فن كويل

[sunyboy]

فن كويل

مهم ترين ومتعارف ترين سيستم تمام آبي، سيستم فن كويل است. فن كويل ترمينالي است كه ازيك فيلتر باراندمان كم، ويك ياچند فن سانتريفوژهمراه باكويل سرد و گرم تشكيل شده است.(برخي از فن كويل ها، درسيستم چهارلوله اي داراي يك كويل سرد و يك كويل گرم هستند.) هواي ورودي به فن كويل نخست ازروي فيلتر مي گذردوسپس از قسمت فن وبعد از ن آن از قسمت كويل عبورمي كند و وارد اتاق مي شود. فن كويل ها براي جلوگيري از نشت آب تقطير شده درآنها داراي تشتك و لوله تخليه هستند.
كويل گرمايش فن كويل مي تواند به وسيله آب گرم ويا بخار كاركند. درفن كويل بجاي كويل گرمايش مي توان از المان الكتريكي نيز استفاده كرد.
فن كويل ها انواع مختلفي دارند كه عبارتنداز:


فن كويل ايستاده:ازفن كويل زياد استفاده مي شود. به صورت ايستاده است و مي تواند زيرپنجره ويا هرجاي مناسب ديگري دراتاق استقراريابد. چنانچه فاصله كف اتاق تازيرپنجره كم باشد مي توان ازنوع كوتاه آن استفاده كرد. ارتفاع اين نوع كم است ولي پهناي آن زيادتر ازفن كويل هاي ايستاده معمولي است. دريچه هواي خروجي از فن كويل هاي ايستاده مي تواند دربالاو يا درقسمت جلوي فن كويل تعبيه شود. بدين ترتيب هوادهي يا به طرف بالاو يا به طرف جلو خواهد بود. ظاهر فن كويل ها مناسب است، ازاين رواستقرارآنها دراتاق اغلب باطرح عمومي اتاق سازگار است. فن كويل هاي ايستاده به ويژه براي فضاهاي اداري وياآپارتمان ها مناسب اند. صداي فن كويل هاي ايستاده به اين سبب كه دراتاق قراردارند مي تواند براي فضاهايي كه نياز به سكوت وآرامش دارند(آپارتمان ها) بيش ازميزان مورد نظر باشد. ولي اين امر براي ادارات و اماكني كه رفت و آمد درآنجا زياد است مشكل تلقي نمي شود.
فن كويل هاي سقفي كابينتي: اين فن كويل ها مانند فن كويل هاي ايستاده هستند با اين تفاوت كه درزير سقف و به صورت افقي استقرارمي يابند. هوادهي دراين فن كويل ها از دريچه جلوي آنها و جهت آن افقي است. اين نوع فن كويل به صورت روكار نصب مي شودوبراي فضاهايي كه به دلايلي نتوان درآنها ازفن كويل ايستاده استفاده كرد مناسب اند.
فن كويل هاي سقفي: اين فن كويل ها بالاي سقف كاذب نصب مي شود و ازديدپنهان هستند. صداي آنها اغلب، بدين سبب كه درداخل پلنوم سقف كاذب قراردارنداز دوحالت بالاكمتر است. مشكل اين نوع فن كويل ها، سختي دسترسي به آنها، تميز كردن فيلترنآآنها وياتعميرات احتمالي آنها است. هواي برگشت اتاق به دومحل مناسب يكي از اين روشها است. دراين حالت هواي برگشت نخست وارد فن كويل مي تواند پوسته خارجي نداشته باشد. هواي برگشت همچنين مي تواند ازطريق كانال برگشت به پلنوم برگشت فن كويل راه يابد. صدادراين نوع فن كويل بيشتراز نوع بدون پوسته است.
فن كويل افقي كانالي: اين نوع فن كويل مانند حالت قبل است با اين تفاوت كه فن آن فشار استاتيك بيشتري دارد. از اين رو مي توان هواي خروجي از آن را ازطريق كانال به چندين اتاق رساند. صداي اين فن كويل، چنانچه ضوابط و اصول طراحي در نصب آن رعايت گردد مي تواند كمتر از حالت هاي قبل باشد، زيرا محل آن مي تواند دورتر و درجايي درنظر گرفته شود كه افزايش صدادرآنجا مهم تلقي نمي شود. دسترسي به اين نوع فن كويل و تعمير و نگهداري آن نيز با مشكلاتي روبرواست و ضعف آن تلقي مي شود. درمورد فن كويل هاي سقفي كه درداخل پلنوم و بالاي سقف كاذب نصب مي شوند لازم است كه جزئيات استقرار و چگونگي دسترسي به آنها(ازجمله بيرون كشيدن فيلترو نصب مجددآن) و پايين آآوردن تمامي دستگاه و نصب دوباره آن مد نظر طراح قرارگيرد. دراين نوع فن كويل هواي برگشت از اتاق ها باهم مخلوط مي شوند، از اين رو درجاهايي كه لازم است هوادهي به اتاق ها وبرگشت آن به صورت مستقل صورت گيردبه كارنمي آيد.
فن كويل هاي ايستاده ستوني: اين فن كويل به صورت ايستاده استقرار مي يابد و غالبا فاصله بين كف تا سقف را مي پوشاند. داراي دريچه برگشت و دريچه رفت، فن سانتريفوژ، فيلتر هوا و كويل سرد و گرم است. غالبا رايزرهاي آب سرد و يا گرم از داخل كابينت فن كويل عبور مي كنند. كويل اين دستگاه مي تواند به صورت سري يا موازي به رايزر مزبور متصل شود.


