همه انچه باید درباره فن کویل سقفی توکار بدانید
مهمترین و متعارفترین سیستم تمام آبی، سیستم فن کویل است. فن کویل سقفی توکار و دیگر مدل ها ترمینالی است که از یک فیلتر با راندمان کم، و یک یا چند فن سانتریفوژهمراه با کویل سرد و گرم تشکیل شده است. (برخی از فن کویلها، درسیستم چهار لولهای دارای یک کویل سرد و یک کویل گرم هستند.) هوای ورودی به فن کویل نخست ازروی فیلتر میگذرد و سپس از قسمت فن و بعد از آن از قسمت کویل عبورمیکند و وارد اتاق میشود. فن کویلها برای جلوگیری از نشت آب تقطیر شده درآنها دارای تشتک و لوله تخلیه هستند.
کویل گرمایش فن کویل میتواند به وسیله آب گرم و یا بخار کارکند. در فن کویل بجای کویل گرمایش میتوان از المان الکتریکی نیز استفاده کرد.
فن کویلهای سقفی توکار :
این فن کویلها بالای سقف کاذب نصب میشود و ازدید پنهان هستند. صدای آنها اغلب، بدین سبب که در داخل پلنوم سقف کاذب قرار دارند از دو حالت بالا کمتر است. مشکل این نوع فن کویلها، سختی دسترسی به آنها، تمیز کردن فیلتر آنها و یا تعمیرات احتمالی آنها است. هوای برگشت اتاق به دو محل مناسب یکی از این روشها است. در این حالت هوای برگشت نخست وارد فن کویل میتواند پوسته خارجی نداشته باشد. هوای برگشت همچنین میتواند ازطریق کانال برگشت به پلنوم برگشت فن کویل راه یابد. صدا در این نوع فن کویل بیشتراز نوع بدون پوسته است.
هوای تازه مورد نیاز تهویه اتاق میتواند به دو صورت تامین شود. درفن کویلهای ایستاده متعارف این هوا میتواند از طریق دریچه کوچک پشت فن کویل که به هوای خارج راه دارد وارد فن کویل شود. همچنین درمورد انواع مختلف فن کویلهای 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 کانالهایی به اتاق و یا به پشت فن کویلها راه یابد.
استفاده از فن کویل از لحاظ مصرف انرژی مناسب و به صرفه است. در این جا باز گرمایش و یا مخلوط کردن دو هوای سرد و گرم درکار نیست. از این رو اتلاف انرژی وجود ندارد. انرژی فن نیز به کمترین مقدار خود میرسد زیرا افت انرژی به سبب انتقال هوا در کانالها وجود ندارد. مقدار انرژی مورد نیاز پمپ سیرکولاسیون آب سرد و گرم نیز درمقایسه با انرژی مصرفی فن اصلی درسیستم هواساز به مراتب کمتراست.
شبکه لوله کشی سیستم تمام آبی فن کویل سقفی توکار میتواند به سه روش زیرصورت گیرد:
- الف) سیستم دو لولهای
دراین سیستم آب سرد یا آب گرم به وسیله دولوه رفت و برگشت به فن کویل سقفی توکار وارد واز آن خارج میشود. لازم است درتابستانها آب سرد و درزمستانها آب گرم درلولهها جریان یابد. به این دلیل ضروری است که در مقطعی از سال سیستم از وضعیت سرمایش به گرمایش و برعکس تبدیل شود.
