مقایسه انواع سیستم های تهویه مطبوع

در این مقاله از بامین تهویه انواع سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی همچون کولر گازی، داکت اسپلیت، چیلر و... را از نظر نوع کاربری ، نحوه عملکرد، مزایا و معایب هر دستگاه و... بررسی کرده ایم.

به منظور تکمیل اطلاعات مشتریان عزیز، توضیحات جامع و تخصصی در ارتباط با انواع سیستم های تهویه مطبوع، بررسی و مقایسه هریک با عناوین زیر در این مقاله بیان شده است.

1. سیستم های سرمایش مکانیکی (نوع تراکمی)
2. نحوه عملکرد سیستم چیلر و کولر گازی
3. سیستم‌های مستقل انبساط مستقیم (DX) کولر گازی و داکت اسپلیت
4. سیستم سرمایش مرکزی - چیلر
5. مقایسه چیلر و داکت اسپلیت

همچنین کاربران عزیز می توانند جهت مشاهده انواع سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی، بررسی و مقایسه قابلیت های هر دستگاه به لینک زیر مراجعه نمایند.

جهت مشاهده انواع سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی کلیک نمایید.

در این مقاله انواع سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی نظیر : کولر گازی، داکت اسپلیت، چیلر و... را از جنبه های گوناگون مانند : نوع کاربری ، نحوه عملکرد، مزایا و معایب هر دستگاه و... بطور کامل مورد بررسی قرار داده یم تا کاربران عزیز با بررسی و مقایسه انواع سیستم های تهویه مطبوع و شناختی کامل نسبت به قابلیت های هر دستگاه، بهترین و مناسب ترین سیستم سرمایشی متناسب با نیاز و فضای خود را به درستی انتخاب و خریداری نمایند.

سیستم های سرمایش مکانیکی (نوع تراکمی)

سیستم های سرمایش مکانیکی (نوع تراکمی) مانند چیلر و کولر گازی ، ... از چهار جزء اصلی یعنی: کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور تشکیل شده‌اند. 

یک نکته بسیار مهم که نه تنها برای مردم عادی، بلکه برای بسیاری از تکنسین ها و حتی مهندسین مبهم است، درک عمیق از مفهوم فرایند سرمایش است. در واقع ما هیچگاه فرایند تولید سرمایش نداریم، بلکه فرایند حذف گرما خواهیم داشت. به عبارت دیگر تنها مفهوم صحیح، گرما می باشد. که فرایند تولید گرما، به عنوان گرمایش، و فرآیند حذف گرما به عنوان سرمایش شناخته می‌شود. 

براساس اصول انتقال حرارت، همیشه جریانی با دمای بالاتر تمایل به حرکت به سمت جریانی با دمای پایین تر دارد، و این این فرایند تا زمانی ادامه می یابد که هر دو به تعادل دمایی برسند. حال این جریان های سرد و گرم می تواند آب، هوا و یا هر نوع ماده سیال یا جامد دیگری باشد. در این مقاله به کاربرد سرمایش در تهویه مطبوع ساختمان ها خواهیم پرداخت.

در تهویه مطبوع فضاها، ارسال هوایی با دمای کمتر از دمای فضا، سبب جذب گرمای موجود در فضا شده، سپس ترکیب این دو هوا سبب کاهش دما یا اصطلاحا سرمایش فضا می شود.

نحوه عملکرد سیستم چیلر و کولر گازی

به صورت خلاصه سیستم های سرمایش مکانیکی در واقع یک پمپ حرارتی هستند که به واسطه یک ماده مبرد گرما را از فضای مورد تهویه به محیط بیرون پمپ کرده و به این طریق باعث سرمایش فضا می شوند. در واقع این دستگاه گرمای تولید شده و موجود در فضای تهویه شده را توسط اواپراتور (تبخیرکننده) جذب می‌کند. سپس این گرما توسط کمپرسور به بیرون فضا (معمولا هوای آزاد بیرون) پمپ می‌شود. در این مرحله گرمای جذب شده، باید توسط کندانسور (تقطیر کننده) در هوای آزاد دفع گردد، پس از این مرحله مبرد مجدداً آماده جذب گرمای فضای داخل خواهد بود و این سیکل تکرار می‌شود. شکل زیر یک مدار ساده از سیستم تبرید مکانیکی نوع تراکمی را نشان می دهد.

