آنچه در این مقاله خواهید خواند:
راهنمای جامع نحوه ساخت کویل و اجزای تشکیل دهنده کویل
با توجه به توسعه تکنولوژی و ورود سیستم های مختلف سرمایش و گرمایش به صنعت و همچنین با توجه به محدودیت در تامین انرژیهای مورد نیاز جهت این سیستمها طراحان دستگاهها به فکر تولید انتقال دهندههای سرمایش و گرمایشی با تفکر و دیدگاه کاهش مصرف انرژی، بالا بردن راندمان و همچنین کاهش هزینهها میباشد.
در حال حاضر در کشور ما به دلیل محدودیت در تامین برق و نرخ بالای مصرف استفاده از سوختهای فسیلی استفاده از سیستمهایی که هم قابلیت تبدیل به سیستم جایگزین را داشته باشد و هم بتوانند در شرایط آب و هوایی مختلف و محلی کاربرد داشته باشد بسیار حائز اهمیت میباشد. به همین دلیل مجموعه حاضر در برگیرنده نگاه تامین انرژی در آینده و صرفهجویی در مصرف انرژیهای موجود میباشد و سعی گردیده است در آن از کویلهای آب گرم DX و آب سرد به نحو احسن و با بالاترین راندمان استفاده گردد.
کویل شامل اجزای مختلفی میشود که میتوان آن ها را به دسته های مختلفی دسته بندی کرد در این مقاله قصد داریم به اجزای کویل نگاهی بیندازیم.
❄️نوفن تهویه؛ تولیدکننده کویل با راندمان بالا🔥
مشاهده کویل هافین
در کویلها برای افزایش انتقال حرارت، از فینها استفاده میشود که صفحات نازک و یکنواختی از فلز هستند که با فاصله منظم در کنار یکدیگر قرار دارند که از نظر نوع فلز به موارد ذیل تقسیم میشود.
- آلومینیوم: از آلومینیوم به دلیل ظاهر زیبا، ساخت آسان، چگالی پایین در صنایع مختلف استفاده میشود. هنگامی که آلومینیوم در معرض هوا قرار میگیرد، یک لایه پیوسته از اکسید آلومینیوم روی آن تشکیل میشود که این لایه در برابر خوردگی مقاوم است. آلومینیوم در برابر بیشتر اسیدها مقاوم است، ولی مقاومت آن در برابر قلیاییها کمتر از اسیدها است. انتقال حرارت آلومینیوم بسیار عالی و تقریبا سه برابر فولاد است. چگالی آلومینیوم تقریبا یکسوم فولاد و مس است که این چگالی پایین آن را به یکی از سبکترین فلزات جهان مبدل کرده است.
- بلوفین: فین های آبی رنگی از جنس آلومینیوم و مجهز به روکش آبی رنگ هستند که در مناطقی که هوای اسیدی و قلیایی دارند استفاده میشود و باعث میشود مقاومت فلز آلومینیوم در برابر خوردگی بسیار افزایش یابد.
- گلدفین: فینهای طلایی رنگی از جنس آلومینیوم و مجهز به روکش طلایی رنگ هستند که در مناطقی که هوای آنها اسیدی و قلیایی هستند استفاده میشود و مقاومت فلز آلومینیوم را در برابر خوردگی افزایش میدهند.
- مس: مس جزء مهمترین فلزات غیرآهنی است. هدایت حرارتی مس حدود دو برابر آلومینیوم و سی برابر فولاد و از جمله فلزات زنگنزن است. از اینرو مس برای کاربردهایی که به انتقال حرارت سریع نیاز دارند استفاده میشود. مس در مجاورت هوا و رطوبت از یک قشر نازک اکسید مس تشکیل میشود و از اینرو مقاومت بسیار خوبی در محیطهای خورنده دارد.
ضخامت فین ها
فینها در ضخامتهای مختلف تولید میشوند: 100 میکرون، 120 میکرون و 150 میکرون که در ایران اکثر تولیدکنندههای ساخت کویل از فین به ضخامت 150 میکرون معادل 0.15 میلیمتر و 0.006 اینچ استفاده میکنند.
