نحوه عملکرد ترموستات فن کویل چگونه است؟

ترموستات فن کویل چیست؟

ترموستات فن کویل دستگاهی است که دمای یک حجم کنترل را حس می کند و فرمانهایی جهت حفظ دما در شرایط مورد نظر یا نقطه تنظیم (Set Point) به فن کویل صادر می کند. ترموستات ها در تمام سیستم هایی  که با سرمایش یا گرمایش، دمای محیط را به شرایط طرح می رسانند کاربرد دارند. فرمان های صادر شده از ترموستات می تواند به صورت دو وضعیتی On / Off یا تدریجی باشد.

ترموستات فن کویل تجهیز بسیار مهمی از کنترل سیستم تهویه مطبوع است که به همراه فن کویل و انواع چیلر اعم از چیلر تراکمی، چیلر جذبی و مینی چیلر به ایجاد شرایط آسایش برای کاربران و بهره برداران می پردازد.

انواع ترموستات فن کویل

از نظر نوع عملکرد می توان ترموستاتهای فن کویل را به دو نوع تک فصل و دو فصل تقسیم بندی نمود. مثال نوع تک فصل آن، ترموستات گرمایش از کف و نوع دو فصل آن ترموستات فن کویل است.

از نظرنحوه کارکرد می توان ترموستات ها را به دو نوع الکترومکانیکی و دیجیتال تقسیم بندی کرد. همچنین میتوان ترموستات فن کویل را با توجه به نوع لوله کشی به دو نوع دو لوله ای و چهار لوله ای تقسیم بندی کرد. ترموستات دیجیتال می تواند از نوع تحت شبکه نیز باشد که بیشترین پروتکل ارتباطی که من در ایران دیده ام، پروتکل های Modbus و KNX جهت اتصال ترموستات دیجیتال تحت شبکه ی فن کویل بوده است ولی در خارج از ایران از ترموستات های دیجیتال فن کویل با پروتکل ارتباطی BACnet IP نیز به صورت گسترده استفاده می شود.

همچنین دستگاههای پیشرفته تری وجود دارند امکان سنجش همزمان دما و رطوبت محیط را دارند. در موارد پیشرفته تر، ترموستات فن کویل می تواند در سیستم چهار لوله ای  به عملگر یا اکچوئیتور (Actuator) تدریجی فرمان های مناسب را صادر کند.

ترموستات دیجیتال فن کویل هانیول مدل TF428

ترموستات فن کویل جز کوچک ولی مهمی از سیستم تهویه مطبوع ساختمان است چرا که اگر از ترموستات تقلبی استفاده شود یا ترموستات کالیبره نباشد، تمام هزینه ای که برای سیستم تهویه مطبوع و تاسیسات ساختمان صرف شده است از دید کاربر و بهره بردار بی فایده است.

طرح موضوع

کارفرمایی را می شناختم که برای پروژه ای مسکونی به مساحت ۴۵۰۰ متر مربع تصمیم به خرید چیلر و فن کویل گرفت. ایشان عقیده داشتند که با این هزینه پروژه لوکس ( لاکچری ) یا همان پریمویم می شود و می تواند با قیمت بالاتری به خریدار عرضه کند. قیمت تقریبی خرید چیلر و فن کویل برای همچین پروژه ای در حدود دو میلیارد و پانصد میلیون تومان در ابتدای  سال ۱۳۹۹خواهد بود. برای ایشان سه روش رایج نحوه ی کنترل فن کویل توسط ترموستات را شرح دادم.

سه روش عملکرد ترموستات فن کویل

روش اول: فرمان ترموستات فن کویل به الکتروموتور فن

این راه حل روشی اشتباه و متاسفانه رایج است که معمولا به جهت کاهش هزینه اولیه اتفاق می افتد. در این روش آب سرد یا گرم به صورت جریان ثابت توسط پمپ ها در مدار سیرکوله می شود و به دلیل عدم وجود شیر کنترل جریان، کنترل دما فقط از طریق فرمان ترموستات به الکتروموتور فن انجام می شود. به همین سبب جریان به صورت دائمی در کویل ها برقرار است و فن به صورت دستی یا اتوماتیک تغییر دور می دهد. متاسفانه با توجه به ارزانی انرژی در ایران و اهمیت پایین مباحث صرفه جویی انرژی کارفرمایان اقبال زیادی به این روش نشان می دهند اما نظر بهره بردار و مصرف کننده ی نهایی چیست؟

در این روش رسیدن به دمای آسایش تقریبا امری محال است زیرا حتی در صورت خاموش شدن فن، جریان همچنان در کویل وجود دارد و انتقال حرارت جابجایی آزاد و تشعشعی غیرقابل اجتناب است. نتیجه نارضایتی کاربران و از دست دادن اعتمادشان به سیستم است. این در حالی است که برخی از پیمانکاران با استفاده از ترموستات های تقلبی که دقت پایینی در اندازه گیری و تنظیم دما دارند شرایط آسایش حرارتی را بیش از پیش به مخاطره می اندازند. برای کنترل فن کویل های همچین پروژه ای هزینه ترموستات دیجیتال در حدود ۱۸۰ میلیون تومان و ترموستات آنالوگ اصل در حدود ۶۵ میلیون تومان می شود.

