-

همه چيز درباره فن کويل



مهم‌ترين و متعارف‌ترين سيستم تمام آبي، سيستم فن کويل است. فن کويل ترمينالي است که ازيک فيلتر با راندمان کم، و يک يا چند فن سانتريفوژهمراه با کويل سرد و گرم تشکيل شده است. (برخي از فن کويل‌ها، درسيستم چهار لوله‌اي داراي يک کويل سرد و يک کويل گرم هستند.) هواي ورودي به فن کويل نخست ازروي فيلتر مي‌گذرد و سپس از قسمت فن و بعد از آن از قسمت کويل عبورمي‌کند و وارد اتاق مي‌شود. فن کويل‌ها براي جلوگيري از نشت آب تقطير شده درآن‌ها داراي تشتک و لوله تخليه هستند.
کويل گرمايش فن کويل مي‌تواند به وسيله آب گرم و يا بخار کارکند. در فن کويل بجاي کويل گرمايش مي‌توان از المان الکتريکي نيز استفاده کرد.


فن کويل‌ها انواع مختلفي دارند که عبارت‌اند از:

فن کويل ايستاده:
به صورت ايستاده است و مي‌تواند زير پنجره و يا هرجاي مناسب ديگري دراتاق استقرار يابد. چنانچه فاصله کف اتاق تازير پنجره کم باشد مي‌توان ازنوع کوتاه آن استفاده کرد. ارتفاع اين نوع کم است ولي پهناي آن زيادتر ازفن کويل‌هاي ايستاده معمولي است. دريچه هواي خروجي از فن کويل‌هاي ايستاده مي‌تواند بالا و يا در قسمت جلوي فن کويل تعبيه شود. بدين ترتيب هوادهي يا به طرف بالا و يا به طرف جلو خواهد بود. ظاهر فن کويل‌ها مناسب است، از اين رو استقرار آ‌ن‌ها در اتاق اغلب با طرح عمومي اتاق سازگار است. فن کويل‌هاي ايستاده به ويژه براي فضاهاي اداري و يا آپارتمان‌ها مناسب‌اند. صداي فن کويل‌هاي ايستاده به اين سبب که دراتاق قراردارند مي‌تواند براي فضاهايي که نياز به سکوت وآرامش دارند (آپارتمان‌ها) بيش ازميزان مورد نظر باشد. ولي اين امر براي ادارات و اماکني که رفت و آمد درآنجا زياد است مشکل تلقي نمي‌شود.

فن کويل‌هاي سقفي کابينتي:
اين فن کويل‌ها مانند فن کويل‌هاي ايستاده هستند با اين تفاوت که در زير سقف و به صورت افقي استقرارمي‌يابند. هوادهي دراين فن کويل‌ها از دريچه جلوي آن‌ها و جهت آن افقي است. اين نوع فن کويل به صورت روکار نصب مي‌شود و براي فضاهايي که به دلايلي نتوان در آن‌ها ازفن کويل ايستاده استفاده کرد مناسب‌اند.

فن کويل‌هاي سقفي:
اين فن کويل‌ها بالاي سقف کاذب نصب مي‌شود و ازديد پنهان هستند. صداي آن‌ها اغلب، بدين سبب که در داخل پلنوم سقف کاذب قرار دارند از دو حالت بالا کم‌تر است. مشکل اين نوع فن کويل‌ها، سختي دسترسي به آن‌ها، تميز کردن فيلتر آن‌ها و يا تعميرات احتمالي آن‌ها است. هواي برگشت اتاق به دو محل مناسب يکي از اين روش‌ها است. در اين حالت هواي برگشت نخست وارد فن کويل مي‌تواند پوسته خارجي نداشته باشد. هواي برگشت همچنين مي‌تواند ازطريق کانال برگشت به پلنوم برگشت فن کويل راه يابد. صدا در اين نوع فن کويل بيش‌تراز نوع بدون پوسته است.

فن کويل افقي کانالي:
اين نوع فن کويل مانند حالت قبل است با اين تفاوت که فن آن فشار استاتيک بيش‌تري دارد. از اين رو مي‌توان هواي خروجي از آن را ازطريق کانال به چندين اتاق رساند. صداي اين فن کويل، چنانچه ضوابط و اصول طراحي در نصب آن رعايت گردد مي‌تواند کم‌تر از حالت‌هاي قبل باشد، زيرا محل آن مي‌تواند دورتر و درجايي درنظر گرفته شود که افزايش صدا در آن‌جا مهم تلقي نمي‌شود. دسترسي به اين نوع فن کويل و تعمير و نگهداري آن نيز با مشکلاتي روبرو است و ضعف تلقي مي‌شود. در مورد فن کويل‌هاي سقفي که درداخل پلنوم و بالاي سقف کاذب نصب مي‌شوند لازم است که جزئيات استقرار و چگونگي دسترسي به آن‌ها (از جمله بيرون کشيدن فيلتر و نصب مجدد آن) و پايين آوردن تمامي دستگاه و نصب دوباره آن مد نظر طراح قرار گيرد. دراين نوع فن کويل هواي برگشت از اتاق‌ها باهم مخلوط مي‌شوند، از اين رو در جاهايي که لازم است هوادهي به اتاق‌ها و برگشت آن به صورت مستقل صورت گيرد به کار نمي‌آيد.

