فن کویل یکی از تجهیزات مهم در تهویه مطبوع است و انتخاب آن براساس نوع و ظرفیت آن صورت می گیرد. در این مقاله، به تفصیل به محاسبه ظرفیت فن کویل می پردازیم و فرمول محاسبه آن را معرفی می کنیم.
فن کویل
فن کویل وسیله‌ای است که برای ایجاد جریان هوای مطبوع در سیستم تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرد. فن کویل را می‌توان هم به عنوان سیستم سرمایشی و هم به عنوان سیستم گرمایشی به کار برد.
فن کویل دارای یک کویل است، که در حقیقت لوله‌های مارپیچی هستند که آب با دمای مناسب (آب گرم برای گرمایش و آب خنک برای سرمایش) وارد آن میشود. آب خنک از چیلر و آب گرم از بویلر موتورخانه تامین میشود. با ورود آب به کویل، جریان هوا توسط فن بر روی کویل ایجاد میشود که در اثر تبادل حرارت بین هوا و آب بدون تماس مستقیم، دمای هوا به نقطه مطبوع رسیده و سپس به سمت فضای مورد نظر هدایت میشود.
فن کویل می‌تواند طراحی مختلفی داشته باشد، انواع فن کویل‌های تو کار و رو کار و هم چنین فن کویل‌های دیواری، سقفی، کاستی، کانالی و … برای شرایط مختلفی قابل استفاده هستند، اما اساس کار آن‌ها مشابه یکدیگر است.
از فن کویل می‌توان در واحدهای مسکونی کوچک و بزرگ، سالن‌های همایش، سالن‌های ورزشی، مجتمع‌های تجاری، واحدهای صنعتی و … استفاده کرد.
برای انتخاب مناسب فن کویل برای فضای مورد نظر، نوع و ظرفیت آن بسیار مهم است. در صورتی که ظرفیت فن کویل کمتر از نیاز باشد، هوا به نقطه مطبوع نخواهد رسید و فن کویل به درستی عمل نمی کند. اگر ظرفیت فن کویل بیشتر از نیاز باشد، فضای زیادی اشغال می کند و هزینه بیشتری نیز دارد. در اینجا به تفصیل به بررسی انتخاب و محاسبه ظرفیت فن کویل می پردازیم.
ظرفیت فن کویل
ظرفیت فن کویل بر اساس میزان هوادهی آن اندازه گیری می شود. هوادهی به مقدار حجم هوای تولید شده توسط فن کویل در واحد زمان اشاره دارد. معمولاً واحد هوادهی فوت مکعب بر دقیقه (cfm) است و می توان آن را به واحد متریک تبدیل کرد. برای این کار، هر فوت مکعب برابر با 35.31 متر مکعب است.
اما این عدد در فن کویل به چه معنی است؟
همان طور که گفته شد، کار اصلی فن کویل ایجاد جریان هوای مطبوع است، هر قدر فن کویل توان و ظرفیت بیشتری داشته باشد حجم بیشتری از هوا را می‌تواند در واحد زمان تولید کند، که این مقدار بستگی به ابعاد و توان فن مورد استفاده در آن دارد. پس به عبارتی دیگر اگر مقدار هوادهی یک فن کویل بیشتر باشد نشان دهنده آن است که می‌توان باعث تغییر دمای، حجم بیشتری از هوا شود.
پس بدیهی است که برای فضاهای بزرگتر نیازمند فن کویل با ظرفیت یا همان cfm بیشتر خواهیم بود.
حال به این سوال می‌رسیم که نحوه محاسبه و بدست آورن ظرفیت فن کویل به چه صورت است؟
برای محاسبه cfm فن کویل می‌توان به سه روش عمل کرد:
- محاسبه دقیق ظرفیت فن کویل
- محاسبه سرانگشتی ظرفیت فن کویل
محاسبه دقیق ظرفیت فن کویل
برای محاسبه دقیق میزان هوادهی فن کویل باید از بار برودتی استفاده کرد. بار برودتی مقدار حرارتی است که باید در واحد زمان از فضای مد نظر گرفته شود تا دمای آن به نقطه مطلوب برسد. محاسبه بار برودتی برای ساختمان فرایندی نسبتاً پیچیده است که توسط مهندسین تاسسیسات و سیستم‌های تهویه مطبوع محاسبه شده و روش آن از حوصله این مقاله خارج می‌باشد.
