چیلر و فن کویل
در صنعت تهویه مطبوع، دستگاه چیلر و یونیت های فن کویل همواره یکی از انتخاب های رایج برای ایجاد یک محیط داخلی راحت و متناسب با شرایط آسایش هستند. این سیستم ها اغلب در ساختمان های مسکونی بزرگ و لوکس، ساختمان های اداری و تجاری، بیمارستان ها و هتل ها استفاده می شوند. در این مقاله خواهیم آموخت که چیلرها و یونیت های فن کویل چگونه در کنار هم کار می کنند. همچنین فرق چیلر و فن کویل هم به طور کامل بررسی می کنیم.
عملکردهای اساسی این سیستم ها و مزایا و معایب آن ها را بررسی می کنیم تا به این ترتیب به درک بهتری از کاربرد این ترکیب (چیلر و فن کویل) دست پیدا کنیم.
فرق چیلر و فن کویل
به بیان ساده، فرق چیلر و فن کویل این است که دستگاه چیلر تولید کننده آب سرد است و فن کویل نقش مبدل حرارتی را ایفا می کند. یعنی آب سرد تولید شده توسط چیلر، از طریق پمپ و لوله کشی به لوله های مسی تعبیه شده در داخل فن کویل ارسال می شود، و فن کویل با دمیدن و عبور جریان هوا از روی لوله های سرد، سبب خنک شدن و ایجاد سرمایش در فضای داخلی ساختمان می شود.
حال اگر بجای آب سرد چیلر، آب گرم تولیدی در موتورخانه یا پکیج را به فن کویل منتقل کنیم، می توانیم جریان هوا را گرم کنیم. بنابراین فن کویل به خودی خود قابلیت سرمایش و گرمایش ندارد و همواره باید در ارتباط با چیلر یا موتورخانه باشد. در ادامه برای درک بهتر از هر کدام از سیستم ها، چیلر و فن کویل را به طور جداگانه و مختصر توضیح داده ایم.
چیلر چیست؟
چیلر به ماشینی گفته می شود که از طریق یک سیکل ترمودینامیکی (تراکمی بخار یا جذبی)، گرما را از جریان سیال مشخصی (مبرد) دفع می کند. سپس این جریان بواسطه گردش درون یک مبدل حرارتی، جهت خنک کاری آب مورد استفاده قرار می گیرد. در واقع چیلر گرما را از محیطی گرفته و به محیط دیگری منتقل می کند. پس می توان چیلر را نوعی پمپ انرژی قلمداد کرد.
پیشنهاد مطالعه:
فن کویل چیست؟
فن کویل همان طور که از نامش پیداست، شامل فن دمنده و مبدل حرارتی (کویل) است که با فیلتر و یک مدار کنترلی ساده ترکیب می شود. در فصل گرما، آب سرد تولیدی توسط چیلر یا مینی چیلر و در فصل سرما، آب گرم تولیدی توسط دیگ آبگرم یا پکیج، درون لوله های کویل به گردش در می آید. سپس جریان هوای ورودی به یونیت، از روی کویل عبور کرده و بعد از تغییر دما، درون فضای اتاق دمیده می شود.
مهمترین اجزای هریک از این سیستم ها، چه مواردی هستند؟
هم چیلرها و هم یونیت های فن کویل با هم کار می کنند تا این اطمینان حاصل شود که هوای داخل ساختمان دمایی متناسب با شرایط آسایش داشته باشد. درک این سیستم ها برای هر کسی که درگیر تعمیر و نگهداری ساختمان و طراحی سیستم سرمایشی و گرمایشی است، یا به سادگی می‌خواهد بفهمد که هنگام فصل گرما، هوا در ساختمان های مجهز به چیلر و فن کویل چگونه در دمای مناسب حفظ می شود، بسیار مهم است.
اجزای چیلر
اجزای اصلی یک چیلر (از نوع چیلر تراکمی) شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط و اواپراتور است.
کمپرسور: قلب سیستم؛ جریان مبرد چیلر را در سرتاسر سیستم حفظ می کند.
کندانسور: گرما را از سیستم خارج می کند.
شیر انبساط: مقدار مبرد وارد شده به اواپراتور را تنظیم می کند.
اواپراتور: گرما را از آب جذب می کند.
اجزای فن کویل
یک دستگاه فن کویل از یک فیلتر هوا، کویل مشترک سرمایش و گرمایش و یک دمنده تشکیل شده است.
