فن کویل

فن کویل چیست؟

فن کویل یک دستگاه ساده است که از یک مبدل حرارتی (سرمایشی/گرمایشی) و یک فن تشکیل شده است.در کویل های آن (لوله های مسی) آب سرد (در تابستان) یا گرم (در زمستان) جریان دارد و فن با دمیدن هوا در اطراف کویل (لوله ها) باعث برخورد هوا با سطح گرم یا سرد کویل می شود و هوای سرد یا گرم را به داخل ساختمان انتقال می دهد. جریان آب سرد داخل کویل ها توسط دستگاه چیلر (یا مینی چیلر در سایزهای کوچکتر) و جریان آب گرم در واحدهای فن کویل توسط دستگاه دیگ بخار (بویلر( تامین می شود. در برخی دستگاه ها به جای آب سرد یا گرم، مایع خنک کننده در کویل آن جریان دارد. به عبارت دیگر مبرد (گاز فریون) مستقیماً وارد واحدهای فن کویل شده و هوا را خنک یا گرم می کند.در این صورت یونیت های فن کویل به دستگاه VRF یا GHP متصل می شوند.

چند نکته مهم در مورد سرمایش و گرمایش هوا با فن کویل

 .1این دستگاه جزء سیستم تهویه مطبوع مرکزی (سرمایش و گرمایش) می باشد که در تهویه مطبوع انواع ساختمان های مسکونی، اداری، تجاری و ... کاربرد دارد.
گاهی از یونیت فن کویل به عنوان داکت (کانال) استفاده می شود که به آن داکت فن کویل یا فن کویل کانالی گفته می شود که قابلیت تامین و ورود هوای تازه به ساختمان را دارد.
 .2واحد فن کویل توسط یک کلید روشن/خاموش دستی یا یک ترموستات کنترل می شود که سرعت فن یا جریان آب را که توسط یک شیر روشن و خاموش می شود تغییر می دهد.
در ساختمان های مجهز به BMS، واحد فن کویل توسط یک کنترلر دیجیتال متصل به شبکه BMS می شود.
مزیت استفاده از این دستگاه در ساختمان این است که علاوه بر اینکه می تواند هوا را خنک و گرم کند، به راحتی می توان فن کویل هایی را که به طور غیر ضروری کار می کند، خاموش کرد، بدون اینکه تاثیری بر عملکرد سایر فن کویل ها داشته باشد.
 .3نصب این سیستم به دلیل سادگی و انعطاف پذیری نسبت به سیستم هایی مانند هواساز ارزانتر است. زیرا نیازی به چند داکت (به جز نوع داکتی) نیست و مستقیماً با لوله به دستگاه های تولید آب سرد و گرم متصل می شود.
چیلرها رقبای سرسختی برای فن کویل ها هستند که بسته به ویژگی های یک ساختمان خاص، معمولا از یکی از این دو سیستم یا ترکیبی از آنها استفاده می شود.
با اندازه گیری دمای هوای ورودی و خروجی از فن کویل و همچنین حجم هوای ورودی که از آن عبور می کند، می توان قدرت گرمایش یا سرمایش تحویلی توسط آن را محاسبه کرد.
4. یونیت فن کویل در دو حالت کلی حالت دمنده و حالت مکش طراحی شده است. در حالت دمنده، فن دستگاه با دمیدن در کویل ها، هوا را گرم یا خنک می کند و در نوع مکش، هوا را از طریق کویل ها مکش می کند.
نوع مکش می تواند گرمای بیشتری را از خود عبور دهد، اما کمی گرانتر از نوع دمنده است.
این دستگاه ها در انواع سقفی، دیواری، کفی و ... موجود می باشند که در شکل زیر یک نوع پرکاربرد (سقفی) نشان داده شده است.

فن کویل روکار یا توکار

این دستگاه را می توان به صورت توکار (پنهان) یا روی سطح (روکار) طراحی و نصب کرد.
نوع توکار که معمولاً به صورت سقفی و کانالی ساخته می شود، مزایای بیشتری دارد و معمولاً به دو صورت استفاده می شود:
در حالت اول در صورت استفاده از سقف کاذب در سرتاسر ساختمان می توان از فن کویل سقفی چهار طرفه مطابق شکل زیر استفاده کرد. (در فرم کوتاه با سقف کاذب فقط دریچه های هوا نمایان       هستند)

در حالت دوم (طبق شکل زیر) می توان به جای استفاده از سقف کاذب، دستگاه مورد نظر را در قسمتی از سقف (معمولا قسمت ورودی هر سالن یا اتاقی) تعبیه کرد.