سیستم دو لولهای از تجهیزات مرکزی سرمایش و گرمایش، شبکه توزیع آب و ترمینالها تشکیل شده است. ترمینالها دارای یک کویل میباشند که در تابستان آب سرد از آنها میگذرد و در زمستان آب گرم. دمای اتاق از طریق کنترل اتوماتیک شیرکویل و یا از طریق قطع و وصل شدن اتوماتیک فن دستگاه کنترل میشود. غالبا به صورت دستی دور فن را میتوان روی هریک از سه وضعیت کند، متوسط و تند قرارداد. کنترل همچنین میتواند به وسیله تغییر اتوماتیک دور فن به صورت تدریجی انجام گیرد. در این وضعیت موتور فن نیازمند به سرمایش، دور فن به تدریج زیاد و با کاهش آن کم میشود. دراین وضعیت موتور فن نیازمند تجهیزات کنترل کنترل دور است. کنترل میتواند از ترکیب حالت گرمایش. نمیتوان هردوحالت سرمایش و گرمایش را در این سیستم هم پای هم دراختیار داشت. از این رو چنانچه برخی اتاقها نیاز به سرمایش و برخی دیگر نیاز به گرمایش داشته باشد، این سیستم قادر به پاسخگویی به هر دو این نیازها نیست. در برخی مناطق تعیین دقیق زمان تبدیل سیستم از سرمایش به گرمایش و برعکس غیرعملی است. زیرا دراین مناطق در ماههای بینا بینی، برخی روزها دمای هوای بیرون افزایش مییابد؛ به قسمی که درفضاهای پیرامونی نیاز به سرمایش احساس میشود و در روزهای دیگر دمای بیرون افت میکند به طوری که به همین فضاها لازم است گرمایش داده شود. همچنین چنانچه ساختمان درروز 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 میدهد که تعیین زمان تبدیل سیستم ازسرمایش به گرمایش و برعکس در بسیاری ازمناطق درسیستم دو لولهای به راحتی ممکن نیست. این یکی ازمعایب سیستم دو لولهای محسوب میشود. به همین دلیل از این سیستم درجاهایی که نیازمند کنترل دقیق دما است، مانند هتلهای چهار و پنج ستاره و یا ادارات مدرن استفاده نمیشود. ازسوی دیگر زونهای داخلی همواره نیازمند سرمایش هستند. سیستم فن کویل سقفی توکار دو لولهای در زمستان، زمانی که به سیستم گرمایش تنها تبدیل میشود، نمیتواند نیازهای زونهای داخلی را صرفه جویی در انرژی استفاده کرد. چنانچه مدار فن کویلهای زونهای داخلی مستقل از فن کویلهای زونهای پیرامونی طراحی و اجرا شده باشد، با تغییراتی در طراحی میتوان از چرخه با صرفه هیدرونیک برای زونهای داخلی استفاده کرد.
- کنترل فن کویل سقفی توکار
همانطور که اشاره شد کنترل فن کویلها اغلب به طور اتوماتیک یا به وسیله شیر کنترل دو راهه یا سه راهه و یا با خاموش و روشن فن دستگاه صورت میگیرد.
در رایزرهای که فن کویل ستونی ایستاده به صورت سری به آنها وصل شدهاند کنترل میتواند به طور اتوماتیک از طریق کنار گذر دادن هوا از کویل به توسط دمپر رخ و کنار گذر صورت گیرد.
چنانچه هوای تازه به توسط دستگاه هواساز مستقل رطوبت زدایی نشود، لازم است که هم بار محسوس وهم بار نهان به وسیله کویل سرمایش فن کویل حذف شود. دراین 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 بر اساس دمای خشک صورت میگیرد میزان رطوبت اتاق میتواند از کنترل خارج شود.
چنانچه کنترل به توسط شیر کنترل روی کویل صورت گیرد، همراه با کاهش بار اتاق شیر کنترل به تدریج بسته میشود و رطوبت زدایی پایین میآید، قسمتی که پس از چندی رطوبت اتاق میتواند بیشتراز حد مورد نظر طراحی گردد. درحالت کنترل از طریق روشن و خاموش شدن فن، با کاهش بار اتاق فن ازکار میافتد و هوای کمتری از دریچه پشت فن کویل وارد اتاق میشود. همچنین از آنجا که روی کویل شیرکنترل وجود ندارد، آب بادبی طراحی ازکویل عبور کرده باعث رطوبت زدایی میشود. در نتیجه کنترل رطوبت بهترخواهد بود (هرچند که دراین حالت نیز رطوبت اتاق نوسان میکند). یکی از راههای گریز از این تنگنا کنترل اتوماتیک دمپر هوای تازه پشت فن کویل است. دراین حالت با خاموش شدن فن کویل دمپر بسته میشود. راه دیگر تهویه هوای تازه به وسیله هواساز مستقل و انتقال آن با کانال به اتاقها است. دراین حالت رطوبت اساسا به وسیله هواساز هوای تازه گرفته میشود.
کنترل اتوماتیک دستگاه بر اثر خاموش و روشن شدن فن و انتخاب دستی دورفن (کند، متوسط، تند) همراه با توزیع نامناسب هوا دراتاق، نوسانات دما و نیز تولید صدا است. هرچند این وضعیت دربسیاری از ساختمانها مورد قبول است.
کنترل رطوبت از طریق کنترل فن بهتر از کنترل به وسیله شیرکنترل اتوماتیک روی کویل است. چنانچه دمای هوای خارج درزمستانها پایین باشد (کمتر از 15 درجه فارنهایت) و چنانچه از شیر کنترل روی کویل استفاده شود، درحالت پاره بار از آنجا که دریچه پشت فن کویل بازاست، هوای سردبیرون میتواند باعث یخ زدن آب داخل کویل شود.
