محاسبات کویل هواساز

• سطح کویل
• تعداد ردیفها
• قطر کویل
• تعداد فین ها
• سطح فین ها

آشفته کننده های جریان یا Turbulator

برای اضافه کردن این مهم به ساختمان کویلها، پارامترهای زیر بایستی مورد بررسی قرار گیرند.

• جنس لوله ها و ضخامت
• جنس فین ها و ضخامت
• جنس Casing
• نوع هدر و جنس آن

حال به بررسی سرعت بهینه آب و هوا در کویلها اشاره میکنیم. همانطور که پیشتر نیز عنوان گردید، سرعت آب در کویلها بیشتر به ساختمان خود کویل وابسته است و مقدار بهینه برای این مقدار 3 تا 4 fps است. نوع مدار بندی یا  همان  Circuting، نقش بسیار مهمی در مقدار سرعت و افت فشار آب میگذارد. در شکل زیر 3 نوع Circuting برای کویلهای آبی در نظر گرفته شده است (مبحث محاسبات کویل هواساز ).

نوع اول به Full Circuting معروف است. که در آن هر لوله در هر ردیف کاملا با آب تغذیه میشود. این نوع ساختمان دارای استفاده گسترده ای در صنعت تاسیسات است. در نوع دوم در هر لحظه 2 لوله از هر ردیف کویل با آب تغذیه میشوند که به نوع Dual معروف است. این ساختمان کویل برای حالتهایی که افت فشار حایز اهمیت است مورد استفاده قرار میگیرد.

نوع سوم به  Fractional معروف است که برای افزایش سرعت سیال در کاربریهای گرمایشی بسیار مناسب است. بر این اساس تغییر Circuting، در کویلها باعث تغییر زیاد در سرعت آب و مقدار انتقال حرارت خواهد شد. کاهش سرعت آب در کویلها بغیر از مواردی که در مقدمه اشاره شد، پیامهای دیگری نیز دارد، از جمله:

• امکان حبس شدن هوا در کویل
• توزیع ضعیف آب در کویل
• افزایش اثر Fouling
• خطر یخ زدگی

استاندارد AHRI-410 رنجهای مناسب سرعت و تست های مربوط به انواع کویلها را برای سازندگان نشان میدهد.

طبق این استاندارد سرعت آب در محاسبات کویل هواساز

1. برای کویل آب چیلر : بایستی بین 1 تا 8 FPS در نظر گرفته شود (نمودار زیر).
2. برای کویل آب چیلر با اتیلن گلایکول: بایستی بین 1 تا 6 FPS در نظر گرفته شود (نمودار زیر).
3. برای کویل آب گرم : بایستی بین 0.5 تا 8 FPS در نظر گرفته شود (نمودار زیر).
4. برای کویل آب گرم با اتیلن گلایکول: بایستی بین 0.5 تا 6 FPS در نظر گرفته شود (نمودار زیر).

پیشنهاد دیگر توسط استاندارد اشری هندبوک HVAC & SYSTEMS، فصل 23 و 27 مقادیر زیر میباشد

1. سرعت 2 تا 4 FPS برای کویل آب چیلر.
2. سرعت 4 تا 6 FPS برای کویل آب گرم.

حال به بررسی سرعت هوا بر روی کویل های آبی میپردازیم. در بسیاری از کاربریها، مهندسین از سرعت 450 تا 550 FPM برای هوا در محاسبات کویل استفاده میکنند که بسیار منطقی است.

اهمیت سرعت هوا برروی کویل همانند سرعت آب داخل کویل بالا است. سرعت بسیار پایین هوا بر روی کویل باعث:

1. درجه حرارت هوای خروجی از کویل یکنواخت نخواهد بود.
2. ظرفیت کویل از مقدار پیش بینی شده پایینتر خواهد بود.

