水冷式と空冷チラー - どちらがあなたに最適ですか？

チラーは、快適な屋内環境を維持し、水を冷却することにより産業プロセスをサポートするために不可欠です。冷却されたチラーは、冷却塔を通って循環した水を使用して熱を拒否しますが、空冷チラーは周囲の空気とファンを使用してコンデンサーコイルを介して熱を放散します。これらのタイプの選択は、冷却荷重、利用可能なリソース、スペースの制約、予算、環境に関する考慮事項などの要因に依存します。このセクションでは、各側面を詳細に検討し、HVACの専門家、エンジニア、施設マネージャーに技術的な深さを提供します。

熱拒絶方法

水冷チラー：熱は、チラーのコンデンサーと冷却塔の間に水が循環する閉ループを介して拒否されます。冷却塔は、水の一部を蒸発させて熱を大気に放散し、水の高熱容量（約4.18 kJ/kg・k）を活用します。

空冷チラー：凝縮器のコイルに空気を吹き飛ばすファンを使用して、熱が周囲の空気に直接拒否され、空気の低い熱容量（1.005 kJ/kg・k）は、熱伝達のためにより大きな表面領域を必要とします。

効率とパフォーマンス

水冷式：

• 一般に、水の優れた熱伝達特性により効率的で、10°C（50°F）で最大4.5の性能係数（COP）を達成します。効率は暑い気候では安定したままであり、空冷ユニットと比較して頭の圧力が低くなります。
• 平均効率は約0.85 kW/トンです。

空冷：

• 効率は周囲の気温に依存し、暑い条件で性能が低下します（たとえば、95°F/35°Cを超える）。 COPは10°Cで〜4.0に達する可能性がありますが、40°Cで3.0に低下する可能性があります。
• 平均効率は約1.5 kW/トンで、コンサルティング指定エンジニアによると、空気への依存によるエネルギー使用量が増えています。

インストールとスペースの要件

水冷式：

• 冷却塔、水の循環のための配管、そして多くの場合別のポンプ室が必要であり、設置の複雑さが増加します。チラーユニット自体はよりコンパクトになり、冷却塔はリモートに位置する可能性があります。
• チラーのスペースが制限されているが冷却タワーのスペースが利用できる屋内設備に適しています。

空冷：

• よりシンプルな設置、冷却塔や広範な配管は必要ありません。屋外の設定に最適です。
• 多くの場合、屋外の配置や大幅な屋内換気を必要とする大きなコンデンサーコイルとファンのためのより多くのスペースが必要です。

コストへの影響

初期コスト：

• 水冷式：冷却塔、ポンプ、パイピングにより高くなります。たとえば、200トンの水冷システムには、340,000〜400,000ドルの費用がかかる場合があります。
• 空冷：低く、同等の200トンのシステムには約260,000ドルの費用がかかります。

運用コスト：

• 水冷式：効率が高いためエネルギーコストが削減されましたが、水処理化学物質、冷却塔の操作、メンテナンスの追加費用が含まれています。
• 空冷：暑い気候でのエネルギー消費量の増加ですが、水関連のコストはなく、初期の節約を相殺する可能性があります。

メンテナンスのニーズ

水冷式：

• 以下を含む定期的な冷却塔のメンテナンスが必要です
• バイオシドやスケール阻害剤などの化学物質を使用した、スケーリングと腐食を防ぐための水処理。
• 通常、四半期ごとに藻類、破片、またはミネラルの蓄積を除去するためのクリーニング。
• チェイスチラーごとに、効率を確保するための水位と流量を監視します。
• メンテナンスコストが高くなりますが、持続的なパフォーマンスに不可欠であり、軽視された場合、レジオネラのような水関連の問題の可能性があります。

空冷：

• コンドセンサーコイルを定期的にクリーニングして、通常は毎年または頻繁に、コールドショットのチラーごとに、ほこりや破片を除去するためのコンデンサーコイルの定期的な洗浄が必要です。
• 維持するコンポーネントが少なくなりますが、コイルファウリングは効率を10〜15％減らすことができ、定期的な検査が必要です

環境への影響

水冷式：

• アラナーごとに、地球規模の水不足が20億人に影響を及ぼし、水彫刻地域では懸念事項となる水を使用します。水質の化学的処理は、化学的流出を含め、適切に管理されていない場合、環境に影響を与える可能性があります。
• エネルギー資源グループごとに、冷却塔の蒸発により水廃棄物に寄与する可能性があります。

空冷：

• 水関連の環境への懸念を避けて、水を使用しませんが、アラナーごとに、特に効率の低い条件でのエネルギー消費の増加により、より高い二酸化炭素排出量がある可能性があります。
• 化学処理は不要で、Cove.Toolによると、水管理からの環境への影響を軽減します。

ノイズレベル

水冷式：

• 一般的に静かで、騒音レベルは10メートルで約60 dB（a）です。これは、カルトラあたりの占有エリアから遠隔地に位置することができるためです。
• 病院や都市の建物などの騒音に敏感な環境に適しています。

空冷：

• カルトラあたりのファン操作により、10メートルで70〜80 dB（a）の範囲の騒音レベルがあり、ノイズレベルがあります。低ノイズの設計では、これを45〜50 dB（a）に減らすことができますが、屋外の設置は依然として近くのエリアに影響を与える可能性があります。
• 都市の環境での健全な障壁や囲いが必要になる場合があります。

アプリケーションとユースケース

水冷チラー：

• 次のような冷却負荷が高い大規模システムに最適です。
• トレーンあたり最大4,000トン（14,000 kW）の容量を備えた一貫した冷却を必要とするデータセンター。
• 効率が重要である病院や産業工場は、プロセスのために50°F（10°C）などの温度を維持しています。
• チラー用のスペースが制限されているが、チェイスチラーごとに水アクセスが利用できる屋内設備。

空冷チラー：

• 次のような小規模なシステムに適しています。
• トレーンあたり、7.5〜500トン（25〜1,580 kW）の能力を備えたオフィスや小売スペースなどの商業ビル。
• コールドショットチラーごとに、乾燥地域などの水が不足または高価な屋外設備。
• エネルギー資源グループごとに、シンプルさと初期コストの削減が優先されるアプリケーション。

比較表：水冷式と空冷チラー

結論：どちらがあなたに最適ですか？

水冷式チラーと空冷チラーの選択は、特定のプロジェクト要件に依存します。

クーリングされたチラーを選択します もし：

• データセンターや病院など、効率が重要である高い冷却負荷（> 100トン）があります。
• 信頼できる給水と冷却塔用のスペースにアクセスできます。
• 騒音レベルは懸念事項であり、冷却塔はリモートで配置できます。

空冷チラーを選択します もし：

• 小規模から中サイズの冷却負荷（例：100トン<100トン）があり、水は希少または高価です。
• コンポーネントが少なく、コンデンサーコイルとファン用のスペースがあるシンプルなインストールが必要です。
• システムは屋外で設置され、初期コストの節約が優先されます。

冷却荷重、スペースの制約、水の利用可能性、予算、環境に関する考慮事項などの要因を評価することにより、アプリケーションのパフォーマンス、コスト、信頼性のバランスをとるチラータイプを選択できます。