چنانچه کنترل سرعت فن به صورت دستی باشد و در ضمن جریان آب نیز باشیر کنترل روی کویل کنترل شود هزینهها بالاخواهد رفت، ولی کنترل درمجموع بهتر خواهد شد. اگر شیرکنترل ازنوع باز و بسته باشد نوسانات دمای اتاق ونیز صدای ناشی از باز و بسته شدن شیر میتواند مشکل آفرین باشد. ولی این امر با انتخاب شیر کنترل تدریجی همراه با موتوری که با صدای کم کار میکند برطرف میشود. ترموستات باید یا به صورت اتوماتیک، درحالت دوم ترموستات دیگری که دمای آب عبوری از کویل را اندازه میگیرد میتواند بنا به نیاز، حالت ترموستات اتاق را از زمستانی به تابستانی و برعکس تغییر دهد. در برخی مکانها بهتر است مدار الکتریکی مجزایی برای فن کویل سقفی توکارو دیگر مدل ها درساختمان درنظر گرفته شود. در این حالت مجموعه فن کویلهای ساختمان را میتوان با کلید دستی یا اتوماتیک خاموش یا روشن کرد. این امر در برخی ساختمانهایی که شبها مورد استفاده ندارند در مصرف انرژی صرفه جویی قابل ملاحظهای خواهد کرد.
- سیستم دو لولهای همراه با المان برقی اضافی
همان طور که گفته شد، تعیین زمان تغییر حالت سیستم دو لولهای، به ویژه درمناطقی که دمای هوای بیرون در ماههای بینابینی با نوسان همراه است کار مشکلی است. در این حالت مناطق سیستم دو لولهای نمیتواند 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 ماههای بینا بینی که دمای هوای بیرون زیاد سرد نشده است مورد استفاده قرار میگیرد. در ماههای بینابینی، چنانچه دمای هوای بیرون زیاد نشده است مورد استفاده قرار میگیرد. در ماههای بینابینی، چنانچه دمای هوای بیرون کمی سرد شود به قسمی که اتاق نیاز به گرمایش داشته باشد، شیرکنترل کویل سرد به طور اتوماتیک بسته میشود و المان الکتریکی شروع به کار میکند.
المان همراه با خاموش شدن فن خاموش میشود. ترموستات اتاق که هم شیر فن کویل را کنترل میکند و هم المان اکتریکی را، میتواند دارای «گستره صفر» باشد.
دراین حالت نه سرمایش خواهیم داشت و نه گرمایش. به این ترتیب قادر خواهیم بود تا مشکل فن کویل دو لولهای را در ماههای بینابینی حل کنیم.
البته این راه حل کامل نیست زیرا اتاقهایی هستند که حتی در زمستانها، به سبب تابش زیاد خورشید و یا عوامل دگیر نیاز به سرمایش دارند، در حالی که سیستم فوق نمیتواند جوابگوی این نیاز باشد. زمانی که نیاز به گرمایش است، سیستم مرکزی از سرمایش به گرمایش تبدیل میشود. ترموستات اتاق از طریق آکوستاتی که دمای آب داخل لوله را اندازه میگیرد متوجه این تغییر حالت سیستم مرکزی میشود و وضعیت خود را از تابستانی به زمستانی تغییر میدهد. همراه با این تغییر المان اکتریکی از کار میافتد و شیر کنترل کویل گرمایش به فرمان ترموستات شروع به کارمیکند. دراین حالت تنها کویل گرمایش گرمای مورد نیازاتاق را در زمستانها تامین میکند.
- سیستم دو لولهای با المان برقی برای تامین کامل گرمایش
برخی اوقات در مناطق گرم با هوای معتدل زمستانی، نیاز به گرمایش زمستانی کم است، دراین حالت شاید بهترباشد المان حرارتی اکتریکی، کل بارگرمایش زمستانی را نیز تامین کند. چنانچه هزینههای برق مصرفی در محل کم باشد، استفاده ازاین سیستم ممکن است کاملا به صرفه باشد، زیرا در این حالت موتور خانه مرکزی گرمایش کاملا حذف و یا به میزان زیادی کوچک میشود، کنترل این سیستم مشابه حالت قبل است با این تفاوت که هنگام نیاز به گرمایش، تغییر حالتی در سیستم روی نمیدهد و المان حرارتی وظیفه گرمادهی به اتاق را حتی در زمستان برعهده خواهد داشت.
