فن کویل چیست و چگونه کار می‌کند؟
فن کویل یکی از اجزای اصلی سیستم تهویه مطبوع است که وظیفه تولید و توزیع هوای گرم یا سرد را در ساختمان بر عهده دارد. این دستگاه از دو بخش اصلی تشکیل شده است؛ فن دمنده (از نوع اکسیال یا سانتریفیوژی) و مبدل حرارتی (کویل) سرد و گرم که با جابجایی اجباری هوا، عمل تهویه و انتقال حرارت را انجام می‌دهند. فن کویل به عنوان یونیت داخلی، آخرین بخش چرخه تهویه مطبوع محسوب می‌شود.
فن کویل‌ها در ظرفیت‌های مختلف از 300 تا 1200 سی‌اف‌ام (CFM) تولید می‌شوند. قیمت این دستگاه‌ها بسته به ظرفیت، کیفیت قطعات و برند سازنده متغیر است. به طور معمول، حداقل قیمت فن کویل حدود 120 دلار و حداکثر قیمت آن تا 400 دلار می‌رسد. برای دریافت قیمت دقیق و به‌روز، پیشنهاد می‌کنیم از طریق صفحه ارتباط با ما اقدام کنید.
انواع فن کویل از لحاظ مکان نصب
فن کویل دستگاهی برای تأمین هوای گرم و سرد در ساختمان‌های مسکونی، تجاری و صنعتی است که در انواع و ظرفیت‌های مختلف و با امکان نصب زمینی، سقفی یا دیواری تولید می‌شود. این دستگاه علاوه بر عملکرد سریع در گرمایش و سرمایش، با طراحی بدنه زیبا به دکوراسیون محل نصب کمک می‌کند. در مدل‌های جدید، معایب نسخه‌های قدیمی برطرف شده و کاربرد آن در سیستم‌های تهویه مطبوع بسیار گسترده است.
گرمایش و سرمایش تولید شده توسط دستگاه فن کویل، از طریق اتصال لوله آب گرم و سرد و لوله‌های برگشت آب به موتورخانه انجام می‌شود. این امر به این صورت انجام می‌شود که به هرکویل دو لوله متصل می‌شود؛ یک لوله ورود آب گرم از بویلر جهت تامین آب گرم کویل گرمایش دستگاه در زمستان و یک لوله ورود آب سرد از چیلر جهت تامین آب سرد کویل سرمایش دستگاه در تابستان. لوله دیگر مخصوص برگشت آب به موتورخانه مرکزی است.
فن کویل زمینی
فن کویل زمینی یکی از پرکاربردترین انواع فن کویل است که به دلیل نصب نزدیک کف اتاق، ارتفاع کمتر و پهنای بیشتر نسبت به مدل ایستاده دارد. این دستگاه به دلیل نصب آسان، سرویس‌پذیری راحت، طراحی زیبا و تنوع رنگ، به‌خوبی با دکوراسیون داخلی هماهنگ می‌شود. فن کویل زمینی در ظرفیت‌های 200 تا 1200 CFM تولید شده و کنترل دما و میزان هوا از طریق کلید دستی سه حالته یا ترموستات انجام می‌گیرد. این مدل در طرح‌های روبرو زن، بالا زن، پایه کوتاه و دکوراتیو عرضه می‌شود و بدنه آن از ورق گالوانیزه رنگ الکترواستاتیک یا فایبرگلاس مقاوم ساخته شده است.
فن کویل ایستاده
فن کویل ایستاده نوعی از فن کویل زمینی است که در ابعاد و ظاهر متفاوت تولید می‌شود و هوا را به صورت افقی و رو به بالا منتشر می‌کند. نصب آن آسان بوده و نیازی به کانال‌کشی ندارد. کنترل دستگاه دستی یا خودکار با ترموستات انجام می‌شود که دور فن و جریان آب را تنظیم می‌کند. بدنه فلزی با روکش استیل، موتور و سیم‌های دارای پوشش آهنی، مقاومت بالایی در برابر خوردگی ایجاد می‌کند. طراحی باریک و زیبا، فیلتر قابل شستشو، صدای کم به‌دلیل فن سانتریفیوژی، و دمپر تنظیم هوا از ویژگی‌های آن است. این مدل در ظرفیت‌های 600 تا 20000 CFM عرضه می‌شود.
فن کویل دیواری
فن کویل دیواری همانطور که از نامش پیداست، روی دیوار نصب می‌شود و از نظر ظاهری شبیه یونیت داخلی کولر گازی است. این مدل با طراحی زیبا و اشغال فضای کم، در ظرفیت‌های 200 تا 1200 CFM تولید می‌شود و هوای خروجی آن به‌صورت روبرو زن است. وجود دمپر قابل تنظیم و ریموت کنترل، امکان تغییر جهت جریان هوا را فراهم می‌کند. نصب آسان و نیاز اندک به لوله‌کشی باعث شده این فن کویل در مکان‌هایی مانند منازل، ادارات، بانک‌ها و فروشگاه‌ها کاربرد گسترده‌ای داشته باشد، به‌ویژه در فضاهایی که امکان بازسازی یا اجرای لوله‌کشی وجود ندارد.
