فن کویل (Fan Coil Unit) یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات تهویه مطبوع به شمار می‌آید که از اجزای مختلفی تشکیل شده است. این اجزا شامل یک یا چند فن (Fan)، کویل (Coil)، فیلتر هوا (Air Filter)، سینی تخلیه (Drain Tray) و سیستم کنترلی می‌باشد. عملکرد اصلی فن کویل به این صورت است که با عبور هوا از روی کویل‌هایی که آب گرم در فصل زمستان و آب سرد در فصل تابستان در آنها جریان دارد، هوای گرم یا خنک را تولید و در فضا توزیع می‌کند. در این مقاله، به بررسی و تحلیل انواع فن کویل‌های دو لوله‌ای و چهار لوله‌ای و تفاوت‌های بین آنها خواهیم پرداخت تا به شما در انتخاب مناسب‌تر این تجهیزات هنگام خرید کمک کنیم.
با گروه صنعتی میتسویی همراه باشید…
انواع فن کویل
فن کویل‌ها به عنوان ابزاری کارآمد برای تأمین گرمایش و سرمایش در تمامی فصول سال در ساختمان‌های مسکونی، اداری، هتل‌ها و به‌طور کلی در فضاهایی که نیاز به تنظیم دمای مجزا دارند، به کار می‌روند. این تجهیزات بر اساس شکل ظاهری و موقعیت نصب به دسته‌های مختلفی تقسیم می‌شوند، از جمله فن کویل‌های زمینی، دیواری، سقفی، کاستی و کانالی.
دسته‌بندی بر اساس تعداد لوله‌ها
همچنین فن کویل‌ها بر اساس تعداد لوله‌های ورودی و برگشتی در سیستم توزیع آب به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
- فن کویل‌های دو لوله‌ای (Two-Pipe Fan Coil Unit)
- فن کویل‌های چهار لوله‌ای (Four-Pipe Fan Coil Unit)
در ادامه، به معرفی دقیق هر یک از این فن کویل‌ها، مشخصات، نحوه عملکرد و مزایا و معایب آنها خواهیم پرداخت.
1) فن کویل دو لوله‌ای (Two-Pipe Fan Coil Unit)
در سیستم فن کویل دو لوله‌ای، تنها یک لوله ورودی (HWS/CWS: Hot/Chilled Water Supply) و یک لوله برگشتی (HWR/CWR: Hot/Chilled Water Return) برای جریان آب وجود دارد. این لوله‌ها به چیلر یا دیگ گرمایشی موجود در پکیج یا موتورخانه مرکزی متصل می‌شوند و مسئول تأمین هوای گرم یا خنک مورد نیاز برای فضاهای مختلف ساختمان هستند.
فن کویل دو لوله‌ای به یک کویل آب متصل است که از طریق دو لوله ورودی و برگشتی، آب سرد یا گرم را به گردش درمی‌آورد. این دستگاه به کمک شبکه لوله‌کشی سیستم سرمایش و گرمایش ساختمان، بسته به نیاز، به‌صورت سرمایشی یا گرمایشی عمل می‌کند.
عملکرد فن کویل دو لوله‌ای در تعیین حالت سرمایش یا گرمایش دستگاه به‌وسیله اپراتور تأسیسات موتورخانه صورت می‌گیرد. این اپراتور می‌تواند با باز و بسته کردن شیر فلکه‌های نصب شده در مسیر لوله‌ها، تغییرات لازم را اعمال کند. این سیستم به کاربران این امکان را می‌دهد که دما را به صورت مجزا در هر فصل تنظیم کنند و از راندمان بهینه سیستم بهره‌مند شوند.
عملکرد فن کویل دو لوله‌ای (Two-Pipe Fan Coil Unit)
فن کویل دو لوله‌ای به عنوان یکی از سیستم‌های کارآمد تهویه مطبوع، با یک لوله ورودی و یک لوله برگشتی آب، قادر به ارائه یک نوع فرآیند حرارتی، اعم از سرمایش یا گرمایش، می‌باشد. در این سیستم، برای خنک کردن آب در سیکل سرمایش از یک چیلر مرکزی و برای گرم کردن آب در سیکل گرمایش از یک دیگ گرمایشی استفاده می‌شود. به این ترتیب، فن کویل دو لوله‌ای به‌طور خودکار بر اساس شرایط آب و هوایی فصلی ساختمان عمل می‌کند و تنها یکی از خدمات گرمایش یا سرمایش را ارائه می‌دهد. اگر سیستم برای گرمایش تنظیم شده باشد، در این صورت قابلیت سرمایش به‌صورت همزمان غیرممکن است و برعکس. تعیین وضعیت عملکرد فن کویل (گرمایشی یا سرمایشی) توسط ترموستات‌های نصب شده در فضاهای داخلی ساختمان انجام می‌پذیرد.