هواي تازه مورد نياز تهويه اتاق مي تواند به دوصورت تامين شود. درفن كويل هاي ايستاده متعارف اين هوا مي تواند از طريق دريچه كوچك پشت فن كويل كه به هواي خارج راه دارد وارد فن كويل شود. همچنين درمورد انواع مختلف فن كويل هاي سقفي و ايستاده لازم است هواي تازه نخست به وسيله دستگاه هواساز مستقل تادماي هواي اتاق سرد يا گرم شود وسپس از طريق كانال هايي به اتاق ويا به پشت فن كويل ها راه يابد.
استفاده از فن كويل از لحاظ مصرف انرژي مناسب وباصرفه است. دراين جا بازگرمايش ويامخلوط كردن دوهواي سرد وگرم دركارنيست. از اين رو اتلاف انرژي وجود ندارد. انرژي فن نيز به كمترين مقدار خود مي رسد زيرا افت انرژي به سبب انتقال هوا دركانال ها وجود ندارد. مقدار انرژي مورد نياز پمپ سيركولاسيون آب سرد و گرم نيز درمقايسه با انرژي مصرفي فن اصلي درسيستم هواساز به مراتب كمتراست.
شبكه لوله كشي سيستم تمام آبي فن كويل مي تواند به سه روش زيرصورت گيرد:
الف. سيستم دولوله اي
ب‌.سيستم سه لوله اي



سيستم چهارلوله اي

الف) سيستم دولوله اي

دراين سيستم آب سرد يا آب گرم به وسيله دولوه رفت و برگشت به فن كويل وارد واز آن خارج مي شود. لازم است درتابستان ها آب سرد و درزمستان ها آب گرم درلوله ها جريان يابد. به اين دليل ضروري است كه درمقطعي از سال سيستم از وضعيت سرمايش به گرمايش و برعكس تبديل شود.
سيستم دولوله اي از تجهيزات مركزي سرمايش و گرمايش، شبكه توزيع آب و ترمينال ها تشكيل شده است.ترمينال ها داراي يك كويل مي باشند كه درتابستان آب سرد از آنها مي گذرد و درزمستان آب گرم. دماي اتاق از طريق كنترل اتوماتيك شيركويل ويا از طريق قطع ووصل شدن اتوماتيك فن دستگاه كنترل مي شود. غالبا به صورت دستي دورفن را مي توان روي هريك از سه وضعيت كند، متوسط و تند قرارداد. كنترل همچنين مي تواند به وسيله تغيير اتوماتيك دور فن به صورت تدريجي انجام گيرد. دراين وضعيت موتور فن نيازمند به سرمايش، دورفن بتدريج زياد و با كاهش آن كم مي شود. دراين وضعيت موتور فن نيازمند تجهيزات كنترل كنترل دوراست. كنترل مي تواند از تركيب حالت گرمايش. نمي توان هردوحالت سرمايش و گرمايش را دراين سيستم هم پاي هم دراختيار داشت. از اين رو چنانچه برخي اتاق ها نياز به سرمايش وبرخي ديگر نياز به گرمايش داشته باشد، اين سيستم قادر به پاسخگوئي به هردواين نيازها نيست. درربرخي مناطق تعيين دقيق زمان تبديل سيستم از سرمايش به گرمايش و برعكس غيرعملي است. زيرا دراين مناطق درماه هاي بينا بيني، برخي روزها دماي هواي بيرون افزايش مي يابد؛ به قسمي كه درفضاهاي پيراموني نياز به سرمايش احساس مي شود و درروزهاي ديگر دماي بيرون افت مي كندبه طوري كه به همين فضاها لازم است گرمايش داده شود. همچنين چنانچه ساختمان درروز و شب مورد استفاده قرارگيرد ممكن است همراه با كاهش دماي هواي بيرون سرمايش مورد نياز به گرمايش باشد، درحالي كه درروز به سبب افزايش دماي هواي بيرون سرمايش مورد نياز باشد. درهرحال، اين وضعيت به وضوح نشان مي دهد كه تعيين زمان تبديل سيستم ازسرمايش به گرمايش وبرعكس در بسياري ازمناطق درسيستم دولوله اي به راحتي ممكن نيست. اين يكي ازمعايب سيستم دولوله اي محسوب مي شود. به همين دليل از اين سيستم درجاهايي كه نيازمند كنترل دقيق دما است، مانند هتل هاي چهار وپنج ستاره و ياادارات مدرن استفاده نمي شود. ازسوي ديگر زون هاي داخلي همواره نيازمند سرمايش هستند. سيستم فن كويل دولوله اي درزمستان، زماني كه به سيستم گرمايش تنها تبديل مي شود، نمي تواند نيازهاي زون هاي داخلي را صرفه جويي درانرژي استفاده كرد. چنانچه مدار فن كويل هاي زون هاي داخلي مستقل از فن كويل هاي زون هاي پيراموني طراحي و اجرا شده باشد، با تغييراتي درطراحي مي توان از چرخه با صرفه هيدرونيك براي زون هاي داخلي استفاده كرد.
كنترل