همچنین سرعت بالای هوا بر روی کویل نیز مشکلاتی خواهد شد

• افزایش نویز
• افزایش افت فشار

تا حدودی افزایش ضریب بای پس BYPASS و افزایش MOISTURE CARRYOVER  که اشاره خواهد شد. مقدار تعیین شده سرعت بر روی کویلها طبق استاندارد AHRI-410 به قرار زیر خواهد بود

1. برای کویل آب چیلر : 200 تا 800 FPM
2. برای کویل آب گرم : 200 تا 1500 FPM

یکی از مشکلات رایج بالا گرفتن سرعت هوا بر روی کویلهای سرمایشی مانند کویل آب چیلر و یا کویل DX، افزایش رطوبت موجود در هوا در حین رطوبت گیری است که به آن MOISTURE CARRYOVER نیز گفته میشود و بعد از کویل وارد هوای داخل کانال میشود.

معمولا برای رطوبت گیری توسط این کویلها بدین شکل عمل میشود که هوای ورودی تا نقطه شبنم سرد شده و عمل رطوبت گیری انجام میشود. لذا در زمانی که کویل سرمایشی وظیفه رطوبت گیری را هم بعهده دارد بایستی توجه داشته باشیم که کویل در شرایط MOISTURE CARRYOVER قرار نگیرد و برای جلوگیری از آن بایستی سرعت هوا روی کویل سرمایشی (DX یا آب چیلر) مساوی یا کمتر از 500 FPM باشد.

آموزشهای رایگان طراحی و محاسبه هواساز 

The post طراحی کویل هواساز 3 appeared first on تاسیسات نوین.

سطح داخلی لوله ها معمولا ساده و صاف هستند ولی در برخی از طرح ها برای بهبود عملکرد، لوله های دارای پره های داخلی یا زائده هایی هستند که در جریان اغتشاش ایجاد میکنند. معمولا هر لوله که از درون کویل می گذرد توسط خم برگشت به یکدیگر متصل میشوند و یک مدار چند گذره را تشکیل می دهند.

بررسی ساختمان کویلها 

ساختمان کویلها برای کویل های آب گرم و آب سرد با هم مشابه است که مهمترین آن عبارتست از

• قطر لوله کویل
• ضخامت دیواره
• نوع فین

اکثر کویلهای آب سردی که ساخته میشوند دارای قطر خارجی ½ تا 5/8 اینچ هستند. در نوع ½ اینچ، فاصله مرکز تا مرکز لوله ها برابر 1.25 اینچ و در نوع 5/8 اینچ ایم مقدار به 1.5 اینچ افزایش میبابد. یعنی اگر کویلی دارای 30 اینچ ارتفاع فیندار باشد، این مقدار معادل 24 لوله در هر ردیف برای نوع ½ اینچ و معادل 20 لوله در هر ردیف برای نوع 5/8 اینچ خواهد بود. کیسینگ CASING بسیاری از کویلها از فولاد استنلس استیل 304 ساخته میشود که باعث طول عمر بیشتر، بدنه قوی تر و هزینه کمتر میگردد.

ممکن است فولاد معمولی 16 گیج و مس هم در ساختمان این CASING بکار رود. تفاوت اصلی بین کویلهای سرمایشی و گرمایشی با آب، همانطور که در بالا نیز بیان شد تنها تعداد ردیفهای کویل است. هدرها معمولا از جنس مسی نوع L با قطر خارجی 8/7 تا 8/1 4 اینچ ساخته میشوند. متریال فین ها، از آلومینیوم 0.0045-0.006-0.0075-0.008-0.01 و 0.016 اینچ و یا مس 0.006 اینچ میباشد.

فاصله فین ها در ساختمان کویل شامل بخش های زیر است

• برای قطر خارجی 5/16 اینچ : 8 تا 20 فین در هر اینچ.

• برای قطر خارجی 3/8 اینچ : 10 تا 20 فین در هر اینچ.

• برای قطر خارجی 1/2 اینچ : 6 تا 16 فین در هر اینچ.

• برای قطر خارجی 5/8 اینچ : 6 تا 14 فین در هر اینچ.

• برای قطر خارجی 1 اینچ : 4 تا 14 فین در هر اینچ.

