فن کویل چیست؟

یک دستگاه فن کویل (FCU) وسیله ای ساده است که شامل مبدل حرارتی و فن است. این دستگاه بخشی از سیستم تهویه مطبوع موجود در ساختمان های مسکونی، تجاری و صنعتی و … است. یک فن کویل، دستگاهی با قابلیت های گوناگون است که گاهی اوقات با مکش هوای موجود، درجه حرارت فضای محیط اطراف خود را تنظیم می کند. این کنترل توسط یک سوئیچ دستی خاموش/ روشن یا یک ترموستات انجام می شود. تر موستات به فن یا به شیر کنترل فرمان می دهد که با تغییر دور فن یا تغییر میزان دبی آب ورودی به کویل ها می توان به دمای مطلوب در هر فضا دست یافت.

اساسا دستگاه های فن کویل با آب سرد و گرم از دیگ های مرکزی و چیلر تغذیه می شوند. فن کویل ها برای آن که انرژی تولید شده توسط مولد انرژی (گرم کننده یا خنک کننده) را به محیط ارائه دهند، معمولا از دو لوله (گرم یا سرد) و چهار لوله (هر دو واحد گرمایش و خنک کننده به صورت همزمان) بهره می گیرند.

دستگاه فن کویل نصب نسبتا ساده ای دارد. با این حال، برای اطمینان از عملکرد کارآمد نیاز به تعمیر و نگهداری منظم دارند. هنگامی که یک  فن کویل هوا را خنک می کند، آب کندانس شده به روی کویل ها وارد سینی زیر آن می شود و از آنجا توسط لوله ی درین، آب باید تخلیه گردد.

انواع فن کویل

فن کویل کاستی

فن کویل کاستی به دلیل آن که قابلیت نصب در سقف کاذب را دارد، هیچ فضایی را اشغال نمی کند. همچنین از طراحی ظاهری مناسبی برخوردار است و بسیار زیبا به نظر می رسد. بنابراین افرادی که می خواهند فضای کمتری را به فن کویل اختصاص دهند و از طرف دیگر مایل نیستند که زیبایی محیط شان تحت تاثیر قرار گیرد، در مجموع فن کویل کاستی را انتخاب می کنند. در حال حاضر، عمدتا مراکز خرید لوکس و ادارات از فن کوئل نوع کاستی استفاده می کنند. در هنگام انتخاب این دستگاه باید به نکاتی از جمله قابلیت نصب بر روی سقف های نازک و پمپاژ مناسب آب درین به خارج توجه نمود.

فن کویل کاستی یک طرفه

فن کویل کاستی یک طرفه عمدتا در سیستم تهویه مطبوع مرکزی استفاده می شود. طراحی این محصول  برای  جریان هوای یک طرفه است و نصب آن بر روی سقف آسان است.

فن کویل کاستی چهار طرفه

فن کوئل های کاستی چهار طرفه، دارای ۴ جهت مختلف برای دهش هوای سرد یا گرم هستند. آن ها به یک پمپ درین برای خارج کردن آب کندانس مجهز شده اند. روش کنترل میزان دما و حجم هوا در این دستگاه ها معمولا از طریق ریموت کنترل انجام می گیرد.

فن کویل سقفی توکار

فن کویل سقفی توکار درون سقف کاذب قرار داده می شود. از مزایای این نوع فن کویل سادگی نصب و انتخاب محل دریچه هوادهی برای مصرف کنندگان است.  در بیشتر پروژه های ساختمانی، این فن کویل در بالای درِ ورودی هر فضا و زیر سقف کاذب نصب می گردد. در زیر آن دریچه بازدید جهت دسترسی، تعمیر و نگهداری تعبیه می شود.

فن کویل کانالی

فن کویل کانالی دارای فشار استاتیک خارجی بالایی است. از نظر ظاهری مشابه  فن کوئل سقفی توکار است و در داخل سقف کاذب قرار می گیرد. فن کویل های کانالی به دلیل صدای بالا و حجم هوای زیاد نسبت دیگر انواع فن کویل ها، معمولا در راهروهای ساختمان های تجاری، لابی ها و همچنین مکان هایی با ارتفاع سقف زیاد مورد استفاده قرار می گیرند.