 راه های زیادی برای چیدمان انواع تجهیزات تهویه مطبوع وجود دارد تا بتوان سرمایش و گرمایش ساختمان ها را تامین نمود. یک تقسیم بندی کلی این چیدمان شامل دو گروه سیستم های سرمایش (گرمایش) مرکزی مانند چیلر و سیستم‌های مستقل انبساط مستقیم (DX) مانند کولر گازی و داکت اسپلیت می باشد.

سیستم‌های مستقل انبساط مستقیم (DX) کولر گازی و داکت اسپلیت

سیستم انبساط مستقیم یا Direct Expansion که به اختصار به آن سیستم DX نیز گفته می‌شود، سیستمی است که هوای فضای مورد تهویه مستقیماً با کویل اواپراتور برخورد کرده و رطوبت زدایی شده، سپس به وسیله فن به فضای مورد تهویه ارسال می گردد. در آن سوی سیستم (در قسمت داخلی سیکل تبرید) مایع مبرد توسط شیر انبساط به داخل اواپراتور (که سطح بیرونی آن در ارتباط با هوای اتاق است) پاشیده می شود. فرایند ورود مبرد از شیر انبساط به اواپراتور به گونه‌ایست که مبرد از مقطع کوچک شیر انبساط وارد مقطع بزرگ لوله می‌شود. بنابراین فرآیند به صورت پاشش مایع صورت می‌گیرد (شکل بالا). 
اصول عملکرد سیستم سرمایشی که در شکل بالا نشان داده شده، خانواده بزرگی از سیستم های سرمایش مستقل انبساط مستقیم (DX) ساختمان های مسکونی و غیرمسکونی (اداری، تجاری و...) را در بر می‌گیرد که به شرح زیر است:

1. پکیج های پشت بامی (Rooftop Package) که مجموعه‌ای از سیستم سرمایش و دستگاه هواساز می‌باشد.
2. یونیت های سرمایش یکپارچه پنجره‌ای 
3. یونیت های سرمایش دوتکه (مجزا) Split Unit 
4. سیستم های جریان متغیر VRV و VRF
5. سیستم های پمپ حرارتی (Heat Pump) و ...

یکی از پرکاربردترین سیستم های DX نام برده، سیستم سرمایش DX دو تکه یا اسپلیت (Split) هستند. اساس عملکرد این سیستم ها به گونه ایست که کمپرسور و کندانسور دستگاه، در قالب یک یونیت قرار گرفته و در فضای آزاد بیرون نصب می‌گردد. این یونیت را معمولاً یونیت خارجی (Outdoor Unit) یا کندانسینگ یونیت (Condensing Unit) می نامند. همچنین اواپراتور، شیر انبساط و فن نیز در قالب یک یونیت قرار گرفته و در فضای مورد تهویه قرار می‌گیرند.

 
یونیت های داخلی کولر گازی دارای تنوع می باشند، که شامل:
•    یونیت دیواری 
•    یونیت کاستی 
•    یونیت نوع کانالی 
•    ایستاده

ارتباط بین یونیت داخلی و خارجی در کولر گازی از طریق دو لوله مایع و گاز مبرد صورت می گیرد.

در حال حاضر از سیستم اسپلیت با یونیت دیواری و کاستی معمولا در فروشگاه ها، مغازه ها و... استفاده می‌شود. اسپلیت ایستاده معمولا در فضاهای بزرگ و پرجمعیت، بانک ها، إدارات، سالنها و... مورد استفاده قرار می‌گیرند.

داکت اسپلیت

چند سالیست که از اسپلیت های نوع کانالی یا داکت اسپلیت در ساختمان های مسکونی، اداری کوچک و... استفاده می شود. یونیت داخلی دستگاه معمولاً در داخل سقف کاذب ورودی واحد نصب شده و از طریق سیستم کانال کشی هوای سرد و یا گرم (بسته به فصل زمستان یا تابستان) را به فضاهای مختلف ارسال می‌کند. این هوای ارسالی پس از تبادل حرارت با هوای محیط، از طریق دریچه برگشت که معمولاً در زیر خود دستگاه (معمولا به صورت دکوراتیو) نصب شده باز گشته، مجدداً تبادل حرارت کرده و این سیکل تکرار می‌شود. 

