مقایسه سیستم چیلر یا VRF یکی از چالش‌های کارفرمایان در زمان انتخاب یک سیستم سرمایشی مناسب برای پروژه مورد نظر است. سؤال‌هایی از قبیل اینکه چیلر بهتر است یا VRF؟ برای پروژه ما کدام یک را پیشنهاد می‌کنید؟ مصرف برق چیلر کمتر است یا VRF؟

در این مقاله، چیلر یا مینی چیلر با سیستم VRF که از جمله تجهیزات رایج و امروزی در صنعت تهویه مطبوع بشمار می‌روند مورد مقایسه قرار گرفته که می‌تواند راهنمای خوبی جهت شناخت پارامترهای لازم برای انتخاب هریک از آن‌ها باشد .

ایجاد شرایط مطلوب زیست محیطی در ساختمان، خواه محل کار باشد یا منزل و … از اهمیت بسیاری برخوردار است که مهم‌ترین مؤلفه آن تهویه هوایی مطبوع برای ساکنین ساختمان با توجه به نوع فعالیت آن‌ها و کاربری آن فضا می‌باشد.

زیباترین و گران‌ بهاترین ساختمان‌ها در صورتی که فاقد سیستم تهویه مطبوع مناسبی باشند، قابل سکونت نخواهند بود؛ لذا، انتخاب یک سیستم تهویه مطبوع ایده‌آل جهت پروژه‌ها، منوط به شناخت کامل انواع سیستم‌ها، تجهیزات و اساس و نحوه عملکرد آن‌ها، آگاهی از عوامل مؤثر جانبی و نیز محدودیت‌های موجود می‌باشد. لذا پیش از مقایسه، نحوه عملکرد چیلر و سیستم VRF را مرور خواهیم کرد.

چیـــلر و فن کویل

چیلر به دستگاهی اطلاق می‌شود که از طریق یک سیکل برودتی (تراکمی یا جذبی)، گرمای جریان سیالی بنام مبرد را دفع کرده و با به گردش درآوردن مبرد سرد، درون یک مبدل حرارتی (اواپراتور) آب ورودی به چیلر را تا دمای مورد نظر کاهش می‌دهد. آب خروجی از چیلر با دمای ۷ درجه سانتی گراد (در مصارف تهویه مطبوع) می‌تواند وارد یونیت‌هایی بنام فن ‌کویل شود که هریک از آنها درون اتاق یا فضایی از داخل ساختمان، نصب شده اند.

فن ‌کویل یونیتی است متشکل از فن دمنده و کویلی با لوله های مسی که با عبور جریان آب خنک چیلر از درون لوله های آن، دمای جریان هوای عبوری از روی کویل پایین می آید. نهایتاً، هوای خنک شده، توسط فن به داخل اتاق دمیده شده و به این ترتیب دمای اتاق کاهش پیدا می‌کند.

همان طور که از نامش پیداست، چیلری کوچک با ظرفیت محدود (معمولاً کمتر از ۱۰ تن تبرید) می‌باشد.

سیـــستم VRF

VRF که مخفف عبارت Variable Refrigerant Flow می‌باشد سیستمی است که اولین بار توسط شرکت دایکین (DAIKIN) ژاپن به بازار معرفی شد.

سیستمی که ظاهرا عملکرد آن مشابه چیلر و فن‌کویل می‌باشد. بصورتی که در این سیستم یک یونیت خارجی مانند چیلر و مجموعه‌ای از یونیت‌هایی داخلی مانند فن‌کویل تعریف می‌شوند.

با این تفاوت که به جای آب سرد، این مبرد است که مستقیماً توسط کمپرسور موجود در یونیت خارجی پمپ شده و پس از عبور از شیر انبساط با دمایی پایین وارد کویل یونیت داخلی می‌شود و به این ترتیب جریان هوای عبوری از روی کویل خنک خواهد شد.

در واقع این سیستم نیز مانند اسپلیت (کولر گازی) و داکت اسپلیت نوعی سیستم تهویه مطبوعِ انبساط مستقیم (DX) محسوب می‌شود.

