Fan Coil Nedir, Nasıl Çalışır?

Fan coil adı cihazın iki ana parçasından gelir: fan (vantilatör) ve coil (serpantin; sahada çoğu zaman "batarya" ya da "petek" denir). İngilizce kaynaklarda fan coil unit, kısaca FCU olarak geçer. Fan, odanın havasını emip serpantinin kanatçıkları arasından geçirir; serpantinin borularında ise merkezi bir tesisten gelen soğuk ya da sıcak su dolaşır. Hava serpantinden geçerken suya ısı bırakır ya da sudan ısı alır ve şartlanmış olarak odaya geri üflenir. Cihazın kendi kompresörü yoktur; soğutma ve ısıtma enerjisi suyla dışarıdan gelir.

Bu yüzden fan coil tek başına çalışan bir klima değil, bir sistemin uç birimidir. Arkasında soğutma grubu (chiller), kazan ya da ısı pompası, pompalar ve gidiş-dönüş su boruları bulunur. Otel odalarında, ofis katlarında, hastane hasta odalarında, AVM ortak alanlarında ve okul sınıflarında yaygın olarak kullanılır.

Fan coil cihazının parçaları

• Serpantin (batarya): Bakır boru ve alüminyum kanatçıktan oluşur. Boru sıra sayısı ve kanatçık aralığı hem kapasiteyi hem de hava tarafındaki direnci belirler.
• Fan ve motor: Çoğu cihazda çift emişli santrifüj fan, duvar tiplerde teğetsel fan kullanılır. Motor ya üç kademeli AC motordur ya da devri kademesiz ayarlanabilen EC (elektronik komütasyonlu) motordur. EC motor düşük devirde daha az elektrik çeker ve oda sıcaklığına göre oransal kontrol edilebilir.
• Filtre: Emiş ağzındaki yıkanabilir ya da değiştirilebilir filtre serpantini tozdan korur. Odanın havasını temiz oda anlamında filtrelemez.
• Yoğuşma tavası ve drenaj: Soğutmada serpantin yüzeyinde yoğuşan su tavada toplanır ve drenaj hattıyla atılır. Kaset tiplerde tavadaki suyu yukarı basan bir drenaj pompası bulunur.
• Vana ve aktüatör: Serpantine giden suyu açıp kapatan iki ya da üç yollu vana. Basit sistemlerde aç-kapa termoelektrik aktüatör, gelişmiş sistemlerde oransal ve basınçtan bağımsız vanalar kullanılır.
• Termostat ve kontrol kartı: Oda sıcaklığına göre vanayı ve fan hızını yönetir, bina otomasyonuna bağlanabilir.
• Kasa: Görünür montajda boyalı sac kasa ve üfleme ızgarası; gizli montajda kasasız gövde ve kanal bağlantı ağızları.

Fan coil nasıl çalışır?

Soğutma modunda çevrim şöyle ilerler. Merkezdeki soğutma grubu suyu 7 °C civarına soğutur ve pompa bu suyu gidiş hattından katlara gönderir. Oda termostatı soğutma istediğinde fan coilin vanası açılır, soğuk su serpantinden geçmeye başlar. Fan odanın havasını serpantine çeker; hava soğurken serpantin yüzeyi havanın çiğ noktasının altında olduğu için içindeki nemin bir kısmını da bırakır. Bu nem tavaya damlar ve drenajla uzaklaşır. Serpantinden ısınarak çıkan su (çoğunlukla 12 °C civarı) dönüş hattıyla soğutma grubuna geri döner.

Üreticiler soğutma kapasitesini kataloglarda genellikle 7/12 °C su ile 27 °C kuru, 19 °C yaş termometre oda havası şartında verir. Projede farklı su sıcaklığı kullanılacaksa kapasite o şarta göre yeniden okunmalıdır; örneğin daha yüksek gidiş suyu sıcaklığında hem toplam kapasite hem de nem alma miktarı düşer.

Isıtma modunda aynı serpantinden (iki borulu sistem) ya da ayrı bir ısıtma serpantininden (dört borulu sistem) sıcak su geçer. Kazanla beslenen sistemlerde su sıcaklığı yüksek, ısı pompasıyla beslenen sistemlerde daha düşük tutulur; düşük sıcaklıkta aynı ısıyı vermek için cihaz bir boy büyük seçilir. Oda sıcaklığı ayar değerine yaklaştıkça termostat önce fan hızını düşürür, sonra vanayı kapatır. EC motorlu ve oransal vanalı cihazlarda bu geçiş kademesiz olduğu için odada ani hava akımı ve ses değişimi hissedilmez.