فن کويل‌هاي ايستاده ستوني:
اين فن کويل به صورت ايستاده استقرار مي‌يابد و غالبا فاصله بين کف تا سقف را مي‌پوشاند. داراي دريچه برگشت و دريچه رفت، فن سانتريفوژ، فيلتر هوا و کويل سرد و گرم است. غالبا رايزرهاي آب سرد و يا گرم از داخل کابينت فن کويل عبور مي‌کنند. کويل اين دستگاه مي‌تواند به صورت سري يا موازي به رايزر مزبور متصل شود.


هواي تازه مورد نياز تهويه اتاق مي‌تواند به دو صورت تامين شود. درفن کويل‌هاي ايستاده متعارف اين هوا مي‌تواند از طريق دريچه کوچک پشت فن کويل که به هواي خارج راه دارد وارد فن کويل شود. همچنين درمورد انواع مختلف فن کويل‌هاي سقفي و ايستاده لازم است هواي تازه نخست به وسيله دستگاه هواساز مستقل تا دماي هواي اتاق سرد يا گرم شود و سپس از طريق کانال‌هايي به اتاق و يا به پشت فن کويل‌ها راه يابد.

استفاده از فن کويل از لحاظ مصرف انرژي مناسب و به صرفه است. در اين جا باز گرمايش و يا مخلوط کردن دو هواي سرد و گرم درکار نيست. از اين رو اتلاف انرژي وجود ندارد. انرژي فن نيز به کم‌ترين مقدار خود مي‌رسد زيرا افت انرژي به سبب انتقال هوا در کانال‌ها وجود ندارد. مقدار انرژي مورد نياز پمپ سيرکولاسيون آب سرد و گرم نيز درمقايسه با انرژي مصرفي فن اصلي درسيستم هواساز به مراتب کم‌تراست.


شبکه لوله کشي سيستم تمام آبي فن کويل مي‌تواند به سه روش زيرصورت گيرد:

الف) سيستم دو لوله‌اي
دراين سيستم آب سرد يا آب گرم به وسيله دولوه رفت و برگشت به فن کويل وارد واز آن خارج مي‌شود. لازم است درتابستان‌ها آب سرد و درزمستان‌ها آب گرم درلوله‌ها جريان يابد. به اين دليل ضروري است که در مقطعي از سال سيستم از وضعيت سرمايش به گرمايش و برعکس تبديل شود.
سيستم دو لوله‌اي از تجهيزات مرکزي سرمايش و گرمايش، شبکه توزيع آب و ترمينال‌ها تشکيل شده است. ترمينال‌ها داراي يک کويل مي‌باشند که در تابستان آب سرد از آن‌ها مي‌گذرد و در زمستان آب گرم. دماي اتاق از طريق کنترل اتوماتيک شيرکويل و يا از طريق قطع و وصل شدن اتوماتيک فن دستگاه کنترل مي‌شود. غالبا به صورت دستي دور فن را مي‌توان روي هريک از سه وضعيت کند، متوسط و تند قرارداد. کنترل همچنين مي‌تواند به وسيله تغيير اتوماتيک دور فن به صورت تدريجي انجام گيرد. در اين وضعيت موتور فن نيازمند به سرمايش، دور فن به تدريج زياد و با کاهش آن کم مي‌شود. دراين وضعيت موتور فن نيازمند تجهيزات کنترل کنترل دور است. کنترل مي‌تواند از ترکيب حالت گرمايش. نمي‌توان هردوحالت سرمايش و گرمايش را در اين سيستم هم پاي هم دراختيار داشت. از اين رو چنانچه برخي اتاق‌ها نياز به سرمايش و برخي ديگر نياز به گرمايش داشته باشد، اين سيستم قادر به پاسخگويي به هر دو اين نيازها نيست. در برخي مناطق تعيين دقيق زمان تبديل سيستم از سرمايش به گرمايش و برعکس غيرعملي است. زيرا دراين مناطق در ماه‌هاي بينا بيني، برخي روزها دماي هواي بيرون افزايش مي‌يابد؛ به قسمي که درفضاهاي پيراموني نياز به سرمايش احساس مي‌شود و در روزهاي ديگر دماي بيرون افت مي‌کند به طوري که به همين فضاها لازم است گرمايش داده شود. همچنين چنانچه ساختمان درروز و شب مورد استفاده قرارگيرد ممکن است همراه با کاهش دماي هواي بيرون سرمايش مورد نياز به گرمايش باشد، در حالي که در روز به سبب افزايش دماي هواي بيرون سرمايش مورد نياز باشد. در هر حال، اين وضعيت به وضوح نشان مي‌دهد که تعيين زمان تبديل سيستم ازسرمايش به گرمايش و برعکس در بسياري ازمناطق درسيستم دو لوله‌اي به راحتي ممکن نيست. اين يکي ازمعايب سيستم دو لوله‌اي محسوب مي‌شود. به همين دليل از اين سيستم درجاهايي که نيازمند کنترل دقيق دما است، مانند هتل‌هاي چهار و پنج ستاره و يا ادارات مدرن استفاده نمي‌شود. ازسوي ديگر زون‌هاي داخلي همواره نيازمند سرمايش هستند. سيستم فن کويل دو لوله‌اي در زمستان، زماني که به سيستم گرمايش تنها تبديل مي‌شود، نمي‌تواند نيازهاي زون‌هاي داخلي را صرفه جويي در انرژي استفاده کرد. چنانچه مدار فن کويل‌هاي زون‌هاي داخلي مستقل از فن کويل‌هاي زون‌هاي پيراموني طراحي و اجرا شده باشد، با تغييراتي در طراحي مي‌توان از چرخه با صرفه هيدرونيک براي زون‌هاي داخلي استفاده کرد.

