در مقابل، کولرهای گازی اسپلیت برای فضاهای کوچک و میان‌رده اقتصادی‌تر و ساده‌تر هستند و هزینه اولیه کمتری طلب می‌کنند.

راهنمای انتخاب: با توجه به نوع کاربری و میزان بار سرمایشی، انتخاب سیستم متغیر است. اگر ساختمان کوچک است یا پروژه به سرعت نیاز به سرمایش دارد، سیستم اسپلیت جوابگوست. اما اگر در نظر داریم یک مجموعه بزرگ را خنک کنیم یا به دنبال کارکرد کم‌هزینه در بلندمدت هستیم، سرمایه‌گذاری روی چیلر بهتر است. همچنین در مناطق خیلی گرم یا مرطوب، استفاده از سیستم‌های مرکزی با کنترل یکپارچه رطوبت مزیت دارد. در نهایت، مطالعه دقیق بار سرمایش، بودجه و نیازهای کارفرما باید راهنمای نهایی انتخاب باشد.

منابع: مطالب فوق برگرفته از مقالات فنی و منابع تخصصی تهویه مطبوع شامل مقایسه سیستم‌های چیلر و اسپلیت و نیز داده‌های شرکت‌های معتبر این صنعت است. تمام آمار و داده‌ها از منابع معتبر استخراج شده تا صحت مقایسه تضمین گردد.