فن به کار رفته در فن کویل دو لوله‌ای معمولاً با سه سرعت کم، متوسط و زیاد کار می‌کند و حجم هوادهی آن بر حسب CFM (مترمکعب در دقیقه) تنظیم می‌شود. در سال‌های اخیر، بسیاری از فن کویل‌ها با قابلیت تنظیم تا ۷ سرعت مختلف عرضه می‌شوند که انعطاف‌پذیری بیشتری در عملکرد آنها ایجاد می‌کند.
مزایای فن کویل دو لوله‌ای
– عملکرد مؤثر برای ساختمان‌های مسکونی و هتل‌ها
– نصب و نگهداری با هزینه کمتر نسبت به فن کویل چهار لوله‌ای
– راندمان بالا در تأمین دما
– طراحی ساده و کاربردی
معایب فن کویل دو لوله‌ای
– عدم امکان تأمین همزمان گرمایش و سرمایش در فضاهای مختلف
– نیاز به تغییر تنظیمات فصلی سیستم (از سرمایش به گرمایش و بالعکس) توسط اپراتور موتورخانه مرکزی
عمر مفید فن کویل‌های دو لوله‌ای معمولاً بین ۳۰ تا ۳۵ سال برآورد می‌شود. در طی این بازه زمانی، ممکن است نیاز به تعویض موتورهای فن یا محرک‌های شیر کنترلی باشد، اما به‌طور کلی، تمام تجهیزات به سادگی از طریق پنل جلویی قابل دسترسی هستند و اجزای استفاده شده در ساختار آن معمولاً متداول و با دسترسی آسان هستند.
فن کویل‌های دو لوله‌ای از چندین دهه پیش به عنوان یک سیستم مطمئن و ساده مورد استفاده قرار گرفته‌اند. پیشرفت‌های فناوری، به ویژه در زمینه موتور (مانند موتورهای DC)، تغییر دور فن و همچنین امکان پمپاژ آب گرم یا سرد با سرعت متغیر، به کاهش مصرف انرژی در تأمین دما کمک کرده است.
2)فن کویل چهار لوله‌ای (Four-Pipe Fan Coil Unit)
در فصول معتدل بهار و پاییز، ممکن است در ساختمان‌هایی که در معرض تابش مستقیم آفتاب هستند، مانند ساختمان‌های با نمای شیشه‌ای یا پنجره‌های بزرگ، دمای داخلی به‌طور قابل توجهی افزایش یابد و نیاز به هوای خنک احساس شود. به‌علاوه، ساکنین بخش‌های دیگر ساختمان که در معرض تابش مستقیم نیستند، ممکن است نیاز به گرمایش داشته باشند. در چنین شرایطی، استفاده از فن کویل‌های چهار لوله‌ای در ساختمان‌های بزرگ و عمومی مانند هتل‌ها، بیمارستان‌ها و ساختمان‌های مسکونی لوکس پیشنهاد می‌شود.
فن کویل‌های چهار لوله‌ای با دارا بودن دو کویل (یک کویل برای سرمایش و یک کویل برای گرمایش) می‌توانند به‌صورت همزمان عمل رطوبت‌زدایی از هوا را انجام دهند. البته، میزان رطوبت‌زدایی ممکن است به دلیل افزایش دمای آب سرد ورودی محدود شود.
هر فن کویل چهار لوله‌ای دارای لوله‌های ورودی و برگشتی مخصوص خود برای هر دو سیکل گرمایش و سرمایش است:
– لوله ورودی آب گرم (HWS: Hot Water Supply)
– لوله برگشتی آب گرم (HWR: Hot Water Return)
– لوله ورودی آب سرد (CWS: Chilled Water Supply)
– لوله برگشتی آب سرد (CWR: Chilled Water Return)
به این ترتیب، فن کویل چهار لوله‌ای قابلیت تأمین همزمان گرمایش و سرمایش را داراست و می‌تواند به‌طور مؤثری در شرایط مختلف آب و هوایی عمل کند، در حالی که مزایای خاص خود را در مقایسه با فن کویل دو لوله‌ای به همراه دارد.