کنترل
همان‌طور که اشاره شد کنترل فن کويل‌ها اغلب به طور اتوماتيک يا به وسيله شير کنترل دو راهه يا سه راهه و يا با خاموش و روشن فن دستگاه صورت مي‌گيرد.
در رايزرهاي که فن کويل ستوني ايستاده به صورت سري به آن‌ها وصل شده‌اند کنترل مي‌تواند به طور اتوماتيک از طريق کنار گذر دادن هوا از کويل به توسط دمپر رخ و کنار گذر صورت گيرد.
چنانچه هواي تازه به توسط دستگاه هواساز مستقل رطوبت زدايي نشود، لازم است که هم بار محسوس وهم بار نهان به وسيله کويل سرمايش فن کويل حذف شود. دراين حالت چنانچه هواي تازه مورد نياز تهويه از طريق دريچه پشت فن کويل و يا از طريق پنجره وارد اتاق گردد، ضريب حرارت محسوس اتاق نوسانات زيادي خواهد داشت. از آن‌جا که کنترل واحد ترمينال بر اساس دماي خشک صورت مي‌گيرد ميزان رطوبت اتاق مي‌تواند از کنترل خارج شود.
چنان‌چه کنترل به توسط شير کنترل روي کويل صورت گيرد، همراه با کاهش بار اتاق شير کنترل به تدريج بسته مي‌شود و رطوبت زدايي پايين مي‌آيد، قسمتي که پس از چندي رطوبت اتاق مي‌تواند بيش‌تراز حد مورد نظر طراحي گردد. درحالت کنترل از طريق روشن و خاموش شدن فن، با کاهش بار اتاق فن ازکار مي‌افتد و هواي کم‌تري از دريچه پشت فن کويل وارد اتاق مي‌شود. همچنين از آن‌جا که روي کويل شيرکنترل وجود ندارد، آب بادبي طراحي ازکويل عبور کرده باعث رطوبت زدايي مي‌شود. در نتيجه کنترل رطوبت بهترخواهد بود (هرچند که دراين حالت نيز رطوبت اتاق نوسان مي‌کند). يکي از راه‌هاي گريز از اين تنگنا کنترل اتوماتيک دمپر هواي تازه پشت فن کويل است. دراين حالت با خاموش شدن فن کويل دمپر بسته مي‌شود. راه ديگر تهويه هواي تازه به وسيله هواساز مستقل و انتقال آن با کانال به اتاق‌ها است. دراين حالت رطوبت اساسا به وسيله هواساز هواي تازه گرفته مي‌شود.
کنترل اتوماتيک دستگاه بر اثر خاموش و روشن شدن فن و انتخاب دستي دورفن (کند، متوسط، تند) همراه با توزيع نامناسب هوا دراتاق، نوسانات دما و نيز توليد صدا است. هرچند اين وضعيت دربسياري از ساختمان‌ها مورد قبول است.

کنترل رطوبت از طريق کنترل فن بهتر از کنترل به وسيله شيرکنترل اتوماتيک روي کويل است. چنانچه دماي هواي خارج درزمستان‌ها پايين باشد (کم‌تر از 15 درجه فارنهايت) و چنان‌چه از شير کنترل روي کويل استفاده شود، درحالت پاره بار از آن‌جا که دريچه پشت فن کويل بازاست، هواي سردبيرون مي‌تواند باعث يخ زدن آب داخل کويل شود.
چنان‌چه کنترل سرعت فن به صورت دستي باشد و در ضمن جريان آب نيز باشير کنترل روي کويل کنترل شود هزينه‌ها بالاخواهد رفت، ولي کنترل درمجموع بهتر خواهد شد. اگر شيرکنترل ازنوع باز و بسته باشد نوسانات دماي اتاق ونيز صداي ناشي از باز وبسته شدن شير مي‌تواند مشکل آفرين باشد. ولي اين امر با انتخاب شير کنترل تدريجي همراه با موتوري که با صداي کم کار مي‌کند برطرف مي‌شود. ترموستات بايد يا به صورت اتوماتيک، درحالت دوم ترموستات ديگري که دماي آب عبوري از کويل را اندازه مي‌گيرد مي‌تواند بنا به نياز، حالت ترموستات اتاق را از زمستاني به تابستاني و برعکس تغيير دهد. در برخي مکان‌ها بهتر است مدار الکتريکي مجزايي براي فن کويل‌ها درساختمان درنظر گرفته شود. در اين حالت مجموعه فن کويل‌هاي ساختمان را مي‌توان با کليد دستي يا اتوماتيک خاموش يا روشن کرد. اين امر در برخي ساختمان‌هايي که شب‌ها مورد استفاده ندارند در مصرف انرژي صرفه جويي قابل ملاحظه‌اي خواهد کرد.

