کویل کندانسور و کویل اواپراتور
مبدل‌های انتقال حرارتی در وسایل تهویه مطبوع کاربرد بسیاری دارند. این مبدل بر حسب نوع کاربردی که در آن استفاده میشود، با اسامی گوناگون اواپراتور، کندانسور و یا مبدل آبی مورد استفاده قرار میگیرد. مبدل‌های انتقال حرارت برودتی و حرارتی را اصطلاحاً با نام کویل یا کوئل هوائی یا کویل هواخنک می‌شناسند. انواع گوناگونی از مبدل هوائی به صورت اواپراتور و کندانسور و کویل آبی در دستگاه برودتی به کار می رود. با این حال تمامی این مدل‌ها از یک هدف واحد یعنی انتقال حرارت بین دو سیال که عموما مبرد و هوا است، پیروی می‌کنند.
نحوه عملکرد یک کویل بدین صورت است که یک سیال با دمای بالاتر از یک مسیر وارد شده و با سیالی با دمای پایین‌تر که از سمت قسمت دیگر که در مسیری مجزا قرار دارد، در مجاورت یکدیگر قرار می‌گیرند. در اثر این مجاورت، گرما یا حرارت از سیال با دمای بالاتر به سیال با دمای پایین‌تر منتقل میشود. در صنعت این کاربری بسیار زیاد است و کاربرد های فراوانی دارد. به عنوان مثال، گرمای درون یک رادیاتور خودرو را از طریق پره ها به هوایی که در حال عبور از روی آن است، منتقل می کند و آب داخل رادیاتور خنک میشود.
سیکل تبرید تراکمی بخار که در سیستم های تهویه مطبوع خانگی و تجاری مورد استفاده قرار می گیرد، در واقع دارای دو نوع کویل مختلف دارد: کویل کندانسور و کویل اواپراتور. کویل کندانسور جهت انتقال انرژی گرمایی مبرد یا آنتالپی آن به هوای در گردش روی آن می باشد. کویل اواپراتور جهت انتقال گرمای هوای عبوری از روی کوئل به مبرد در فاز مایع در درون لوله های مسی می باشد.
کویل‌های حرارتی و کوئل های برودتی انواع مختلفی دارند که در ایننجا به تفضیل در مورد کاربردهای کویل، ماشین آلات کویل سازی و قطعات کوئل هوائی صحبت خواهیم کرد. در این صورت اگر تمایل به کسب اطلاعات بیشتر در زمینه کویل کندانسور، کویل اواپراتور و کویل آبی را دارید، مطالعه ادامه این محتوا را به شما پیشنهاد می کنیم.
انواع کویل
کویل های حرارتی و برودتی که با نام کویل فین پلیت تیوب در کشور شناخته می شوند، دارای دسته بندی های گوناگونی هستند. دسته بندی ها شامل شکل موج فین، جنس و تعداد فین، سایز و جنس لوله، هدر یا کلکتور بندی و در نهایت کاربری کویل می باشد. شناخت انواع دسته بندی های کویل های فین پلیت تیوب، کمک شایانی در طراحی و انتخاب کویل مورد نیاز می نماید. از جمله آنها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود.
کویل اواپراتور یا کوئل DX
کویل اواپراتور که به نام کویل DX ویا کویل انبساط مستقیم نیز شناخته می شود، در بخش فشار کم سیستم تهویه مطبوع قرار دارد. و عموما برای خنک کردن هوا و یا حذف رطوبت از هوا مورد استفاده میشود. در کوئل اواپراتور، مبرد در درون لوله مسی جریان دارد و هوا از روی آن عبور می کند. مخلوط مایع و بخار مبرد وارد کویل میشود و در حین تبخیر هوا را خنک می‌کند و در نهایت کویل را به صورت گاز باقی می‌گذارد.
در کویل اواپراتور، مبرد کم فشار در فاز مایع، با جذب حرارت هوای عبوری، به مبرد کم فشار در فاز گاز تبدیل میشود. این کویل برای اواپراتور پکیج یونیت، اواپراتور یونیت سردخانه و کویل پنل داخلی داکت اسپیلیت مورد استفاده قرار می گیرد.
کویل کندانسور
کویل کندانسور در بخش فشار بالای سیستم تهویه مطبوع شما قرار دارد و دقیقاً برعکس کویل اواپراتور عمل می‌کند. در کویل کندانسور گرمای درون مبرد را به هوای در حال عبور از روی ان منتقل می کند و با کمک یک فن بزرگ آن را در فضای بیرون آزاد می‌کند. در کندانسور، مبرد پرفشار از فاز گاز، به فاز مایع تبدیل میشود و سپس از آن خارج میشود.