فن کویل دیواری با توزیع یکنواخت سرما یا گرما، هوای مطبوع ایجاد می‌کند و به دلیل شباهت ظاهری با داکت اسپلیت نباید با آن اشتباه گرفته شود. این مدل با طراحی ظریف، فضای کمی اشغال کرده و نصب آسانی دارد. استفاده از شیر سه‌راهی برقی برای کنترل دبی آب، به ثابت ماندن دما کمک می‌کند. فن‌های آلومینیومی بی‌صدا و قابلیت تنظیم تایمر 24 ساعته از طریق کنترل سیمی یا بی‌سیم، از دیگر ویژگی‌های آن است. اغلب کنترل دما و میزان هوادهی این دستگاه‌ها توسط ریموت انجام می‌شود.
فن کویل سقفی
این نوع از فن کویل‌ها همانطور که از نام آنها مشخص است، در قسمت سقف نصب می‌شوند و با توجه به نوع معماری در دو مدل سقفی توکار و سقفی روکار، طراحی و تولید می‌گردند. فن کویل‌های سقفی روکار که معمولاً بصورت کابین دار ساخته می‌شوند، در سال‌های اخیرکمتر استفاده می‌شوند؛ ولی سیستم‌های سقفی توکار که در زیرسقف کاذب استفاده می‌شوند، بسیار پر مصرف‌تر هستند. این مدل دارای انواع مختلفی است؛ از جمله فن کویل سقفی ساده، کاستی (یک طرفه و چهار طرفه) و فن کویل‌های کانالی که به نام داکت فن کویل نیز معروفند.
فن کويل‌هاي سقفي روکار (کابین دار)
در واقع ساختار اصلی اين فن کويل‌ها مانند فن کويل‌هاي زمینی است، با اين تفاوت که در زير سقف و به صورت افقي نصب می‌شوند. دریچه هوای خروجی معمولاً بصورت افقی است که در صورت نیاز با استفاده از کانال می‌توان آن را به سمت پایین هدایت کرد. معمولاً در مکان‌های که فضای کافی در زیر سقف یا روی زمین وجود نداشته باشد، از این نوع فن کویل استفاده می‌شود. فن کویل‌های سقفی روکار در رنج 200 تا 1000 cfm تولید می‌شوند که ظرفیت هوادهی و دمای اتاق توسط ترموستات قابل تنظیم است.
فن کويل‌هاي سقفي توکار (بدون کابین)
ساختار اصلی این مدل نیز متشکل از فن و کویل است. اين نوع از فن کويل‌ها بالاي سقف کاذب نصب مي‌شوند و فقط دریچه خروجی هوا، بر روی سقف نمایان است. صداي این مدل‌ها معمولاً به دلیل این که درون سقف هستند، کمتر از نوع روکار است. فقط تنها اشکالی که این نوع از فن کویل‌ها دارند این است که نصب، سرویس و نگهداری آن به خاطر محدودیت فضای داخل سقف، کمی دشوار است. به همین دلیل در زمان انتخاب محل نصب باید دقت شود تا این مورد مد نظر قرار گیرد. فن کویل‌های سقفی توکار نیز در ظرفیت‌های 200 تا 1000 cfm بطور معمول تولید می‌شوند و سیستم کنترلی آن از طریق ترموستات است.
فن کويل کانالي یا داکتی
در این نوع فن کویل‌ها نیز از همان ساختار فن کویل‌های سقفی توکار استفاده می‌شود. با این تفاوت که مدل کانالی برای حجم های بالاتر تا 2500 cfm طراحی و ساخته می‌شوند. به همین علت می‌توانند میزان فشار استاتیکی بیشتری ایجاد کرده و برای فضاهای بزرگتر و مکان‌هایی که سقف بلندتری دارند، مورد استفاده قرار گیرند. هوای خروجی از فن کویل‌های کانالی را می‌توان از طریق کانال کشی به چند اتاق مجاور هدایت کرد.
معمولاً به خاطر فن‌های قوی که دارند، از انواع دیگر فن کویل‌های سقفی صدای بیشتری تولید می‌کنند. ولی بخاطر بزرگتر بودن فضای‌های مورد استفاده، معمولاً این صدا آزار دهنده نیست و مشکلی را ایجاد نمی‌کند. یکی از مزایای مدل‌های داکتی این است که می‌توان قسمتی از هوای تازه را نیز از طریق کانال هوای تازه تامین نمود. این فن کوئل‌ها در محدوده 600 تا 2500 cfm تولید می‌شوند و سیستم کنترلی آنها نیز توسط ترموستات صورت می‌گیرد.
فن کویل کاستی
فن کویل سقفی توکار یا کاستی نیز عموماً برای مصارف تهویه مطبوع اداری یا مسکونی استفاده می‌شود. در این سیستم‌ها ورودی هوا و تمامی ورودی و خروجی‌های فن کوئل، در سقف کارگذاری می‌شود. خروجی هوا نیز دارای دمپر تنظیم دبی در قسمت پایینی دستگاه قرار دارد. فن کویل‌های کاستی از طراحی زیبایی برخوردارند و وزن بسیار کمی دارند. به علت پایین بودن صدای این دستگاه، از آن در خیلی از مکان‌ها که حساسیت صدا درآنجا بالاست مانند اتاق جلسات، استفاده می‌کنند. این نوع فن کویل‌ها در ظرفیت‌های 200 تا 1400 cfm تولید می‌گردند.
فن کویل کاستی در دو مدل یک‌طرفه و چهارطرفه تولید می‌شود و به دلیل نصب آسان و اشغال فضای کم، گزینه‌ای محبوب در سیستم‌های تهویه مطبوع است. در مدل سقفی توکار، تمام لوله‌کشی و اتصالات برقی درون داکت سقف قرار می‌گیرد و ظاهری مرتب ایجاد می‌کند. برندهای متنوع داخلی و خارجی مانند گرین، اکس، هیوندای، امریکن کویل، ال‌جی، ساران و تهویه این محصول را عرضه می‌کنند. از ویژگی‌های مهم آن می‌توان به پرتاب هوا در چند جهت با فن پیچشی سه‌بعدی، پمپ درین برای تخلیه آسان آب تقطیر شده، و سیستم زمان‌بندی هوشمند 24 ساعته برای کنترل دما و جریان هوا اشاره کرد.