همان طور كه اشاره شدكنترل فن كويل ها اغلب به طور اتوماتيك يا به وسيله شير كنترل دوراهه يا سه راهه ويا باخاموش وروشن فن دستگاه صورت مي گيرد.
دررايزرهاي كه فن كويل ستوني ايستاده به صورت سري به آنها وصل شده اند كنترل مي تواند به طور اتوماتيك از طريق كنارگذردادن هوا از كويل به توسط دمپررخ و كنار گذر صورت گيرد.
چنانچه هواي تازه به توسط دستگاه هواساز مستقل رطوبت زدايي نشود، لازم است كه هم بار محسوس وهم بار نهان به وسيله كويل سرمايش فن كويل حذف شود. دراين حالت چنانچه هواي تازه مورد نياز تهويه از طريق دريچه پشت فن كويل ويا از طريق پنجره وارد اتاق گردد، ضريب حرارت محسوس اتاق نوسانات زيادي خواهد داشت. از آنجا كه كنترل واحد ترمينال براساس دماي خشك صورت مي گيرد ميزان رطوبت اتاق مي تواند از كنترل خارج شود.
چنانچه كنترل به توسط شيركنترل روي كويل صورت گيرد، همراه با كاهش باراتاق شيركنترل به تدريج بسته مي شودو رطوبت زدايي پايين مي آيد، قسمتي كه پس از چندي رطوبت اتاق مي تواند بيشتراز حد مورد نظر درطراحي گردد. درحالت كنترل از طريق روشن وخاموش شدن فن، با كاهش باراتاق فن ازكار مي افتد وهواي كمتري ازدريچه پشت فن كويل وارد اتاق مي شود. همچنين ازآنجاكه روي كويل شيركنترل وجود ندارد، آب بادبي طراحي ازكويل عبوركرده باعث رطوبت زدايي مي شود. درنتيجه كنترل رطوبت بهترخواهد بود(هرچند كه دراين حالت نيز رطوبت اتاق نوسان مي كند). يكي از راه هاي گريز از اين تنگنا كنترل اتوماتيك دمپرهواي تازه پشت فن كويل است. دراين حالت با خاموش شدن فن كويل دمپر بسته مي شود. راه ديگر تهويه هواي تازه به وسيله هواساز مستقل وانتقال آن با كانال به اتاق ها است. دراين حالت رطوبت اساسا به وسيله هواساز هواي تازه گرفته مي شود.
كنترل اتوماتيك دستگاه براثر خاموش وروشن شدن فن وانتخاب دستي دورفن (كند، متوسط، تند)همراه با توزيع نامناسب هوا دراتاق، نوسانات دما و نيزتوليد صدا است. هرچند اين وضعيت دربسياري از ساختمان ها موردقبول است.
نمودارهاي قبل نشان مي دهد كه كنترل رطوبت از طريق كنترل فن بهتر از كنترل به وسيله شيركنترل اتوماتيك روي كويل است. چنانچه دماي هواي خارج درزمستان ها پايين باشد(كمتر از 15درجه فارنهايت) وچنانچه از شير كنترل روي كويل استفاده شود، درحالت پاره بارازآنجاكه دريچه پشت فن كويل بازاست، هواي سردبيرون مي تواند باعث يخ زدن آب داخل كويل شود.
چنانچه كنترل سرعت فن به صورت دستي باشد ودرضمن جريان آب نيز باشير كنترل روي كويل كنترل شود هزينه ها بالاخواهد رفت، ولي كنترل درمجموع بهتر خواهد شد. اگر شيركنترل ازنوع باز و بسته باشد نوسانات دماي اتاق ونيز صداي ناشي از باز وبسته شدن شيرمي تواند مشكل آفرين باشد. ولي اين امربا انتخاب شيركنترل تدريجي همراه با موتوري كه باصداي كم كارمي كندبرطرف مي شود. ترموستات بايد يا به صورت اتوماتيك، درحالت دوم ترموستات ديگري كه دماي آب عبوري ازكويل را اندازه مي گيرد مي تواند بنا به نياز، حالت ترموستات اتاق را از زمستاني به تابستاني و برعكس تغيير دهد. دربرخي مكان ها بهتراست مدارالكتريكي مجزايي براي فن كويل ها درساختمان درنظر گرفته شود. دراين حالت مجموعه فن كويل هاي ساختمان رامي توان با كليد دستي يا اتوماتيك خاموش يا روشن كرد. اين امردربرخي ساختمان هايي كه شب ها مورد استفاده ندارند درمصرف انرژي صرفه جويي قابل ملاحظه اي خواهد كرد.
سيستم دولوله اي همراه با المان برقي اضافي

