قیمت و مشخصات انواع فن کویل کاستی سقفی دیواری زمینی
شرکت سامان تهویه آسیا
فن کویل
یکی از بهترین سیستم های تمام آبی ، سیستم فن کویل و مینی چیلر است . فن کویل دستگاهی است که از یک فیلتر با راندمان کم و یک یا چند فن سانتریفوژ همراه با کویل سرد و گرم تشکیل شده است . ( برخی از فن کویل ها ، در سیستم چهار لوله ای دارای یک کویل سرد و یک کویل گرم هستند ) هوای ورودی به فن کویل نخست ازروی فیلتر می گذرد و سپس از قسمت فن و بعد از آن از قسمت کویل عبور می کند و وارد اتاق می شود . فن کویل ها برای جلوگیری از نشت آب تقطیر شده در آنها دارای تشتک و لوله تخلیه ( لوله درین ) هستند .
کویل گرمایش فن کویل می تواند به وسیله آب گرم و یا بخار کار کند . در فن کویل بجای کویل گرمایش می توان از المان الکتریکی نیز استفاده کرد .
فن کویل ها انواع مختلفی دارند که عبارتند از :
فن کویل ایستاده :
از فن کویل ایستاده زیاد استفاده می شود . به صورت ایستاده است و می تواند هرجای مناسبی دراتاق استقراریابد . چنانچه فاصله کف اتاق تا زیر پنجره کم باشد می توان از نوع کوتاه آن استفاده کرد . ارتفاع این نوع کم است ولی پهنای آن زیادتر از فن کویل های ایستاده معمولی است . دریچه هوای خروجی از فن کویل های ایستاده می تواند در بالا و یا در قسمت جلوی فن کویل تعبیه شود . بدین ترتیب هوادهی یا به طرف بالا و یا به طرف جلو خواهد بود . ظاهر فن کویل ها مناسب است ، از این رو استقرار آنها دراتاق اغلب با طرح عمومی اتاق سازگار است . فن کویل های ایستاده برای فضاهای اداری و یا آپارتمان ها مناسب اند . صدای فن کویل های ایستاده به این سبب که دراتاق قراردارند می تواند برای فضاهایی که نیاز به سکوت و آرامش دارند ( آپارتمان ها ) بیش ازمیزان مورد نظر باشد . ولی این امر برای ادارات و اماکنی که رفت و آمد درآنجا زیاد است مشکل تلقی نمی شود .
فن کویل های سقفی کابینتی :
این فن کویل ها مانند فن کویل های ایستاده هستند با این تفاوت که در زیر سقف و به صورت افقی استقرارمی یابند . هوادهی در این فن کویل ها از دریچه جلوی آنها و جهت آن افقی است . این نوع فن کویل به صورت روکار نصب می شود و برای فضاهایی که به دلایلی نتوان درآنها از فن کویل ایستاده استفاده کرد مناسب اند .
فن کویل های سقفی توکار :
این فن کویل ها بالای سقف کاذب نصب می شود و ازدید پنهان هستند . صدای آنها اغلب ، بدین سبب که درداخل پلنوم سقف کاذب قراردارند از دوحالت بالا کمتر است . مشکل این نوع فن کویل ها ، سختی دسترسی به آنها ، تمیز کردن فیلترآنها و یا تعمیرات احتمالی آنها است . هوای برگشت اتاق به دو محل مناسب یکی از این روش ها است . در این حالت هوای برگشت نخست وارد فن کویل می تواند پوسته خارجی نداشته باشد . هوای برگشت همچنین می تواند از طریق کانال برگشت به پلنوم برگشت فن کویل راه یابد . صدا در این نوع فن کویل بیشتر از نوع بدون پوسته است .
فن کویل کانالی :
این نوع فن کویل مانند حالت قبل است با این تفاوت که فن آن فشار استاتیک بیشتری دارد . از این رو می توان هوای خروجی از آن را ازطریق کانال به چندین اتاق رساند . صدای این فن کویل ، چنانچه ضوابط و اصول طراحی در نصب آن رعایت گردد می تواند کمتر از حالت های قبل باشد ، زیرا محل آن می تواند دورتر و درجایی درنظر گرفته شود که افزایش صدا در آنجا مهم تلقی نمی شود . دسترسی به این نوع فن کویل و تعمیر و نگهداری آن نیز با مشکلاتی روبرو است و ضعف آن تلقی می شود . در مورد فن کویل های سقفی که در داخل پلنیوم و بالای سقف کاذب نصب می شوند لازم است که جزئیات استقرار و چگونگی دسترسی به آنها ( از جمله بیرون کشیدن فیلتر و نصب مجدد آن ) و پایین آوردن تمامی دستگاه و نصب دوباره آن مد نظر طراح قرار گیرد . در این نوع فن کویل هوای برگشت از اتاق ها با هم مخلوط می شوند ، از این رو در جاهایی که لازم است هوادهی به اتاق ها و برگشت آن به صورت مستقل صورت گیرد به کار نمی آید .