فیلتر هوا: ذرات معلق در هوا را از هوا جدا می کند. (در فن کویل ها به دلیل کمبود فضا تنها از یک بستر فیلتر استفاده می شود)
کویل مشترک سرمایش و گرمایش: دمای هوا را تنظیم کنید. (در فن کویل های چهار لوله ای کویل سرمایش و گرمایش به صورت جداگانه تعبیه می شود.)
دمنده: هوا را از روی کویل عبور داده و به داخل فضای مورد نظر می دمد.
نقش چیلر در فن کویل
چیلرها با تأمین آب سرد و توزیع آن در سرتاسر ساختمان به منظور سرمایش و یا حتی بعضاً به جهت رطوبت زداییِ هوا، نقشی اساسی در کارکرد فن کویل ها دارند. این ترکیب به فن کویل ها اجازه می دهد تا کنترل دقیق دما به تفکیک هر زون امکانپذیر شده و به این ترتیب هوایی دارای دمای متناسب با شرایط آسایش برای ساکنین و حاضرین ساختمان فراهم گردد.
چیلرها با اطمینان از راندمان سرمایش بهینه، عملکرد کلی فن کویل ها را بهبود می بخشند و به صرفه جویی در انرژی و بهبود دمای هوای داخلی در فصل گرما کمک می کنند.
مطابق شرایط استاندارد طراحی، آب خروجی از چیلر با دمای 7 درجه سانتی گراد وارد فن کوئل شده و پس از عبور از کویل آبسرد در فن کویل و جذب گرمای اتاق تا 5 درجۀ سانتی گراد افزایش دما پیدا می کند.
مزایای استفاده از چیلر و فن کویل
استفاده از چیلرها و یونیت های فن کویل به همراه هم می تواند طیف وسیعی از مزایایی را ارائه دهد که باعث افزایش بهره وری انرژی و عملکرد سیستم های HVAC می شود. در اینجا به تعدادی از مهمترین مزایای این ترکیب اشاره شده است:
- کنترل مستقل دما در اتاق یا فضاهای مختلف ساختمان امکانپذیر می گردد. چنانکه به ازای تعداد فن کویل های نصب شده در ساختمان و با وجود یک چیلر مشترک، می توان شرایط دمایی متفاوتی را متناسب با سلیقه و نیاز افراد ایجاد نمود.
- در ساختمان های بسیار بزرگ، بکارگیری فن کویل های متعدد بهمراه یک یا دو دستگاه چیلر مرکزی، محدودیتی را ایجاد نخواهد کرد. در حالی که در صورت بکارگیری کولر گازی یا داکت اسپلیت، استفاده از یک یونیت داخلی جوابگوی نیاز ساختمان نبوده و این در شرایطی است که با اضافه شدن یونیت های داخلی دیگر، ناگزیر بایست یونیت های خارجی دیگری نیز پیش بینی شوند. بنابراین، با توجه به اینکه حداکثر فاصله بین یونیت داخلی و خارجی (به دلیل جلوگیری از افت فشار زیاد جریان مبرد و کاهش راندمان دستگاه) می بایست رعایت شود، بکارگیری یونیت های خارجی دیگر در فاصله ای مناسب، آن هم در فضای عمدتاً محدود خارج از ساختمان، اجرای چنین سیستم هایی را در ساختمان های بزرگ با مشکل مواجه می کند. ضمن آنکه ممکن است ظاهر ناخوشایندی را برای ساختمان نیز ایجاد نماید.
- تنوع طراحی یونیت های فن کویل که در ادامه به انواع آن اشاره خواهد شد، این امکان را فراهم می کند که بتوان مدلی متناسب با محدودیت های معماری ساختمان و مطابق با سلیقه مصرف کننده را تعبیه نمود.
- در نوع کانالی فن کویل ها، به واسطه امکان استفاده از هوای تازه، شرایط برای تهویه و ایجاد فشار مثبت در داخل ساختمان نیز فراهم خواهد بود.
انواع فن کویل
معیار نخست در دسته بندی فن کویل ها، تعداد مسیر ورود و خروج آب می باشد. بر این اساس، فن کویل ها دو لوله ای یا چهار لوله ای طراحی و تولید می شوند. در شرایط معمول، فن کویل تنها دارای یک مبدل حرارتی است که به صورت مشترک به عنوان کویل سرمایشی و گرمایشی به کار می رود. این نوع فن کویل ها را دو لوله ای می نامند؛ به این معنا که دارای یک لوله ورودی و یک لوله خروجی آب می باشند و مسیر آب ورودی به آن ها (آب سرد چیلر یا آب گرم دیگ) و همچنین آب خروجی از آن ها (در برگشت به چیلر یا دیگ) از طریق شیر سه راهه تغییر می کند.
