آموزش جامع هواگیری فن کویل زمینی، سقفی و دیواری + عیب یابی تخصصی

مقدمه ای بر اهمیت هواگیری در سیستم های تهویه مطبوع

فن کویل ها به عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات در سیستم های تهویه مطبوع مرکزی، نقش اساسی در تامین آسایش حرارتی محیط های مسکونی، اداری و تجاری ایفا می کنند. این دستگاه ها با گردش آب سرد یا گرم درون کویل های حرارتی و دمیدن هوا از روی این کویل ها، دمای محیط را تنظیم می کنند. اما یکی از شایع ترین مشکلاتی که عملکرد این سیستم ها را مختل می کند، ورود و تجمع هوا در مدار بسته لوله کشی و کویل دستگاه است. پدیده هواگرفتگی نه تنها باعث افت شدید راندمان حرارتی و برودتی می شود، بلکه استهلاک قطعات، افزایش مصرف انرژی و تولید صداهای آزاردهنده را نیز به همراه دارد. در این راهنمای تخصصی و جامع، به بررسی دقیق نحوه هواگیری فن کویل در مدل های زمینی، سقفی و دیواری می پردازیم و نکات فنی را که یک تکنسین تاسیسات باید بداند، مرور خواهیم کرد.

چرا فن کویل ها هوا می گیرند؟ بررسی علمی پدیده ایر بند

در مهندسی تاسیسات، پدیده ای به نام قفل هوا یا ایر بند وجود دارد. وقتی حباب های هوا در قله های لوله کشی یا در کلکتور فوقانی کویل حرارتی جمع می شوند، یک ستون گازی ایجاد می کنند که مقاومت هیدرولیکی آن به مراتب بیشتر از آب است. از آنجا که پمپ های سیرکولاتور ساختمان معمولا از نوع سانتریفیوژ با هد محدود هستند، نمی توانند بر این مقاومت گازی غلبه کنند. در نتیجه، دبی جریان آب در آن شاخه به شدت افت کرده یا کاملا متوقف می شود. این دقیقا همان دلیلی است که یک فن کویل با وجود داغ بودن لوله ورودی، هیچگونه گرمایشی به محیط تحویل نمی دهد.

عوامل اصلی ورود هوا به مدار بسته

• آب جبرانی و اکسیژن محلول: هر بار که فشار سیستم مرکزی افت می کند و شما مجبور به تزریق آب تازه به مدار می شوید، مقدار زیادی اکسیژن محلول وارد سیستم می شود. این اکسیژن در نقاط مرتفع سیستم جدا شده و به صورت حباب های هوا تجمع می یابد.
• خوردگی گالوانیکی و شیمیایی: واکنش شیمیایی بین آب و فلزات به کار رفته در لوله کشی، اتصالات برنجی و کویل های مسی یا فولادی می تواند منجر به تولید گاز هیدروژن شود. این گاز دقیقا مانند هوا در بالاترین نقاط کویل جمع شده و مانع از تماس کامل آب با سطح انتقال حرارت می شود.
• نشتی های میکروسکوپی: در بخش مکش پمپ سیرکولاتور یا در اتصالاتی که تحت فشار منفی یا فشار بسیار پایین هستند، امکان مکش هوا به داخل مدار وجود دارد، حتی اگر نشتی آب به بیرون مشاهده نشود.
• کاویتاسیون پمپ: اگر پمپ سیرکولاتور دچار پدیده کاویتاسیون یا حباب زایی شود، حباب های بخار و هوا درون سیال ایجاد شده و به سمت فن کویل ها هدایت می شوند.

علائم بالینی وجود هوا در فن کویل

پیش از آنکه آچار به دست شوید، باید مطمئن شوید که مشکل دستگاه شما واقعا از هواگرفتگی است. علائم یک فن کویل هواگرفته شامل موارد زیر است:

• صدای غیرعادی سیال: شنیدن صدای شرشر آب، قل قل یا صدای برخورد حباب ها با جداره داخلی کویل حرارتی، واضح ترین نشانه وجود هواست.
• عدم تقارن حرارتی در لوله ها: اگر دست خود را روی لوله رفت و برگشت فن کویل بگذارید، باید اختلاف دمای منطقی و یکنواختی را حس کنید. در صورت وجود هوا، ممکن است بخشی از کویل کاملا سرد یا ولرم باشد در حالی که بخش دیگر داغ است.
• افت ظرفیت حرارتی و برودتی: دستگاه با وجود کار کردن فن و باز بودن شیرهای ورودی، نمی تواند دمای محیط را به نقطه تنظیم ترموستات برساند.
• نوسان دبی آب: در برخی موارد، تجمع هوا باعث ایجاد پدیده ضربه قوچ یا انسداد موضعی شده و دبی جریان آب را به شدت کاهش می دهد.