فن کویل دو یا چهار لوله ای

این دستگاه ها به دو نوع کلی دو لوله ای و چهار لوله ای تقسیم می شوند. در نوع دو لوله ای، یک لوله برای تامین و دیگری برای برگشت آب گرم یا سرد (بسته به زمان سال، تابستان یا زمستان - دو فصل) است.
در نوع چهار لوله ای دو لوله تامین و دو لوله برگشت تعبیه شده است که یکی از لوله های ورودی قابلیت نگهداری آب گرم و یکی از لوله های ورودی قابلیت نگهداری آب سرد را دارد و آن را به سیستم چهار لوله ای تبدیل می کند.
یکی دیگر از مزایای چهار لوله این است که ممکن است در قسمت های مختلف یک ساختمان به دلایل مختلف برخی نیاز به گرما و برخی نیاز به سرما داشته باشند و در نتیجه آب سرد یا گرم وارد سیستم شود.

مزایا و معایب

مزایای فن کویل

 .1برخلاف داکت اسپلیت، امکان کنترل مستقل دما در اتاق ها یا سالن های مختلف ساختمان وجود دارد. بسته به تعداد فن کویل های نصب شده در ساختمان می توان شرایط دمایی متفاوتی را با توجه به سلیقه و نیاز افراد ایجاد کرد.
 .2در ساختمان های بزرگ، استفاده از فن کویل های متعدد با یک یا دو دستگاه خنک کننده مرکزی هیچ محدودیتی ایجاد نمی کند. در حالی که در استفاده از هواساز یا داکت اسپلیت، استفاده از یونیت داخلی پاسخگوی نیازهای ساختمان نیست و این در شرایطی رخ می دهد که با اضافه شدن یونیت های داخلی دیگر، یونیت های خارجی دیگری نیز باید تهیه شود.

بنابراین با توجه به اینکه حداکثر فاصله بین یونیت داخلی و خارجی باید رعایت شود (برای جلوگیری از افت فشار زیاد جریان مبرد و کاهش راندمان دستگاه)، اجرای این نوع سیستم ها در ساختمان های بزرگ دشوار است و در عین حال، می تواند ظاهری ناخوشایند برای ساختمان ایجاد کند. در سیستم VRF نیز مانند ترکیب فن کویل و چیلر مرکزی تقریبا چنین محدودیتی وجود نخواهد داشت.

 .3طرح های متنوع این دستگاه و همچنین یونیت های داخلی سیستم VRF امکان نصب هر مدلی را فراهم می کند که با محدودیت های معماری ساختمان و مطابق با سلیقه مصرف کننده سازگار باشد.

 .4دستگاه fan coil از آب گرم تولیدی دیگ برای تامین هوای گرم مورد نیاز در فصل سرما استفاده می کند. در شرایطی که در سیستم هایی مانند چیلر، VRF و داکت اسپلیت که کویل آب گرم ندارند گرمایش لازم به روش پمپ حرارتی و کمپرسور انجام می شود که مصرف برق قابل توجهی را در پی خواهد داشت.

بنابراین با توجه به هزینه های بالاتر مصرف برق در ایران (نسبت به گاز)، استفاده از این گونه سیستم ها برای گرمایش بی فایده است.

همچنین کیفیت گرمایش تولید شده در این نوع سیستم بسیار کمتر از فن کویل ها، رادیاتورها یا گرمایش از کف است.

بنابراین، هنگام استفاده از سیستم های پمپ حرارتی، به ویژه در آب و هوای غیر گرمسیری و با زمستان های سرد، توصیه می شود از سیستم های جانبی مانند رادیاتور یا گرمایش از کف نیز استفاده کنید.

 .5در دستگاه داکت سقفی (مانند یونیت های داخلی داکت و اسپلیت داکت در سیستمVRF  به دلیل امکان استفاده از هوای تازه، شرایط ایجاد تهویه و ایجاد فشار مثبت در داخل ساختمان فراهم خواهد شد.

