فن کویل زمینی

فن کویل چیست

فن کویل زمینی، یک نوع سیستم تهویه مطبوع است که در برخی ساختمان ها برای انتقال حرارت و سرمایش یا گرمایش هوا استفاده می شود. این سیستم به وسیله یک کمپرسور، یک چرخه مبرد و یک فن کار می کند.

در یک فن کویل، هوای گرم ساختمان از طریق یک شبکه از لوله های مجهز به روکش فلزی عبور می کند. این لوله ها حاوی مبرد مایع هستند که به عنوان وسیله انتقال حرارت عمل می کنند. هنگامی که هوا از این لوله ها عبور می کند، حرارت خود را به مبرد انتقال می دهد و سپس با گذر از یک فن، به خارج ساختمان هدایت می شود.

سیستم کویل در تابستان برای خنک کردن هوا و در زمستان برای گرم کردن هوا استفاده می شود. در فصل تابستان، مایع مبرد در لوله ها از طریق کمپرسور به صورت مایع فشرده می شود و به رادیاتورهای سیستم کویل می رود. در اینجا، گرما به مایع مبرد منتقل می شود و هوا از طریق فن کویل می گذرد و خنک می شود. (قبل از وارد شدن به ساختمان)

در فصل زمستان، عملکرد سیستم برعکس است. مایع مبرد در لوله ها از طریق کمپرسور به صورت گاز و گرم می شود و سپس به رادیاتورهای سیستم کویل می رود. هوای سرد ساختمان از طریق فن کویل عبور می کند و با مخلوط شدن با هوای گرم از مبدأ مایع مبرد، گرم می شود. (قبل از وارد شدن به ساختمان)

فن کویل معمولاً در ساختمان هایی که نیاز به سیستم تهویه مطبوع دارند مورد استفاده قرار می گیرد، مانند ساختمان های اداری، هتل ها، بیمارستان ها و مراکز خرید.

فن کویل ها به انواع مختلفی تقسیم بندی می شوند که در این مقاله به بررسی کامل و تخصصی انواع فن کویل زمینی و سقفی و ... خواهیم پرداخت و خصوصیات هر یک را بررسی خواهیم کرد.

انواع فن کویل با توجه به روکار یا توکار بودن

یونیت های فن کویل سقفی توکار، به این دلیل به این نام نامیده می شوند که اجزای آن ها و کانال های تامین و توزیع هوا در قسمتی از سقف (معمولاً ورودی هر اتاق یا راهرو) نصب شده اند.

مزیت یونیت فن کویل سقفی توکار این است که نیازی به سقف کاذب ندارد و اجزا و کانال های آن در قسمتی از سقف قرار می گیرند. (معمولاً قسمت های خارجی و بلااستفاده مانند ورودی هر اتاق یا سالن) (شکل زیر نحوه نصب را نشان می دهد)

با استفاده از ترموستات تنظیمی که در هر اتاق یا هر قسمت از ساختمان نصب می شود، علاوه بر روشن و خاموش کردن فن، دمای گرمایش و سرمایش نیز تنظیم می شود.

انواع یونیت فن کویل از نظر نحوه تامین هوای تازه

از نظر تامین هوای تازه به دو صورت عمل می شود:

الف) اگر از واحد فن کویل فقط برای گرمایش و سرمایش استفاده می شود، سیستم هواساز مرکزی باید هوای تازه را تامین کند.

در این حالت هواساز از طریق یک کانال وارد ساختمان می شود و پس از فیلتر کردن (و احتمالاً تنظیم رطوبت آن) هوای تازه را پخش می کند.

معمولا در ساختمان هایی که از یونیت فن کویل استفاده می شود، هواساز فقط وارد راهروها و راه پله های ساختمان می شود تا اکسیژن کافی را به ساختمان برساند و دمای این قسمت ها را به دمای اتاق ها و راهروهای مجاور برساند.

شکل زیر یک دستگاه هواساز را نشان می دهد که معمولاً به همراه اجزای داخلی آن و کانال های ورودی و خروجی هوا بر روی پشت بام ساختمان نصب می شود.

هواساز ها دستگاه های نسبتا بزرگی هستند که وظیفه تامین هوای تازه، خنک کردن یا گرم کردن آن، فیلتر کردن و در برخی موارد تنظیم رطوبت هوا را بر عهده دارند.