انواع فن کویل از لحاظ نوع لوله کشی
فن کویل‌ها از نظر موقعیت لوله‌های ورودی به دو نوع راست و چپ تقسیم می‌شوند و سیستم لوله‌کشی آنها برای کارکرد دو فصلی (تابستان و زمستان) به دو روش انجام می‌گیرد. در سیستم دو لوله‌ای، یک لوله رفت و یک لوله برگشت مشترک برای هر دو فصل استفاده می‌شود که معمولاً در مناطقی با اختلاف دمای کم تابستان و زمستان کاربرد دارد. اما در سیستم چهار لوله‌ای، دو لوله رفت مجزا برای آب گرم و سرد و دو لوله برگشت جداگانه وجود دارد که امکان کنترل دقیق‌تر دما و تأمین سرمایش و گرمایش همزمان را فراهم می‌کند. این سیستم برای ساختمان‌هایی با نیاز به تنظیم انعطاف‌پذیر دما مناسب است.
قطعات (اجزای) فن کویل
قطعات (اجزای) فن کویل معمولاً شامل بخش‌های زیر می‌شوند:
- فن یا دمنده: هوا را به صورت اجباری از روی کویل عبور داده و به محیط منتقل می‌کند.
- کویل حرارتی (گرم و سرد): مبدل حرارتی که آب گرم یا سرد از آن عبور کرده و هوا را گرم یا سرد می‌کند.
- موتور فن: نیروی لازم برای چرخش پره‌های فن را فراهم می‌کند.
- فیلتر هوا: ذرات گرد و غبار و آلاینده‌ها را از هوا جدا کرده و کیفیت هوای خروجی را بهبود می‌بخشد.
- دمپر: برای کنترل جهت و میزان هوای خروجی به کار می‌رود.
- شیر کنترل یا شیر سه‌راهی: میزان جریان آب ورودی به کویل را تنظیم می‌کند.
- بدنه و کابینت: ساختاری مقاوم و زیبا برای نگهداری و محافظت از اجزا.
- ترموستات و کنترل‌ها: تنظیم دما و روشن/خاموش کردن دستگاه را مدیریت می‌کند.
مشخصات انواع کویل مورد استفاده در فن کویل
کویل‌های فن کویل‌های زمینی، سقفی و دیواری معمولاً از نوع فین بلید با لوله‌های مسی در سایزهای ½، 5/8 و 7/8 اینچ ساخته می‌شوند. ضخامت لوله‌ها بین 0.7 تا 0.9 میلی‌متر است و به صورت تک مدار با ورودی و خروجی مشخص در سیکل گردش آب قرار می‌گیرند. انتهای ردیف‌ها با اتصال U به ردیف بعدی وصل شده و از روش جوش حرارتی (ولدینگ با گاز) استفاده می‌شود. در فاز نهایی، لوله‌ها تحت فشار ۲۰ بار با گاز ازت تست می‌شوند تا مقاومت جوش و اتصالات بررسی شود. همچنین تست جوش با گردش آب قبل از فین‌گذاری انجام می‌گیرد تا نشتی‌ها شناسایی و رفع شود.
سیستم کنترل هوشمند در فن کویل
یکی از ویژگی‌های فن کوئل‌های تولیدی شرکت مهتاب گستر، قابلیت نصب کنترلر دیجیتال برروی دستگاه است. نصب این سیستم باعث می‌شود که دور فن بر اساس دمای تنظیمی محیط، بطور خودکار تغییر نماید. با این کار شما علاوه بر کاهش میزان مصرف برق، می‌توانید میزان بار سرمایشی و بار گرمایشی را در فصول مختلف سال مدیریت نمایید. در ضمن این سیستم کنترلی موجب کاهش سر و صدای ناشی از قطع و وصل دائم موتور فن کویل و پروانه می‌شود که این موضوع باعث کم شدن استهلاک و بالارفتن عمر مفید دستگاه شما می‌گردد. سه روش کنترل هوشمند فن کویل‌ها عبارت است از:
- ترموستات هوشمند با دور اتوماتیک
- تایمر قابل برنامه ریزی روزانه، هفتگی و ماهانه
- با قابلیت تشخیص حضور فرد در مکان نصب فن کویل
سیستم سیم کشی فن کوئل
معمولاً در فن کویل‌ها از موتورهای تک فاز استفاده می‌شود. این موتورها نهایتا 3 آمپر برق مصرفی دارند و به صورت سه سرعته هستند. دقت داشته باشید سیم کشی فن کویل در خیلی از موارد مانند سیستم سیم کشی روشنایی نیست و دستورالعمل های خاص خود را دارند این نحوه سیم کشی این اجازه را به شما می‌دهد تا در زمانی مشخص تمام دستگاه‌ها را از یک نقطه قطع یا وصل نمایید. این موضوع در کنترل هزینه بسیار موثر است.
نکات مهم در زمان خرید فن کویل مناسب
نکات مهم در زمان خرید فن کویل مناسب عبارتند از:
- ظرفیت دستگاه: با توجه به متراژ و ارتفاع فضا، ظرفیت سرمایش و گرمایش مناسب را انتخاب کنید تا عملکرد دستگاه بهینه باشد.