هوای تازه مورد نیاز تهویه اتاق می تواند به دو صورت تامین شود . در فن کویل های ایستاده متعارف این هوا می تواند از طریق دریچه کوچک پشت فن کویل که به هوای خارج راه دارد وارد فن کویل شود . همچنین درمورد انواع مختلف فن کویل های سقفی و ایستاده لازم است هوای تازه نخست به وسیله دستگاه هواساز مستقل تا دمای هوای اتاق سرد یا گرم شود و سپس از طریق کانال هایی به اتاق و یا به پشت فن کویل ها راه یابد .
استفاده از فن کویل از لحاظ مصرف انرژی مناسب و با صرفه است . در این جا باز گرمایش و یا مخلوط کردن دو هوای سرد و گرم در کار نیست . از این رو اتلاف انرژی وجود ندارد . انرژی فن نیز به کمترین مقدار خود می رسد زیرا افت انرژی به سبب انتقال هوا در کانال ها وجود ندارد . مقدار انرژی مورد نیاز پمپ سیرکولاسیون آب سرد و گرم نیز در مقایسه با انرژی مصرفی فن اصلی در سیستم هواساز به مراتب کمتراست .
شبکه لوله کشی سیستم تمام آبی فن کویل می تواند به سه روش زیرصورت گیرد :
فن کویل با سیستم دو لوله ای .
فن کویل با سیستم سه لوله ای .
فن کویل با سیستم چهار لوله ای .
سیستم فن کویل های دو لوله ای
دراین سیستم آب سرد یا آب گرم به وسیله دو لوله رفت و برگشت به فن کویل وارد و از آن خارج می شود . لازم است درتابستان ها آب سرد و در زمستان ها آب گرم در لوله ها جریان یابد . به این دلیل ضروری است که در مقطعی از سال سیستم از وضعیت سرمایش به گرمایش و برعکس تبدیل شود .
سیستم دو لوله ای از تجهیزات مرکزی سرمایش و گرمایش ، شبکه توزیع آب و ترمینال ها تشکیل شده است . ترمینال ها دارای یک کویل می باشند که در تابستان آب سرد از آنها می گذرد و در زمستان آب گرم . دمای اتاق از طریق کنترل اتوماتیک شیر کویل و یا از طریق قطع و وصل شدن اتوماتیک فن دستگاه کنترل می شود . غالبا به صورت دستی دور فن را می توان روی هر یک از سه وضعیت کند ، متوسط و تند قرارداد . کنترل همچنین می تواند به وسیله تغییر اتوماتیک دور فن به صورت تدریجی انجام گیرد . در این وضعیت موتور فن نیازمند به سرمایش ، دور فن بتدریج زیاد و با کاهش آن کم می شود . دراین وضعیت موتور فن نیازمند تجهیزات کنترل دوراست. نمی توان هر دوحالت سرمایش و گرمایش را در این سیستم هم پای هم در اختیار داشت . از این رو چنانچه برخی اتاق ها نیاز به سرمایش و برخی دیگر نیاز به گرمایش داشته باشد ، این سیستم قادر به پاسخگوئی به هر دو این نیازها نیست . در برخی مناطق تعیین دقیق زمان تبدیل سیستم از سرمایش به گرمایش و برعکس غیر عملی است . زیرا در این مناطق در ماه های بینا بینی ، برخی روزها دمای هوای بیرون افزایش می یابد ؛ به قسمی که در فضا های پیرامونی نیاز به سرمایش احساس می شود و در روزهای دیگر دمای بیرون افت می کند به طوری که به همین فضاها لازم است گرمایش داده شود . همچنین چنانچه ساختمان در روز و شب مورد استفاده قرارگیرد ممکن است همراه با کاهش دمای هوای بیرون سرمایش مورد نیاز به گرمایش باشد ، در حالی که در روز به سبب افزایش دمای هوای بیرون سرمایش مورد نیاز باشد . در هر حال ، این وضعیت به وضوح نشان می دهد که تعیین زمان تبدیل سیستم از سرمایش به گرمایش و برعکس در بسیاری از مناطق در سیستم دو لوله ای به راحتی ممکن نیست . این یکی ازمعایب سیستم دو لوله ای محسوب می شود . به همین دلیل از این سیستم در جاهایی که نیازمند کنترل دقیق دما است ، مانند هتل های چهار و پنج ستاره و یا ادارات مدرن استفاده نمی شود . از سوی دیگر زون های داخلی همواره نیازمند سرمایش هستند . سیستم فن کویل دولوله ای در زمستان ، زمانی که به سیستم گرمایش تنها تبدیل می شود ، نمی تواند نیازهای زون های داخلی را صرفه جویی در انرژی استفاده کرد . چنانچه مدار فن کویل های زون های داخلی مستقل از فن کویل های زون های پیرامونی طراحی و اجرا شده باشد ، با تغییراتی درطراحی می توان از چرخه با صرفه هیدرونیک برای زون های داخلی استفاده کرد .