سيستم دو لوله‌اي همراه با المان برقي اضافي
همان طور که گفته شد، تعيين زمان تغيير حالت سيستم دو لوله‌اي، به ويژه درمناطقي که دماي هواي بيرون درماه‌هاي بينابيني با نوسان همراه است کار مشکلي است. در اين حالت مناطق سيستم دو لوله‌اي نمي‌تواند به خوبي جواب‌گوي نيازهاي تهويه مطبوع ساختمان باشد. يک راه گريز از اين وضعيت استفاده از المان الکتريکي اضافي در فن کويل است. ظرفيت المان حرارتي کم است زيرا تنها براي استفاده در ماه‌هاي بينا بيني که دماي هواي بيرون زياد سرد نشده است مورد استفاده قرار مي‌گيرد. درماه‌هاي بينابيني، چنان‌چه دماي هواي بيرون زياد نشده است مورد استفاده قرار مي‌گيرد. درماه‌هاي بينابيني، چنانچه دماي هواي بيرون کمي سرد شود به قسمي که اتاق نياز به گرمايش داشته باشد، شيرکنترل کويل سرد به طور اتوماتيک بسته مي‌شود و المان الکتريکي شروع به کار مي‌کند.
المان همراه با خاموش شدن فن خاموش مي‌شود. ترموستات اتاق که هم شير فن کويل را کنترل مي‌کند و هم المان اکتريکي را، مي‌تواند داراي «گستره صفر» باشد.
دراين حالت نه سرمايش خواهيم داشت و نه گرمايش. به اين ترتيب قادر خواهيم بود تا مشکل فن کويل دو لوله‌اي را در ماه‌هاي بينابيني حل کنيم.
البته اين راه حل کامل نيست زيرا اتاق‌هايي هستند که حتي در زمستان‌ها، به سبب تابش زياد خورشيد و يا عوامل دگير نياز به سرمايش دارند، در حالي که سيستم فوق نمي‌تواند جوابگوي اين نياز باشد. زماني که نياز به گرمايش است، سيستم مرکزي از سرمايش به گرمايش تبديل مي‌شود. ترموستات اتاق از طريق آکوستاتي که دماي آب داخل لوله را اندازه مي‌گيرد متوجه اين تغيير حالت سيستم مرکزي مي‌شود و وضعيت خود را از تابستاني به زمستاني تغيير مي‌دهد. همراه با اين تغيير المان اکتريکي از کار مي‌افتد و شير کنترل کويل گرمايش به فرمان ترموستات شروع به کارمي‌کند. دراين حالت تنها کويل گرمايش گرماي مورد نيازاتاق را در زمستان‌ها تامين مي‌کند.

سيستم دو لوله‌اي با المان برقي براي تامين کامل گرمايش
برخي اوقات در مناطق گرم با هواي معتدل زمستاني، نياز به گرمايش زمستاني کم است، دراين حالت شايد بهترباشد المان حرارتي اکتريکي، کل بارگرمايش زمستاني را نيز تامين کند. چنان‌چه هزينه‌هاي برق مصرفي در محل کم باشد، استفاده ازاين سيستم ممکن است کاملا به صرفه باشد، زيرا دراين حالت موتور خانه مرکزي گرمايش کاملا حذف و يا به ميزان زيادي کوچک مي‌شود، کنترل اين سيستم مشابه حالت قبل است با اين تفاوت که هنگام نياز به گرمايش، تغيير حالتي در سيستم روي نمي‌دهد و المان حرارتي وظيفه گرمادهي به اتاق را حتي در زمستان برعهده خواهد داشت.


ب‌) سيستم سه لوله‌اي
اين سيستم داراي يک لوله آب گرم ورودي، يک لوله آب سرد ورودي و يک لوله مشترک برگشت است. شيرکنترل کويل مشترک از نوع سه راهه مخصوص است. اين شير يا به آب سرد اجازه ورود به کويل را مي‌دهد، و يا به آب گرم. شير طوري ساخته شده است که قسمت گرم شيربه تدريج از حالت کاملا باز به حالت کاملا بسته تغيير وضعيت مي‌دهد. پس ازچندي قسمت شير از حالت کاملا بسته شروع به باز شدن مي‌کند. در وضعيتي خاص هر دو قسمت گرم و سرد بسته است. به اين ترتيب آب سرد ورودي هيچ گاه با آب گرم ورودي مخلوط نمي‌شود. لوله مشترک برگشت نيز آب سرد و آب گرم رابه چيلر و يا به ديگ موتور خانه مرکزي هدايت مي‌کند. چنان‌چه همه واحدهاي فن کويل نياز به سرمايش يا گرمايش داشته باشند، آب سرد و گرم ازطريق لوله برگشت مشترک با هم مخلوط مي‌شود و اتلاف انرژي را به همراه دارد. اين سيستم هرچند زماني مورد استفاده قرار مي‌گرفت ولي امروزه به سبب اتلاف انرژي مورد استفاده قرار نمي‌گيرد. به ويژه با توجه به اين که از طريق اضافه کردن يک لوله و تبديل سيستم سه لوله‌اي مشکل فوق کاملا حل مي‌شود.