عملکرد فن کویل چهار لوله‌ای
فن کویل چهار لوله‌ای (Four-Pipe Fan Coil Unit) یک سیستم حرارتی و برودتی پیشرفته است که با وجود دو لوله ورودی و دو لوله برگشتی، قابلیت تأمین همزمان هوای گرم و خنک را فراهم می‌آورد. این نوع فن کویل‌ها می‌توانند در هر زمان از شبانه‌روز و به‌طور مستقل در بخش‌های مختلف ساختمان، هوای گرم یا سرد تولید کنند. به عبارت دیگر، این سیستم می‌تواند بخشی از ساختمان را سرد کرده و در عین حال بخش دیگری را گرم نگه دارد.
برخلاف فن کویل‌های دو لوله‌ای، فن کویل‌های چهار لوله‌ای به دلیل دسترسی همزمان به آب گرم و سرد نیازی به سنسور تغییر وضعیت ندارند. این ویژگی، امکان کنترل دقیق‌تر و راحت‌تری را برای کاربران فراهم می‌کند.
سیستم کاری فن کویل چهار لوله‌ای
در زمان استفاده از فن کویل چهار لوله‌ای، ساختمان به‌منظور خنک‌کردن آب در سیکل سرمایش از چیلر و برای گرم‌کردن آب در سیکل گرمایش از دیگ گرمایشی بهره می‌برد. این سیستم به دو سیکل آب مجزا نیاز دارد؛ یکی برای گرمایش و دیگری برای سرمایش. در نتیجه، فن کویل چهار لوله‌ای به‌طور مستقل به تأمین گرمایش و سرمایش مورد نیاز در فضای موردنظر می‌پردازد. اگر آب گرم در دسترس نباشد، می‌توان از کویل الکتریکی یا گرمکن گازی به‌عنوان منبع گرما استفاده کرد. تعیین اینکه کدام کویل (سیکل سرمایش یا گرمایش) در فضا فعال شود، توسط ترموستات نصب‌شده در داخل ساختمان انجام می‌گردد.
فن موجود در فن کویل چهار لوله‌ای، همانند فن موجود در فن کویل‌های دو لوله‌ای، دارای سه سرعت کم، متوسط و زیاد است که بر اساس نیاز به انتقال مقادیر مختلف جریان هوا بر حسب CFM (حجم هوادهی فن کویل به مترمکعب در دقیقه) تنظیم می‌شود.
فرآیند راه‌اندازی فن کویل چهار لوله‌ای
عملکرد سرمایشی یا گرمایشی فن کویل چهار لوله‌ای توسط ترموستات به‌شرح زیر فعال می‌شود:
– ترموستات شیر کنترلی آب را به سمت کویل گرمایش یا سرمایش باز می‌کند و فن را روشن می‌کند تا جریان هوا بر روی کویل به گردش درآید.
– فعالیت گرمایشی یا سرمایشی فن کویل چهار لوله‌ای به‌طور اتوماتیک و در هر زمانی از سال و بر اساس دمای تنظیم‌شده توسط ترموستات آغاز می‌شود.
ساختار فن کویل چهار لوله‌ای
ساختار فن کویل چهار لوله‌ای با سیستم کنترلی کامل، امکان مدیریت مؤثر و بهینه دما را در فضاهای مختلف ساختمان فراهم می‌آورد.
مزایای فن کویل چهار لوله‌ای
- تأمین همزمان گرمایش و سرمایش: این فن کویل‌ها قادرند به‌طور همزمان گرمایش و سرمایش را در فضاهای مختلف ساختمان فراهم کنند.
- شخصی‌سازی عملکرد: امکان تنظیم عملکرد فن کویل برای هر بخش از ساختمان، به گونه‌ای که برخی اتاق‌ها خنک و برخی دیگر گرم باشند.
- عملکرد انعطاف‌پذیر: قابلیت ارائه گرمایش و سرمایش در ساختمانی با نیازهای متنوع.
- بدون نیاز به تغییر وضعیت دستی: این فن کویل‌ها به‌صورت خودکار و بدون نیاز به دخالت کاربر عمل می‌کنند.
- بهره‌وری بالا: بازدهی بالاتر باعث کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود.