- نوع فن کویل: زمینی، ایستاده، دیواری یا کاستی بر اساس محل نصب و محدودیت فضا انتخاب شود.
- سیستم لوله‌کشی: دو لوله‌ای یا چهار لوله‌ای بودن دستگاه بسته به نیاز کنترل دما و انعطاف‌پذیری سیستم بررسی شود.
- کیفیت کویل و فن: جنس لوله‌ها، ضخامت و نوع فین، همچنین نوع فن (اکسیال یا سانتریفیوژی) در کارایی و عمر مفید دستگاه تأثیر دارد.
- کنترل و تجهیزات جانبی: وجود ترموستات، شیر سه‌راهی و سیستم کنترل اتوماتیک برای راحتی کار و صرفه‌جویی انرژی اهمیت دارد.
- نصب و نگهداری: انتخاب مدلی که نصب آسان، دسترسی راحت به فیلتر و سرویس دوره‌ای ساده داشته باشد.
- صدا و مصرف انرژی: دستگاه کم‌صدا و با راندمان انرژی بالا، راحتی و صرفه‌جویی را افزایش می‌دهد.
محاسبه ظرفیت فن کویل
در زمان انتخاب فن کویل، علاوه بر محاسبات بار برودتی، باید به عوامل دیگری مانند منطقه جغرافیایی (گرمسیر یا سردسیر)، نوع معماری و مصالح ساختمان و نوع کاربری فضا (مسکونی، تجاری یا صنعتی) توجه کرد. برای محاسبه ظرفیت فن کویل در مناطق معتدل و فضاهای مسکونی، معمولاً به ازای هر متر مکعب حدود 150 تا 200 BTU/h در نظر گرفته می‌شود. برای تبدیل این مقدار به میزان هوادهی دستگاه بر حسب فوت مکعب در دقیقه (CFM)، عدد بدست آمده را بر 25 تقسیم می‌کنند. در انتخاب فن کویل، بهتر است مبنای محاسبات دور متوسط کارکرد دستگاه قرار گیرد تا عملکرد بهینه و صرفه‌جویی انرژی حاصل شود.
مزایا و معایب استفاده از فن کویل
استفاده از فن کویل در سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان مزایای زیادی دارد. اولاً، لوله‌کشی آن فضای بسیار کمتری نسبت به سیستم کانال‌کشی اشغال می‌کند و می‌توان از سیستم دو لوله یا چهار لوله برای گردش آب استفاده نمود. این دستگاه‌ها قابلیت کار با چیلر و حرارت مرکزی را دارند. دوم، امکان کنترل دمای مجزا در فضاهای مختلف با استفاده از ترموستات و فن کویل‌های متعدد فراهم می‌شود، به طوری که هر اتاق می‌تواند دمای دلخواه خود را داشته باشد. همچنین، این ویژگی باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی و هزینه‌ها و مدیریت بهینه آن می‌گردد.
یکی از مزایای مهم فن کویل، قابلیت تولید گرما حتی با دمای پایین آب است که آن را برای مناطقی با سیستم‌های گرمایشی خورشیدی گزینه‌ای مناسب می‌کند. همچنین تنوع در طراحی و نصب، از جمله فن کویل‌های زمینی، دیواری و سقفی، این امکان را می‌دهد تا دستگاه متناسب با فضای ساختمان و نیاز کاربران انتخاب شود. از طرف دیگر، معایب این سیستم شامل عدم تأمین هوای تازه و دشواری سرویس و نگهداری دستگاه در فضای داخلی ساختمان است که برخی کارفرمایان را نسبت به آن نگران می‌کند. با این حال، مزایا معمولاً بر معایب غلبه دارند.
چند نکته فنی درمورد نصب و اجرای فن کویل
- سایز لوله‌ها: برای ظرفیت‌های زیر 500 CFM از لوله ¾ اینچ و برای ظرفیت‌های بالاتر تا 1000 CFM از لوله ۱ اینچ استفاده می‌شود. در مدل‌های کانالی، سایز لوله 1¼ اینچ در نظر گرفته می‌شود.
- استفاده از فلو سوئیچ: جهت فرمان STOP به چیلر هنگام خاموشی پمپ‌های سیرکولاتور مدار سرمایش ضروری است.
- مسیر لوله‌کشی: لوله‌ها باید از کف اتاق عبور داده شوند، نه از روی دیوار.
- تراز نصب: فن کویل باید کاملاً تراز نصب شود تا صدای نامتعارف فن‌ها کاهش یابد.
- فضای کافی: اطراف دستگاه باید فضای کافی برای سرویس و نگهداری وجود داشته باشد.
- نصب شیر قطع و وصل: این شیرها روی لوله ورودی و خروجی آب به کویل نصب و باید با مهره و ماسوره اجرا شوند.
سرویس و نگهداری
سرویس و نگهداری فن کویل اهمیت زیادی در افزایش راندمان و کاهش مصرف انرژی دارد و از خرابی‌های پرهزینه جلوگیری می‌کند. موارد اصلی سرویس شامل: تعویض یا تمیز کردن فیلترها، اسیدشویی کویل، هواگیری سیستم و بازدید فن و موتور دستگاه است. در ابتدای فصل سرد، بررسی و پاک‌سازی سینی درین و اتصال آن به لوله تخلیه ضروری است تا مسیر آب کاملاً باز باشد. همچنین فیلتر ورودی هوا باید نظافت شود و عملکرد ترموستات با دماسنج محیطی آزمایش گردد. شبکه لوله‌کشی نیز نقش مهمی در میزان آب ورودی و راندمان سرمایش و گرمایش دستگاه دارد.