ج) سيستم چهار لوله‌اي
به منظور حذف مشکلات سيستم دو لوله‌اي و سه لوله‌اي، سيستم چهار لوله‌اي ابداع شده است. در اين سيستم هر فن کويل داراي دو کويل سرد و گرم و يا داراي يک کويل مشترک است. دو لوله آب سرد و گرم را به اين کويل مي‌رسانند و دو لوله نيز آب سرد و گرم را از اين کويل‌ها برگشت مي‌دهند. ترموستات اتاق مستقيما به شير کنترل کويل‌ها فرمان مي‌دهد. به هنگام نياز به آب سرد کم و شير کنترل کويل سرد باز مي‌شود.
همراه با کاهش بار سرمايش نياز به آب سرد کم و شيرکنترل کويل سرد به تدريج بسته مي‌شود تا جايي که کاملا بسته شود. پس ازچندي با کاهش بيش‌تر دماي اتاق، شير کنترل کويل گرم به تدريج باز مي‌شود. مي‌توان براي سيستم کنترل، «گستره صفر» درنظر گرفت، بدين ترتيب در وضعيتي خاص هيچ يک از دو شير کنترل سرد و گرم باز نيستند. دستگاه‌هاي تبريد و نيز ديگ‌هاي مرکزي آب گرم مي‌توانند درهمه اوقات کار کنند. در اين حال، همواره آب سرد و يا آب گرم موجود خواهد بود و هر اتاق بسته به نياز سرمايش يا گرمايش خود از آب سرد يا گرم بهره خواهد برد.
سيستم چهار لوله‌اي انعطاف پذيري زيادي دارد و براي ساختمان‌هايي به کار مي‌رود که نيازمند تهويه مطبوع يا کيفيت بالا و سيستم‌هاي مستقل براي هراتاق هستند. ازجمله ساختمان‌هاي اداري، هتل ها وغيره.
البته اغلب اوقات درمناطقي با زمستان‌هاي سرد، زماني که دماي هواي خارج کاملا سرد است، مي‌توان دستگاه‌هاي تبريد مرکزي را خاموش کرد و يا در تابستان‌هاي گرم ديگ‌هاي آب گرم را از مدار فن کويل‌ها خارج نمود. اين سيستم نيازي به «تغييرات حالت» که يکي از مشکلات سيستم دو لوله‌اي است ندارد.
چنان‌چه در زمستان چيلرهاي مرکزي خاموش شوند، مسلم است که تهويه مطبوع اتاق‌هاي زون داخلي که همواره نياز به سرمايش دارند با مشکل مواجه خواهد شد. در اين حالت مي‌توان مدار لوله‌هاي زون داخلي را از مدار زون پيراموني جدا کرد و براي تامين سرمايش زون داخلي ازچرخه با صرفه هيدرونيک استفاده کرد. به اين ترتيب در ماه‌هاي زمستان دستگاه تبريد مرکزي خاموش مي‌شود و آب خنک مورد نياز زون داخلي از طريق برج خنک کننده يا کندانسورتبخيري و به وسيله چرخه باصرفه هيدرونيک تامين مي‌گردد.


هواي مورد نياز تهويه
در سيستم فن کويل هواي مورد نياز تهويه را يا مي‌توان از طريق دريچه‌هاي پشت فن کويل‌ها تامين کرد و يا از طريق سيستم مستقل هواي تهويه شده تازه. مشکلات حالت اول را برشمرديم. سواي اين مشکلات نماي ساختمان و زشتي آن در نتيجه استفاده از دريچه‌هاي متعدد، همچنين برهم خوردن توازن هوا در اتاق‌ها به سبب افزايش فشار هواي بيرون، به ويژه در زمستان‌ها که سرعت باد زياد مي‌شود و برخي اوقات هوا طوفاني است، ازمشکلات ديگر اين سيستم است. درساختمان‌هاي بلند مرتبه نيز به سبب «اثر دودکش» فشارداخل ساختمان درقسمت پايين آن نسبت به فشار هواي بيرون منفي مي‌شود، به قسمي که هواي بيرون ازطريق دريچه پشت فن کويل به راحتي و بدون کنترل وارد اتاق مي‌شود. درقسمت بالاي ساختمان اين فشار مثبت مي‌شود و هواي اتاق به ميزاني زياد از طريق دريچه پشت فن کويل و بدون کنترل، ازاتاق خارج مي‌شود.
مشکلات بالا ايجاب مي‌کند که براي ارتقاء کيفيت هواي اتاق‌ها و به منظور توزيع هواي تهويه شده تازه به اتاق‌ها از شبکه کانال استفاده شود. در اين سيستم به منظور تهويه هواي تازه از يک يا چند هواساز مرکزي استفاده مي‌شود. البته اين سيستم (فن کويل + سيستم مستقل هواي تازه تهويه شده) جزو سيستم‌هاي آبي ـ هوايي طبقه بندي مي‌شود.


مزايا ومعايب سيستم فن کويل
مزاياي سيستم تمام آبي فن کويل:

فضاي کم‌تري را اشغال مي‌کند.

به منظور تهويه مطبوع ساختمان‌هاي موجود به راحتي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.

اتاق مرکزي براي هواساز، همچنين فضاي زياد به منظور کانال کشي حذف مي‌شود.

دماي هر اتاق را مي‌توان به طور مستقل کنترل کرد.

آلودگي هر يک از اتاق‌ها به ساير اتاق‌ها سرايت نمي‌کند (در بعضي موارد اين امر بسيار حائز اهميت است.)

چون سيستم داراي کانال کشي رفت و برگشت نيست به هنگام حريق، کنترل آتش و دوده‌هاي حاصل ازآن راحت‌ترازسيستم‌هاي تمام هوايي است.

چون دراين سيستم به منظور گرمايش ازآب گرم با دماي پايين استفاده مي‌شود، مي‌توان همراه اين سيستم ازسيستم‌هاي بازيافت گرمايي و نيز گرمايش خورشيدي استفاده کرد.


معايب
سيستم تمام آبي فن کويل:

تعمير و نگهداري آن کاربراست و لازم است بخشي ازآن دراتاق انجام شود.