ابزار مورد نیاز برای یک هواگیری اصولی

برای انجام یک هواگیری اصولی و بدون دردسر، به تجهیزات پیچیده ای نیاز ندارید، اما همراه داشتن ابزار مناسب از آسیب به شیرآلات جلوگیری می کند.

• مجموعه آچار آلن: شیرهای هواگیری در اکثر فن کویل های ایرانی و خارجی از نوع پیچی با سر آلن هستند. داشتن ست کامل آچار آلن از سایزهای ریز تا درشت ضروری است.
• آچار والف سوزنی: در برخی مدل های جدیدتر یا وارداتی، به جای پیچ آلن از شیرهای اتوماتیک یا سوزنی مشابه والف تایر استفاده شده است که نیاز به ابزار مخصوص دارد.
• ظرف جمع آوری سیال و دستمال جاذب: برای جلوگیری از چکیدن آب روی سقف کاذب، پارکت یا کاغذ دیواری و جلوگیری از ایجاد لکه.
• فشارسنج یا مانومتر: برای بررسی دقیق فشار مدار پس از اتمام کار.

آموزش گام به گام هواگیری فن کویل

مرحله اول: خاموش کردن پمپ سیرکولاتور

بزرگترین اشتباه در هواگیری، انجام این کار در زمان روشن بودن پمپ است. وقتی پمپ در حال گردش آب است، سیال با سرعت بالا حرکت کرده و هوا را در کل مدار پخش می کند. پمپ را خاموش کنید و حداقل پانزده دقیقه صبر کنید. این زمان به حباب های ریز اجازه می دهد تا به دلیل نیروی شناوری به بالاترین نقطه کویل حرارتی، یعنی دقیقا همان جایی که شیر هواگیری نصب شده است، صعود کنند.

مرحله دوم: یافتن شیر هواگیری بر اساس نوع دستگاه

محل قرارگیری شیر هواگیری تابعی از طراحی هیدرولیکی و فیزیکی دستگاه است، زیرا هوا همیشه به سمت بالا حرکت می کند.

• فن کویل زمینی: این دستگاه ها معمولا در پایین دیوار نصب می شوند. شیر هواگیری در بالاترین نقطه کلکتور یا کویل، یعنی در بخش بالایی بدنه و اغلب پشت دریچه بازدید یا قاب جلو قرار دارد.
• فن کویل سقفی توکار: دسترسی به این مدل ها از طریق دریچه بازدید سقف کاذب یا دریچه برگشت هوا امکان پذیر است. شیر هواگیری در قسمت فوقانی کویل و در سمت لوله کشی رفت و برگشت تعبیه شده است.
• فن کویل سقفی روکار و کاستی: در مدل های کاستی چهار طرفه، شیر هواگیری معمولا در کنار جعبه کنترل یا روی یکی از کلکتورهای ورودی آب قرار دارد.
• فن کویل دیواری: مشابه اسپلیت های گازی طراحی شده اند و شیر هواگیری در بخش پایینی یا کناری شاسی، نزدیک به اتصالات فلکسیبل آب قرار گرفته است.

مرحله سوم: اجرای عملیات تخلیه هوا

ظرف و دستمال را در زیر شیر هواگیری مستقر کنید. آچار آلن هم سایز را به آرامی وارد پیچ کنید. پیچ را در جهت پادساعتگرد باز کنید. نیازی به باز کردن کامل پیچ و خارج کردن آن از رزوه نیست. تنها نیم تا یک دور باز کردن پیچ کافی است تا مسیر خروج سیال باز شود. ابتدا صدای فیش فیش خروج هوا تحت فشار سیستم شنیده می شود. این مرحله ممکن است چند ثانیه تا یک دقیقه طول بکشد. پس از اتمام خروج هوا، جریان آب به صورت پیوسته و بدون هیچگونه پاشش یا حباب از دهانه شیر خارج می شود. در این لحظه، بلافاصله پیچ را در جهت ساعتگرد بسته و با نیروی متعادل سفت کنید. از اعمال گشتاور بیش از حد که باعث بریدن رزوه یا هرز شدن مغزی شیر می شود، به شدت پرهیز کنید.