واقعیت این است که هواساز مانند فن کویل دارای یک کویل آب سرد و یک کویل آب گرم است و این آب سرد و گرم از طریق چیلر (یا بویلر) تامین می شود .

ب) اگر واحد فن کویل علاوه بر سرمایش و گرمایش، هوای تازه لازم را نیز تامین کند، دیگر به هواساز مرکزی و تجهیزات آن نیازی نیست و هوای تازه از طریق دریچه پشت فن کویل به داخل اتاق کشیده می شود.

در این حالت کانال های توزیع هوا از یک طرف به بیرون ساختمان جریان می یابد تا هوای تازه (پس از عبور از فن کویل) به داخل ساختمان و از طرف دیگر به اتاق ها و راهروها وارد شود.

مزیت این روش حذف هواساز مرکزی است اما این روش نمی تواند مانند روش هواساز هوای تازه را فیلتر کند. همچنین در صورت نیاز به تنظیم دقیق رطوبت، حداقل باید از یک دستگاه هواساز در ساختمان استفاده شود.

انواع فن کویل زمینی بر حسب دو لوله ای یا چهار لوله ای

در نوع دو لوله ای یک لوله برای جریان آب گرم یا سرد و دیگری برای خروجی آن است.

در نوع چهار لوله یک لوله برای ورودی آب سرد و یکی برای ورودی آب گرم و دو لوله دیگر برای خروجی آن است.

مزیت چهار لوله این است که اگر در ساختمانی با تعداد فن کویل زیاد، برخی واحدها به سرمایش و برخی دیگر به گرمایش (همزمان) نیاز داشته باشند، نوع چهار لوله ای این نیاز را به خوبی برطرف می کند.

در ایران به دلیل قیمت کمتر نوع دو لوله ای نسبت به نوع چهار لوله ای، از نوع دو لوله ای بیشتر استفاده می شود.

از نظر ظاهر و محل نصب

• زمینی یا کفی:

نوع فن کویل زمینی به طور کلی به یکی از دو شکل شیار هوایی بالایی و شیار جلویی ساخته می شود و عموماً با ظرفیت هوادهی بین 200 تا 1000 فوت مکعب در دقیقه (CFM) ساخته می شود.

• دیواری:

نوع دیواری معمولاً به صورت روبرو زن و با ظرفیت هوادهی بین 200 تا 800 فوت مکعب در دقیقه (CFM) ساخته می شود.

• کاستی:

نوع کاستی معمولاً در زیر سقف کاذب نصب می شود و تنها ورودی هوای خروجی قابل مشاهده است و در طرح های مختلف یک، دو و چهار طرفه با ظرفیت جریان هوا بین 200 تا 1200 فوت مکعب در دقیقه تولید می شود. 

عموماً از این نوع فقط در ساختمان هایی استفاده می شود که سقف کاذب دارند تا فقط دریچه های آنها نمایان باشد. (مانند شکل زیر)

• کانالی یا داکت فن کویل:

معمولاً با ظرفیت فن بین 300 تا 2200 فوت مکعب در دقیقه (CFM) تولید می شوند و به سه شکل وجود دارند: کانال فن کویل سقفی، روکش سقفی و روکش دیوار ایستاده. نوع داخلی آن نسبت به روکار کمتر صدا تولید می کند و مفیدتر است.

مواد و جنس فن (پلاستیک یا فلز)

جنس فن می تواند پلاستیکی یا فلزی باشد، هر کدام مزایا و معایب خود را دارند و دارای تفاوت قیمتی نیز هستند.

نوع پلاستیک یک روش تولید تزریقی است، بنابراین توزیع جرم هر قسمت تقریبا یکنواخت است، به راحتی می توان به تعادل دینامیکی دست یافت و با لرزش و نویز کمتری همراه خواهد بود.

یکی از معایب پلاستیک این است که الکتریسیته ساکن، گرد و غبار و سایر ذرات آلاینده را به پلاستیک جذب می کند به همین دلیل به تمیز کردن بیشتری نیاز دارد.