İki borulu ve dört borulu fan coil

İki borulu sistemin geçiş mevsimi sorununu hafifletmek için bazı projelerde cihaza elektrikli ısıtıcı eklenir. Bu çözüm küçük ve kısa süreli ısıtma ihtiyacı için uygundur, sürekli ısıtmada işletme maliyeti yüksektir.

Fan coil tipleri

Döşeme tipi (kasalı ve kasasız)

Pencere altına ya da duvar dibine konur ve havayı yukarı doğru cama yakın üfler; kışın camdan inen soğuk hava akımını keser. Kasalı tip görünür montaj içindir, kasasız tip ise ahşap ya da alçı bir panel arkasına gizlenir. Otel odalarında ve eski binaların radyatör nişlerinde sık kullanılır.

Duvar tipi

Görünüşü split klima iç ünitesine benzer, içinde ise sulu serpantin vardır. Tavan içinde yer olmayan mevcut binalarda ya da sonradan eklenen odalarda tercih edilir.

Kaset tipi

Asma tavana gömülür, dört ya da iki yöne üfler ve emişi ortadaki panelden yapar. Açık ofis, mağaza ve restoran salonlarında yaygındır. Drenaj pompası ve tava temizliği bakım planına mutlaka girmelidir.

Gizli tavan, kanal tipi fan coil

"Kanal tipi fancoil" adıyla da aranan bu cihaz tavan içine gizlenir, üflemeyi kısa bir kanal ve menfezler üzerinden yapar. Seçimde dış statik basınç (ESP) değeri belirleyicidir: cihaz, bağlanacak kanal, plenum ve menfezlerin toplam direncini karşılayabilmelidir. Düşük basınçlı bir cihaz uzun bir kanala bağlandığında katalogdaki debiyi veremez ve kapasitesi düşer. Plenum ve kanal imalatı hava kanalı imalatı kapsamındadır. Kanal tipi bir iç ünitenin asma tavan içindeki yerleşimi, motorlu damper ve izoleli flex bağlantılarla birlikte ofis katı kanal tipi iç ünite sayfasında görülebilir; o işteki cihaz VRF iç ünitesidir, gizli tavan fan coil de aynı mantıkla yerleştirilir.

Fan coil ile klima (split) arasındaki fark

Split klimanın iç ünitesi, dış ünitedeki kompresörün bastığı soğutucu akışkanla çalışır ve her iç ünite ya da küçük bir iç ünite grubu kendi dış ünitesine bağlıdır. Fan coil ise suyla çalışır, dış ünitesi yoktur; bütün cihazlar binanın merkezi tesisinden beslenir. Bu farkın sahadaki sonuçları şunlardır:

• Cephede dış ünite kalabalığı oluşmaz; merkez ekipman çatıda ya da teknik hacimde toplanır.
• Bir cihaz arızalandığında diğerleri etkilenmez; buna karşılık merkezdeki soğutma grubu ya da pompa durursa bütün bina etkilenir. Büyük tesislerde pompalar bu yüzden yedekli kurulur.
• Fan coil bakımında soğutucu akışkan işlemi yoktur; bakım su, filtre ve drenaj tarafında yoğunlaşır.
• Tek bir oda için kurulum maliyeti yüksektir; sistemin ekonomik anlamı çok sayıda cihaz ve merkezi tesisle ortaya çıkar.

Çok iç üniteli, soğutucu akışkanlı sistemle karşılaştırma ayrı bir konudur ve VRF ile fan coil farkı yazısında ele alınıyor.

Fan coil taze hava verir mi?

Hayır. Fan coil odanın kendi havasını döndürür. Bazı döşeme tipi cihazlarda arka yüzde dış hava alma ağzı bulunur, ancak bu düzende debiyi kontrol etmek zordur ve kışın serpantinde donma riski doğar. Mahallerin taze havası genellikle merkezi bir klima santrali ya da tavan tipi ısı geri kazanım cihazı ile ayrıca verilir; fan coil yalnız odanın ısı yükünü karşılar. Taze hava oda sıcaklığına yakın şartlandırılarak verildiğinde fan coilin taşıması gereken yük de küçülür.

Fan coil kapasite hesabı ve su debisi

Seçim, mahalin hesaplanan soğutma ve ısıtma yüküyle başlar. Soğutmada toplam kapasitenin yanında duyulur kapasite de kontrol edilir: kalabalık toplantı odalarında gizli (nem) yük yüksek olduğu için duyulur kapasitesi yeterli görünen bir cihaz nemi almakta yetersiz kalabilir. Kapasite, projedeki su sıcaklıklarında ve cihazın gerçekte çalışacağı fan kademesinde okunmalıdır. Katalogda yüksek kademedeki değerle seçilen bir cihaz, sessiz çalışsın diye orta kademede bırakıldığında beklenen gücü vermez.