متوازن کردن شبکه لوله کشی
متوازن کردن شبکه لوله‌کشی فن کویل اهمیت بالایی در عملکرد بهینه سیستم دارد، زیرا باعث می‌شود هر ترمینال و بخش مقدار مناسبی آب سرد یا گرم دریافت کند. حدود ۲۵٪ نوسان در جریان آب، منجر به ۱۰٪ کاهش ظرفیت کویل همان بخش خواهد شد. تنظیم و متوازن‌سازی شبکه با شیرهای دستی انجام می‌گیرد و دو شرط اصلی باید رعایت شود: افت فشار در مدارهای موازی حداکثر ۴۰٪ از تغییرات فشار کل باشد و افت فشار در مدارهای موازی با یکدیگر همخوانی داشته باشد تا جریان آب یکنواخت و عملکرد سیستم بهینه باشد.
نحوه تخلیه آب جمع شده در سینی درین
در تابستان، آب تقطیر شده روی کویل در سینی زیر آن جمع می‌شود و باید برای جلوگیری از سرریز، تخلیه گردد. سینی درین دارای دو سوراخ در طرفین است که بسته به محل نصب، یکی برای تخلیه آب و دیگری با درپوش بسته می‌شود. برای تخلیه، از شیلنگ مخصوص همراه فن کویل استفاده کنید و مسیر آن را با حداقل پیچ‌وخم و شیب حداقل ۳٪ نصب نمایید تا آب به راحتی جریان یابد. در انتها، با ریختن مقداری آب در تشتک، از عملکرد صحیح تخلیه اطمینان حاصل کنید.
عیب یابی و رفع ایراد و تعمیر فن کویل
عیب‌یابی و رفع ایراد فن کویل شامل بررسی چندین بخش کلیدی است:
- موتور فن کار نمی‌کند یا جریان هوا کم است:
- عیب برق: سیم‌کشی نادرست، شل بودن اتصالات یا موتور
- خطای مدار کنترل: مشکل در کنترلر یا تایمر
- ترموستات بیش از حد داغ: نیاز به ریست خودکار
- موتور کار می‌کند اما جریان هوا کم است:
- چرخ فن شل شده: سفت کردن چرخ در محور
- جهت چرخش نادرست: اصلاح جهت چرخش
- گرمایش کم یا قطع است:
- بررسی دیگ بخار، تایمر، ترموستات و تنظیمات آن
- کنترل مدار، موتور شیر، ترانسفورماتور و سیم‌کشی داخلی
- وضعیت پمپ و جریان آب در کویل
- دمای دیگ بخار و سرعت جریان آب
- عملکرد حسگر و تأثیر منابع حرارتی دیگر بر آن
برای کاهش سرمایش یا عدم سرمایش نیز همین موارد باید بررسی شوند تا عیب به‌طور کامل شناسایی و رفع شود.
قیمت فن کویل
قیمت فن کویل به عوامل متعددی بستگی دارد، از جمله ظرفیت دستگاه، نوع (زمینی، دیواری، سقفی یا کاستی)، کیفیت قطعات مورد استفاده، برند و امکانات کنترلی آن. به طور معمول، فن کویل‌ها در ظرفیت‌های مختلف بین 200 تا 20000 CFM تولید می‌شوند و بازه قیمتی آنها می‌تواند بسته به مشخصات و برند از حدود 120 دلار تا چند هزار دلار متغیر باشد. برای انتخاب مناسب و اطلاع دقیق از قیمت، بهتر است نوع فن کویل و ظرفیت مورد نیاز را مشخص کرده و از فروشندگان معتبر استعلام نمایید تا دستگاهی با کارایی مطلوب و صرفه‌جویی انرژی مناسب تهیه شود.
مبانی اساسی طراحی فن کویل
واحد فن کویل یک سیستم کنترل هوا است که برای تأمین هوای مطبوع در یک اتاق یا ناحیه مشخص طراحی شده است. اجزای اصلی آن شامل مبدل حرارتی فین‌دار، فن و فیلتر هستند. فن با ایجاد جریان همرفت اجباری از روی کویل که آب گرم یا سرد در آن گردش می‌کند، هوای مطبوع تولید می‌کند. ترموستات‌های مجزا دمای هر اتاق را کنترل کرده و به سیستم‌های هیدرونیک متصل می‌شوند. یک طراحی مناسب، مصرف آب و افت فشار هوا را کاهش می‌دهد و با مونتاژ درست فن و موتور، عملکرد بی‌صدا و کارآمدی فراهم می‌کند. برای هر واحد، نصب سینی تخلیه برای کنترل میعانات ضروری است و نصب معمولاً نزدیک محیط انجام می‌شود تا نیاز به کانال‌کشی حداقل باشد.
فن کویل‌ها معمولاً با مونتاژ فن/موتور درایو مستقیم عرضه می‌شوند و عملکرد خنک‌کنندگی آنها مطابق استاندارد AHRI 440-IP 2019 برای واحدهایی با حداکثر ۱۵۰۰ CFM ارزیابی می‌شود. این دستگاه‌ها می‌توانند در سیستم‌های غیرمتمرکز HVAC یا همراه با واحد کنترل مرکزی استفاده شوند و امکان کنترل دمای مجزا برای هر محیط را فراهم می‌کنند. استفاده از فن کویل‌ها باعث کاهش اشغال فضا، کاهش آلودگی متقابل و خاموشی سیستم در محیط‌های غیرضروری می‌شود. برای تأمین هوای مطبوع، فن کویل‌ها به کنترل‌کننده مرکزی یا پلنوم مخلوط کننده هوا متصل می‌شوند و در هوای سرد باید از یخ‌زدگی کویل‌ها محافظت شود.