سیستم کنترل داکت اسپلیت، معمولاً از طریق ترموستات اتاقی که در نزدیکی مسیر هوای برگشت به دستگاه نصب شده، صورت می گیرد. زمانی که دمای هوای برگشت به میزان نقطه تنظیم ترموستات رسید، فرمان خاموشی کمپرسور صادر می‌شود. فرمان روشن شدن از طریق همین ترموستات و بر اثر افزایش دمای هوای فضا صورت خواهد گرفت.

کولر گازی سرد و گرم

در صورتی که در ساختمان از یک سیستم اسپلیت (دیواری، کاستی، کانالی، ایستاده و...) که به صورت سیستم فقط سرمایش (Cooling Only) استفاده شود، باید به منظور تامین گرمایش این ساختمان از سیستم های دیگری مثل: پکیج و رادیاتور، پکیج و گرمایش از کف، موتورخانه گرمایش و رادیاتور و... نیز استفاده نمود. اما در سال های اخیر به منظور کاهش هزینه‌ها و حجم تجهیزات تاسیسات مکانیکی، از راه‌های دیگری استفاده نموده اند، که به شرح زیر است:

گرمایش کولر گازی heat pump

این سیستم در کولر گازی در واقع یک سیستم تبرید تراکمی است که قبلاً به آن اشاره کردیم، با این تفاوت که این سیستم با داشتن یک شیر برقی چهار راهه و سیستم کنترل مختص خود، قابلیت جابجایی عملکرد اواپراتور و کندانسور را دارا می باشد. به طوریکه در حالت گرمایش، اواپراتوری که حال دیگر به محیط بیرون انتقال یافته، گرمای هوای خارج را دریافت، از طریق کمپرسور به داخل فضا پمپ، و در کندانسوری که حال در داخل فضا قرار گرفته، سبب گرمایش فضای مورد تهویه می شود.

 این قابلیت سبب می شود از یک دستگاه پمپ حرارتی، بتوان هم برای سرمایش و هم گرمایش فضا استفاده نمود. برای این کار فقط کافیست عملکرد سیستم را از حالت سرمایش به گرمایش و به عکس تغییر دهید. 
استفاده از این سیستم به دلیل هزینه بالای برق در شهرهای مختلف ایران مرسوم نیست. زیرا کمپرسور این دستگاه در حالت گرمایش زمستانی هم باید فعال بوده، بنابراین از نظر هزینه های جاری مقرون به صرفه نیست. علاوه بر این گرمایش کولر گازی در صورتی که در شهرهایی که دارای زمستان‌های بسیار سرد هستند عملکرد مناسبی نخواهند داشت. زیرا دمای پایین هوای بیرون سبب کاهش بیش از حد فشار مبرد شده و فرمان خاموشی دستگاه از طرف سیستم کنترل آن صادر می شود.

استفاده از داکت اسپلیت با کویل گرمایش آبی 

استفاده از این روش با توجه به هزینه کمتر گاز نسبت به برق در ایران، مقرون به صرفه تر می باشد. در این سیستم از اسپلیت کانالی نوع سرمایشی استفاده می شود که یونیت داخلی آن به یک کویل گرمایش آبی مجهز شده است. در فصل سرمایش تابستانی، سیستم به صورت متعارف عمل می‌کند. اما در حالت زمستانی، سیکل تبرید مکانیکی کاملا خاموش و غیر فعال می شود. حال آبگرم که از طریق پکیج گرمایشی واحد مربوطه و یا موتورخانه گرمایشی ساختمان تولید شده به درون کویل گرمایش آبی ارسال می شود. فن داکت اسپلیت، هوای گرم شده که با کویل گرمایشی تبادل حرارت کرده را از طریق سیستم کانال به فضاهای مختلف ارسال نموده و نیاز گرمایش فضاها را تامین می نماید.