ساخت فین
برای ساخت فین از دستگاهی به نام فینپرس استفاده میکنند که در ابتدا ورقهای رول آلومینیوم از یک روغن قابل تبخیر عبور میکند و پس از ورود به دستگاه در قسمت PLC دستگاه برنامه برای تولید به صورت دستی وارد میشود. به طور مثال اگر فین به تعداد لوله در ارتفاع 10 و 3 ردیفه و 8FPI در حال ساخت باشد، دستگاه به طور خودکار آلومینیوم را برش داده و با ایجاد یقه (Collar) در آلومینیوم، فین را تولید میکند. استفاده از روغن قابل تبخیر به این دلیل است که سبب میشود پس از تولید فین، فینها نیازی به شستشو ندارند.
یقه (Collar)
ارتفاع یقه به مقدار فین در اینچ (FPI) بستگی دارد و هرچه این عدد کمتر باشد ارتفاع یقیه بیشتر است. یقه فین باعث میشود فاصله فینها در روی لوله به صورت یکنواخت باشد و در مرحله اکسپند کردن لولهها سطح تماسی فین و لولهها را تسکیل میدهند.
فینها از نظر نوع ساخت به موارد ذیل تقسیم میشود:
- Flat Plate Fins: پرههای صفحهای تخت
- Corrugated Fins: پرههایی با امواج منظم سینوسی
- Spiral Or Ribbon Fins: پرههای مارپیچی
لازم به ذکر است تمامی محاسبات با کویلهای مجهز به فینهای Corrugated هستند که اکثر تولیدکنندههای کشور عزیزمان از این نوع فین بهره میبرند.
Tubesheet
همانطورکه از اسمش (پوسته لوله) پیداست، در اطراف فینها و لولهها ورقهایی از جنس گالوانیزه یا آلومینیوم یا استیل (با توجه به مصارف مختلف) قرار میگیرد که وظیفه محافظت از اجزای دیگر را دارد و وظیفه دیگر آن اتصال کویل به محصولات دیگر مثل هوارسان، پکیج یونیت، داکت اسپلیت و… است که با توجه به مصارف مختلف ابعاد و اشکال آن فرق میکند. شما میتوانید در قسمت داکت اسپلیت محصولات شرکت نوفن تهویه البرز را مشاهده کنید.
معمولا ضخامت ورق مورد استفاده شده تیوبشیت کویلها 0.8 یا 1 میلیمتر است ولی با توجه به نوع مصرف این ضخامت قابل تغییر است. موارد استفاده کویلها با تیوبشیت استیل معمولا در فضاهای کاملا تمیز و Clean Room هایی همانند اتاق عمل بیمارستانها و… است.
لولهها
لولههای مورد استفاده در کویلها از نظر نوع جنس به شرح ذیل تقسیمبندی میشوند:
مسی: موارد استفاده مس در لوله مبدلها بسیار زیاد است و تقریبا در تمامی لولههای سرمایش آبی، سرمایش و گرمایش و کویل های بخار فشار پایین مورد استفاده قرار میگیرد.
آلومینیومی: از لوله با جنس آلومینیوم معمولا در کویل سردخانههای کوچک، مانند اواپراتور یخچالها و یا اواپراتور خودروهای سردخانهای کوچک استفاده میشود.
لوله مانسمان فولادی: لولههای فولادی بدون درز به آن دسته لولههای فولادی گفته میشود که در تولید و ساخت آنها هیچگونه درز یا جوشی به کار گرفته نمیشود و معمولا از سایز 1/8 تا 48 در مبدلهایی که مخصوص کویلهای بخار فشار بالا هستند استفاده میشود.