مرحله چهارم: جبران افت فشار سیستم

با خروج مقداری آب و هوا از مدار فن کویل ها، حجم سیال در کل سیستم کاهش یافته و فشار مانومتر پکیج یا موتورخانه افت می کند. پس از هواگیری تمام یونیت ها، به سراغ دستگاه مرکزی بروید. شیر پرکن مدار را باز کنید تا فشار سیستم دوباره به محدوده استاندارد طراحی شده توسط کارخانه که معمولا بین یک تا یک و نیم بار برای ساختمان های مسکونی است، بازگردد. فراموش کردن این مرحله باعث می شود پمپ سیرکولاتور خشک کار کرده یا سیستم ارور افت فشار بدهد.

بررسی شیرهای هواگیر اتوماتیک و مکانیزم عملکرد

بسیاری از مهندسان طراح برای کاهش هزینه های نگهداری، در بالاترین نقاط رایزرهای عمودی و روی کلکتورهای فن کویل از شیرهای هواگیر اتوماتیک استفاده می کنند. این شیرها دارای محفظه ای استوانه ای هستند که درون آن یک شناور پلاستیکی قرار دارد. وقتی آب درون محفظه پر است، شناور بالا رفته و سوزن خروجی را مسدود می کند. به محض اینکه هوا وارد محفظه شود، سطح آب پایین رفته، شناور سقوط می کند و مسیر خروج هوا به اتمسفر باز می شود. با این حال، ذرات معلق، زنگ آهن و رسوبات موجود در آب به راحتی زیر سوزن این شیرها گیر کرده و باعث نشتی مداوم آب یا مسدود شدن کامل مسیر خروج هوا می شوند. در صورت استفاده از این شیرها، نصب یک شیر قطع کن دستی در زیر آنها برای زمان های خرابی الزامی است.

تاثیر کیفیت آب و سختی سیال بر هواگرفتگی

آب مورد استفاده در مدارهای بسته چیلر و پکیج نباید آب خام و تصفیه نشده شهری باشد. املاح محلول، کلسیم و منیزیم موجود در آب سخت، در اثر حرارت و تلاطم به دیواره داخلی لوله های مسی کویل می چسبند. این رسوبات نه تنها سطح مقطع عبور سیال را کاهش می دهند، بلکه با ایجاد پستی و بلندی در مسیر، باعث ایجاد گردابه های میکروسکوپی و کاهش فشار موضعی می شوند. افت فشار موضعی می تواند باعث آزادسازی گازهای محلول در آب و تشکیل حباب های ثانویه درون کویل گردد. بنابراین، استفاده از سختی گیر رزینی یا تزریق پلی فسفات ها در موتورخانه، یک اقدام پیشگیرانه برای کاهش نیاز به هواگیری مداوم است.

عیب یابی مشکلات پس از هواگیری

اگر پس از انجام دقیق مراحل فوق، همچنان صدای قل قل آب شنیده می شود، ممکن است پدیده مکش هوا در اتصالات بخش مکش پمپ سیرکولاتور موتورخانه رخ داده باشد. در این حالت، مشکل از فن کویل نیست و باید اتصالات فلنجی و مهره ماسوره های نزدیک پمپ با کف صابون تست نشتی شوند. اگر فن کویل گرمایش ندارد اما لوله رفت داغ است و هوا نیز خارج شده، احتمال خرابی عملگر شیر سه راهه یا دو راهه موتوری، گرفتگی صافی برگشت فن کویل یا رسوب گرفتن شدید لوله های مسی کویل وجود دارد که نیاز به اسیدشویی و فلاشینگ مدار دارد.

پروتکل ایمنی و جلوگیری از خسارات ناشی از نشت

هنگام باز کردن شیر هواگیری در فن کویل های سقفی توکار که درست بالای سقف کاذب گچ برگ یا پی وی سی قرار دارند، ریسک چکیدن آب روی پنل های سقفی و ایجاد لکه های زشت بسیار بالاست. آب مدارهای بسته به دلیل وجود اکسید آهن و مواد شیمیایی معمولا تیره رنگ و کثیف است. بنابراین، استفاده از دستمال های حوله ای ضخیم و ظرف های لبه دار انعطاف پذیر که دقیقا زیر مغزی شیر قرار می گیرند، از خیس شدن عایق های حرارتی پشم شیشه و رشد قارچ درون سقف کاذب جلوگیری می کند. همچنین، پس از اتمام کار، حتما باید بدنه و اتصالات با یک پارچه خشک تمیز شوند تا در صورت وجود نشتی میکروسکوپی از رزوه ها، بلافاصله شناسایی شود.