سیستم سرمایش مرکزی - چیلر

تفاوت عمده و اساسی سیستم مرکزی چیلر با سیستم DX (کولر گازی و داکت اسپلیت)، در نوع و نحوه عملکرد اواپراتور این دو سیستم می باشد. در سیستم‌های اسپلیت، هوای فضای مورد تهویه، مستقیماً با کویل اواپراتور دستگاه در تماس بوده، سرد می شود و توسط فن دستگاه مجدداً به فضا ارسال می‌شود. به این اواپراتورها اصطلاحاً اواپراتورهای هوایی نیز گفته می‌شود. اما در چیلر ها بین هوای فضای مورد تهویه و سیستم سرمایش یک واسطه وجود دارد. این واسطه اغلب آب بوده و وظیفه آن انتقال حرارت می باشد. 

نحوه عملکرد چیلر

معمولا سیستم چیلر برخلاف سیستم‌های اسپلیت، به صورت پکیج )یکپارچه( ساخته می‌شوند. این سیستم در محلی خاص مثل موتورخانه یا روی بام ساختمان نصب می شود.
سیستم سرمایش مکانیکی، آب موجود در اواپراتور چیلر را سرد می کند (به جای سرد کردن مستقیم هوا). آب سرد شده توسط پمپ های سیرکولاسیون و سیستم لوله کشی به فضاهای مورد تهویه انتقال یافته و در نهایت به یونیت های اتاقی (Room Terminal) متصل می‌شود. ترمینال یونیت می‌تواند انواع فن کویل ، دستگاه هواساز و ... باشد.

ترمینال یونیت ها اغلب از یک یا دو کویل (سرمایش و گرمایش)، فن دمنده، فیلتر و پنل کنترلی تشکیل شده اند. (تقریباً مشابه پنل داخلی سیستم های DX و اسپلیت، با این تفاوت که در کویل ترمینال ها به جای مبرد، آب سرد چیلر جریان دارد). از این مرحله به بعد سیستم چیلر مشابه سیستم اسپلیت عمل می کند، به گونه ای که هوای فضای مورد تهویه، این بار به کویل آب سرد (به جای تماس مستقیم با کویل اواپراتور) تماس پیدا کرده، سرد می شود و توسط فن دستگاه مجددا به فضا ارسال می گردد.
 به این نوع کویل ها اصطلاحاً کویل آبی گفته می‌شود، که می‌تواند با آب سرد سیستم سرمایش، و یا آبگرم سیستم گرمایش فرآیند تهویه مطبوع را انجام دهند.

در سیستم چیلر، معمولاً اواپراتور بر روی خود دستگاه نصب می‌شود و عملیات سرمایش آب را انجام می‌دهند. این اواپراتور می‌تواند از انواع مختلفی باشد که به این اواپراتورها اصطلاحاً اواپراتورهای آبی نیز گفته می شود.

انواع چیلر

چیلرها دارای انواع مختلفی هستند و معیارهای زیادی به منظور دسته بندی آن ها وجود دارد. که یکی از مهم ترین این معیار ها نوع کندانسور آن ها می باشد. که به دو نوع چیلر آب خنک و چیلر هوا خنک تقسیم ‌می شوند. کندانسورهای آب خنک به منظور دفع گرمای خود به برج‌خنک نیاز دارد. این چیلرها می‌توانند در داخل موتورخانه و یا روی بام ساختمان نصب شوند.
 

کندانسورهای نوع هواخنک، تنها با جریان هوای آزاد بیرون به وسیله فن از روی آن، عملیات انتقال حرارت را انجام می دهند، (دقیقاً مشابه کندانسور سیستم‌های اسپلیت). این چیلر الزاماً باید بر روی بام ساختمان و یا محوطه ساختمان (در صورت امکان) نصب شوند.