کنترل
همان طور که اشاره شد کنترل فن کویل ها اغلب به طور اتوماتیک یا به وسیله شیر کنترل دو راهه یا سه راهه و یا با خاموش و روشن فن دستگاه صورت می گیرد .
در رایزرهای که فن کویل ایستاده به صورت سری به آنها وصل شده اند کنترل می تواند به طور اتوماتیک از طریق کنار گذر دادن هوا از کویل به توسط دمپر رخ و کنار گذر صورت گیرد .
چنانچه هوای تازه توسط دستگاه هواساز مستقل رطوبت زدایی نشود ، لازم است که هم بار محسوس و هم بار نهان به وسیله کویل سرمایش فن کویل حذف شود . در این حالت چنانچه هوای تازه مورد نیاز تهویه از طریق دریچه پشت فن کویل و یا از طریق پنجره وارد اتاق گردد ، ضریب حرارت محسوس اتاق نوسانات زیادی خواهد داشت . از آنجا که کنترل واحد ترمینال براساس دمای خشک صورت می گیرد میزان رطوبت اتاق می تواند از کنترل خارج شود .
چنانچه کنترل به توسط شیر کنترل روی کویل صورت گیرد ، همراه با کاهش بار اتاق شیر کنترل به تدریج بسته می شود و رطوبت زدایی پایین می آید ، قسمتی که پس از چندی رطوبت اتاق می تواند بیشتر از حد مورد نظر در طراحی گردد . در حالت کنترل از طریق روشن و خاموش شدن فن ، با کاهش بار اتاق فن از کار می افتد وهوای کمتری از دریچه پشت فن کویل وارد اتاق می شود . همچنین از آنجا که روی کویل شیر کنترل وجود ندارد ، آب با دبی طراحی از کویل عبورکرده باعث رطوبت زدایی می شود . در نتیجه کنترل رطوبت بهترخواهد بود ( هر چند که در این حالت نیز رطوبت اتاق نوسان می کند ) . یکی از راه های گریز از این تنگنا کنترل اتوماتیک دمپر هوای تازه پشت فن کویل است . در این حالت با خاموش شدن فن کویل دمپر بسته می شود . راه دیگر تهویه هوای تازه به وسیله هواساز مستقل و انتقال آن با کانال به اتاق ها است . در این حالت رطوبت اساسا به وسیله هواساز هوای تازه گرفته می شود .
کنترل اتوماتیک دستگاه بر اثر خاموش و روشن شدن فن و انتخاب دستی دور فن ( کند ، متوسط ، تند ) همراه با توزیع نا مناسب هوا دراتاق ، نوسانات دما و نیز تولید صدا است . هر چند این وضعیت در بسیاری از ساختمان ها مورد قبول است .
نمودارهای قبل نشان می دهد که کنترل رطوبت از طریق کنترل فن بهتر از کنترل به وسیله شیرکنترل اتوماتیک روی کویل است . چنانچه دمای هوای خارج در زمستان ها پایین باشد ( کمتر از 15درجه فارنهایت ) و چنانچه از شیر کنترل روی کویل استفاده شود ، در حالت پاره بار از آنجا که دریچه پشت فن کویل باز است ، هوای سرد بیرون می تواند باعث یخ زدن آب داخل کویل شود .
چنانچه کنترل سرعت فن به صورت دستی باشد و در ضمن جریان آب نیز با شیر کنترل روی کویل کنترل شود هزینه ها بالا خواهد رفت ، ولی کنترل در مجموع بهتر خواهد شد . اگر شیر کنترل از نوع باز و بسته باشد نوسانات دمای اتاق و نیز صدای ناشی از باز و بسته شدن شیرمی تواند مشکل آفرین باشد . ولی این امر با انتخاب شیر کنترل تدریجی همراه با موتوری که با صدای کم کار می کند بر طرف می شود . ترموستات باید یا به صورت اتوماتیک ، یا درحالت دوم ترموستات دیگری که دمای آب عبوری از کویل را اندازه می گیرد می تواند بنا به نیاز ، حالت ترموستات اتاق را از زمستانی به تابستانی و بر عکس تغییر دهد . دربرخی مکان ها بهتراست مدار الکتریکی مجزایی برای فن کویل ها در ساختمان در نظر گرفته شود . در این حالت مجموعه فن کویل های ساختمان را می توان با کلید دستی یا اتوماتیک خاموش یا روشن کرد . این امر در برخی ساختمان هایی که شب ها مورد استفاده ندارند در مصرف انرژی صرفه جویی قابل ملاحظه ای خواهد کرد .