معایب فن کویل چهار لوله‌ای
- هزینه نصب بالا: نصب این سیستم‌ها به نسبت فن کویل‌های دو لوله‌ای پرهزینه‌تر است.
- افزایش تعداد تجهیزات: نیاز به تعداد بیشتری شیر، کویل، کنترل‌کننده و لوله‌کشی بین موتورخانه و هر فن کویل چهار لوله‌ای.
- احتمال نشتی بیشتر: با توجه به لوله‌کشی‌های اضافی، احتمال نشتی در درازمدت افزایش می‌یابد.
فن کویل مناسب برای ساختمان‌ها کدام است؟
انتخاب سیستم تهویه مطبوع مناسب برای ساختمان‌ها نیازمند بررسی دقیق ویژگی‌های خاص هر ساختمان است. فن کویل چهار لوله‌ای به دلیل قابلیت‌های منحصر به فرد خود، گزینه‌ای عالی برای انواع مختلف ساختمان‌ها به شمار می‌آید. در زیر ویژگی‌های ساختمان‌هایی که به نصب این نوع سیستم نیاز دارند، آورده شده است:
– فضاهای وسیع: این سیستم به‌ویژه در فضاهایی با وسعت زیاد مانند دانشگاه‌ها، مجتمع‌های مسکونی بزرگ و لوکس، هتل‌های بزرگ و مراکز درمانی عملکرد بهتری دارد.
– تراکم جمعیتی بالا: ساختمان‌هایی که دارای تراکم جمعیتی بالا هستند (مانند ساختمان‌های مسکونی و اداری) و در آنها نسبت گرمای نهان زیاد است، می‌توانند از فن کویل چهار لوله‌ای بهره‌مند شوند.
– فضای داخلی کم: واحدهایی که حداقل فضای داخلی اشغال‌شده‌ای دارند و نیاز به سرمایش در فصل زمستان دارند، نیز گزینه‌های مناسبی برای این سیستم هستند.
– کنترل دمای جداگانه: در ساختمان‌هایی که نیاز به کنترل جداگانه دمای اتاق‌ها وجود دارد، فن کویل چهار لوله‌ای می‌تواند یک انتخاب مناسب و کارآمد باشد.
ساختار و ظرفیت فن کویل
برای برآورد ظرفیت فن کویل مورد نیاز، می‌توان از جدول زیر استفاده کرد. این برآورد به‌طور تقریبی بر اساس شرایط دمایی طراحی داخلی و حداکثر دور فن ارائه شده است. در دور متوسط، ضریب تصحیح حجم هوادهی فن کویل‌ها نسبت به دور تند حدود 0.8 و در مورد قدرت سرمایش و گرمایش تقریباً 0.85 است.
نحوه محاسبه ظرفیت فن کویل
فرمول محاسبه ظرفیت فن کویل برای شرایط آب و هوایی تهران در جدول زیر ارائه شده است:
| متراژ (متر مربع) | ظرفیت (BTU/hr) | ظرفیت (KW) |
| 50 | 6,000 | 1.76 |
| 100 | 12,000 | 3.52 |
| 150 | 18,000 | 5.28 |
| 200 | 24,000 | 7.03 |
| 250 | 30,000 | 8.80 |
بهترین برندهای فن کویل
انتخاب برند مناسب برای فن کویل به عهده کارفرما و کارشناسان پروژه است. به‌طور کلی، برای فن کویل‌های دو لوله‌ای (سقفی، کانالی، زمینی) برندهایی همچون تهویه، ساران، سرما آفرین، ساراول، یکتا تهویه اروند، دماتجهیز و تهویه دماوند استقبال خوبی دارند.
اما در مورد فن کویل‌های چهار لوله‌ای که عمدتاً در ساختمان‌های بسیار لوکس به کار می‌روند، نوع کاستی این محصولات بیشتر مورد توجه قرار می‌گیرد. برندهای لوکسی مانند میدیا، ال‌جی، گرین و … نیز در این زمینه مورد استقبال قرار می‌گیرند و به‌عنوان گزینه‌های باکیفیت شناخته می‌شوند.
نتیجه‌گیری
در نهایت، انتخاب فن کویل چهار لوله‌ای به نیازهای خاص هر ساختمان بستگی دارد. با توجه به ویژگی‌های این سیستم، می‌توان از آن در پروژه‌های مختلف بهره‌برداری کرد و به بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های حرارتی و برودتی در ساختمان‌ها کمک کرد.