چیلرها همچنین از نظر نوع کمپرسور نیز متفاوتند و دسته بندی خاص خود را دارا می باشند، که در مقاله دیگری به آن خواهیم پرداخت.
چیلرها از نظر ظرفیت سرمایش دارای طیف وسیعی از 3 تا 5500 تن تبرید می باشند.
 گستردگی ظرفیتی چیلرها به گونه ای است که می تواند پاسخگوی سرمایش یک واحد مسکونی، تا سرمایش ساختمان های غول پیکر و آسمان خراش ها باشند. اغلب چیلرهای کم ظرفیت، برای واحدهای مسکونی و تجاری مستقل را مینی چیلر می نامند. این چیلرها می‌توانند به صورت مستقل برای هر یک از واحد های ساختمان استفاده شوند. این نوع چیلر ها از نوع هوا خنک بوده و می تواند روی بام ساختمان و یا حتی داخل تراس واحد مورد نظر نصب شود.

چیلرهای ظرفیت متوسط می توانند هم به صورت آب خنک (همراه با برج خنک کن) و هم به صورت هواخنک تولید شوند. اما چیلرهای با ظرفیت بالا فقط از نوع آب خنک می باشند.

به سیستم چیلر های ظرفیت متوسط و بالا اصطلاحاً سیستم سرمایش مرکزی گفته می‌شود. آب سرد در درون اواپراتور چیلر تولید شده (گرمای آب گرفته شده و سرد می شود)، سپس از طریق سیستم پمپاژ و لوله کشی به طبقات، واحدها و قسمت‌های مختلف ساختمان ارسال می‌شود، پس به ترمینال اتاقی (فن کویل) هر فضا متصل شده و عملیات سرمایش در درون فضا صورت می‌گیرد. پس از تبادل حرارت آب چیلر با هوای فضای تهویه شده، این آب گرم می‌شود، بنابراین توسط لوله برگشت به اواپراتور چیلر بازگشته، سرد می‌شود، و این سیکل تکرار می‌شود.

مقایسه چیلر و داکت اسپلیت

همانطور که قبل تر ذکر کردیم چیلر و داکت اسپلیت دو نوع مختلف از سیستم های تهویه مطبوع هستند که برای خنک کننده فضاها استفاده می شوند.

در راستای مقایسه چیلر و داکت اسپلیت باید بگوییم که چیلرها سیستم‌هایی در مقیاس بزرگ هستند که آب یا هوا را از طریق یک چرخه شامل یک کمپرسور، مبدل حرارتی و یک شیر انبساط خنک می کنند و معمولاً در محیط های تجاری یا صنعتی با توانایی کنترل سطح رطوبت و فیلتر کردن هوا برای رسیدگی به فضاهای بزرگ و ادغام با فن کویل ها یا واحدهای انتقال هوا برای توزیع هوا استفاده می شوند.

در صورتیکه سیستم های داکت اسپلیت شامل یک واحد خارجی و یک واحد داخلی است که معمولاً در بالای سقف نصب می شود. این سیستم ها بیشتر برای فضاهای مسکونی یا تجاری کوچکتر مناسب هستند که آنها را به انتخابی محبوب برای اتاق های جداگانه یا مناطق هدف تبدیل می کند. در حالی که داکت اسپلیت می تواند رطوبت را در حالت خنک کننده کاهش دهد، توانایی افزایش رطوبت در ماه های سرد تر را ندارد.

در ادامه برای مقایسه چیلر و داکت اسپلیت دقیق تر به مزایا و معایب هر یک از دستگاه ها به تفصیل پرداخته ایم.

مزایای چیلر

1. در این سیستم ها که غالباً از دستگاه فن ‌کویل به عنوان ترمینال اتاقی استفاده می شود، آب سرد جریان دارد. (به جای مبرد)، دمای آب سرد چیلر نسبت به مبرد گرم تر بوده و شرایط آسایش حرارتی مناسب تری برای ساکنین ایجاد می نماید. گردش هوای هوای زیاد سرد شده در فضا (که معمولاً در سیستم های DX اسپلیت اتفاق می‌افتد) سبب نارضایتی حرارتی ساکنین خواهد شد.
2. کنترل دمای اتاق به اتاق هر واحد و هر ساختمان به وسیله ترموستات اتاقی مربوط به فن کویل فضای مربوطه میسر است.
3. سهم انرژی مصرفی و هزینه مربوط به آن برای هر یک از واحدها نسبت به سیستم های اسپلیت کمتر است.
4. تمامی تجهیزات اصلی در محلی مشخص و دور از فضای کاربری ساختمان واقع شده، بنابراین دسترسی به تعمیر و نگهداری از آنها برای ساکنین مناسب تر است.
5. با در نظر گرفتن تجهیزاتی ساده در کنار این سیستم، می توان گرمایش فضاهای ساختمان را با کیفیتی مناسب تامین نمود.