فن کویل با سیستم‌های هوای آزاد در فضای باز (DOAS)
اغلب واحدهای فن کویل در یک سیستم اختصاصی هوای بیرونی (DOAS) نصب می‌شوند. در این پیکربندی، کنترل کننده هوا برای رطوبت‌زدایی و تهویه هوا در فضای باز و همچنین برای کنترل بار نهان محیط انتخاب می‌شوند. واحد فن کویل سرمایش یا گرمایش مورد نیاز را در محیط تامین می‌کند. این پیکربندی مزایای متعددی نسبت به یک سیستم VAV معمولی دارد و جدا کردن بارهای مورد نیاز و نهان و کنترل رطوبت مناسب در هر محیط را تضمین می‌کند.
علاوه بر این، می‌توان نیازهای دقیق هوای بیرونی به هر محیط را حفظ کرد، تهویه بیش از حد را از بین برده و از مطابقت با استاندارد ASHRAE-62-2001 تهویه برای کیفیت قابل قبول هوای داخلی (IAQ) اطمینان حاصل می‌گردد. صرفه جویی در انرژی به دلیل کاهش گرم شدن دوباره کانال و کاهش هوای خارج، قابل تحقق است. همچنین سیستم DOAS می‌تواند در طی ساعاتی که نیاز به کنترل درجه حرارت محیط با فن کویل‌ها نیست، سیستم را خاموش کند.
در شکل بالا هوای خارج از محیط از طریق یک دیفیوزر جداگانه‌ی مستقل از واحد فن کویل، به محیط منتقل می‌شود. اینکار اجازه می‌دهد تا در شرایط بارگذاری محیط، واحد فن کویل خاموش یا با سرعت کم کار کند. توجه داشته باشید که اگر برای رطوبت‌زدایی به دمای هوای کم تأمین کننده (کمتر از 55 درجه فارنهایت) نیاز است، باید یک دیفیوزر القایی زیاد برای جلوگیری از کشش‌ها انتخاب شود. گزینه دیگر این است که هوای بیرون را به واحد فن کویل منتقل کنید. در این حالت فن کویل باید هنگام بارگذاری قطعه کار کند. با این وجود کانال‌کشی به حداقل می‌رسد.
فن کویل‌های کم فشار
فن کویل‌های کم فشار معمولاًً در فضای تهویه مطبوع یا مجاور آن قرار دارند. این سیستم‌ها معمولاًً برای انتقال آزاد هوا به داخل ناحیه یا با حداقل کانال کشی، کانالی با مقاومت استاتیك كمتر از 0.25 اینچ انتخاب می‌شوند. برای کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری و بهبود کیفیت هوای داخلی، یک واحد با طراحی مناسب باید مجهز به فیلتری قابل جدا شدن، سینی تخلیه و مونتاژ فن/موتور باشد.
این سیستم‌ها معمولاًً در اندازه جریان اسمی هوا تا 1200 cfm ارائه می‌شوند و از موتورهای چند سرعته با بازده بالا استفاده می‌کنند. واحدها معمولاًً دارای اتصالات برق تک فاز و کنترل کننده‌های سرعت فن سه موقعیت (به علاوه خاموش) هستند. همانطور که در شکل‌های بالا نشان داده شده است، واحدها در تنظیمات عمودی یا افقی برای کاربردهای در معرض دید و پنهان موجودند.
واحدهای فن کویل پنهان شده
واحدهای فن کویل پنهان‌شده را می‌توان به صورت دیواری یا در پلنوم سقف نصب کرد. این واحدها معمولاً پشت یک پوشش مشبک یا دیفیوزر کانالی قرار می‌گیرند تا از دید مخفی باشند و به صورت یکنواخت هوای مطبوع را به محیط منتقل کنند. این طراحی علاوه بر زیبایی فضای داخلی، امکان استفاده از فن کویل در فضاهایی با محدودیت نصب و دکوراسیون حساس را فراهم می‌کند.
واحدهای فن کویل در معرض دید
واحدهای فن کویل در معرض دید معمولاً در مکان‌های قابل مشاهده نصب می‌شوند و دارای پوشش رنگ‌آمیزی شده و صفحات مشبک برای تأمین هوا هستند. پوسته‌های کاملاً عایق، میزان صدای منتقل شده را کاهش می‌دهند و طراحی جمع و جور، فضای اشغال شده را حداقل می‌کند. نمونه‌های فشار کم برای کنترل دمای هر محیط مناسب‌اند و به‌ویژه در هتل‌ها، آپارتمان‌ها و ساختمان‌های اداری کاربرد دارند. واحدهای عمودی هوای پنجره را کاهش داده و تأثیر حرارتی شیشه را کم می‌کنند، اما در مراکز درمانی به مراقبت بیشتری نیاز دارند.
فن کویل با کارایی بالا
فن کویل‌های با کارایی بالا برای حجم هوای بیشتر، فشار پایدار، صدای کم و کنترل دقیق دما طراحی شده‌اند. برای کاهش صدا، از دمنده‌های بزرگتر و محصور کردن فن/موتور در پوشش عایق استفاده می‌شود. این واحدها معمولاً به صورت افقی پنهان نصب می‌شوند و هوا را به چند پنجره منتقل می‌کنند. قابلیت فشار استاتیک بالاتر امکان استفاده از فیلترهای با بازده بالا و ردیف‌های بیشتر کویل را فراهم می‌کند و مسیرهای تخلیه طولانی با چندین خروجی هوا را امکان‌پذیر می‌سازد، بدون کاهش عملکرد و سکوت دستگاه.