روش دوم: فرمان ترموستات فن کویل به شیر کنترل سه راهه و الکتروموتور فن

در این راه حل با  استفاده از شیر های کنترلی سه راهه ( که در بازار به آن شیر برقی می گویند) و بای پس تمام یا بخشی از جریان عبوری از کویل بر اساس بار حرارتی فضا کنترل می شود. در این مواقع سیستم عملکرد بسیار مناسب تری خواهد داشت و در نهایت به رضایت کاربر و مصرف کننده ی نهایی می انجامد. بودجه تقریبی کنترل در این راه حل در حدود ۳۵۰ میلیون تومان است.

توجه داشته باشید که در دو روش بالا برای بالانس جریان در طبقات و بخش های مختلف سیستم از لوله کشی بازگشت معکوس (Reverse Return)   – یا لوله کشی بازگشت مستقیم و بکارگیری شیر های بالانسینگ استاتیک یا دینامیک – استفاده می شود. بودجه ی تقریبی مورد نیاز جهت بالانس هیدرونیکی سیستم در حدود ۷۰ تا ۱۲۰ میلیون تومان است.

قبل از توضیح در مورد روش سوم لازم است مختصری در خصوص شیر PICV توضیح دهم تا موضوع بحث شفاف تر بیان شود. شیر های کنترل مستقل از فشار که به طور عمده از مبدا کشور دانمارک وارد بازار ایران می شوند در توزیع مناسب جریان، کنترل دبی و دما و همچنین الانس دینامیکی جریان نقش مهم و بسزایی دارند.

شیر PICV چیست؟

شیر کنترل مستقل از فشار یا شیر PICV در حقیقت یک شیر چند کاره ایست که سه عملیات مختلف را انجام می دهد. شیر کنترل مستقل از فشار می تواند به عنوان شیر کنترل اختلاف فشار، شیر تنظیم جریان و شیر کنترل جریان دارای دو پورت عمل کند. شیر PICV می تواند مستقل از تغییرات فشار سیستم، به کنترل دبی ورودی به هر زون یا ترمینال یونیت بپردازد. این شیر توانایی کنترل دمای محیط داخل را نیز دارد که در نهایت به بهینه سازی مصرف انرژی می انجامد.

در بسیاری از مواقع مشکل توزیع جریان داخل فن کویل های هر واحد باعث می شود تا ساکنین ناراضی باشند. به طور مثال فن کویل های نزدیک به رایزر ورودی ساختمان به خوبی سرد یا گرم می کنند ولی فن کویل های دور تر از رایزر ( در اکثر مواقع، اتاق خوابها) به درستی عمل نمی کنند، مشکل  اصلی از بالانس نبودن سیستم است. شیر های PICV یا کنترل مستقل از فشار می توانند سیستم مدار فن کویل را به صورت دینامیکی بالانس کنند و این امر می تواند به رضایت و آسایش هرچه بیشتر کاربران و بهره برداران منجر شود.

روش سوم: فرمان ترموستات به محرک شیر PICV و الکتروموتور فن کویل

در این راه حل با استفاده از سیستم های جریان متغیر به همراه شیر های PICV ، محرک قطع وصلی یا تدریجی و ترموستات به تامین شرایط مطلوب و بالانس هیدرونیکی همزمان می پردازند. روش سوم در واقع بهترین روش کنترل دما، توزیع مناسب و دقیق حرارت و برودت در فضاهای مختلف، تامین همزمان آسایش حرارتی و صرفه جویی در مصرف انرژی است. به صورتی تقریبی بودجه ی مورد نیاز جهت این سیستم که شامل شیر های کنترل مستقل از فشار و سیستم کنترل موتورخانه جهت مدارهای اولیه و ثانیه به همراه پمپ های دور متغییر و تابلو های کنترل می گردد در حدود ۵۵۰ تا ۶۵۰ میلیون تومان است.

تمام برآوردهای فوق به صورت کاملا حدودی و برای نیمه ی اول خرداد سال ۱۳۹۹ تهیه گردیده است.

خرید انواع ترموستات دیجیتال و آنالوگ هانیول

 فکر می کنید که کارفرما چه سیستمی را انتخاب کرد و چقدر بودجه اختصاص داد؟

کارفرما بودجه ای در حدود ۶۵ میلیون تومان در نظر گرفت که تقریبا ۲ تا ۳ درصد هزینه ی خرید چیلر و فن کویل می شود. با این تصمیم هیچ تضمینی بابت رضایت مشتری وجود نخواهد داشت و در عمل هزینه ی دو و نیم میلیارد تومانی خرید چیلر و فن کویل  به هدر می رود چراکه اگر در محیطی بخوابید یا زندگی کنید که در زمستان سرد و در تابستان بیش از حد گرم باشد و توزیع یکسان جریان در پروژه وجود نداشته باشد کاملا ناراضی خواهید بود. چه بسا که اگر از سیستم کولر آبی و رادیاتور به همراه پکیج آب گرم استفاده گردد، رضایت بیشتری خواهید داشت.

در راه حل دوم در حدود ۱۵ درصد هزینه ی خرید اولیه بالاتر می رود که این امر باعث کارایی بالاتر سیستم و رضایت نسبی خریدار می گردد. در راه حل سوم در حدود ۲۵ درصد هزینه ی اولیه ی خرید صرف تامین آسایش حرارتی، صرفه جویی در مصرف انرژی و بالانس هیدرونیک می شود. در حقیقت در این راه حل کارفرما در حدود ۰.۴ درصد از کل هزینه ی خرید زمین، جواز ساخت، هزینه ی ساخت را صرف سیستم کنترل فن کویل ها می کند.

اگر شما در جایگاه تصمیم گیرنده و فرد تاثیر گذار پروژه باشید کدام راه حل را انتخاب می کنید؟