- ب) سیستم سه لولهای
این سیستم دارای یک لوله آب گرم ورودی، یک لوله آب سرد ورودی و یک لوله مشترک برگشت است. شیرکنترل کویل مشترک از نوع سه راهه مخصوص است. این شیر یا به آب سرد اجازه ورود به کویل را میدهد، و یا به آب گرم. شیر طوری ساخته شده است که قسمت گرم شیربه تدریج از حالت کاملا باز به حالت کاملا بسته تغییر وضعیت میدهد. پس ازچندی قسمت شیر از حالت کاملا بسته شروع به باز شدن میکند. در وضعیتی خاص هر دو قسمت گرم و سرد بسته است. به این ترتیب آب سرد ورودی هیچ گاه با آب گرم ورودی مخلوط نمیشود. لوله مشترک برگشت نیز آب سرد و آب گرم رابه چیلر و یا به دیگ موتور خانه مرکزی هدایت میکند. چنانچه همه واحدهای فن کویل نیاز به سرمایش یا گرمایش داشته باشند، آب سرد و گرم ازطریق لوله برگشت مشترک با هم مخلوط میشود و اتلاف انرژی را به همراه دارد. این سیستم هرچند زمانی مورد استفاده قرار میگرفت ولی امروزه به سبب اتلاف انرژی مورد استفاده قرار نمیگیرد. به ویژه با توجه به این که از طریق اضافه کردن یک لوله و تبدیل سیستم سه لولهای مشکل فوق کاملا حل میشود.
- ج) سیستم چهار لولهای
به منظور حذف مشکلات سیستم دو لولهای و سه لولهای، سیستم چهار لولهای ابداع شده است. در این سیستم هر فن کویل سقفی توکار دارای دو کویل سرد و گرم و یا دارای یک کویل مشترک است. دو لوله آب سرد و گرم را به این کویل میرسانند و دو لوله نیز آب سرد و گرم را از این کویلها برگشت میدهند. ترموستات اتاق مستقیما به شیر کنترل کویلها فرمان میدهد. به هنگام نیاز به آب سرد کم و شیر کنترل کویل سرد باز میشود.
همراه با کاهش بار سرمایش نیاز به آب سرد کم و شیرکنترل کویل سرد به تدریج بسته میشود تا جایی که کاملا بسته شود. پس ازچندی با کاهش بیشتر دمای اتاق، شیر کنترل کویل گرم به تدریج باز میشود. میتوان برای سیستم کنترل، «گستره صفر» درنظر گرفت، بدین ترتیب در وضعیتی خاص هیچ یک از دو شیر کنترل سرد و گرم باز نیستند. دستگاههای تبرید و نیز دیگهای مرکزی آب گرم میتوانند درهمه 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 لولهای انعطاف پذیری زیادی دارد و برای ساختمانهایی به کار میرود که نیازمند تهویه مطبوع یا کیفیت بالا و سیستمهای مستقل برای هراتاق هستند. ازجمله ساختمانهای اداری، هتل ها وغیره.
البته اغلب اوقات درمناطقی با زمستانهای سرد، زمانی که دمای هوای خارج کاملا سرد است، میتوان دستگاههای تبرید مرکزی را خاموش کرد و یا در تابستانهای گرم دیگهای آب گرم را از مدار فن کویلها خارج نمود. این سیستم نیازی به «تغییرات حالت» که یکی از مشکلات سیستم دو لولهای است ندارد.
چنانچه در زمستان چیلرهای مرکزی خاموش شوند، مسلم است که تهویه مطبوع اتاقهای زون داخلی که همواره نیاز به سرمایش دارند با مشکل مواجه خواهد شد. در این حالت میتوان مدار لولههای زون داخلی را از مدار زون پیرامونی جدا کرد و برای تامین سرمایش زون داخلی ازچرخه با صرفه هیدرونیک استفاده کرد. به این ترتیب در ماههای زمستان دستگاه تبرید مرکزی خاموش میشود و آب خنک مورد نیاز زون داخلی از طریق برج خنک کننده یا کندانسورتبخیری و به وسیله چرخه باصرفه هیدرونیک تامین میگردد.