سیستم فن کویل های دو لوله ای همراه با المان برقی اضافی
چنانکه گفته شد ، تعیین زمان تغییر حالت سیستم دولوله ای ، به ویژه در مناطقی که دمای هوای بیرون در ماه های بینا بینی با نوسان همراه است کار مشکلی است . دراین حالت مناطق سیستم دو لوله ای نمی تواند به خوبی جوابگوی نیازهای تهویه مطبوع ساختمان باشد . یک راه گریز از این وضعیت استفاده از المان الکتریکی اضافی در فن کویل است . ظرفیت المان حرارتی کم است زیرا تنها برای استفاده در ماه های بینا بینی که دمای هوای بیرون زیاد سرد نشده است مورد استفاده قرار می گیرد . در ماه های بینا بینی ، چنانچه دمای هوای بیرون زیاد نشده است مورد استفاده قرار می گیرد . در ماه های بینا بینی ، چنانچه دمای هوای بیرون کمی سرد شود به قسمی که اتاق نیاز به گرمایش داشته باشد ، شیر کنترل کویل سرد به طور اتوماتیک بسته می شود والمان اکتریکی شروع به کار می کند .
المان همراه با خاموش شدن فن خاموش می شود . ترموستات اتاق که هم شیر فن کویل را کنترل می کند و هم المان اکتریکی را ، می تواند دارای “ گستره صفر ” باشد . در این حالت نه سرمایش خواهیم داشت و نه گرمایش . به این ترتیب قادر خواهیم بود تا مشکل فن کویل دو لوله ای را در ماه های بینا بینی حل کنیم .
البته این راه حل کامل نیست زیرا اتاق هایی هستند که حتی در زمستان ها ، به سبب تابش زیاد خورشید و یاعوامل دیگرنیاز به سرمایش دارند ، در حالی که سیستم فوق نمی تواند جوابگوی این نیاز باشد . زمانی که نیاز به گرمایش است ، سیستم مرکزی از سرمایش به گرمایش تبدیل می شود . ترموستات اتاق از طریق آکوستاتی که دمای آب داخل لوله را اندازه می گیرد متوجه این تغییر حالت سیستم مرکزی می شود و وضعیت خود را از تابستانی به زمستانی تغییرمی دهد . همراه با این تغییرالمان اکتریکی از کارمی افتد و شیر کنترل کویل گرمایش به فرمان ترموستات شروع به کار می کند . در این حالت تنها کویل گرمایش گرمای مورد نیاز اتاق را در زمستان ها تامین می کند .
سیستم فن کویل های دو لوله ای با المان برقی برای تامین کامل گرمایش
برخی اوقات در مناطق گرم با هوای معتدل زمستانی ، نیاز به گرمایش زمستانی کم است ، در این حالت شاید بهتر باشد المان حرارتی اکتریکی ، کل بار گرمایش زمستانی را نیز تامین کند . چنانچه هزینه های برق مصرفی در محل کم باشد ، استفاده از این سیستم ممکن است کاملا به صرفه باشد ، زیرا در این حالت موتور خانه مرکزی گرمایش کاملا حذف و یا به میزان زیادی کوچک می شود ، کنترل این سیستم مشابه حالت قبل است با این تفاوت که هنگام نیاز به گرمایش ، تغییر حالتی در سیستم روی نمی دهد و المان حرارتی وظیفه گرمادهی به اتاق راحتی در زمستان بر عهده خواهد داشت .
سیستم فن کویل های سه لوله ای
این سیستم دارای یک لوله آب گرم ورودی ، یک لوله آب سرد ورودی و یک لوله مشترک برگشت است . شیر کنترل کویل مشترک از نوع سه راهه مخصوص است . این شیر یا به آب سرد اجازه ورود به کویل را می دهد و یا به آب گرم . شیر طوری ساخته شده است که قسمت گرم شیر به تدریج از حالت کاملا باز به حالت کاملا بسته تغییر وضعیت می دهد . پس از چندی قسمت شیر از حالت کاملا بسته شروع به باز شدن می کند . در وضعیتی خاص هر دو قسمت گرم و سرد بسته است . به این ترتیب آب سرد ورودی هیچ گاه با آب گرم ورودی مخلوط نمی شود . لوله مشترک برگشت نیز آب سرد و آب گرم را به چیلر و یا به دیگ موتور خانه مرکزی هدایت می کند . چنانچه همه واحدهای فن کویل نیاز به سرمایش یا گرمایش داشته باشند ، آب سرد و گرم از طریق لوله برگشت مشترک با هم مخلوط می شود و اتلاف انرژی را به همراه دارد . این سیستم هرچند زمانی مورد استفاده داشت ولی امروزه به سبب اتلاف انرژی مورد استفاده قرارنمی گیرد . به ویژه با توجه به این که از طریق اضافه کردن یک لوله و تبدیل سیستم سه لوله ای مشکل فوق کاملا حل می شود .
سیستم فن کویل های چهار لوله ای
به منظور حذف مشکلات سیستم دو لوله ای و سه لوله ای ، سیستم چهار لوله ای ابداع شده است . در این سیستم هر فن کویل دارای دو کویل سرد وگرم و یا دارای یک کویل مشترک است . دو لوله آب سرد و گرم را به این کویل می رسانند و دو لوله نیز آب سرد و گرم را از این کویل ها برگشت می دهند . ترموستات اتاق مستقیما به شیر کنترل کویل ها فرمان می دهد . به هنگام نیاز به آب سرد کم و شیر کنترل کویل سرد باز می شود .