اما گاهی با توجه به نوع کاربری و معماری ساختمان، نیاز به سرمایش و گرمایش همزمان احساس می گردد. در چنین شرایطی از فن کویل های چهار لوله ای استفاده می شود که دارای دو لوله ورودی و دو لوله خروجی بوده و از دو کویل جداگانه (به صورت مستقل، یکی جهت سرمایش و دیگری به منظور گرمایش) بهره می برند. لذا، این امکان فراهم می گردد که بنا به نیاز و دلخواه افراد حاضر، در فضایی از ساختمان، سرمایش و در فضایی دیگر، گرمایش ایجاد شود.
فن کویل ها را بر مبنای ساختار طراحی نیز می توان دسته بندی نمود. مدل های مختلفی که با توجه به پارامترهای زیر طراحی شده اند:
- فن کویل زمینی: فن کویل هایی با دمش عمودی هوا که همواره یکی از متدوال ترین نوع فن کویل ها در گذشته بوده است.
فن کویل دیواری: نوعی فن کویل روکار که مشابه یونیت های داخلی کولر گازی می باشند.
فن کویل سقفی کاستی: فن کویل هایی با تنوع طراحی بیشتر که در ظرفیت های هوادهی بالاتر نیز تولید می شوند
فن کویل سقفی توکار: ارزانترین نوع فن کویل که توکار بوده و مانند فن کویل های کاستی در سقف کاذب تعبیه می شوند.
فن کویل سقفی کانالی: نوع دیگری از فن کویل های توکار که مسیر ورود و خروج جریان هوا در آن ها کانالی بوده و به واسطه توانایی ایجاد فشار زیاد در جریان هوا، به نام فن کویل های کانالی پرفشار نیز شناخته می شوند.
کاربرد چیلر و فن کویل
رایج ترین استفاده از آب سرد چیلر در حوزۀ تهویه مطبوع، در کنار ترمینال یونیت هایی بنام فن کویل می باشد. با توجه به امکان کنترل مستقل دمای هر فضا در صورت استفاده از چیلر و فن کویل، بکارگیری این ترکیب در کاربری هایی از جمله ساختمان های مسکونی، اداری و مجتمع های تجاری رواج بسیاری دارد.
از جمله مهمترین کاربردهای چیلر و فن کویل عبارتند از:
سیستم چیلر و فن کویل در ساختمان های مسکونی بزرگ
همان طور که در توضیح مزایای چیلر و فن کویل توضیح داده شد، در ساختمان های بسیار بزرگ از جمله بلوک های مسکونی، بکارگیری فن کویل های متعدد بهمراه یک یا دو دستگاه چیلر مرکزی، محدودیتی را ایجاد نخواهد کرد. به این معنا که فاصلۀ زیادِ بین چیلر و فن کویل ها و وجود تعداد زیاد فن کویل ها، اساساً مسئله ساز نیست و اجرای لوله کشی بین یونیت های داخلی (فن کویل) و یونیت خارجی (چیلر) در مقایسه با سیستمی مثل VRF به مراتب ساده تر بوده و با چالش های کمتری همراه است.
سیستم چیلر و فن کویل در ساختمان های اداری
از آنجایی که حداقل 40 ساعت کار در هفته جزء تعاریف معمول کار اداری است، اکثر ما حدود یک سوم زندگی خود را در دفتر کار می گذرانیم. طبیعتاً داشتن آسایش کافی در محیط کار موثرترین راه برای دوست داشتن اوقاتی است که در هنگام کار سپری می کنیم. اما برای اینکه در محل کار احساس آسایش داشته باشیم، باید راهکاری برای کاهش استرس های مرتبط با کار و حفظ بهترین دما برای دفتر کار پیدا کنیم.
یک سیستم تهویه مطبوع کارامد در محیط کار اداری می تواند مهمترین چیزی باشد که راحتی محل کار را تضمین کند. وجود دمای عالی در دفتر کار همچنین می تواند کارایی را افزایش داده و بهره وری شما را در کار افزایش دهد. ترکیب چیلر و فن کویل، از رایج ترین و مناسب ترین سیستم هایی است که می توان برای ساختمان های اداری، خصوصاً ساختمان های بزرگ با تعداد واحدهای زیاد تعریف نمود.