چنانكه گفته شد، تعيين زمان تغيير حالت سيستم دولوله اي، به ويژه درمناطقي كه دماي هواي بيرون درماه هاي بينابيني بانوسان همراه است كارمشكلي است. دراين حالت مناطق سيستم دولوله اي نمي تواند به خوبي جوابگوي نيازهاي تهويه مطبوع ساختمان باشد. يك راه گريزاز اين وضعيت استفاده ازالمان الكتريكي اضافي درفن كويل است. ظرفيت المان حرارتي كم است زيرا تنها براي استفاده درماه هاي بينا بيني كه دماي هواي بيرون زياد سردنشده است مورد استفاده قرارمي گيرد. درماه هاي بينابيني، چنانچه دماي هواي بيرون زياد نشده است مورد استفاده قرار مي گيرد. درماه هاي بينابيني، چنانچه دماي هواي بيرون كمي سرد شود به قسمي كه اتاق نيازبه گرمايش داشته باشد، شيركنترل كويل سرد به طور اتوماتيك بسته مي شود والمان اكتريكي شروع به كار مي كند.
المان همراه باخاموش شدن فن خاموش مي شود. ترموستات اتاق كه هم شير فن كويل را كنترل مي كند و هم المان اكتريكي را، مي تواند داراي“ گستره صفر” باشد.
دراين حالت نه سرمايش خواهيم داشت ونه گرمايش. به اين ترتيب قادرخواهيم بود تامشكل فن كويل دولوله اي را درماه هاي بينابيني حل كنيم.
البته اين راه حل كامل نيست زيرا اتاق هايي هستند كه حتي درزمستان ها، به سبب تابش زياد خورشيدوياعوامل دگيرنياز به سرمايش دارند، درحالي كه سيستم فوق نمي تواند جوابگوي اين نياز باشد. زماني كه نياز به گرمايش است، سيستم مركزي از سرمايش به گرمايش تبديل مي شود. ترموستات اتاق از طريق آكوستاتي كه دماي آب داخل لوله را اندازه مي گيرد متوجه اين تغيير حالت سيستم مركزي مي شودووضعيت خودرا از تابستاني به زمستاني تغييرمي دهد. همراه با اين تغييرالمان اكتريكي ازكارمي افتد وشيركنترل كويل گرمايش به فرمان ترموستات شروع به كارمي كند. دراين حالت تنها كويل گرمايش گرماي مورد نيازاتاق رادرزمستان ها تامين مي كند.
سيستم دولوله اي با المان برقي براي تامين كامل گرمايش

برخي اوقات درمناطق گرم باهواي معتدل زمستاني، نياز به گرمايش زمستاني كم است، دراين حالت شايد بهترباشد المان حرارتي اكتريكي، كل بارگرمايش زمستاني رانيزتامين كند. چنانچه هزينه هاي برق مصرفي درمحل كم باشد، استفاده ازاين سيستم ممكن است كاملابه صرفه باشد، زيرا دراين حالت موتورخانه مركزي گرمايش كاملاحذف ويابه ميزان زيادي كوچك مي شود، كنترل اين سيستم مشابه حالت قبل است با اين تفاوت كه هنگام نياز به گرمايش، تغيير حالتي درسيستم روي نمي دهد والمان حرارتي وظيفه گرمادهي به اتاق راحتي درزمستان برعهده خواهد داشت.

ب .سيستم سه لوله اي

اين سيستم داراي يك لوله آب گرم ورودي، يك لوله آب سرد ورودي ويك لوله مشترك برگشت است. شيركنترل كويل مشترك ازنوع سه راهه مخصوص است. اين شيريابه آب سرد اجازه ورود به كويل رامي دهد، ويابه آب گرم. شيرطوري ساخته شده است كه قسمت گرم شيربه تدريج از حالت كاملا باز به حالت كاملابسته تغيير وضعيت مي دهد. پس ازچندي قسمت شيرازحالت كاملا بسته شروع به باز شدن مي كند. دروضعيتي خاص هردوقسمت گرم وسردبسته است. به اين ترتيب آب سردورودي هيچ گاه با آب گرم ورودي مخلوط نمي شود. لوله مشترك برگشت نيز آب سردوآب گرم رابه چيلرويا به ديگ موتورخانه مركزي هدايت مي كند. چنانچه همه واحدهاي فن كويل نياز به سرمايش يا گرمايش داشته باشند، آب سردوگرم ازطريق لوله برگشت مشترك باهم مخلوط مي شودواتلاف انرژي رابه همراه دارد. اين سيستم هرچند زماني مورداستفاده داشت ولي امروزه به سبب اتلاف انرژي مورد استفاده قرارنمي گيرد. به ويژه باتوجه به اين كه از طريق اضافه كردن يك لوله وتبديل سيستم سه لوله اي مشكل فوق كاملا حل مي شود.
ج‌.سيستم چهارلوله اي