جهت اطلاع از تفاوت های فن کویل و چیلر و مقایسه عملکرد و کاربرد این دو دستگاه تهویه مطبوع مقاله تفاوت چیلر و فن کویل مطالعه نمایید.

معایب چیلر

1. هزینه اولیه این سیستم نسبت به سیستم های مستقل DX بالاتر است.
2. ممکن است خرابی یک دستگاه کل یا بخشی از ساختمان را مختل کند. 
3. سیستم های مرکزی به دقت محاسباتی بیشتری نیاز داشته، زیرا هر جز از این سیستم باید به طور مناسب و صحیح انتخاب شود.
4. به منظور تعمیر، نگهداری و راه اندازی سیستم در ابتدای فصل سرمایش یا گرمایش به تکنسین تاسیسات نیاز است.

مزایای داکت اسپلیت

1. بزرگترین مزیت این سیستم، استقلال آن در چگونگی بهره برداری از آن است. واحدهای خالی از سکنه می‌توانند ماه ها دستگاه خود را خاموش نگه داشته و هزینه های انرژی مصرفی آن به همان نسبت کاهش یابد. (برخلاف سیستم مرکزی)
2. هزینه اولیه دستگاه نسبت به تجهیزات سیستم مرکزی کمتر می باشد.
3. استقلال این سیستم همچنین باعث می‌شود هر واحد، مسئول تعمیر و نگهداری سیستم مربوط به خود باشد.
4. راه اندازی این سیستم در ابتدای هر فصل می‌تواند توسط مالکین صورت گیرد.

معایب داکت اسپلیت

1. سهم انرژی مصرفی و هزینه مربوط به آن، برای هر واحد در این سیستم نسبت به سیستم مرکزی بیشتر است.
2. کنترل دمای اتاق به اتاق در این سیستم میسر نیست. زیرا این سیستم دارای یک ترموستات در مسیر هوایی برگشت بوده که میانگینی از دمای فضاهای مختلف را کنترل می‌کند. در این سیستم حتی در صورت عدم نیاز به سرمایش یک فضای خاص در واحد، امکان خاموشی یا قطع برای آن اتاق وجود ندارد، زیرا همه فضاها از یک دستگاه سرویس می گیرند.
3. هوای ارسالی از این سیستم نسبت به سیستم چیلر- فن کویل سردتر است و از نظر آسایش حرارتی ساکنین، دارای کیفیت پایین تری می باشد.
4. تامین گرمایش در این نوع سیستم کمی دشوار است. و در صورتی که به منظور تامین گرمایش واحد از سیستم نوع هیت پمپ استفاده شود، هزینه برق مصرفی در فصول زمستان هم افزایش پیدا کرده و از طرفی عمر سیستم (به دلیل افزایش ساعات کار سیستم مکانیکی از جمله کمپرسور) کاهش می یابد.
5. در ساختمان های بزرگ، فضای لازم به منظور نصب تعداد زیاد یونیت های خارجی (کندانسینگ یونیت) واحد ها می تواند مشکل ساز باشد.
6. همچنین در ساختمان بزرگ به دلیل تعداد زیاد یونیت های خارجی (کندانسینگ یونیت) واحدها موضوع دسترسی و تعمیرات این دستگاه ها می تواند مشکل ساز باشد.

فروش انواع سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی با بهترین قیمت

فروشگاه اینترنتی بامین تهویه تمامی اطلاعات فنی و تصاویر سیستم های تهویه مطبوع مستقل و مرکزی را جهت مقایسه و خریدی آسان در اختیار مشتریان محترم قرار داده است. ​برای دریافت مشاوره جهت انتخاب و خرید انواع سیستم های سرمایشی و گرمایشی با کارشناسان بامین تهویه تماس حاصل نمایید.

بامین تهویه تخصصی ترین وب سایت کشور در زمینه تأسیسات