همراه با کاهش بار سرمایش نیاز به آب سرد کم و شیر کنترل کویل سرد به تدریج بسته می شود تا جایی که کاملا بسته شود . پس از چندی با کاهش بیشتر دمای اتاق ، شیر کنترل کویل گرم به تدریج بازمی شود . می توان برای سیستم کنترل ، “ گستره صفر ” در نظر گرفت ، بدین ترتیب در وضعیتی خاص هیچ یک از دو شیر کنترل سرد و گرم باز نیستند . دستگاه های تبرید و نیز دیگ های مرکزی آب گرم می توانند در همه اوقات کار کنند . در این حال ، همواره آب سرد و یا آب گرم موجود خواهد بود و هر اتاق بسته به نیاز سرمایش یا گرمایش خود از آب سرد یا گرم بهره خواهد برد .
سیستم چهار لوله ای انعطاف پذیری زیادی دارد و برای ساختمان هایی به کار می رود که نیازمند تهویه مطبوع یا کیفیت بالا و سیستم های مستقل برای هر اتاق هستند . از جمله ساختمان های اداری ، هتل ها و غیره .
البته اغلب اوقات در مناطقی با زمستان های سرد ، زمانی که دمای هوای خارج کاملا سرد است ، می توان دستگاه های تبرید مرکزی را خاموش کرد و یا در تابستان های گرم دیگ های آبگرم را از مدار فن کویل ها خارج نمود . این سیستم نیازی به “ تغییرات حالت ” که یکی از مشکلات سیستم دو لوله ای است ندارد .
چنانچه در زمستان چیلر های مرکزی خاموش شوند ، مسلم است که تهویه مطبوع اتاق های زون داخلی که همواره نیاز به سرمایش دارند با مشکل مواجه خواهد شد . در این حالت می توان مدار لوله های زون داخلی را از مدار زون پیرامونی جداکرد و برای تامین سرمایش زون داخلی از چرخه با صرفه هیدرونیک استفاده کرد . به این ترتیب در ماه های زمستان دستگاه تبرید مرکزی خاموش می شود و آب خنک مورد نیاز زون داخلی از طریق برج خنک کن یا کندانسور تبخیری و به وسیله چرخه با صرفه هیدرونیک تامین می گردد .
هوای مورد نیاز تهویه
در سیستم فن کویل هوای مورد نیاز تهویه را یا می توان از طریق دریچه های پشت فن کویل ها تامین کرد و یا از طریق سیستم مستقل هوای تهویه شده تازه . مشکلات حالت اول را ب رشمردیم . سوای این مشکلات نمای ساختمان و زشتی آن در نتیجه استفاده از دریچه های متعدد ، همچنین بر هم خوردن توازن هوا در اتاق ها به سبب افزایش فشار هوای بیرون ، به ویژه در زمستان ها که سرعت باد زیاد می شود و برخی اوقات هوا توفانی است ، از مشکلات دیگر این سیستم است . در ساختمان های بلند مرتبه نیز به سبب “ اثر دودکش ” فشار داخل ساختمان در قسمت پایین آن نسبت به فشار هوای بیرون منفی می شود ، به قسمی که هوای بیرون از طریق دریچه پشت فن کویل به راحتی و بدون کنترل وارد اتاق می شود . در قسمت بالای ساختمان این فشار مثبت می شود و هوای اتاق به میزانی زیاد از طریق دریچه پشت فن کویل و بدون کنترل ، از اتاق خارج می شود .
مشکلات بالا ایجاب می کند که برای ارتقاء کیفیت هوای اتاق ها و به منظور توزیع هوای تهویه شده تازه به اتاق ها ازشبکه کانال استفاده شود . در این سیستم به منظور تهویه هوای تازه از یک یا چند هواساز مرکزی استفاده می شود . البته این سیستم ( فن کویل + سیستم مستقل هوای تازه تهویه شده ) جزو سیستم های آبی ـ هوایی طبقه بندی می شود .
مزایا و معایب سیستم فن کویل
سیستم تمام آبی فن کویل مزایایی به شرح زیردارد :
- فضای کمتری را اشغال می کند .
- به منظور تهویه مطبوع ساختمان های موجود به راحتی مورد استفاده قرارمی گیرد .
- اتاق مرکزی برای هواساز ، همچنین فضای زیاد به منظور کانال کشی حذف می شود .
- دمای هر اتاق را می توان به طورمستقل کنترل کرد .
- آلودگی هر یک از اتاق ها به سایر اتاق ها سرایت نمی کند ( در بعضی اوقات این امر بسیار حائز اهمیت است )
- چون سیستم دارای کانال کشی رفت و برگشت نیست به هنگام حریق ، کنترل آتش و دود های حاصل از آن راحت تر از سیستم های تمام هوایی است .
- چون در این سیستم به منظور گرمایش از آب گرم با دمای پایین استفاده می شود ، می توان همراه این سیستم از سیستم های بازیافت گرمایی و نیز گرمایش خورشیدی استفاده کرد .