به منظور حذف مشكلات سيستم دولوله اي وسه لوله اي، سيستم چهارلوله اي ابداع شده است. دراين سيستم هرفن كويل داراي دوكويل سرد وگرم وياداراي يك كويل مشترك است. دولوله آب سرد وگرم را به اين كويل مي رسانندو دولوله نيز آب سردوگرم رااز اين كويل ها برگشت مي دهند. ترموستات اتاق مستقيما به شير كنترل كويل ها فرمان مي دهد. به هنگام نياز به آب سرد كم وشيركنترل كويل سرد بازمي شود.
همراه با كاهش بار سرمايش نياز به آب سرد كم و شيركنترل كويل سرد به تدريج بسته مي شودتاجايي كه كاملابسته شود. پس ازچندي باكاهش بيشتر دماي اتاق، شيركنترل كويل گرم به تدريج بازمي شود. مي توان براي سيستم كنترل، “گستره صفر” درنظر گرفت، بدين ترتيب دروضعيتي خاص هيچ يك ازدوشيركنترل سرد وگرم بازنيستند. دستگاه هاي تبريد ونيز ديگ هاي مركزي آب گرم مي توانند درهمه اوقات كاركنند. در اين حال، همواره آب سردوياآب گرم موجودخواهد بود وهر اتاق بسته به نيازسرمايش يا گرمايش خود از آب سرد يا گرم بهره خواهد برد.
سيستم چهارلوله اي انعطاف پذيري زيادي داردوبراي ساختمان هايي به كارمي رود كه نيازمند تهويه مطبوع يا كيفيت بالاوسيستمهاي مستقل براي هراتاق هستند. ازجمله ساختمان هاي اداري، هتل هاوغيره.
البته اغلب اوقات درمناطقي بازمستان هاي سرد، زماني كه دماي هواي خارج كاملا سرداست، مي توان دستگاه هاي تبريد مركزي را خاموش كرد ويا درتابستان هاي گرم ديگ هاي آبگرم راازمدارفن كويل ها خارج نمود. اين سيستم نيازي به“تغييرات حالت” كه يكي از مشكلات سيستم دولوله اي است ندارد.
چنانچه درزمستان چيلرهاي مركزي خاموش شوند، مسلم است كه تهويه مطبوع اتاق هاي زون داخلي كه همواره نياز به سرمايش دارندبا مشكل مواجه خواهد شد. دراين حالت مي توان مدار لوله هاي زون داخلي را ازمدار زون پيراموني جداكردوبراي تامين سرمايش زون داخلي ازچرخه باصرفه هيدرونيك استفاده كرد. به اين ترتيب درماه هاي زمستان دستگاه تبريد مركزي خاموش مي شود و آب خنك مورد نياززون داخلي از طريق برج خنك كن يا كندانسورتبخيري وبه وسيله چرخه باصرفه هيدرونيك تامين مي گردد.
هواي مورد نياز تهويه

درسيستم فن كويل هواي مورد نياز تهويه را يامي توان از طريق دريچه هاي پشت فن كويل ها تامين كرد ويا از طريق سيستم مستقل هواي تهويه شده تازه. مشكلات حالت اول را برشمرديم. سواي اين مشكلات نماي ساختمان وزشتي آن درنتيجه استفاده از دريچه هاي متعدد، همچنين برهم خوردن توازن هوا دراتاق ها به سبب افزايش فشار هواي بيرون، به ويژه درزمستان ها كه سرعت باد زياد مي شود و برخي اوقات هوا توفاني است، ازمشكلات ديگر اين سيستم است. درساختمان هاي بلند مرتبه نيز به سبب“اثر دودكش” فشارداخل ساختمان درقسمت پايين آن نسبت به فشار هواي بيرون منفي مي شود، به قسمي كه هواي بيرون ازطريق دريچه پشت فن كويل به راحتي وبدون كنترل وارد اتاق مي شود. درقسمت بالاي ساختمان اين فشار مثبت مي شود وهواي اتاق به ميزاني زياد از طريق دريچه پشت فن كويل وبدون كنترل، ازاتاق خارج مي شود.
مشكلات بالاايجاب مي كند كه براي ارتقاء كيفيت هواي اتاق ها وبه منظورتوزيع هواي تهويه شده تازه به اتاق هاازشبكه كانال استفاده شود. دراين سيستم به منظورتهويه هواي تازه ازيك ياچندهواسازمركزي استفاده مي شود. البته اين سيستم(فن كويل+ سيستم مستقل هواي تازه تهويه شده) جزوسيستمهاي آبي ـ هوايي طبقه بندي مي شود.
مزايا ومعايب سيستم فن كويل

سيستم تمام آبي فن كويل مزايايي به شرح زيردارد:


فضاي كمتري رااشغال مي كند.
به منظور تهويه مطبوع ساختمان هاي موجود به راحتي مورد استفاده قرارمي گيرد.
اتاق مركزي براي هواساز، همچنين فضاي زياد به منظور كانال كشي حذف مي شود.
دماي هر اتاق را مي توان به طورمستقل كنترل كرد.
آلودگي هريك از اتاق ها به ساير اتاق ها سرايت نمي كند(دربعضي اين امر بسيار حائز اهميت است.)
چون سيستم داراي كانال كشي رفت وبرگشت نيست به هنگام حريق، كنترل آتش ودودهاي حاصل ازآن راحت ترازسيستمهاي تمام هوايي است.
چون دراين سيستم به منظور گرمايش ازآب گرم با دماي پايين استفاده مي شود، مي توان همراه اين سيستم ازسيستمهاي بازيافت گرمايي ونيز گرمايش خورشيدي استفاده كرد.