معایب

1. به دلیل استفاده از آب سرد و گرم تولیدی در سیستم های مرکزی (چیلر و دیگ بخار)، fan coil نمی تواند امکان کنترل جداگانه مصرف انرژی هر واحد ساختمان را داشته باشد. (مشکلی که در سیستم    VRF  نیز وجود دارد)

2. در ساختمان های با متراژ کم هزینه خرید و راه اندازی فن کویل بیشتر از خرید کولر گازی، خواهد بود.

اجزاء فن کویل

این دستگاه شامل اجزای مختلفی است که هر کدام وظیفه ای را برعهده دارند. در زیر به برخی از اجزای اصلی فن کویل اشاره خواهیم کرد:

مبدل حرارتی (Heat Exchanger) : از مبدل حرارتی در فن کویل برای انتقال حرارت بین هوای اطراف و سیال خنک کننده (معمولاً آب سرد یا آب گرم) استفاده می شود.

فن (Fan) : از فن در فن کویل برای جابجایی هوا و ایجاد جریان هوای تهویه شده در سیستم استفاده می شود. فن به طور معمول در بخش بالای فن کویل قرار دارد و هوا را از طریق مبدل حرارتی عبور می دهد.

مخزن (Coil) : مخزن در fan coil شامل لوله هایی است که سیال خنک کننده (آب سرد یا آب گرم) را جریان می دهد. این لوله ها به صورت خم شده و در محل تماس با هوا قرار دارند تا حرارت مورد نیاز برای تهویه را به هوا منتقل کنند.

جعبه تنظیم هوا (Air Handling Box) : جعبه تنظیم هوا در فن کویل برای تنظیم جریان هوا و جهت دهی آن به سمت مکان های مورد نیاز استفاده می شود. این باکس معمولاً در بخش پایینی fan coil قرار دارد و شامل دریچه ها و تنظیم کننده هایی است که جریان هوا را کنترل می کنند.

کنترلر (Controller) : کنترلر در فن کویل برای کنترل عملکرد سیستم استفاده می شود. این قسمت می تواند شامل سنسورها، ترموستات ها و تراشه های الکترونیکی باشند که بر اساس تنظیمات و شرایط محیطی، فن کویل را به درستی کنترل می کنند.

این موارد تنها برخی از اجزای اصلی فن کویل هستند و بسته به طراحی و نوع سیستم، ممکن است اجزا دیگری نیز وجود داشته باشد.

فن کویل بهتر است یا کولر گازی

انتخاب بین فن کویل و کولر گازی به مجموعه ای از عوامل بستگی دارد که باید در نظر گرفته شوند. در زیر برخی از فواید و محدودیت های هر دو سیستم را بررسی خواهیم کرد:

فن کویل:

• fan coil از طریق یک سیستم آب سرد یا آب گرم کار می کند و این به معنای صرفه جویی در مصرف انرژی است، زیرا آب معمولاً انرژی کمتری نسبت به گاز برای سرمایش و گرمایش استفاده می کند.
• فن کویل ها را می توان به صورت مجزا در هر یک از اتاق ها یا قسمت های مختلف محیط کنترل کرد. این ویژگی اباعث می شود تا دما و رطوبت را به طور دقیقتر و بهینه تر کنترل کنید.
• fan coil قابلیت استفاده در سیستم های تهویه مطبوع مرکزی و سیستم های Split و VRF را دارد.
• نصب و نگهداری fan coil به طور کلی آسان تر است و نیاز به فضای کمتری دارد.

کولر گازی:

• کولر گازی با استفاده از یک واحد خارجی و داخلی که از طریق لوله ها و کابل های فشار کم به هم متصل هستند، کار می کند. این به معنای عدم نیاز به سیستم آب سرد یا آب گرم است و می تواند در مکان هایی که دسترسی به این منابع محدود است مناسب باشد.
• کولر گازی معمولاً قدرت سرمایش و گرمایش بیشتری نسبت به fan coil دارد و می تواند برای فضاهای بزرگتر مناسب باشد.
• کولر گازی می تواند در بخش های عمومی ساختمان ها و فضاهای تجاری نصب شود و قادر است به طور موثر هوا را تهویه کند.

در نهایت، انتخاب بین فن کویل و کولر گازی به عواملی مانند اندازه فضا، نوع استفاده، هدف از سیستم تهویه مطبوع، نیازهای انرژی، هزینه ها و توجه به جنبه های زیست محیطی بستگی دارد.