پیشگیری از هواگرفتگی مکرر

• استفاده از بازدارنده های خوردگی: تزریق مواد شیمیایی مهارکننده خوردگی و ضد رسوب به مدار آب بسته، واکنش شیمیایی بین آب و فلزات را متوقف کرده و از تولید گاز هیدروژن جلوگیری می کند.
• نصب هواگیرهای اتوماتیک در نقاط مرتفع: در طراحی لوله کشی موتورخانه و رایزرها، نصب شیرهای هواگیر اتوماتیک در بالاترین نقاط ساختمان و کلکتورها، هوای جمع شده در مسیر را پیش از رسیدن به فن کویل ها خارج می کند.
• سرویس دوره ای صافی ها: تمیز کردن فیلترهای توری و صافی های برنجی نصب شده در مسیر برگشت آب هر فن کویل، از کاهش دبی و ایجاد تلاطم که منجر به حباب زایی می شود، جلوگیری می نماید.
• بررسی منظم فشار منبع انبساط: خرابی یا سوراخ شدن دیافراگم منبع انبساط بسته باعث نوسانات شدید فشار و ورود مداوم آب جبرانی به سیستم می شود که خود عامل اصلی تولید هواست.

جمع بندی نهایی

هواگیری فن کویل یک عملیات پیشگیرانه و عیب یابانه است که مرز بین یک سیستم تهویه مطبوع بهینه و یک سیستم پرمصرف و پرصدا را مشخص می کند. با درک اصول هیدرولیک مدارهای بسته، شناخت محل دقیق شیرهای تخلیه هوا در مدل های مختلف زمینی، سقفی و دیواری و رعایت توالی صحیح خاموش کردن پمپ و جبران فشار، شما می توانید به عنوان یک کاربر یا تکنسین، بالاترین راندمان حرارتی و برودتی را از تجهیزات ساختمان خود استخراج کنید. نگهداری اصولی و استفاده از سیال با کیفیت، تضمین کننده عمر مفید کویل ها و آسایش پایدار در فصول مختلف سال خواهد بود.

پرسش های متداول درباره هواگیری فن کویل

آیا هواگیری فن کویل نیاز به تخلیه کامل آب سیستم دارد؟

خیر، به هیچ وجه نیازی به تخلیه آب نیست. هواگیری تنها به معنای خروج هوای محبوس در بالاترین نقطه کویل از طریق شیر مخصوص است و آب درون مدار باقی می ماند.

چرا پس از هواگیری دوباره فن کویل هوا می گیرد؟

اگر پس از چند روز مجددا هوا جمع شد، سیستم شما دارای نشتی در بخش مکش پمپ، خرابی منبع انبساط یا واکنش شیمیایی شدید ناشی از عدم استفاده از مواد ضدخوردگی است که باید توسط متخصص تاسیسات ریشه یابی شود.

آیا می توان فن کویل را در حالت روشن هواگیری کرد؟

این کار از نظر فنی اشتباه است. روشن بودن پمپ باعث تلاطم سیال شده و حباب های هوا را در سراسر کویل پخش می کند. برای تجمع هوا در شیر تخلیه، پمپ حتما باید خاموش باشد.

آیا سفت کردن بیش از حد شیر هواگیری خطرناک است؟

بله، مغزی شیرهای هواگیری معمولا از برنج یا پلاستیک فشرده ساخته شده اند. اعمال نیروی بیش از حد با آچار باعث بریدن رزوه، هرز شدن جای آچار یا شکستن بدنه شیر شده که منجر به نشت شدید آب و خسارت به ساختمان می شود.

تفاوت صدای فن خراب با صدای هوای محبوس چیست؟

صدای خرابی بلبرینگ های فن یا لقی پروانه، یک صدای مکانیکی، یکنواخت و همراه با لرزش است. اما صدای هوا، شبیه به شرشر آب، قل قل یا جریان سیال درون لوله است و با تغییر دور فن تغییر ماهیت نمی دهد.