فن کویل‌های با کارایی بالا اجازه می‌دهند واحد دور از فضای اشغال شده نصب شود و سطح صدا کاهش یابد؛ مثلاً در یک کلاس، فن کویل می‌تواند بالای راهرو قرار گیرد. طول کانال‌های پایین‌دست نیز برای کاهش صدا قابل افزایش است. این واحدها به دلیل ظرفیت هوای بالاتر و فشار استاتیک مناسب، می‌توانند فضاهای بزرگتر را پوشش دهند. معمولاً با موتورهای ECM و کنترل سرعت دیجیتال مجهز می‌شوند تا جریان هوا بهینه و پایدار بماند، حتی با افزایش مقاومت فیلتر. با کنترل‌های الکترونیکی یا DDC، مصرف انرژی کاهش یافته و راحتی بیشتری فراهم می‌شود. ظرفیت تأیید شده طبق AHRI 440-IP2019 تا ۱۵۰۰ CFM است.
فن کویل‌های با کارایی بالا انتخابی مناسب برای محیط‌هایی هستند که به کنترل دقیق دما و صدای کم نیاز دارند و برای مدارس، هتل‌ها، آپارتمان‌ها و ساختمان‌های اداری ایده‌آل‌اند. حجم هوای بالا و فشار استاتیک مناسب، این دستگاه‌ها را برای فضاهای بزرگ، کانال‌های طولانی و چندین خروجی هوا مانند آزمایشگاه‌ها، سالن جلسات و سالن‌های سخنرانی مناسب می‌کند. قابلیت برنامه‌ریزی جریان مداوم، فیلترهای با بازده بالا، فن‌آوری ECM و سیستم VAV، بهره‌وری انرژی و کیفیت هوای داخلی (IAQ) را افزایش می‌دهد و به سازگاری با استانداردهای LEED و طراحی ساختمان سبز کمک می‌کند.
لوله کشی فن کویل
لوله‌کشی سیستم فن کویل می‌تواند به دو صورت سری و موازی طراحی شود. در لوله‌کشی سری، یک مدار تک لوله برای تأمین آب در نظر گرفته می‌شود و فن کویل‌ها آب را دریافت و به همان مدار بازمی‌گردانند. در این مسیر، دمای آب به تدریج تغییر می‌کند؛ در حلقه آب سرد افزایش و در حلقه آب گرم کاهش می‌یابد. فن کویل‌های انتهای مدار برای رسیدن به ظرفیت مشابه نیازمند کویل بزرگتر هستند. مزیت اصلی این سیستم، حذف لوله برگشتی و کاهش هزینه‌های آن است، اما هزینه کویل‌های بزرگتر باید مدنظر قرار گیرد.
در سیستم‌های لوله‌کشی سری، پمپ‌ها مسئول جریان آب به کویل‌ها و تأمین ظرفیت گرمایش یا سرمایش لازم هستند. این طراحی ساده، جریان و فشار ثابت در مدار را فراهم می‌کند و هر واحد فن کویل به صورت مستقل کنترل می‌شود. در برخی موارد، دریچه‌های کنترل برای جلوگیری از جریان هنگام خاموشی مدار نصب می‌شوند. در مقابل، در سیستم موازی، هر واحد فن کویل آب با همان دما دریافت می‌کند و ظرفیت یکسانی دارد؛ کویل‌ها می‌توانند کوچک‌تر و با مشخصات دمایی مشابه انتخاب شوند و سازگاری بیشتری ایجاد کنند.
لوله کشی برگشت مستقیم و بازگشت معکوس، کدام یک؟
یک نکته مهم در طراحی سیستم، اطمینان از این است که هر فن کویل می‌تواند آب سرد یا آب گرم مورد نظر را در حین کار سیستم دریافت کند. از دو نوع سیستم می‌توان استفاده کرد؛ برگشت مستقیم یا برگشت معکوس. در سیستم برگشت مستقیم، همان طور که در زیر می‌بینید، لوله کشی در کوتاه‌ترین روش ممکن انجام می‌شود و از شیرهای تعادل برای تغییر افت فشار از طریق هر ناحیه لوله گذاری استفاده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که هر فن کویل جریان آب مورد نیاز را دریافت می‌کند. برای این منظور سیستم باید “متعادل” باشد. این دریچه‌ها باید از طریق یک فرایند تکراری تنظیم شوند تا جریان از طریق هر کویل به درستی انتقال یابد. با تغییر هر دریچه، بقیه سیستم تحت تأثیر قرار می‌گیرد و باید آنها را تنظیم کرد تا زمانی که سیستم به جریان پایدار در هر فن کویل برسد.
در یک سیستم لوله کشی برگشت معکوس طول لوله در هر ناحیه لوله گذاری شده برابر است. این اطمینان می‌دهد که افت فشار از طریق سیستم لوله کشی برای هر واحد فن کویل برابر است. اگر افت فشار از هر حلقه کویل و لوله کشی بسیار شبیه باشد، سیستم بهتر عمل می‌کند، این کار را می‌توان با استفاده از همان معیارهای افت فشار برای کویل‌ها و همان معیارهای افت فشار برای هر فوت لوله انجام داد. در حالی که اگر لوله کشی بیشتری نصب شود، نیاز “متعادل سازی” سیستم از بین می‌رود.