- هوای مورد نیاز تهویه
در سیستم فن کویل هوای مورد نیاز تهویه را یا میتوان از طریق دریچههای پشت فن کویلها تامین کرد و یا از طریق سیستم مستقل هوای تهویه شده تازه. مشکلات حالت اول را برشمردیم. سوای این مشکلات نمای ساختمان و زشتی آن در نتیجه استفاده از دریچههای متعدد، همچنین برهم خوردن توازن هوا در اتاقها به سبب افزایش فشار هوای بیرون، به ویژه در زمستانها که سرعت باد زیاد میشود و برخی اوقات هوا طوفانی است، ازمشکلات دیگر این سیستم است. درساختمانهای بلند مرتبه نیز به سبب «اثر دودکش» فشارداخل ساختمان درقسمت پایین آن نسبت به فشار هوای بیرون منفی میشود، به قسمی که هوای بیرون ازطریق دریچه پشت فن کویل به راحتی و بدون کنترل وارد اتاق میشود. درقسمت بالای ساختمان این فشار مثبت میشود و هوای اتاق به میزانی زیاد از طریق دریچه پشت فن کویل و بدون کنترل، ازاتاق خارج میشود.
مشکلات بالا ایجاب میکند که برای ارتقاء کیفیت هوای اتاقها و به منظور توزیع هوای تهویه شده تازه به اتاقها از شبکه کانال استفاده شود. در این سیستم به منظور تهویه هوای تازه از یک یا چند هواساز مرکزی استفاده میشود. البته این سیستم (فن کویل + سیستم مستقل هوای تازه تهویه شده) جزو سیستمهای آبی ـ هوایی طبقه بندی میشود.
- مزایا ومعایب سیستم فن کویل سقفی توکار
مزایای سیستم تمام آبی فن کویل:
فضای کمتری را اشغال میکند.
به منظور تهویه مطبوع ساختمانهای موجود به راحتی مورد استفاده قرار میگیرد.
اتاق مرکزی برای هواساز، همچنین فضای زیاد به منظور کانال کشی حذف میشود.
دمای هر اتاق را میتوان به طور مستقل کنترل کرد.
آلودگی هر یک از اتاقها به سایر اتاقها سرایت نمیکند (در بعضی موارد این امر بسیار حائز اهمیت است.)
چون سیستم دارای کانال کشی رفت و برگشت نیست به هنگام حریق، کنترل آتش و دودههای حاصل ازآن راحتترازسیستمهای تمام هوایی است.
چون دراین سیستم به منظور گرمایش ازآب گرم با دمای پایین استفاده میشود، میتوان همراه این سیستم ازسیستمهای بازیافت گرمایی و نیز گرمایش خورشیدی استفاده کرد.
- معایب سیستم تمام آبی فن کویل:
تعمیر و نگهداری آن کاربراست و لازم است بخشی ازآن دراتاق 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 لولههایی به منظور تخلیه آب تقطیر شده نیاز است.
فیلتراسیون هوا به سبب استفاده ازفیلترهای راندمان کم، خوب نیست.
چنانچه ازدستگاه هواساز مرکزی به منظور تامین هوای تازه استفاده نشود، کنترل مقدارهوای تازه ورودی به اتاقها برای حفظ کیفیت هوا مناسب نیست.
- موارد کاربرد
به منظور تهویه مطبوع ساختمانهای اداری، ساختمانهای مسکونی چند طبقه، هتلها و مدارس از این سیستم استفاده میشود. از فن کویل به ویژه برای زونهای پیرامونی و اتاقهایی که در تابستانها نیازبه سرمایش و در زمستانها نیازبه گرمایش دارند استفاده میشود. چنانچه برای فضاهای داخلی که همواره درطول سال نیاز به سرمایش دارند از ترمینالهای تمام آبی استفاده شود، باید در طول سال دستگاه تبرید صرفه تمام مرکزی روشن باشد. درواقع هنگام استفاده از سیستم فن کویل، نمیتوان ازچرخه با صرفه تمام هوایی در زمستانها استفاده کرد. لیکن این امکان هست که درطول ماههای سرد، به منظور سرمایش زونهای داخلی، ازچرخه با صرفه هیدرونیک استفاده کرد.
همچنین درساختمانهایی که نیاز به کنترل دقیق مقدارهوای 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 میگذارد. در واقع در این سیستم در یک لحظه میتوان تعداد زیادی زون را کنترل کرد. درمورد هتلهای کلاس بالا (4 و 5 ستاره) سیستم فن کویل چهار لولهای مورد استفاده فراوان دارد. چنانچه بخواهیم از مزایای سیستم فن کویل استفاده کنیم و درعین حال هوای تازه با کیفیت خوب وبه مقدار کافی به اتاقها برسانیم، لازم است هوای تازه مستقلا به توسط یک هواساز CAV تهویه مطبوع شده، از طریق کانالهایی دراتاقها توزیع شود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید
منبع:www.mohajer-co.com