فن کویل زمینی

فن کویل زمینی از جمله پرکاربردترین انواع فن کویل ها است که به صورت عمودی بر روی زمین نصب می گردد. این دستگاه عمدتا در مراکز اداری و مسکونی یا مکان هایی که امکان ایجاد سقف کاذب وجود ندارد مورد استفاده قرار می گیرد. که از جمله معایب آن اشغال فضا محیط است، اما هزینه نصب آن نسبت به سایر انواع سقفی و توکار کمتر است. طرز کار این مدل ها معمولا به صورت مکش از روبرو یا پشت و دهش هوا از قسمت بالایی فن کویل است.

کاربردهای فن کویل

کاربرد این سیستم مربوط به مواردی است که بخواهیم درجه حرارت هر فضا بطور جداگانه کنترل نماییم.

همچنین با استفاده از سیستم کویل از انتقال آلودگی بین اتاق ها جلوگیری به عمل خواهد آمد. کاربردهای مناسب این سیستم عبارتند از: هتل ها، ساختمان های مسکونی، ساختمان های اداری، بیمارستان ها و غیره.

مزایای فن کویل

مزیت اصلی فن کویل این است که سیستم لوله کشی آن نیاز به فضای کمتری دارد. این دستگاه قابلیت کار با یک سیستم چیلر و حرارت مرکزی را نیز دارد. همچنین می توان  به منظور کاهش هزینه های انرژی ، فضاهای مختلف را به صورت مجزا کنترل نمود. این دستگاه امکان کنترل هر اتاق را به صورت جداگانه فراهم می کند. از آنجا که این سیستم می تواند با دمای پایین آب نیز گرم شود، درنتیجه برای مناطقی که تولید گرما صرفا توسط صفحات خورشیدی انجام می گیرد مناسب است. برای طراحی تأسیسات موجود ساختمان، لوله کشی و سیم کشی فن کویل از کانالهای بزرگ مورد نیاز برای یک سیستم تمام هوا ساده تر است.

سیستم لوله کشی فن کویل

سیستم های فن کویل به دو نوع تقسیم می شوند: فن کویل دو لوله ای و فن کویل چهار لوله ای. فن کویل دو لوله ای دارای یک لوله ورودی و یک لوله بازگشتی است. لوله تامین آب سرد یا گرم (بسته به هر فصل از سال) به فن کویل وظیفه انتقال آب را بر عهده دارد. واحدهای فن کویل چهار لوله ای دارای دو لوله تامین و دو لوله بازگشت است. این موضوع باعث می شود تا آب گرم یا سرد در هر زمان و بر حسب نیاز و فرمان کنترلی وارد فن کویل شود.

از آنجایی که اغلب لازم است همزمان قسمت های مختلفی از ساختمان را گرم یا سرد کنند، ، دستگاه فن کویل چهار لوله ای به دلیل توان تامین همزمان حرارت و برودت بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد.

فن کویل ممکن است به شبکه های لوله کشی با استفاده از طرح های توپولوژی مختلف مانند “بازگشت مستقیم” مجهز به شیرهای بالانس مستقل از فشار، “بازگشت معکوس” متصل شوند. برای کسب اطلاعات بیشتر نگاه کنید به کتاب ASHRAE “سیستم ها و تجهیزات ۲۰۰۸″، فصل ۱۲.

ترموستات های فن کویل

ترموستات دستگاهی است که دمای یک حجم کنترل یا فضا را اندازه گیری می کند و فرامینی صادر می کند تا دمای سیستم در نزدیکی یک نقطه دلخواه حفظ شود.

ترموستات ها در سیستم هایی مورد استفاده قرار می گیرند که نیاز باشد گرمایش یا سرمایش را به درجه حرارت مورد نیاز تنظیم کنند. از نمونه هایی که در آن ها ترموستات به کار رفته است می توان به گرمایش ساختمان ها، گرمایش مرکزی، سرمایش و تهویه مطبوع و وسایل آشپزخانه از قبیل اجاق و یخچال اشاره کرد.