معایب
- تعمیر و نگهداری آن کاربر است و لازم است بخشی از آن درمحل یا اتاق انجام شود .
- چنانچه رطوبت زدایی به توسط دستگاه هواساز مرکزی انجام نشود ، در مناطقی که رطوبت بالا دارند کنترل رطوبت در آن خوب نیست .
- به تشتک و لوله هایی به منظور تخلیه آب تقطیر شده نیاز است .
- فیلتراسیون هوا به سبب استفاده از فیلتر های راندمان کم ، خوب نیست .
- چنانچه از دستگاه هواساز مرکزی به منظور تامین هوای تازه استفاده نشود ، کنترل مقدار هوای تازه ورودی به اتاق ها برای حفظ کیفیت هوا مناسب نیست .
موارد کاربرد فن کویل ها در ساختمان های مسکونی ، اداری ، تجاری و ...
به منظور تهویه مطبوع ساختمان های اداری ، ساختمان های مسکونی چند طبقه ، هتل ها و مدارس از این سیستم استفاده می شود . از فن کویل برای زون های پیرامونی و اتاق هایی که در تابستان ها نیاز به سرمایش و در زمستان ها نیاز به گرمایش دارند استفاده می شود . چنانچه برای فضاهای داخلی که همواره در طول سال نیاز به سرمایش دارند از ترمینال های تمام آبی استفاده شود ، باید در طول سال دستگاه تبرید مرکزی روشن باشد . در واقع هنگام استفاده از سیستم فن کویل ، نمی توان از چرخه با صرفه تمام هوایی در زمستان ها استفاده کرد . لیکن این امکان هست که در طول ماه های سرد ، به منظور سرمایش زون های داخلی ، از چرخه با صرفه هیدرونیک استفاده کرد .
همچنین در ساختمان هایی که نیاز به کنترل دقیق مقدار هوای تازه و نیز مقدار رطوبت است ، این سیستم مزیت چندانی ندارد . از طرف دیگر سیستم تمام آبی فن کویل امکان کنترل دمای هر اتاق را به صورت مستقل در اختیار می گذارد . در واقع در این سیستم در یک لحظه می توان تعداد زیادی زون را کنترل کرد . در مورد هتل های کلاس بالا ( 4 و 5 ستاره ) سیستم فن کویل چهارلوله ای مورد استفاده فراوان دارد . چنانچه بخواهیم از مزایای سیستم فن کویل استفاده کنیم و درعین حال هوای تازه با کیفیت خوب و به مقدار کافی به اتاق ها برسانیم ، لازم است هوای تازه مستقلا به توسط یک هواساز CAVتهویه مطبوع شده ، از طریق کانال هایی در اتاق ها توزیع شود .
چگونگی طراحی فن کویل ها در فضا
مبنای انتخاب فن کویل ها بارهای اوج سرمایی اتاق است ( بار محسوس و بار کل ) . چنانچه هوای تازه ازطریق دریچه پشت فن کویل وارد اتاق شود در محاسبات بارهای حرارتی و برودتی اتاق لازم است که این هوا به حساب آید . چنانچه هوای تازه از طریق هواساز مستقلی تامین می شود ، بار هوای تازه در محاسبات بارهای حرارتی و برودتی اتاق منظور نخواهد شد . در این حالت هواساز هوای تازه براساس 100 درصد هوای تازه انتخاب خواهد شد . مقدار هوادهی این هواساز از جمع هوای تازه اتاق هایی که هواساز مزبور هوای تازه آنها را تامین می کند بدست خواهد آمد . در تابستان ها هوای تازه از وضعیت هوای خارج تا چند درجه کم تر از دمای اتاق ( معمولا حدود 70 درجه فارنهایت ) سرد می شود . در زمستان ها این هوا از دمای هوای خارج در زمستان ها تا دمای اتاق یا چند درجه بیشتر گرم می شود .
انتخاب چیلر های مرکزی بر اساس بار بلوک سیستم به علاوه بار هوای تازه خواهد بود . در محاسبه بار بلوک لازم است ضرایب همزمانی در مورد چراغ ها ، انسان ها و سایر وسایل الکترونیکی و گرما زا دخالت داده شود . قطر لوله های آب سرد و گرم و همچنین انتخاب پمپ ها بر اساس چگونگی کنترل فن کویل ها تعیین خواهد شد . چنانچه کنترل فن کویل ها صرفا براساس خاموش شدن و روشن شدن فن
آنها صورت گیرد و هیچگونه کنترلی روی مقدار آب ورودی به آنها وجود نداشته باشد ، قطر هر قسمت از لوله بر اساس جمع حداکثر بار کل زون های مربوط به آن قسمت از لوله تعیین خواهد شد . در این حالت پمپ سیرکولاسیون آب نیز براساس حداکثر دبی بدست آمده از طریق فوق مشابه حالت قبل خواهد بود زیرا وظیفه شیر سه راهه صرفا کنار گذار دادن مقداری آب از کویل سرمایش فن کویل است. در این حالت کل مقدار آب در گردش تغییری نخواهد کرد . چنانچه برای کنترل فن کویل از شیرهای دوراهه استفاده شود ، لوله کشی بر اساس جمع حداکثر بار زون های مربوط به هر لوله ضرب در ضریب همزمانی اندازه گیری خواهد شد .