هنگامی که مبرد داغ از کویل کندانسور شما عبور می‌کند، یک فن بزرگ هوا را در سراسر آن می‌کشد تا گرمای بیشتری را از بین ببرد و در عین حال مبرد را تحت فشار بالا نگه دارد. به همین دلیل است که هوای عبوری از روی کویل کندانسور اغلب گرم است. این کویل برای کندانسور چیلرهای تراکمی هواخنک، کندانسور داکت اسپیلیت، کندانسور پکیج یونیت و کندانسور پکیج مخابراتی مورد استفاده قرار می گیرد.
کویل هواساز
کویل هواساز دسته دیگری از انواع کویل هوائی یا کویل آبی است که در فضاهای اداری، تجاری، مسکونی و بیمارستانی و محیط‌های مختلف با اهداف حرارتی و برودتی به کار می‌رود. در صورتی که از کویل هواساز برای اهداف حرارتی استفاده شود، آبگرم و یا آب داغ که از طریق سیستم حرارت مرکزی تهیه میشود، وارد کویل آبی هواساز شده و هوای در حال عبور از روی کوئل آبی، گرمای آب درون لوله مسی که به فین ها منتقل شده است را جذب می کند. در صورتی که از کویل هواساز برای اهداف برودتی و سرمایشی استفاده شود، بجای آبگرم، آب چیلد یا آب سرد در درون لوله های مسی جریان دارد.
کاربرد کویل
از انواع مختلف کویل علاوه بر کاربردهای مختلف صنعتی، در سیستم‌های تهویه مطبوع موجود در منازل و سردخانه‌ها استفاده میشود. اغلب سیستم‌های تهویه مطبوع شامل یک مدار بسته حاوی کویل‌های کندانسور و کویل های اواپراتور هستند که مایع خنک کننده یا مبرد به طور مداوم در درون لوله های آن جریان می‌یابد تا گرما جذب شده در اواپراتور، در کندانسور تخلیه شود.
ساختار کویل
کویل های حرارتی و برودتی که با نام کویل فین پلیت تیوب در کشور شناخته می شوند، دارای لوله مسی، فین آلومینومی، تیوپ شیت گالوانیزه و هدر می باشند ک هدر ادامه به تفضیل، بیان میشود:
شکل موج فین Fin
فین برای افزایش انتقال حرارت بر روی لوله های کویل اکسپند می شود. براساس معادلات انتقال حرارت، می توان نشان داد که افزایش توبولانسی یا اغتشاش جریان هوا بر روی فین، می تواند نرخ انتقال حرارت را افزایش دهد. برای افزایش توبولانسی جریان هوا بر روی کویل، از فین های موجدار استفاده می شود. این موج ها دارای انواع گوناگونی هستند که در کشور ایران، بیشتر از انواع سینوسی و جناغی استفاده می شود. گاها می توان با ایجاد برجستگی هایی به نام لوور بر روی فین، میزان رینولدز جریان و اغتشاش هوا بر روی فین را افزایش داد و راندمان انتقال حرارت بر بروی کویل را افزایش داد.
جنس و تعداد فین Fin
جنس فین عمدتا از الومینیوم و در بعضی موارد از مس می باشد. معمولا در محیطهایی که خوردگی فیزیکی و شیمیایی وجود دارد، از فین های آلومینیومی روکش دار و یا فین مسی استفاده می شود. با توجه به اینکه چگالی مس حدودا سه برابر آلومینیوم است، لذا وزن فین مسی در کویل، بسیار سنگین است و لذا علاوه بر هزینه بسیار بالای کویل مسی، ساختار نصب کویل با فین مسی بایستی به دقت طراحی و تولید شود تا بتواند وزن بسیار سنگین کویل با فین مسی را تحمل نماید.
از منظر تعداد فین، فین های کویل به طور معمول، از تعداد 6 عدد در یک اینچ تا 14 عدد در یک اینچ تولید می شوند. هر چقدر هوای عبوری از روی کویل دارای غبارات بیشتری باشد، بایستی از تعداد فین های کمتر در یک اینچ در طراحی بهره جست تا خطرات بسته شدن منافذ بین فین های کویل کمتر پیش آید. همچنین در محیط های سردخانه ای که خطرات یخ زدگی رطوبت بر روی فین های کویل وجود دارد، فواصل بیشتر بین فین در طراحی ارجح می باشد.
نکته اساسی در طراحی کویل اینست که هر چقدر فواصل فین ها نسبت به یکدیگر کمتر باشد، ضریب کنار گذر هوا کمتر است و لذا راندمان انتقال حرارت کویل بالاتر می باشد. همچنین دمای هوای خروجی، نزدیکتر به دمای سیال داخل لوله کویل است.
سایز لوله و نوع لوله
به صورت عام، لوله های کویل های برودتی و حرارتی در سایزهای 5/16 اینچ، 3/8 اینچ، ½ اینچ، 8/5 اینچ تولید می شوند. در کشور، به صورت معمول لوله با سایزهای 8/3 اینچ و 8/5 اینچ بسیار پرکاربرد است و کویل های با لوله سایز 16/5 اینچ در کولرهای گازی وارداتی و چیلرهای با تناژ پایین دیده می شود. هر چقدر قطر لوله کمتر می شود، افت فشار سیال داخل لوله بیشتر می شود، اما انتقال حرارت سیال داخل لوله افزایش می یابد و بعکس.