بار برودتی بر حسب دو واحد می‌تواند بیان شود، واحد متریک وات و دیگر واحد مورد استفاده BTU بر ساعت است. برای تبدیل این دو واحد می‌توان از فرمول زیر استفاده کرد:
1 KW = 3412.14 BTU/hr
حال با داشتن بار، می‌توان ظرفیت فن کویل را با توجه به فرمول زیر محاسبه کرد:
در این رابطه :
Q : بار برودتی بر حسب BTU بر دقیقه
m : دبی یا میزان هوادهی بر حسب فوت مکعب بر دقیقه cfm
: اختلاف دمای هوای ورودی و خروجی بر حسب درجه فارنهایت
پس می‌توان cfm را از طریق فرمول ظرفیت فن کویل محاسبه کرد:
در فرمول محاسبه ظرفیت فن کویل، مقدار C برای هوا برابر با 0.018 است و اختلاف دما بستگی به شرایط اقلیمی و دمای مطلوب دارد. برای منطقه تهران، می توان این اختلاف را برابر با 20 درجه فارنهایت در نظر گرفت.
محاسبه سرانگشتی ظرفیت فن کویل
روش فوق برای محاسبه دقیق ظرفیت فن کویل می تواند مورد استفاده قرار گیرد، اما اطلاعات مورد نیاز برای استفاده در فرمول آن ممکن است به راحتی در دسترس نباشد. به همین جهت، روش جایگزینی وجود دارد که امکانات دقت مشابهی نسبت به روش دقیق ندارد، اما می تواند به طور مقبولی کارآمد باشد.
روش سر انگشتی نیز مبتنی بر مقدار بار برودتی است، اما این بار بجای محاسبه دقیق بار، به طور سر انگشتی آن را تخمین می‌زنیم. برای تخمین مقدار بار برودتی باید مساحت فضای مد نظر و همین طور شرایط آب و هوایی منطقه را مد نظر قرار داده و از رابطه زیر استفاده کرد:
Q در این رابطه بار برودتی بر حسب بر ساعت و A مساحت فضای مد نظر بر حسب متر مربع می‌باشد. البته مقدار ظریب می‌توان بین 400 تا 500 بر حسب گرم‌سیر یا سرد‌سیر بودن منطقه و همین طور میزان تردد و … متغییر باشد.
با به دست آوردن بار برودتی، می‌توان ظرفیت فن کویل یا همان cfm آن را نیز از رابطه زیر تخمین زد:
ظریب 26 نیز می‌توان از 25 تا 30 متغییر باشد.
به این ترتیب می‌توان به طور تقریبی، ولی با خطایی قابل قبول ظرفیت فن کویل را بدست آورد.
جمع بندی
فن کویل یکی از تجهیزات مهم در تهویه مطبوع است و برای انتخاب آن، باید ظرفیت مناسب را در نظر گرفت تا به کارایی مورد انتظار دست یابیم. ظرفیت فن کویل بر اساس میزان هوادهی آن سنجیده می شود و واحد آن cfm است. در این مقاله، به بررسی دو روش محاسبه ظرفیت فن کویل پرداختیم؛ در روش اول از فرمول محاسبه ظرفیت فن کویل و در روش دوم از محاسبه سر انگشتی، میزان cfm فن کویل را به دست آوردیم. البته، انتخاب مناسب فن کویل نیازمند محاسبات پیچیده تری است که توسط مهندسین متخصص در طراحی و محاسبه صورت می گیرد. شما می توانید برای مشاوره و تهیه انواع فن کویل با مشاورین فروش گروه صنعتی دی تماس بگیرید.