لازم به یاد آوری است که برخی از صاحب نظران ضریب همزمانی را از جذر ضریب همزمانی بالا بدست می آورند . استدلال آنان این است که بسیاری از ساکنان در تابستان ها ترموستات اتاق خود را روی دمایی کم تر از درجه حرارت طراحی قرار می دهند .
تعیین نقطه تبدیل سیستم سرمایش و گرمایش فن کویل ها
نقطه تبدیل سیستم سرمایش ، به درجه حرارت هوای خارجی اطاق می شود که پایین تر از آن دیگر در هیچ یک از زون ها نیازی به آب سرد به منظور حذف گرما نیست .
نقطه تبدیل سیستم گرمایش به دمای هوای خارجی اطاق می شود که بالاتر از آن دیگر به آب گرم به منظور گرمایش اتاق نیازی نیست .
درصورتی که وضعیت زیرحاکم باشد فضای مورد نظر نیاز به آب سرد به منظور سرمایش ندارد :
حرارت انتقالی خارج شده از اتاق + سرمای ورودی به اتاق از طریق سیستم های سرما زای دیگر =
گرمای داخلی + گرمای ناشی از تابش خورشید
محاسبات بالا تقریبی است زیرا پارامترهای موجود در معادله با گذشت زمان تغییرمی کنند . چنانچه بیشترین مقدار گرمای ناشی از تابش خورشید برای زمانی از سال در نظر گرفته شود ، که احتمال می رود در آن زمان به وقوع بپیوندد . کمترین دمای هوای خارج که در آن نیاز به سرمایش است بدست می آید .
چنانچه کمترین مقدار بارهای داخلی و بارهای ناشی از تابش خورشید در معادله قرار داده شود ، بالاترین دمای هوای خارج که در آن نیاز به گرمایش است بدست می آید .
گستره دو دمای فوق حیطه ای است که در آن هم به گرمایش وهم به سرمایش نیاز است .
چنانچه این گستره وسیع باشد ، مثلا برای اتاقی رو به جنوب که بارهای داخلی بالا ولی متغیری دارد ، سیستم دو لوله ای مناسب نیست . در مورد چنین اتاقی باید از سیستم دو لوله ای همراه با گرمایش به توسط المان حرارتی و یا از سیستم چهار لوله ای استفاده کرد .
متوازن کردن شبکه لوله کشی فن کویل ها
شبکه لوله کشی سیستم تمام آبی باید طوری طراحی شود که جریان آب در لوله ها متوازن شود و هر ترمینال به میزان مورد نیاز خود آب سرد یا آب گرم دریافت کند .
چنانچه نواسانات مقدار آب تا 25 درصد باشد ظرفیت کویل ترمینال حدود 10 درصد نوسان خواهد داشت . به این ترتیب ملاحظه می شود که با قدری دقت در طراحی شبکه لوله ها و نیز متوازن کردن سیستم به توسط شیرهای کنترل دستی ، جریان عبوری از فن کویل ها را می توان به مقدار زیادی مطابق طرح تنظیم کرد .
به منظور متوازن کردن سیستم لوله کشی لازم است دو شرط زیر برقرار باشد :
- افت فشار در مدارهای موازی حداقل 40 درصد تغییرات افت فشار در کل مدار باشد .
- افت فشار در مدارهای موازی با هم همخوانی معقولی داشته باشند ، یعنی سعی شود ترمینال هایی زیاد و افت کم در مدار قرار نگیرد ( افت مدار موازی شامل افت فشار روی شیر دستی ، شیر کنترل اتوماتیک و کویل سرمایش است ) .
مدار می تواند به صورت مدار برگشت مستقیم و یا برگشت معکوس طراحی شود . مدار برگشت مستقیم هم ساده تر است و هم ارزان تر ، ولی توازن جریان آب در آن مشکل تر است . در این حالت لازم است که روی مدارهای فرعی موازی و قبل از کویل سرمایش شیر کنترل دستی قرار داده شود .
در مدار برگشت معکوس از آنجا که مسیر رفت و برگشت کلیه مدارهای موازی یکی است ، توازن سیستم به خودی خود برقرار است . بهتر است به منظور توزیع مناسب جریان آب و متوازن کردن سیستم در ابتدای رایزرها و نیز روی لوله های افقی که چندین رایز را تغذیه می کنند ، شیر کنترل دستی کار گذاشته شود . شیرهای کنترل دستی می توانند از انواع توپی ( Ball ) ، پلاگ ( Plug ) و یا کف فلزی ( Globe ) باشند .