Seçilen kapasite su debisini de belirler. Debi, serpantinin çektiği gücün suyun özgül ısısı ile su tarafındaki sıcaklık farkının çarpımına bölünmesiyle bulunur:

ṁ = Q / (c_p × ΔT)

Örnek: 3,5 kW soğutma yapan bir cihaz 7/12 °C suyla (ΔT = 5 K) çalışıyorsa 3,5 / (4,19 × 5) ≈ 0,167 kg/s, yani saatte yaklaşık 0,60 m³ su ister. Bu değer vana ve branşman çapının, bütün cihazların toplamı da ana hat ve pompa seçiminin girdisidir. Mahal yüküne göre fan coil adedi ve kapasitesi ile santral bataryalarının ön boyutlandırması için klima santrali hesabı aracını kullanabilirsiniz.

Montajda sık yapılan hatalar

• Cihazın gereken kapasiteyi yalnız en yüksek fan kademesinde vermesi; otel odası ve toplantı salonunda bu durum gürültü şikâyeti olarak geri döner.
• Drenaj hattının cihazdan itibaren sürekli eğimle döşenmemesi; ters eğim ve sifonsuz bağlantı koku ve taşma yapar.
• Vana grubunun ve rakorların yalıtılmaması ya da altına damla tavası konmaması; soğuk su bağlantılarında yoğuşma damlaması görülür.
• İlk dolumda serpantinin havasının alınmaması; havası alınmamış cihaz ısıtmada soğuk üfler, soğutmada kapasite düşer.
• Gizli tavan cihazında filtreye ve drenaj tavasına ulaşacak büyüklükte servis kapağı bırakılmaması.

Bakım

Fan coil bakımı filtrenin temizlenmesi ya da değiştirilmesi, serpantin (petek) ve yoğuşma tavasının temizliği, drenaj hattının ve pompasının kontrolü, vana ve aktüatörün, termostatın ve fan motorunun çalışma kontrolüyle yapılır. Merkezi tarafta su şartlandırması, pislik tutucular ve pompalar izlenir. Santral, VRF ve fan coilin bir arada olduğu binalarda bakım takvimi iklimlendirme bakım ipuçları yazısında; periyodik bakım ve arıza işleri havalandırma bakım onarım sayfasında.

Proje ve teklif

Fan coil sistemlerinin projelendirilmesi, cihaz ve boru montajı, merkezi tesis ve taze hava santraliyle birlikte devreye alınması klima santrali hizmetimizin kapsamındadır. Otel, ofis ve AVM gibi binalarda bütün iklimlendirme ve havalandırma işi ofis, AVM ve otel havalandırma sayfasında; ısıtma tarafındaki kazan ve ısı pompası işleri ısıtma sistemleri sayfasında. Cihaz tipi, boru sistemi ve motor seçiminin teklife etkisi klima santrali fiyatları sayfasında; keşif için iletişim sayfası.

Fan coil petek değişimi ve termostat ayarı

Isıtmada ısınmayan ya da soğutmada kapasitesi düşen bir cihazda önce peteğin su tarafına bakılır: hava purjöründen hava alınır, vana aktüatörünün gerçekten açtığı, pislik tutucunun temiz olduğu ve balans vanasının ayarı kontrol edilir. Değişim, lamellerde kalıcı korozyon ya da borularda sızıntı görüldüğünde gündeme gelir. Yeni peteğin sıra sayısı, bağlantı yönü (sağ ya da sol) ve ağız çapı eskisiyle aynı olmalıdır; farklı sıra sayılı petek aynı su debisinde farklı kapasite verir. Montajdan sonra devrenin havası alınır, rakorların sızdırmazlığı kontrol edilir ve yoğuşma tavası yerine oturtulur.

Fan coil termostat yeri ve fan çalışma modu

Termostat, üfleme akımının, güneş alan camın ve kapı açıklığının etkisinde kalmayan bir iç duvara konur; aksi hâlde cihazı odanın gerçek sıcaklığına göre değil kendi çevresine göre yönetir. Fan için iki çalışma şekli seçilebilir: vanayla birlikte duran fan ya da vana kapalıyken de dönen fan. Nemli yaz günlerinde soğutma vanası kapandıktan sonra dönmeye devam eden fan, peteğin üzerindeki yoğuşma suyunu yeniden buharlaştırıp odaya geri verir; nem şikâyeti olan mahallerde fan vanayla birlikte durdurulur. Otellerde kart, ofislerde pencere kontağı sinyali termostatı bekleme konumuna alacak şekilde bağlanabilir.