معايب



تعميرونگهداري آن كاربراست ولازم است بخشي ازنآن دراتاق انجام شود.
چنانچه رطوبت زدايي به توسط دستگاه هواساز مركزي انجام نشود، درمناطقي كه رطوبت بالادارند كنترل رطوبت درآن خوب نيست.
به تشتك ولوله هايي به منظور تخليه آب تقطير شده نياز است.
فيلتراسيون هوابه سبب استفاده ازفيلترهاي راندمان كم، خوب نيست.
چنانچه ازدستگاه هواسازمركزي به منظور تامين هواي تازه استفاده نشود، كنترل مقدارهواي تازه ورودي به اتاق ها براي حفظ كيفيت هوا مناسب نيست.

مواردكاربرد

به منظور تهويه مطبوع ساختمان هاي اداري، ساختمان هاي مسكوني چند طبقه، هتل ها و مدارس از اين سيستم استفاده مي شود. از فن كويل به ويژه براي زون هاي پيراموني واتاق هايي كه درتابستان ها نيازبه سرمايش ودرزمستان ها نيازبه گرمايش دارند استفاده مي شود. چنانچه براي فضاهاي داخلي كه همواره درطول سال نيازبه سرمايش دارندازترمينال هاي تمام آبي استفاده شود، بايد درطول سال دستگاه تبريد صرفه تمام مركزي روشن باشد. درواقع هنگام استفاده از سيستم فن كويل، نمي توان ازچرخه با صرفه تمام هوايي درزمستان ها استفاده كرد. ليكن اين امكان هست كه درطول ماه هاي سرد، به منظور سرمايش زون هاي داخلي، ازچرخه با صرفه هيدرونيك استفاده كرد.
همچنين درساختمان هايي كه نياز به كنترل دقيق مقدارهواي تازه ونيزمقداررطوبت است، اين سيستم مزيت چنداني ندارد. ازطرف ديگر سيستم تمام آبي فن كويل امكان كنترل دماي هراتاق را به صورت مستقل دراختيار مي گذارد. درواقع دراين سيستم دريك لحظه مي توان تعدادزيادي زون را كنترل كرد. درموردهتل هاي كلاس بالا(4و5ستاره) سيستم فن كويل چهارلوله اي مورد استفاده فراوان دارد. چنانچه بخواهيم از مزاياي سيستم فن كويل استفاده كنيم و درعين حال هواي تازه با كيفيت خوب وبه مقدار كافي به اتاق ها برسانيم، لازم است هواي تازه مستقلا به توسط يك هواساز CAVتهويه مطبوع شده، از طريق كانال هايي دراتاق ها توزيع شود.
چگونگي طراحي

مبناي انتخاب فن كويل ها بارهاي اوج سرمايي اتاق است(بارمحسوس وباركل). چنانچه هواي تازه ازطريق دريچه پشت فن كويل وارد اتاق شود درمحاسبات بارهاي حرارتي وبرودتي اتاق لازم است كه اين هوابه حساب آيد. چنانچه هواي تازه از طريق هواساز مستقلي تامين مي شود، بارهواي تازه درمحاسبات بارهاي حرارتي وبرودتي اتاق منظور نخواهد شد. دراين حالت هواساز هواي تازه براساس 100درصد هواي تازه انتخاب خواهد شد. مقدار هوادهي اين هواساز ازجمع هواي تازه اتاق هايي كه هواسازمزبور هواي تازه آنها را تامين مي كندبدست خواهد آمد. درتابستان ها هواي تازه ازوضعيت هواي خارج تاچند درجه كم تر از دماي اتاق(معمولاحدود70درجه فارنهايت) سرد مي شود. درزمستان ها اين هواازدماي هواي خارج درزمستان ها تادماي اتاق يا چند درجه بيشتر گرم مي شود.
انتخاب چيلرهاي مركزي براساس باربلوك سيستم به علاوه بارهواي تازه خواهد بود. درمحاسبه باربلوك لازم است ضرايب همزماني درمورد چراغ ها، انسان ها وساير وسايل الكترونيكي وگرمازا دخالت داده شود. قطر لوله هاي آب سردو گرم وهمچنين انتخاب پمپ ها براساس چگونگي كنترل فن كويل ها تعيين خواهد شد. چنانچه كنترل فن كويل ها صرفا براساس خاموش شدن وروشن شدن فن آ
آنهاصورت گيردوهيچ گونه كنترلي روي مقدارآب ورودي به آنها وجود نداشته باشد، قطرهرقسمت ازلوله براساس جمع حداكثر باركل زون هاي مربوط به آن قسمت ازلوله تعيين خواهد شد. دراين حالت پمپ سيركولاسيون آب نيز براساس حداكثر دبي بدست آمده ازطريق فوق مشابه حالت قبل خواهد بودزيرا وظيفه شير سه راهه صرفا كنارگذاردادن مقداري آب ازكويل سرمايش فن كويل است. دراين حالت كل مقدارآب درگردش تغييري نخواهدكرد. چنانچه براي كنترل فن كويل ازشيرهاي دوراهه استفاده شود، لوله كشي براساس جمع حداكثر بار زون هاي مربوط به هر لوله ضرب درضريب همزماني اندازه گيري خواهد شد.
لازم به ياد آوري است كه برخي ازصاحب نظران ضريب همزماني رااز جذرضريب همزماني بالابدست مي آورند. استدلال آنان اين است كه بسياري ازساكنان درتابستان ها ترموستات اتاق خود را روي دمايي كم تراز درجه حرارت طراحي قرارمي دهند.