چنانچه روی فن کویل ها ازشیر کنترل دوراهه استفاده می شود ، همراه با حالت پاره بار شیرهای کنترل دو راهه بسته می شوند . بدین ترتیب مقاومت مدار افزایش می یابد و جریان آب عبوری از لوله ها کاهش خواهد یافت . در این وضعیت ارتفاع آبدهی پمپ نیز افزایش می یابد ( منحنی سیستم لوله ها به طرف چپ متمایل می گردد و نقطه کارکرد جدید به طرف چپ روی منحنی پمپ حرکت می کند ) . چنانچه اختلاف فشار دو طرف شیر کنترل دو راهه از حد متعارف زیادتر شود ، فشار از حداکثر مورد نیاز برای بسته شدن شیر فراتر خواهد رفت . بدین ترتیب کارکرد شیر کنترل مختل می شود و کنترل دمای اتاق از دست می رود .
فشار بیش از حد می تواند به نشیمنگاه ( seat ) شیرآسیب برساند و تعویض زود هنگام قسمت های خراب شده شیر کنترل را لازم سازد .
برای اجتناب از این وضع چند راه وجود دارد :
- اختلاف فشار سیستم ، جایی در وسط لوله رفت و برگشت اندازه گرفته شود و دور پمپ در تناسب با افزایش یا کاهش اختلاف فشار فوق کم یا زیاد شود . بدین ترتیب قادر خواهیم بود در حالت پاره بار مقدار جریان و فشار سیستم را کاهش داده و کنترل کنیم .
- اختلاف فشار سیستم لوله ها به طریق بالا اندازه گرفته شود و در تناسب با آن شیر تنظیم ( Throttling ) روی لوله خروجی پمپ نصب و تنظیم شود . به این ترتیب قسمتی از افت فشار که بر شیرهای کنترل ترمینال ها تحمیل می شد به این شیر منتقل می شود .
- به جای استفاده از شیر دوراهه روی ترمینال ها از شیر سه راهه استفاده شود . به هنگام حالت پاره بار شیر های سه راهه مقداری آب را به جای آن که از کویل عبوردهند به لوله کنار گذر هدایت می کنند به نحوی که میزان آب عبوری ازکویل کاهش می یابد . این امر ایجاب می کند که لوله کنار گذر افت فشاری حدودا معادل افت فشار مدار کویل داشته باشد . در غیر این صورت بخش اعظم آب به جای آن که از کویل عبور کند از لوله کنار گذر عبور خواهد کرد . در حالت پاره بار از آنجا که مقاومت لوله ها کم شده است ( خارج شدن کویل ها از مدار ) ، میزان جریان آب عبوری از سیستم می تواند حتی افزایش یابد . این امر با بالا رفتن انرژی مصرفی در پمپ ها همراه خواهد بود . همچنین ممکن است آب به برخی از ترمینال ها نرسد ، زیرا اختلاف فشار روی شیر کنترل آنها برای باز شدن آنها کافی نیست . هزینه های تهیه و نصب شیرهای کنترل سه راهه اغلب بیشتر از شیرهای کنترل دوراهه است .
- بعضی از طراحان در قسمت های آخر مدار سیستمی متشکل از شیر های کنترل دوراهه ، یک لوله کنار گذر قرار می دهند که لوله رفت را به لوله برگشت متصل می کند . روی لوله مزبور یک شیر کنترل نصب می شود که با اختلاف فشار آب داخل لوله رفت و برگشت عمل می کند . هنگام افزایش فشار داخل مدار ، فشار سیستم را کم می کند . تاثیر این حالت مثل نصب شیر تنظیم روی مداراست . این سیستم انرژی مصرفی پمپ ها را افزایش می دهد . شیر کنترل در این حالت باید از انواع صنعتی انتخاب شود .
- راه حل دیگر آن است که در مدار ترمینال ها هم از شیرهای دوراهه استفاده شود و هم از شیرهای سه راهه . به این ترتیب در حالت پاره بار در لوله ها به سبب وجود تعدادی شیر کنترل دو راهه افت فشار زیاد می شود که همراه با کاهش مقدار آب گذر کرده از مدار است ، ولی در این حالت شیرهای کنترل سه راهه اجازه نمی دهند که کاهش به مقدار زیادی صورت گیرد . تعداد شیرهای کنترل سه راهه را حدود 50-30 درصد کل شیرها در نظرمی گیرند . شیرهای سه راهه در ترمینال های دورتر از پمپ مستقر می گردند .
فرآیند کار روی منحنی سایکرومتریک
چنانچه هوای تازه از طریق دریچه پشت فن کویل ها به آن وارد شود واحدهای فن کویل مانند واحدهای هواساز کوچک عمل می کنند از این رو فرآیند کار روی نمودار سایکرومتریک مثل هواسازCAV پایه است . از چرخه با صرفه تمام هوایی نیز در سیستم فن کویل نمی توانن استفاده کرد . چنانچه هوای تازه به طورمستقل تامین گردد و به اتاق وارد شود در منحنی سایکرومتریک وضعیت هوای ورودی به کویلل همان وضعیت هوای اتاق خواهد بود .