دستگاه چیلر و فن کویل در مجتمع های تجاری
در مجتمع های تجاری با تعداد فروشگاه های زیاد، می توان گفت به دلیل سهولت در اجرا و بهره برداری، ترکیب چیلر و فن کویل بهترین انتخاب ممکن به عنوان یک سیستم تهویه مطبوع است. خصوصاً که در بسیاری از موارد برای تهویه، سرمایش و گرمایش فضاهای مشاعِ چنین ساختمان هایی از دستگاه هواساز استفاده می شود که برای تأمین آب سرد مور نیاز به چیلر دارند.
پیشنهاد مطالعه:
در ساختمان های تجاری – اداری می بایست توجه داشت که به علت تفاوت ساعت اشغالِ فضاهای اداری و تجاری، می بایست حتی در پروژه های کوچک به منظور کنترل مصرف انرژی و بهره برداری بهتر، برای هر کاربری از چیلری جداگانه استفاده شود.
چیلر و فن کویل در بیمارستان
بیمارستان ها و ساختمان‌های مراقبت های بهداشتی از جمله پیچیده ترین مکان هایی هستند که کاربردهای نهایی متعددی از فضاها و عملکردهای داخلی دارند. کیفیت محیط های بستری، به لحاظ آسایش حرارتی، بصری و صوتی، بر شرایط کاری، رفاه، ایمنی و سلامت پرسنل پزشکی که در این محیط ها کار می کنند و مهمتر از آن در ایجاد احساس آسایش و آرامش برای بیماران، اهمیت بسیاری دارد.
پیشنهاد مطالعه:
سالهاست که ترکیب چیلر و فن کویل، تنها راهکار تعریف شده برای اتاق های بستری و مراقبت های بهداشتی در بیمارستان ها می باشد. بویژه آنکه برای فضاهای مشاع، اتاق های عمل و بخش های مختلف دیگری در بیمارستان ها، ناگزیر به استفاده از دستگاه هواساز هستیم که برای تأمین آب سرد نیاز به چیلر دارند.
به دلیل وجود بسترهای فیلتراسیون زیاد و آیتم های دیگری که ویژۀ مصارف درمانی است، معمولاً نمی توان در بیمارستان ها، از روفتاپ پکیج ها به جای دستگاه های هواساز استفاده نمود.
در بیمارستان ها به دو دلیل عمده از فن کویل های چهار لوله ای استفاده می شود:
1- گستردگی بیمارستان ها که باعث می شود به دلیل تفاوتِ شدت تابش آفتاب در اضلاع مختلف ساختمان، گاهی تفاوت بار حرارتی در قسمت های مختلف بیمارستان، قابل توجه باشد.
2- شرایط جسمیِ متفاوت بیماران، الزامات درمانی و نگهداری از بیمار و حتی تفاوت دمای آسایشِ دلخواه در افراد مختلف، باعث می شود که همزمان بعضی قسمت ها نیاز به سرمایش و بعضی قسمت ها نیاز به گرمایش داشته باشند.
چیلر و فن کویل در هتل ها
وجود یک سیستم تهویه مطبوع مناسب در اتاق های هتل، در ایجاد احساس آسایش برای ساکنین آن اتاق و در نتیجه ایجاد حس رضایت برای مشتریان بسیار حائز اهمیت است. به همین علت، غالباً صاحبین هتل ها تمرکز ویژه ای بر روی تجهیز هتل به یک سیستم تهویه مطبوع کارآمد دارند.
پیشنهاد مطالعه:
هتل ها شرایط منحصر به فردی دارند که طراحی تهویه مطبوع را برای مهندسان HVAC چالش برانگیز می کند. به طور کلی، هتل های لوکس نیاز به سرمایش سریع و کنترل دقیق دما و رطوبت دارند. علاوه بر این، سر و صدای کم برای هتل های سطح بالا یک نکته بسیار مهم است. نکتۀ دیگر این است که نرخ اشغال هتل ها در نوسان است و از این رو، تقاضای سرمایش در هتل ها به طور مداوم تغییر می کند.
برای هتل‌های استاندارد، ترکیب چیلر و فن کویل، از سیستم های تهویه مطبوع رایج و محبوب به شمار می رود. استفاده از هواساز برای فضاهای مشاع هتل، از جمله لابی، رستوران ها و سالن های همایش که برای تأمین آب سرد نیاز به چیلر دارند، می تواند دلیل مضاعفی برای استفاده از فن کویل برای اتاق های هتل باشد.
گستردگی ساختمان هتل های بزرگ و همچنین وجود ساکنینی از اقلیم های مختلف در هتل باعث می شود که در هتل ها به مانند بیمارستان ها از فن کویل های چهار لوله ای استفاده شود.
دیدگاهتان را بنویسید
می خواهید در گفت و گو شرکت کنید؟خیالتان راحت باشد :)