تعيين نقطه تبديل سيستم

نقطه تبديل سيستم سرمايش، به درجه حرارت هواي خارجي اطاق مي شود كه پايين تر از آن ديگر درهيچ يك اززون ها نيازي به آب سرد به منظور حذف گرما نيست.
نقطه تبديل سيستم گرمايش به دماي هواي خارجي اطاق مي شود كه بالاتر از آن ديگر به آب گرم به منظور گرمايش اتاق نيازي نيست.
درصورتي كه وضعيت زيرحاكم باشد فضاي مورد نظر نيازبه آب سرد به منظور سرمايش ندارد:
حرارت انتقالي خارج شده از اتاق + سرماي ورودي به اتاق از طريق سيستمهاي سرمازاي ديگر = گرماي داخلي + گرماي ناشي از تابش خورشيد
براين اساس درجه حرارت تبديل به صورت زيربدست مي آيد:
گرماي داخلي+گرماي ناشي ازتابش خورشيد
VA ÷ ﴿ - سرماي ورودي به توسط سيستمهاي سرمازاي ديگر

دراين رابطه:

VA= حرارت انتقالي به ازاء يك درجه اختلاف بين دماي بيرون واتاق.
محاسبات بالاتقريبي است زيراپارامترهاي موجود درمعادله باگذشت زمان تغييرمي كنند. چنانچه بيش ترين مقدار گرماي ناشي از تابش خورشيد براي زماني ازسال در نظرگرفته شود، كه احتمال مي رود http://pnu-club.com/imported/mising.jpgدرآن زمان به وقوع بپيوندد. كم ترين دماي هواي خارج كه درآن نياز به سرمايش است بدست مي آيد.
چنانچه كم ترين مقدار بارهاي داخلي وبارهاي ناشي از تابش خورشيد درمعادله قرارداده شود، بالاترين دماي هواي خارج كه درنآن نياز به گرمايش است بدست مي آيد.
گستره دودماي فوق حيطه اي است كه درآن هم به گرمايش وهم به سرمايش نياز است.
چنانچه اين گستره وسيع باشد، مثلا براي اتاقي روبه جنوب كه بارهاي داخلي بالا ولي متغيري دارد، سيستم دو لوله اي مناسب نيست. درمورد چنين اتاقي بايد ازسيستم دولوله اي همراه با گرمايش به توسط المان حرارتي وياازسيستم چهارلوله اي استفاده كرد.
متوازن كردن شبكه لوله كشي
شبكه لوله كشي سيستم تمام آبي بايد طوري طراحي شودكه جريان آب درلوله ها متوازن شود وهرترمينال به ميزان مورد نياز خود آب سرد ياآب گرم دريافت كند.
چنانچه نواسانات مقدارآب تا25درصد باشد ظرفيت كويل ترمينال حدود10درصد نوسان خواهد داشت. به اين ترتيب ملاحظه مي شود كه باقدري دقت درطراحي شبكه لوله ها ونيز متوازن كردن سيستم به توسط شيرهاي كنترل دستي، جريان عبوري ازفن كويل ها را مي توان به مقدارزيادي مطابق طرح تنظيم كرد.
به منظور متوازن كردن سيستم لوله كشي لازم است دوشرط زيربرقرار باشد:


افت فشاردرمدارهاي موازي حداقل 40درصد تغييرات افت فشاردركل مدارباشد.
افت فشاردرمدارهاي موازي با هم همخواني معقولي داشته باشند، يعني سعي شودترمينال هايي زياد وافت كم درمدارقرارنگيرد(افت مدارموازي شامل افت فشارروي شيردستي، شيركنترل اتوماتيك وكويل سرمايش است).

مدارمي تواند به صورت مداربرگشت مستقيم ويابرگشت معكوس طراحي شود. مداربرگشت مستقيم هم ساده تر است وهم ارزان تر، ولي توازن جريان ب آب درآن مشكل تراست. دراين حالت لازم است كه روي مدارهاي فرعي موازي وقبل ازكويل سرمايش شيركنترل دستي قرارداده شود.
درمداربرگشت معكوس ازآنجا كه مسيررفت وبرگشت كليه مدارهاي موازي يكي است، توازن سيستم به خودي خود برقراراست. بهتراست به منظور توزيع مناسب جريان آب ومتوازن كردن سيستم درابتداي رايزرها ونيز روي لوله هاي افقي كه چندين رايزررا تغذيه مي كنند، شيركنترل دستي كارگذاشته شود. شيرهاي كنترل دستي مي توانند ازانواع توپي(Ball)، پلاگ(Plug) ويا كف فلزي(Globe)باشند.
چنانچه روي فن كويل هاازشيركنترل دوراهه استفاده مي شود، همراه باحالت پاره بارشيرهاي كنترل دوراهه بسته مي شوند. بدين ترتيب مقاومت مدارافزايش مي يابد و جريان آب عبوري ازلوله ها كاهش خواهد يافت. دراين وضعيت ارتفاع آبدهي پمپ نيز افزايش مي يابد(منحني سيستم لوله ها به طرف چپ متمايل مي گرددونقطه كاركرد جديد به طرف چپ روي منحني پمپ حركت مي كند). چنانچه اختلاف فشاردوطرف شيركنترل دوراهه ازحد متعارف زيادترشود، فشار ازحداكثر مورد نياز براي بسته شدن شيرفراتر خواهد رفت. بدين ترتيب كاركرد شيركنترل مختل مي شود و كنترل دماي اتاق ازدست مي رود.
فشاربيش از حد مي تواند به نشيمنگاه(seat)شيرآسيب برساند وتعويض زود هنگام قسمت هاي خراب شده شيركنترل را لازم سازد. براي اجتناب ازاين وضع چند راه وجود دارد:


اختلاف فشارسيستم، جايي دروسط لوله رفت وبرگشت اندازه گرفته شود و دور پمپ درتناسب با افزايش يا كاهش اختلاف فشارفوق كم يا زياد شود. بدين ترتيب قادرخواهيم بوددرحالت پاره بارمقدار جريان وفشارسيستم راكاهش داده وكنترل كنيم.
اختلاف فشارسيستم لوله ها به طريق بالااندازه گرفته شود و درتناسب باآن شير تنظيم(Throttling)روي لوله خروجي پمپ نصب وتنظيم شود. به اين ترتيب قسمتي ازافت فشاركه برشيرهاي كنترل ترمينال ها تحميل مي شدبه اين شيرمنتقل مي شود.
به جاي استفاده ازشيردوراهه روي ترمينال ها ازشيرسه راهه استفاده شود. به هنگام حالت پاره بارشيرهاي سه راهه مقداري آب رابه جاي آآآن كه ازكويل عبوردهند به لوله كنارگذرهدايت مي كنندبه نحوي كه ميزان آب عبوري ازكويل كاهش مي يابد. اين امر ايجاب مي كند كه لوله كنارگذرافت فشاري حدودا معادل افت فشارمداركويل داشته باشد. درغير اين صورت بخش اعظم آب به جاي آن كه ازكويل عبوركندازلوله كنارگذرعبورخواهد كرد. درحالت پاره بارازآنجا كه مقاومت لوله ها كم شده است(خارج شدن كويل ها ازمدار)، ميزان جريان بآآب عبوري ازسيستم مي تواند حتي افزايش يابد. اين امربابالارفتن انرژي مصرفي درپمپ ها همراه خواهد بود. همچنين ممكن است ب آآب به برخي ازترمينال ها نرسد، زيرااختلاف فشارروي شير كنترل آنهابراي بازشدن آنها كافي نيست. هزينه هاي تهيه ونصب شيرهاي كنترل سه راهه اغلب بيشتر از شيرهاي كنترل دوراهه است.
بعضي ازطراحان درقسمت هاي آخرمدارسيستمي متشكل ازشيرهاي كنترل دوراهه، يك لوله كنارگذرقرارمي دهند كه لوله رفت رابه لوله برگشت متصل مي كند. روي لوله مزبور يك شيركنترل نصب مي شود كه بااختلاف فشارآب داخل لوله رفت وبرگشت عمل مي كند. هنگام افزايش فشارداخل مدار، فشارسيستم راكم مي كند. تاثيراين حالت مثل نصب شيرتنظيم روي مداراست. اين سيستم انرژي مصرفي پمپ هاراافزايش مي دهد. شيركنترل دراين حالت بايد ازانواع صنعتي انتخاب شود.
راه حل ديگر آن است كه درمدارترمينال ها هم از شيرهاي دوراهه استفاده شود وهم از شيرهاي سه راهه. به اين ترتيب درحالت پاره باردرلوله ها به سبب وجود تعدادي شيركنترل دوراهه افت فشارزياد مي شود كه همراه با كاهش مقدارآب گذر كرده ازمداراست، ولي دراين حالت شيرهاي كنترل سه راهه اجازه نمي دهند كه كاهش به مقدارزيادي صورت گيرد. تعداد شيرهاي كنترل سه راهه را حدود50-30درصد كل شيرها درنظرمي گيرند. شيرهاي سه راهه درترمينال هاي دورتر از پمپ مستقر مي گردند.

فرآيند كارروي منحني سايكرومتريك
چنانچه هواي تازه از طريق دريچه پشت فن كويل ها به آن وارد شود واحدهاي فن كويل مانندواحدهاي هواسازكوچك عمل مي كنندازاين روفرآيند كارروي نمودار سايكرومتريك مثل هواسازCAV پايه است. ازچرخه باصرفه تمام هوايي نيزدرسيستم فن كويل نميتوان استفاده كرد. چنانچه هواي تازه به طورمستقل تامين گرددوبه اتاق وارد شود درمنحني سايكرومتريك وضعيت هواي ورودي به كويل همان وضعيت هواي اتاق خواهدبود.