سیستم کویل سرد فعال (Active Chilled Beam) چیست؟ مزایا و هزینه آن

کویل سرد فعال چیست؟

کویل های فعال سرد تجهیزات سرمایشی هستند که بخشی از هوای مورد نیاز خود را که هوای اولیه نامیده می شود، از طریق هواساز مرکزی در فشار و جریان ثابت تامین می کنند. مقدار هوای اولیه می تواند با توجه به میزان هوای تهویه ی مورد نیاز کاهش یابد.

هوای اولیه گرم یا سرد می شود تا قسمتی از بار محسوس حرارتی مورد نیاز اتاق را تامین کند. در تابستان این هوا تا حد مورد نیاز سرد و نم گیری می شود تا بارهای رطوبتی تولید شده در داخل اتاق را برطرف کند.

شکل 1: شماتیک نحوه عملکرد کویل سرد فعال

با توجه به شکل فوق، هوای اولیه (1) از طریق مجموعه ای از نازل ها (2) وارد دستگاه شده و هوای داخل اتاق (3) پس از عبور از روی کویل ثانویه آب (4)، طی یک فرایند القایی، به روی کویل مکیده می شود.

فراموش نشود که این سیستم ، حتما باید به هواساز مرکزی متصل شود ( البته با حجم هوای بسیار کمتر از سیستم های دیگر) و کویل های آن هم باید از یک چیلر مرکزی تغذیه شوند.

هوایی که توسط کویل های آب از اتاق مکیده می شود به وسیله ی کویل فعال سرد، برای کنترل دمای اتاق تا حد مورد نیاز، گرم یا سرد می شود. هوای مکیده شده از اتاق نیز که هوای ثانویه نامیده می شود در محفظه ی اختلاط با هوای اولیه مخلوط می شود و هوای حاصل از این ختلاط به داخل اتاق ارسال می گردد.

چرا کویل های فعال سرد دوست دار محیط زیست هستند؟

بخش عمده ای از اهمیت طراحی متوجه هواساز مرکزی است که باید مقدار هوای تهویه یافته ی لازم و بار نهان را به گردش درآورد. این کار از طریق کویل های سرد فعال انجام می شود که از طریق هوای القا شده و کویل های آب ثانویه، هوای اضافی را جا به جا می کند و بار گرمایشی و سرمایشی مورد نیاز را نیز تامین می کند. دقیقا به همین دلیل است که میزان هوای اولیه ی سرکوله شده توسط سیستم مرکزی به طور قابل ملاحظه ای کاهش پیدا می کند. (به طور معمول 75%-85% کمتر از سیستم های متداول تمام هوا).

کویل های فعال سرد قسمت اعظمی از بار حرارتی و سرمایشی را جا به جا می کنند، از سیستم های توزیع هوای نا کار آمد گرفته (فن ها و سیستم های لوله کشی ) تا سیستم های توزیع آبی کارآمد (پمپ ها و پایپینگ ها) پر اهمیت ترین دلیل تامین بارهای حرارتی از طریق کویل های فعال سرد، کاهش در مصرف انرژی و هزینه های اجرایی است. آمار ها نشان می دهد که در آمریکای شمالی، انرژی مصرف شده توسط فن ها در رده ی نخست مصرف انرژِی سیستم های HVAC قرار دارد. در کویل های فعال سرد به جهت کاهش مقدار هوای اولیه و فشار آن به هنگام گردش توسط سیستم هوا ساز مرکزی، کاهش چشم گیر انرژی فن را شاهد هستیم.

سایر مزایای کویل های سرد فعال

• یکی از نکات مثبت در مورد این سیستم ها، گردش بی نظیر هوا و ایجاد دمای یکنواخت در سر تا سر فضا است که موجبات آسایش و راحتی کابران را فراهم می کند.
• کیفیت بالای هوا و جلوگیری از ورود بوی نا مطبوع، به وسیله ی هوای تهویه ی یافته ی مورد نیاز سیستم، که به طور پیوسته به نقاط مختلف تزریق می شود.
• کنترل صحیح و موثر رطوبت در شرایط بار محسوس به طور صحیح انجام می شود به طوری که هوای اولیه ی حجم ثابت، رطوبت مطبوعی پیدا می کند تا بار نهان مورد نیاز را تامین کند.
• یکی دیگر از مزایای کویل های فعال سرد آلودگی صوتی و ارتعاش بسیار کم آن ها  که در گرو انتخاب هوشمندانه و سایزینگ صحیح  آن هاست. به طوری که فشار استاتیکی داخلی در حدود 125 پاسکال یا کمتر باشد. نسل جدید نازل ها، با بهره گیری از تکنولوژی های جدید از ایجاد سر و صدای زیاد جلوگیری می کنند. این نازل ها با کاهش هوای ثانویه موجب کاهش مومنتوم و جریان هوای اولیه می شوند. با کاهش مقدار هوای اولیه آلودگی صوتی نیز در نازل ها کاهش می یابد.  با توجه به اینکه سیستم مجهز به هیچ فن داخلی و موتوری نیست بنا براین مقدار سر و صدای سیستم مقدار قابل توجهی کاهش میابد.
• منعطف بودن از دیگر ویژگی های مثبتی که به لطف استفاده از کویل های فعال سرد در سیستم محقق می شود. با بهره گیری از آن ها قادر خواهیم بود تا از کویل های کمتری در سیستم خود استفاده کنیم، این ساده سازی کار مهندسین معمار برای طرح بندی و نقشه کشی را آسان تر می کند.

هزینه های اجرایی

نظر به میزان کم جریان هوا در سیستم مرکزی کویل های سرد فعال، سایز هواساز مرکزی و لوله کشی ها نیز به طبع کاهش می یابد. این کاهش سایز هزینه های ابتدایی را افزایش خواهد داد اما در یک پروسه ی زمانی طولانی باعث کاهش هزینه های ثانویه خواهد شد و صرفه ی اقتصادی مطلوب تری دارد از جمله :

• کاهش توان فن های مورد نیاز که باعث کاهش هزینه های انرژی الکتریکی خواهد شد.
• عدم استفاده از کابل های برق در سیستم که هزینه های ناشی از سیم کشی های برقی را برای ما ذخیره خواهد کرد.
• استفاده از شیر های ساده و کم هزینه برای کنترل دما به جای کنترلر های پیچیده و پر هزینه همانند AVA و … که در سایر یونیت های به کار می رود.
• نگهداری آسان کویل های سرد فعال که فقط مستلزم تنظیم شیر های بالانس آب و دمپرهای بالانس هوای اولیه می باشد.
• عدم نیاز به هزینه های دوره ای نگهداری، چرا که در ساختار آن تجهیز متحرکی وجو ندارد (به غیر از وکیوم کردن غیر منظم کویل های یونیت)

شکل 2 : نمونه اجرا شده کویل سرد فعال در سقف کاذب پروژه