برنج قرمز (Red Brass)
آلیاژ مس و روی را برنج میگویند و برحسب درصد روی در مس میتوان برنجهای متفاوتی به دست آورد. هرچه درصد روی در مس زیاد شود، سختی و استحکام این آلیاژ بیشتر میشود. برنج قرمز معمولا شامل 5 الی 20 درصد روی است و از آن در کویلهای حرارتی و برودتی فشار بالا استفاده میشود.
آشنایی با اجزای کویل
همانطور که در شکل بالا مشاهده میکنید، این کویل 3 ردیفه با تعداد لوله و ارتفاع 24 باشد. منظور از 3 ردیفه بودن کویل، تعداد لولههایی است که به صورت افقی در مبدل اجرا شده و منظور از تعداد لوله در ارتفاع، لولههایی است که به صورتی عمودی در یک ردیف از مبدل اجرا گردیده است.
فین بر اینچ یا FPI
به تعداد فین به ازای هر اینچ از قسمت فین خورده کویل، FPI یا فین در اینچ میگویند.
گام فین
در شکل بالا کویل 2 ردیفه، 8 لوله در ارتفاع با سایز لوله 3/8 را مشاهده میکنید که برای به دست آوردن FH یا همان ارتفاع فینخورده کویل از فرمول زیر استفاده میکنیم.
نکته: گام فینها در سایز لوله 3/8 برابر 25mm و در عمق برابر 21.6mm به صورت ثابت است.
ارتفاع قسمت فینخورده: 25mm × 8 = 200mm
ساخت کویلها
پس از ساخت فینها، لولهها را داخل آنها قرار میدهند و پوستهها را در اطراف فین مستقر میکنند.
حال زمان آن رسیده است که اتصال لولهها و فینها به طور کامل انجام گیرد که به روشهای زیر انجام میشود.
EXPAND
روش اکسپند کردن لوله برای فینهای Flat Plate و Corrugated استفاده میشود و با قرار دادن کویل زیر دستگاه اکسپندر باعث میشود لولههای فولادی داخل لولههای مسی میشوند و با بزرگتر کردن قطر لولهها تمامی فینها و لولهها را به صورت یکنواخت به یکدیگر اتصال میدهند. دستگاه اکسپندر به دو صورت دستی و خودکار موجود هستند.
جوشی
در این روش که بیشتر برای فینهای Spiral مورد استفاده قرار میگیرد و پرههای مارپیچ را تحت کشش قرار میدهند و روی لولهها میپیچند و برای اتصال نیز میتوان از سیمجوش با نقطه ذوب پایین برای ایجاد اتصال بین لوله و فین استفاده کرد.
حال نوبت به آن رسیده است کویلها وارد مرحله جوشکاری شوند که در این مرحله نوع مداربندی که با توجه به نوع کاربردی کویل انتخاب گردیده است Uهای مسی و کلکتورها و جوشکاری میشوند.
مداربندی کویلها
انواع مداربندی کویلها به شرح ذیل تقسیم میشوند:
1- Full Circuit
2- Half Circuit
3- Double Circuit
4- Quarter Circuit
به دلیل زیاد بودن مطالب در محاسبات دو روش آخر، فقط نحوه مداربندی Full و Half در ادامه بحث مورد بررسی قرار میگیرد.
Full Circuit
یکی از رایجترین مداربندی مود استفاده در کویلهای سرمایش و گرمایش مداربندی Full است. این نوع مداربندی معمولا در کویلها با تعداد ردیف زوج اجرا میشود. در این نوع مداربندی، تمامی لولههای در ارتفاع وارد کلکتور رفت و برگشت میشوند.
در شکل (1) مشاهده میکنید که در کویل دو ردیفه بالا یک ردیف لوله برای ورود سیال و یک ردیف برای خروج سیال میباشد که لولههای ابتدایی به یک کلکتور و لوله خروجی به یک کلکتور متصل میشوند.
همانطور که در کویل 4 ردیفه شکل (2) مشاهده میکنید، ابتدا یک لوله برای ورود سیال، سپس در ردیفهای 2 و 3 سیال در حال گردش و در ردیف 4 خروج سیال را داریم که لوله وروی به یک کلکتور و لوله خروجی به یک کلکتور متصل میشوند.