چنانچه رطوبت زدايي به توسط دستگاه هواساز مرکزي انجام نشود، در مناطقي که رطوبت بالا دارند کنترل رطوبت در آن خوب نيست.

به تشتک و لوله‌هايي به منظور تخليه آب تقطير شده نياز است.

فيلتراسيون هوا به سبب استفاده ازفيلترهاي راندمان کم، خوب نيست.

چنانچه ازدستگاه هواساز مرکزي به منظور تامين هواي تازه استفاده نشود، کنترل مقدارهواي تازه ورودي به اتاق‌ها براي حفظ کيفيت هوا مناسب نيست.

موارد کاربرد
به منظور تهويه مطبوع ساختمان‌هاي اداري، ساختمان‌هاي مسکوني چند طبقه، هتل‌ها و مدارس از اين سيستم استفاده مي‌شود. از فن کويل به ويژه براي زون‌هاي پيراموني و اتاق‌هايي که در تابستان‌ها نيازبه سرمايش و در زمستان‌ها نيازبه گرمايش دارند استفاده مي‌شود. چنانچه براي فضاهاي داخلي که همواره درطول سال نياز به سرمايش دارند از ترمينال‌هاي تمام آبي استفاده شود، بايد در طول سال دستگاه تبريد صرفه تمام مرکزي روشن باشد. درواقع هنگام استفاده از سيستم فن کويل، نمي‌توان ازچرخه با صرفه تمام هوايي در زمستان‌ها استفاده کرد. ليکن اين امکان هست که درطول ماه‌هاي سرد، به منظور سرمايش زون‌هاي داخلي، ازچرخه با صرفه هيدرونيک استفاده کرد.
همچنين درساختمان‌هايي که نياز به کنترل دقيق مقدارهواي تازه و نيز مقدار رطوبت است، اين سيستم مزيت چنداني ندارد. از طرف ديگر سيستم تمام آبي فن کويل امکان کنترل دماي هر اتاق را به صورت مستقل در اختيار مي‌گذارد. در واقع در اين سيستم در يک لحظه مي‌توان تعداد زيادي زون را کنترل کرد. درمورد هتل‌هاي کلاس بالا (4 و 5 ستاره) سيستم فن کويل چهار لوله‌اي مورد استفاده فراوان دارد. چنانچه بخواهيم از مزاياي سيستم فن کويل استفاده کنيم و درعين حال هواي تازه با کيفيت خوب وبه مقدار کافي به اتاق‌ها برسانيم، لازم است هواي تازه مستقلا به توسط يک هواساز CAV تهويه مطبوع شده، از طريق کانال‌هايي دراتاق‌ها توزيع شود.

چگونگي طراحي
مبناي انتخاب فن کويل‌ها بارهاي اوج سرمايي اتاق است (بارمحسوس و بار کل). چنانچه هواي تازه ازطريق دريچه پشت فن کويل وارد اتاق شود درمحاسبات بارهاي حرارتي و برودتي اتاق لازم است که اين هوا به حساب آيد. چنانچه هواي تازه از طريق هواساز مستقلي تامين مي‌شود، بار هواي تازه درمحاسبات بارهاي حرارتي و برودتي اتاق منظور نخواهد شد. دراين حالت هواساز هواي تازه براساس 100? هواي تازه انتخاب خواهد شد. مقدار هوادهي اين هواساز ازجمع هواي تازه اتاق‌هايي که هواساز مزبور هواي تازه آن‌ها را تامين مي‌کند بدست خواهد آمد. در تابستان‌ها هواي تازه از وضعيت هواي خارج تا چند درجه کم‌تر از دماي اتاق (معمولاحدود 70 درجه فارنهايت) سرد مي‌شود. درزمستان‌ها اين هوا از دماي هواي خارج درزمستان‌ها تا دماي اتاق يا چند درجه بيش‌تر گرم مي‌شود.
انتخاب چيلرهاي مرکزي براساس بار بلوک سيستم به علاوه بار هواي تازه خواهد بود. درمحاسبه بار بلوک لازم است ضرايب همزماني درمورد چراغ ها، انسان‌ها و ساير وسايل الکترونيکي و گرمازا دخالت داده شود. قطر لوله‌هاي آب سرد و گرم وهمچنين انتخاب پمپ‌ها بر اساس چگونگي کنترل فن کويل‌ها تعيين خواهد شد. چنانچه کنترل فن کويل‌ها صرفا براساس خاموش و روشن شدن فن آن‌ها صورت گيرد وهيچ‌گونه کنترلي روي مقدارآب ورودي به آن‌ها وجود نداشته باشد، قطرهر قسمت از لوله براساس جمع حداکثر بار کل زون‌هاي مربوط به آن قسمت از لوله تعيين خواهد شد. دراين حالت پمپ سيرکولاسيون آب نيز بر اساس حداکثر دبي بدست آمده ازطريق فوق مشابه حالت قبل خواهد بود زيرا وظيفه شير سه راهه صرفا کنارگذار دادن مقداري آب ازکويل سرمايش فن کويل است. دراين حالت کل مقدار آب در گردش تغييري نخواهد کرد. چنان‌چه براي کنترل فن کويل ازشيرهاي دوراهه استفاده شود، لوله کشي براساس جمع حداکثر بار زون‌هاي مربوط به هر لوله ضرب درضريب همزماني اندازه گيري خواهد شد.
لازم به ياد آوري است که برخي ازصاحب نظران ضريب هم‌زماني را از جذر ضريب همزماني بالابدست مي‌آورند. استدلال آنان اين است که بسياري ازساکنان درتابستان‌ها ترموستات اتاق خود را روي دمايي کم‌تراز درجه حرارت طراحي قرارمي‌دهند.