جنس لوله کویل ها معمولا مسی و در کابردهایی خاص مانند یخچال های ویترینی، از نوع آلومینیومی انتخاب می شود. ضریب انتقال حرارت مس از ضریب انتقال حرارت آلومینیوم بالاتر است، اما وزن آلومینیوم از وزن مس کمتر است.
هدر یا کلکتور بندی
برای جمع آوری و یا پخش سیال در داخل لوله های کویل، از هدر یا کلکتور استفاده می شود. برحسب نیاز انواع گوناگونی از کلکتور برای کویل قابل طراحی و تولید است. کلکتورهای کویل به صورت عمده از جنس مس و در کاربردهایی از جنس نیکل-مس و یا لوله آهنی بدون درز می باشد.
گاها در مبدل های که سیال داخل لوله آبگرم و یا آبسرد است، برای هواگیری از لوله های داخلی کویل از شیر هواگیری بر روی کلکتور کویل استفاده می شود. همچنین یک بوشن تخلیه در پایینترین نقطه هدر برای تخلیه آب پیش بینی می شود.
در کویل های DX که مبرد در داخل لوله های کویل جریان دارد، از پخش کن یا ونتوری توزیع در مسیر ورود مبرد به لوله های کویل استفاده می شود. این تجهیز برای اطمینان از توزیع یکنواخت مبرد در داخل کویل، استفاده می شود و در تمامی کویل های گازی الزاما مورد استفاده قرار می گیرد.
ماشین‌آلات کویل سازی
برای ساخت انواع کویل‌ها از جمله کویل کندانسور و کویل اواپراتور از دستگاه های گوناگونی استفاده میشود. جنس کویل‌ها معمولا از فلزاتی ساخته میشوند که رسانایی حرارتی بالایی داشته باشند. اغلب برای این کار از مس و آلومینیوم استفاده میشود. طراحی این کویل‌ها باید به گونه ای باشد که حداکثر انتقال حرارت را بین دو سیال مربوطه را ایجاد کنند. ماشین آلات کویل سازی مختلفی برای ساخت این قطعات استفاده میشود. از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره نمود.
دستگاه فین پرس
دستگاه فین پرس یکی از مهمترین ابزارها در تولید کویل فین پلیت تیوب است. این دستگاه برای تولید فین ها استفاده میشود. این دستگاه دارای یک پرس ضربه ای با سرعت بالا است که ورق آلومینومی نازک با ضخامت 150 میکرون در داخل آن قرار داده میشود و با اعمال نیروی پرس، فین تولید میشود. از این دستگاه برای تولید فین از جنس های مختلفی می‌تواند به کار برود. به طور مثال فین های آلومینیومی و مسی با ضخامت های بسیار کم توسط این دستگاه قابل تولید هستند.
دستگاه هرپین بندر
برای ایجاد خم هایلوله مسی یو شکل در در تولید یک کویل کندانسور و کویل اواپراتور از دستگاه هرپین بندر استفاده میشود. این دستگاه نوعی خم کن لوله هیدرولیک است که می‌تواند برای خم کردن لوله های مسی استفاده شود. اکثر این مدل از دستگاه ها میتوانند برای چندین مدل لوله مسی در یک فرایند تولید به کار بروند.
اکسپندر لوله مسی
اکسپندر لوله مسی که برخی آن را با نام گشاد کن لوله مسی نیز می‌شناسند، نوعی دستگاه هیدرولیکی است که می توان به کمک آن لوله مسی را به داخل سوراخ های فین، اکسپند میشود. با اکسپند لوله مسی در داخل فین های آلومینومی، فاصله هوائی بین لوله مسی و فین آلومینومی از بین می رود و انتقال حرارت بین سیال درون لوله ها و هوای در حال عبور از روی فین ها، به میزان چشمگیری افزایش می یابد.
یو زن اتوماتیک
یو زن یک قطعه دیگر در تولید مبدل های تهویه مطبوع از جمله کویل کندانسور و کویل اواپراتور است که می توان از آن برای ایجاد قطعات مسی یو شکل استفاده میشود.
الیما، به عنوان سازنده انواع کویل کندانسور، کویل اواپراتور و کویل آبی جهت دستگاه های تهویه مطبوع و سردخانه، امکان تولید کویل های گوناگون براساس ابعاد مورد نیاز مشتریان را دارا است. با تجهیز کارخانه به انواع ماشین آلات CNC و ماشین آلات کویل سازی، این شرکت اماده ارائه خدمات ساخت کویل به مشتریان محترم می باشد.