ترموستات فن کویل به عنوان کنترل کننده “حلقه بسته” عمل می کند، که هدف آن کاهش خطا بین درجه حرارت مورد نظر و اندازه گیری شده است. گاهی اوقات ترموستات به صورت ترکیبی از حسگرهای حساس و کنترل یک سیستم، همانند ترموستات خودرو عمل می کند. در واقع ترموستات وظیفه تشخیص کم یا زیاد بودن دمای موجود نسبت به دمای مورد نظر را دارد تا فرمان تغییر جریان ورودی را به فن کویل بدهد.

ترموستات‌ فن کویل انواع مختلفی دارد که مهمترین تقسیم بندی، دو دسته ترموستات آنالوگ (ترموستات مکانیکی) و ترموستات دیجیتال است. ترموستات ها با توجه به نوع لوله کشی فن کویل ها (۲ یا ۴ لوله) انتخاب می شوند.

نحوه انتخاب فن کویل

نوع

فن کویل ها دارای انواع مختلفی مانند فن کویل های کاستی، یک طرفه یا چهار طرفه، سقفی توکار، کانالی و زمینی هستند که بر اساس نوع کاربری طراحان انتخاب می شود.

ظرفیت

در هنگام محاسبه ظرفیت فن کویل که بر مبنای میزان بار برودتی کل (محسوس و نهان) هر فضا تعیین می گردد همواره سعی نمایید که ظرفیت فن کویل را در دور متوسط مبنای محاسبه قرار دهید.

Q: بار برودتی ساختمان بر حسب (BTU/MIN)

M: دبی هوای فن کویل بر حسب (CFM)

CP: گرمای ویژه هوا در فشار ثابت که عددی معادل ۰۱۸/۰ بر حسب (BTU/ft3. °F)

TΔ: اختلاف دمای بین هوای ورودی و خروجی فن کویل بر حسب درجه ی فارنهایت

سطح صدا

سطح صدا یکی از عواملی است که باید مورد توجه جدی قرار گیرد. موفقیت یا شکست پروژه ی نصب ممکن است بر سطح صدای نهایی تاثیر داشته باشد، و این عامل اغلب نادیده گرفته می شود. از دیگر عوامل موثر بر سطح صدا می توان به ارتفاع سقف، نوع ساخت و ساز سقف، اتاق های آکوستیک و به طور کلی چگونگی قرار گرفتن فن کویل و نوع موتور و فن به کار گرفته شده اشاره کرد.

همچنین در انتخاب فن کویل باید به نکاتی مانند ابعاد دستگاه، زیبایی ظاهری، قابلیت کنترلی مناسب و قیمت آن نیز توجه کرد.

طرز کار فن کویل

آب سرد یا گرم تولید شده ی چیلر یا بویلر توسط پمپ ها از طریق رایزرها به لوله هایی با قطر کوچکتر فرستاده می شوند تا به فن کویل ها (FCU) هدایت شوند. FCU اساسا جعبه ای با فن داخلی است که هوای داخل فضا را می کشد و آن از روی کویل گرم یا سرد عبور می دهد تا دمای هوا را تغییر دهد و سپس این هوا را به داخل فضا پخش می کند. آب سرد به  FCU وارد می شود و از طریق کویل خنک کننده (مجموعه ای از لوله های نازک) عبور کرده و گرمای هوای داخل آن را جذب می کند. آب سرد، گرم شده و در نتیجه هوا در سراسر آن سرد می شود. هنگامی که آب سرد از کویل خنک کننده خارج می شود، در حدود ۵ درجه سانتی گراد (۵۳.۶ درجه فارنهایت) گرمتر خواهد شد و به ۱۲ درجه ی سانتیگراد می رسد. سپس آب سردِ گرم شده از طریق رایزرهای مسیر بازگشت به سمت اواپراتور چیلر بازگردانده می شود. آب سرد مجددا خنک می شود و آماده چرخش درون ساختمان و جمع آوری بار حرارتی بیشتری خواهد شد.