تعيين نقطه تبديل سيستم
نقطه تبديل سيستم سرمايش، به درجه حرارت هواي خارجي اطاق مي‌شود که پايين‌تر از آن ديگر درهيچ يک اززون‌ها نيازي به آب سرد به منظور حذف گرما نيست.
نقطه تبديل سيستم گرمايش به دماي‌هواي خارجي اطاق مي‌شود که بالاتر از آن ديگر به آب گرم به منظور گرمايش اتاق نيازي نيست.
درصورتي که وضعيت زير حاکم باشد فضاي مورد نظر نيازبه آب سرد به منظور سرمايش ندارد:

حرارت انتقالي خارج شده از اتاق + سرماي ورودي به اتاق از طريق سيستمهاي سرمازاي ديگر = گرماي داخلي + گرماي ناشي از تابش خورشيد

براين اساس درجه حرارت تبديل به صورت زيربدست مي‌آيد:
گرماي داخلي + گرماي ناشي ازتابش خورشيد
VA ÷ ? - سرماي ورودي به توسط سيستم‌هاي سرمازاي ديگر

دراين رابطه:

VA = حرارت انتقالي به ازاء يک درجه اختلاف بين دماي بيرون واتاق.

محاسبات بالا تقريبي است زيرا پارامترهاي موجود درمعادله باگذشت زمان تغيير مي‌کنند. چنانچه بيش‌ترين مقدار گرماي ناشي از تابش خورشيد براي زماني ازسال در نظرگرفته شود، که احتمال مي‌رود در آن زمان به وقوع بپيوندد. کم‌ترين دماي هواي خارج که درآن نياز به سرمايش است بدست مي آيد.

چنان‌چه کم‌ترين مقدار بارهاي داخلي و بارهاي ناشي از تابش خورشيد درمعادله قرار داده شود، بالاترين دماي هواي خارج که درآن نياز به گرمايش است بدست مي آيد.
گستره دو دماي فوق حيطه‌اي است که در آن هم به گرمايش و هم به سرمايش نياز است.
چنانچه اين گستره وسيع باشد، مثلا براي اتاقي روبه جنوب که بارهاي داخلي بالا ولي متغيري دارد، سيستم دو لوله‌اي مناسب نيست. درمورد چنين اتاقي بايد ازسيستم دو لوله‌اي همراه با گرمايش به توسط المان حرارتي و يا از سيستم چهار لوله‌اي استفاده کرد.

متوازن کردن شبکه لوله کشي
شبکه لوله کشي سيستم تمام آبي بايد طوري طراحي شود که جريان آب در لوله‌ها متوازن شود و هر ترمينال به ميزان مورد نياز خود آب سرد يا آب گرم دريافت کند.
چنانچه نواسانات مقدارآب تا 25? باشد ظرفيت کويل ترمينال حدود 10? نوسان خواهد داشت. به اين ترتيب ملاحظه مي‌شود که با قدري دقت درطراحي شبکه لوله‌ها و نيز متوازن کردن سيستم توسط شيرهاي کنترل دستي، جريان عبوري از فن کويل‌ها را مي‌توان به مقدار زيادي مطابق طرح تنظيم کرد.

به منظور متوازن کردن سيستم لوله کشي لازم است دوشرط زير برقرار باشد:
افت فشاردرمدارهاي موازي حداقل 40? تغييرات افت فشار در کل مدار باشد.
افت فشاردرمدارهاي موازي با هم همخواني معقولي داشته باشند، يعني سعي شود ترمينال‌هايي زياد وافت کم در مدار قرارنگيرد (افت مدار موازي شامل افت فشار روي شيردستي، شيرکنترل اتوماتيک و کويل سرمايش است).


مدارمي‌تواند به صورت مدار برگشت مستقيم و يا برگشت معکوس طراحي شود. مداربرگشت مستقيم هم ساده‌تر است و هم ارزان‌تر، ولي توازن جريان آب در آن مشکل‌تراست. دراين حالت لازم است که روي مدارهاي فرعي موازي و قبل از کويل سرمايش شيرکنترل دستي قرارداده شود.
درمدار برگشت معکوس از آن‌جا که مسير رفت و برگشت کليه مدارهاي موازي يکي است، توازن سيستم به خودي خود برقراراست. بهتراست به منظور توزيع مناسب جريان آب ومتوازن کردن سيستم در ابتداي رايزرها ونيز روي لوله‌هاي افقي که چندين رايزر را تغذيه مي‌کنند، شيرکنترل دستي کار گذاشته شود. شيرهاي کنترل دستي مي‌توانند ازانواع توپي (Ball)، پلاگ (Plug) و يا کف فلزي (Globe) باشند.
چنانچه روي فن کويل‌ها ازشير کنترل دوراهه استفاده مي‌شود، همراه باحالت پاره بارشيرهاي کنترل دوراهه بسته مي‌شوند. بدين ترتيب مقاومت مدار افزايش مي‌يابد و جريان آب عبوري ازلوله‌ها کاهش خواهد يافت. دراين وضعيت ارتفاع آبدهي پمپ نيز افزايش مي‌يابد(منحني سيستم لوله‌ها به طرف چپ متمايل مي‌گردد و نقطه کارکرد جديد به طرف چپ روي منحني پمپ حرکت مي‌کند).