در مداربندی Full برای کویلهایی با تعداد ردیف فرد، کلکتور ورودی در یک سمت و کلکتور خروجی در سمت دیگر قرار میگیرد که به دلیل آسایش در لولهکشی برای هوارسانها و دستگاههای مشابه معمولا این نوع مداربندی برای مبدلها با تعداد ردیف فرد رایج نمیشود.
Helf Circuit
یکی دیگر از انواع مداربندی مورد استفاده در کویلهای سرمایی، گرمایی و DX مداربندی Half است.
این نوع مداربندی برای مبدلهای با تعداد ردیف فرد انجام میشود و برای کویلها با تعداد ردیف زوج به دلیل آن که بار گرمایش و سرمایش آن به جهت نوع مداربندی بیشتر از روش Full است، بسیار مورد استفاده قرار میگیرد. در این روش تعداد لولههای ورودی به کویل و خروجی از کویل نصف تعداد لوله در ارتفاع مبدل است.
همانطور که در شکل (1) مشاهده میکنید در کویل 3 ردیفه بالا در روش Half، کلکتور رفت و برگشت در یک طرف کویل قرار گرفتهاند که باعث میشود لولهکشیهای مربوطه برای مبدل آسانتر انجام میشود. قسمتهایی که به صورت دایره نمایش داده شده است، محل اتصال به کلکتور است. قسمتهایی که به صورت خط نمایش داده شده است، اتصالات U مسی جوشکاری میشود و خطوط خطچین نیز در قسمت پشت مبدل با اتصال U مسی جوشکاری میشوند.
همانطور که در شکل (2) روش Half مشاهده کردید، به جهت گردش بیشتر سیال در مبدل، سیال زمان بیشتری برای تبادل حرارت با هوا دارد که این امر سبب میگردد بار حرارتی و برودتی افزایش یابد.
Double Circuit
نوع مداربندی Double برای کویلهای سرمایشی و گرمایشی مورد استفاده قرار میگیرد که نوع مداربندی به شرح ذیل است:
همانطور که مشاهده میکنید کویل هشت ردیفه دو عدد ورودی سیال و دو عدد خروجی سیال دارد که هر دو ورودی به کلکتور ورودی و هر دو خروجی به کلکتور خروجی متصل میشوند که در این حالت نیز میزان بارحرارتی و برودتی افزایش مییابد.
Quarter Circuit
نوع مداربندی Quarter (یک چهارم) نیز خاص بوده و برای کویلهای کندانسور و یا اواپراتور مورد استفاده قرار میگیرد و به شرح ذیل است:
همانطور که مشاهده میکنید، این کویل 3 ردیفه 2 عدد Feed است منظور از Feed یعنی در 2 نقطه تغذیه میشوند. در 2 نقطه متصل به کلکتور ورودی و در 2 نقطه متصل به کلکتور خروجی هستند.
چپ یا راست بودن کویل
برای آن که با دیدن کویل یا مدارک فنی متوجه آن شویم که مبدل چپ یا راست است، این نکته مهم را باید در نظر بگیریم که هوای ورودی به مبدل میبایست اول از کلکتور خروجی عبور کرده و پس از آن وارد کلکتور ورودی سیال به مبدل میشود که برای کویلهای گرمایشی و سرمایشی ورودی سیال از پایین و خروجی از بالا هستند.
در نتیجه میتوان با بررسی دقیق اجزای کویل به بررسی دقیق ساختار کویل پی برد و در نتیجه باعث صرفه جویی در مصرف انرژی و همچنین کاهش هزینهها برای خرید دستگاه شد، همچنین در شرکت نوفن تهویه البرز ساخت و مداربندی کویلها در هر مورد برای دستگاه های مختلف متفاوت است و طبق نیاز شما ساخته میشود شما میتوانید برای اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید تا تیم متخصص ما شما را در انتخاب صحیح کمک کنند.