شیرهای 2 و 3 طرفه
سیستم لوله کشی فن کویل را می‌توان برای حجم ثابت یا جریان آب با حجم متغیر طراحی کرد. یک سیستم حجم ثابت به دریچه‌های کنترل نوع 3 طرفه نیاز دارد تا جریان آب را از طریق کویل یا اطراف کویل تنظیم کند و جریان آب ثابت از طریق لوله گذاری ناحیه فراهم شود. یک شیر متعادل کننده در بای پس نصب می‌شود تا افت فشار را ثابت نگه دارد؛ زیرا جریان آب در اطراف کویل آب تنظیم می‌شود. این نوع سیستم جریان ثابت با شیرهای کنترل 3 طرفه از منظر کنترل و طرح بسیار ساده است؛ اما در شرایط بار به کار پمپ با قدرت کامل ادامه می‌دهد.
برای یک جریان متغیر، شیرهای کنترل دو طرفه مورد نیاز است. در این نوع سیستم فشار در هدر لوله کشی منبع اندازه گیری می‌شود و خروجی پمپ برای کنترل فشار ثابت در سیستم تغییر می‌کند. به این صورت پمپ سیستم در جریان کمتری فشار را در سیستم افزایش می‌دهد. سپس کنترل فشار باعث کند شدن پمپ می‌شود تا در فشار ثابت سیستم جریان کمتری ایجاد کند. از آنجا که جریان کاهش می یابد، پمپ به میزان قابل توجهی انرژی کمتری نیاز دارد. یک پمپ با منحنی مشخصه که عملکرد خوبی در سرتاسر لوله کشی فن کویل و راهنمای مهندسی داشته باشد، باید انتخاب شود. از پمپ‌های دارای منحنی مشخصه بسیار مسطح باید خودداری کرد زیرا تغییرات اندک فشار منجر به تغییرات زیادی در جریان می‌شود و باعث ایجاد مسائلی در کنترل سیستم می‌شود.
کنترل ظرفیت گرمایشی و سرمایشی فن کویل‌ها
در هر یک از طرح‌های فوق، سیستم کنترل ظرفیت می‌تواند خاموش یا مدولاسیون باشد. هنگام خاموش بودن سیستم کنترل، باعث عدم جریان آب می‌شود. غالباً در سیستم فن کویل در این حالت، فن نیز خاموش می‌شود. هنگامی که سیستم کنترل بخواهد ظرفیت را کنترل کند، جریان آب تأمین می‌شود و فن به جریان هوای کامل می‌رسد. این سیستم‌ها هم چنین می‌توانند از کنترل تعدیل استفاده کنند. جریان آب متغیر است تا مقدار مورد نظر را تأمین کند. در سیستم‌هایی که برای تجربه شرایط مختلف ورود به سیستم طراحی شده‌اند، می‌توان جریان را تغییر داد تا دمای هوای خروجی ثابت را بر اساس یک حجم ثابت هوا حفظ کند.
جریان آب همچنین می‌تواند متغیر باشد تا با تغییر دمای هوای خروجی بر اساس یک جریان ثابت، ظرفیت کمتری فراهم کند. علاوه بر این، جریان متغیر آب و جریان هوا نیز می‌تواند فراهم شود. جریان هوا با کاهش بار کاهش می یابد و جریان آب تنظیم می‌شود تا دمای هوای ثابت را حفظ کند. این یک استراتژی کنترل غیر معمول برای یک سیستم فن کویل است، اما عملکرد رطوبت زدایی پیشرفته را در شرایط کم بار فراهم می‌کند.
فن کویل‌های سرمایشی، گرمایشی یا مشترک
فن کویل‌ها می‌توانند به صورت سرمایشی، گرمایشی یا مشترک طراحی شوند. در مدل‌های مشترک، واحد دارای دو کویل مجزا برای گرمایش و سرمایش است که هر یک به طور مستقل لوله‌کشی و کنترل می‌شوند. این امکان اجازه می‌دهد در صورت نیاز هر کویل جداگانه عمل کند، اما معمولاً سیستم کانال‌کشی و کنترل ثابت طوری طراحی می‌شود که همزمان گرمایش و سرمایش فعال نشود تا عملکرد بهینه دستگاه حفظ گردد.
سوالات متداول (FAQ) درباره فن کویل
- فن کویل چیست و چگونه کار می‌کند؟
فن کویل دستگاهی است که با استفاده از یک مبدل حرارتی و فن، هوای گرم یا سرد را به محیط منتقل می‌کند و دمای فضا را کنترل می‌نماید. - انواع فن کویل کدامند؟
فن کویل‌ها شامل زمینی، دیواری، سقفی و کاستی هستند و بسته به فضای نصب و نیاز، انتخاب می‌شوند. - سیستم لوله‌کشی فن کویل چگونه است؟
لوله‌کشی می‌تواند سری یا موازی باشد. سری دارای مدار تک لوله و موازی دارای لوله رفت و برگشت جداگانه است. - نحوه سرویس و نگهداری چیست؟
شامل تعویض فیلترها، اسیدشویی کویل، هواگیری و بازدید فن و موتور می‌باشد تا راندمان و عمر دستگاه افزایش یابد. - مزایای فن کویل چیست؟
کنترل دما برای هر محیط، مصرف انرژی کمتر، نصب آسان و قابلیت کار با سیستم چیلر و حرارت مرکزی از مزایای اصلی آن است.