چنانچه اختلاف فشار دو طرف شيرکنترل دوراهه ازحد متعارف زيادترشود، فشار ازحداکثر مورد نياز براي بسته شدن شيرفراتر خواهد رفت. بدين ترتيب کارکرد شيرکنترل مختل مي‌شود و کنترل دماي اتاق ازدست مي‌رود.
فشاربيش از حد مي‌تواند به نشيمنگاه (Seat) شيرآسيب برساند و تعويض زود هنگام قسمت‌هاي خراب شده شيرکنترل را لازم سازد. براي اجتناب ازاين وضع چند راه وجود دارد:

اختلاف فشارسيستم، جايي دروسط لوله رفت و برگشت اندازه گرفته شود و دور پمپ در تناسب با افزايش يا کاهش اختلاف فشارفوق کم يا زياد شود. بدين ترتيب قادرخواهيم بود در حالت پاره بارمقدار جريان وفشارسيستم راکاهش داده و کنترل کنيم.

اختلاف فشارسيستم لوله‌ها به طريق بالا اندازه گرفته شود و درتناسب با آن شير تنظيم (Throttling) روي لوله خروجي پمپ نصب و تنظيم شود. به اين ترتيب قسمتي ازافت فشارکه بر شيرهاي کنترل ترمينال‌ها تحميل مي‌شد به اين شيرمنتقل مي‌شود.

به جاي استفاده ازشيردوراهه روي ترمينال‌ها ازشيرسه راهه استفاده شود. به هنگام حالت پاره بارشيرهاي سه راهه مقداري آب را به جاي آن که ازکويل عبور دهند به لوله کنارگذر هدايت مي‌کنند به نحوي که ميزان آب عبوري ازکويل کاهش مي‌يابد. اين امر ايجاب مي‌کند که لوله کنارگذرافت فشاري حدودا معادل افت فشارمدارکويل داشته باشد. درغير اين صورت بخش اعظم آب به جاي آن که ازکويل عبورکندازلوله کنارگذرعبورخواهد کرد. درحالت پاره بارازآن‌جا که مقاومت لوله‌ها کم شده است (خارج شدن کويل‌ها ازمدار)، ميزان جريان بآ آب عبوري ازسيستم مي‌تواند حتي افزايش يابد. اين امر با بالا رفتن انرژي مصرفي درپمپ‌ها همراه خواهد بود. همچنين ممکن است ب آب به برخي ازترمينال‌ها نرسد، زيرا اختلاف فشار روي شير کنترل آن‌ها براي بازشدن آن‌ها کافي نيست. هزينه‌هاي تهيه ونصب شيرهاي کنترل سه راهه اغلب بيشتر از شيرهاي کنترل دوراهه است.

بعضي ازطراحان درقسمت‌هاي آخر مدار سيستمي متشکل ازشيرهاي کنترل دوراهه، يک لوله کنار گذر قرارمي‌دهند که لوله رفت را به لوله برگشت متصل مي‌کند. روي لوله مزبور يک شيرکنترل نصب مي‌شود که با اختلاف فشارآب داخل لوله رفت وبرگشت عمل مي‌کند. هنگام افزايش فشارداخل مدار، فشارسيستم را کم مي‌کند. تاثيراين حالت مثل نصب شير تنظيم روي مدار است. اين سيستم انرژي مصرفي پمپ‌ها را افزايش مي‌دهد. شير کنترل دراين حالت بايد ازانواع صنعتي انتخاب شود.

راه حل ديگر آن است که درمدار ترمينال‌ها هم از شيرهاي دو راهه استفاده شود وهم از شيرهاي سه راهه. به اين ترتيب درحالت پاره بار در لوله‌ها به سبب وجود تعدادي شيرکنترل دو راهه افت فشار زياد مي‌شود که همراه با کاهش مقدارآب گذر کرده ازمدار است، ولي دراين حالت شيرهاي کنترل سه راهه اجازه نمي‌دهند که کاهش به مقدار زيادي صورت گيرد. تعداد شيرهاي کنترل سه راهه را حدود 50-30? کل شيرها درنظرمي‌گيرند. شيرهاي سه راهه در ترمينال‌هاي دورتر از پمپ مستقر مي‌گردند.

فرآيند کار روي منحني سايکرومتريک
چنان‌چه هواي تازه از طريق دريچه پشت فن کويل‌ها به آن وارد شود واحدهاي فن کويل مانند واحدهاي هواساز کوچک عمل مي‌کنند از اين رو فرآيند کار روي نمودار سايکرومتريک مثل هواسازCAV پايه است. ازچرخه با صرفه تمام هوايي نيز در سيستم فن کويل نمي‌توان استفاده کرد. چنانچه هواي تازه به طورمستقل تامين گردد و به اتاق وارد شود درمنحني سايکرومتريک وضعيت هواي ورودي به کويل همان وضعيت هواي اتاق خواهدبود.


براي مشاهده ليست فن کويل ها اين جا کليک کنيد.

در پايان در صورت بروز هر سوال و يا ابهامي مي‌توانيد با شماره تلفن‌هاي 88323241-021 | 88320448-021 | 88323528-021 تماس حاصل فرماييد تا کارشناسان ما به شما پاسخ دهند.



همه چيز درباره فن کويل