یونیت خارجی (کندانسینگ یونیت) شامل کمپرسور و کندانسور هواخنک و هریک از یونیت‌های داخلی (هوارسان) شامل شیر انبساط، اواپراتور DX و فن دمنده می‌باشند.

در فناوری VRF از کمپرسورهای روتاری یا اسکرال با تکنولوژی اینورتر استفاده می‌شود، به همین علت نرخ جریان مبرد درون سیکل، می‌تواند متغیر باشد. به نحوی که کمپرسور، بر مبنای بار گرمایی جذب شده از یونیت‌های داخلی مبرد مورد نیاز را به سمت آنها ارسال می‌کند.

بررسی و مقایسه سیـــستم VRF با چیـــلر

برای آنکه بتوان از هر جهت مقایسه‌ای مستند و قابل قبول بین چیلر یا مینی چیلر و VRF انجام داد، پروژه‌ای مسکونی را بعنوان نمونه در نظر گرفته و آن را مبنای مقایسه دو سیستم قرار خواهیم داد. بعلاوه، می‌بایست تفاوت‌های چیلر مرکزی و مینی چیلر نیز، در این مطالعه لحاظ شوند.

مشخصات پروژه نمونه به این شرح است:
– یک آپارتمان مسکونی ۵ طبقه و هر طبقه دارای دو واحد مشابه و قرینه یکدیگر
– متراژ مفید هر واحد: ۱۷۰ متر مربع شامل سه اتاق خواب (هریک ۲۰ متر مربع)، آشپزخانه (۲۳ متر مربع)، پذیرایی (۶۰ متر مربع) و اتاق نشیمن (۲۷ متر مربع)
– محل پروژه: تهران

انتخاب چیـــلر مرکزی

با توجه به فن‌کویل‌های انتخابی برای کل ساختمان، یک دستگاه چیلر مرکزی به ظرفیت برودتی ۳۵ تن تبرید جواب گو می‌باشد.
در محاسبه ظرفیت برودتی چیلر مرکزی برای یک ساختمان مسکونی، می‌بایست این موضوع را در نظر گرفت که تمامی فن‌کویل‌های نصب شده در داخل ساختمان، همزمان روشن نیستند؛ بنابراین ظرفیت چیلر مرکزی درصدی از مجموع ظرفیت فن‌کویل‌ها می‌باشد. درصدی که معمولاً در محاسبات مینی چیلرها یا لحاظ نمی‌شود یا درصد به مراتب بیشتری خواهد بود.

انتخاب یونیت های داخلی سیـــستم VRF

انتخاب یونیت های داخلی VRF با توجه به بار برودتی هر فضا و از طریق کاتالوگ شرکت سازنده انجام می گیرد. انواع یونیت های داخلی در سیستم VRF کاملاً مشابه انواع فن‌کویل ها می باشد. لذا، برای یکسان سازی بیشتر شرایط مقایسه از یونیت های داخلی نوع سقفی توکار استفاده می کنیم که برای هر واحد عبارتند از:
•سه یونیت داخلی kW 2/2 (7500BTU/h) برای اتاق ها
•یک یونیت داخلی kW 8/2 (9550BTU/h) برای آشپزخانه
•دو یونیت داخلی kW 8 /2 (9550BTU/h) برای پذیرایی
•یک یونیت داخلی kW 8/2 (9550BTU/h) برای اتاق نشیمن

در انتخاب ظرفیت مناسب برای یونیت خارجیِ سیستم VRF می‌بایست به مانند چیلر مرکزی، درصدی از مجموع ظرفیت یونیت‌های داخلیِ انتخابی را مبنا قرار داد. بنابراین، یک دستگاه یونیت خارجی به ظرفیت برودتی ۳۵ تن تبرید جواب گوی نیاز این ساختمان خواهد بود.

در محاسبه بار برودتی برای یک ساختمان، همواره واحدهای طبقه آخر به علت تابش مستقیم آفتاب به سقف، بار بیشتری نسبت به سایر واحدها خواهند داشت؛ لذا، در واقع می‌بایست دستگاه‌های انتخابی برای این واحدها، ظرفیت بیشتری داشته باشند. اما از آنجا که در این مقاله صرفاً بحث مقایسه مطرح