نوع فلزی آن مشکل کمتری در تجمع ذرات آلاینده روی سطح پروانه دارد، اما سازنده باید توجه زیادی به ساختار آن داشته باشد تا اطمینان حاصل شود که فن متعادل است و در حین کار، لرزش یا صدا ایجاد نمی کند.

توضیح ساختار و عملکرد دستگاه

این دستگاه وسیله ای است متشکل از یک مبدل حرارتی (کویل) برای سرمایش و گرمایش و یک فن. آب معمولاً در تجهیزاتی مانند چیلر یا مینی چیلر (چیلرهای اسکرال، چیلرهای اسکرو، سانتریفیوژها) خنک می شود،

در تجهیزاتی مانند دیگ ها و موتورخانه ها گرم می شود، و از طریق لوله ها به کویل ها ارسال می شود.

بنابراین فن با دمیدن در اطراف کویل، هوا را خنک یا گرم می کند. این دستگاه همچنین با استفاده از فیلترهای قابل شستشو، هوا را فیلتر می کند.

در این سیستم هر دستگاه، مستقل از دستگاه دیگر کنترل می شود و با کنترل جریان آب به کویل یا با کنترل سرعت فن، دمای مورد نظر تنظیم می شود.

شکل زیر ساختار داخلی کویل (لوله مسی جایگزین با پره های آلومینیومی) و فن را نشان می دهد.

چگونه فن کویل زمینی مناسب را انتخاب کنیم؟

فن کویل زمینی فضای کف زمین را اشغال می کنند و انواع دیواری نیز بسیار در معرض دید خواهند بود.

نوع کاستی و نوع سقفی توکار بر روی سقف نصب شده و فقط دریچه خروجی هوا نمایان است. (سقف های کاذب یکپارچه معمولا در اکثر پروژه های مسکونی استفاده می شوند)

اگر بخشی از ساختمان نیاز به ظرفیت تهویه بالایی دارد، نوع سقفی توکار یکپارچه بهترین انتخاب است.

نوع یکپارچه سقفی توکار به طور قابل توجهی ارزانتر از سایر فن کویل ها با ظرفیت تهویه یکسان است. به عنوان مثال، یک فن کویل سقفی توکار با ظرفیت 600CFM تقریباً نصف قیمت انواع دیگر است.

کاربرد فن کویل

فن کویل ها در صنعت تهویه مطبوع و سیستم های گرمایش و سرمایش مورد استفاده قرار می گیرند. کاربردهای فن کویل عبارتند از:

1. ساختمان های تجاری: فن کویل ها در هتل ها، مراکز خرید، ادارات، بانک ها و ساختمان های تجاری استفاده می شوند. آنها برای سرمایش و گرمایش فضاهای داخلی، مانند اتاق ها، سالن ها و مناطق عمومی، استفاده می شوند.
2. ساختمان های مسکونی: فن کویل ها به طور گسترده در واحدهای مسکونی مانند آپارتمان ها، ویلاها و ساختمان های مسکونی چند واحدی استفاده می شوند. آنها برای تهویه مطبوع و سیستم های گرمایش و سرمایش منازل استفاده می شوند.
3. برج ها و ساختمان های بلند: در ساختمان های بلند و برج ها، فن کویل ها برای سرمایش و گرمایش فضاهای داخلی استفاده می شوند. این سیستم ها قادرند بر روی طبقات مختلف، تهویه مطبوع را انجام دهند.
4. بخش صنعتی: فن کویل ها در صنایع مختلف مانند صنایع غذایی، صنایع دارویی، صنایع الکترونیکی و صنایع دیگر نیز استفاده می شوند. آنها به منظور سرمایش تجهیزات، کنترل دما و رطوبت و تهویه مناسب در فضاهای صنعتی استفاده می شوند.
5. بخش بهداشتی و درمانی: در بیمارستان ها، کلینیک ها و مراکز بهداشتی، فن کویل ها برای سیستم های تهویه و تبرید فضاهای درمانی و عمومی استفاده می شوند. این سیستم ها به عنوان یک عنصر مهم در ایجاد شرایط سالم و راحت برای بیماران و کارکنان بهره برداری می شوند.

این تنها چند مورد از کاربردهای فن کویل هستند و این سیستم ها در صنایع و بخش های مختلف با توجه به نیازهای ساختمان و فضاهای مورد استفاده، به کار می روند.