فین ها در ساختمان کویلها دارای اهمیت ویژه ای در مباحث انتقال حرارتی هستند. بطوریکه یک کویل بدون فین در مقایسه با نوع فین دار، تنها قابلیت تامین 30% از انرژی حرارتی مورد نظر را دارد. کویل های مورد استفاده در بخش بخار دارای ساختمان و ویژگیهایی متفاوتی نسبت به نوع آبی هستند. چرا که در استفاده از بخار، بحث خوردگی وسایش بیشتر است. برای مثال این کویل دارای ضخامت بیشتری خواهد بود.

سرعت آب و افت فشار در ساختمان کویل

در فرآیند تولید کویلها، عبارتی وجود دارد بنام CIRCUITING و یا مدار بندی کردن کویل. براین اساس مقدار معینی GPM، به تعداد مشخصی لوله اختصاص داده میشود و مزیت آن کنترل سرعت آب و نهایتا کنترل افت فشار در کویل است. برای این مهم یک حد بالا و یک حد پایین تعریف میشود. توصیه میشود که مقدار سرعت آب بین 1 تا 8 فوت بر ثانیه در کویل نگه داشته شود و از این مقدار تجاوز ننماید. به 2 دلیل زیر:

• اگر سرعت آب از مقدار گفته شده پایین تر باشد، جریان آرام در کویل ایجاد خواهد شد و براین اساس انتقال حرارت از مقدار مورد نظر پایین تر خواهد آمد.

 توجه داریم که تمامی تستهای عملی کویل در جریان مغشوش انجام میشود و بعضی از تولیدگنندگان از قطعاتی که باعث آشفته تر کردن جریان سیال میشود، در ساختمان داخلی کویل استفاده میکنند.

• اگر سرعت از مقدار تعیین شده بیشتر باشد، بازهم انتقال حرارت بین آب وهوا کاهش پیدا کرده و همچنین افزایش افت فشار و نویز را خواهیم داشت.

حالت بهینه مقدار 3 تا 4 fps است البته اشاره خواهیم کرد که برای گرمایش و سرمایش این مقادیر طبق استاندارهای AHRI410 و نیز هندبوک اشری با هم تفاوت دارند.

آموزشهای رایگان طراحی و محاسبه هواساز 

The post طراحی کویل هواساز 2 appeared first on تاسیسات نوین.

برای این منظور از مبدلهای حرارتی آب به هوا در ساختمان هواساز ها استفاده می شود. به بیان دیگر آب سرد یا گرم وارد مبدل شده و با عبوری هوا از روی آن، این هوا گرم یا سرد خواهد شد. در کویل گرمایشی می توان از آب گرم و یا بخار استفاده نمود حال آنکه برای کویل سرمایشی از آب سرد چیلر و یا کویل DX استفاده می شود. جنس کویل معمولا از متریال مس یا آلومینیوم برای انتقال حرارت بهینه انتخاب می شود که در جلسات آنیده مفصل راجب آنها صحبت خواهیم کرد. 

طراحی کویل هواساز

استفاده از کویلهای آبگرم و آب سرد در صنعت HVAC همیشه مورد توجه مهندسان بوده است.  البته بغیر از نوع آبی، کویلهای بخار و کویل DX نیز در این صنعت مورد استفاده است. در واقع این کویلها با ساختمانی شبیه به یکدیگر توانایی تامین نیاز بارهای سرمایشی و گرمایشی را دارند.

تفاوت کویلهای آب گرم و آب سرد 

اکثر مهندسین برای کویلهای آبگرم نوع 1 ردیفه و یا 2 ردیفه را انتخاب میکنند و این انتخاب در بیشتر موارد صحیح است.  اکثر مواقع دمای هوای ورودی از روی کویل 60 درجه فارنهایت در نظر گرفته میشود که این دما، دمای برگشتی از فضای مربوطه است و میتوان توسط نرم افزار یا سایکرومتریک محاسبه نمود. دمای آب گرم ورودی نیز حدوا بین 140 تا 200 درجه فارنهایت میباشد.

لذا ما به تفاوت دماهای ورودی هوا و آب به کویل معمولا بین 100 تا 140 درجه فارنهایت خواهد شد بهمین دلیل است که به ردیفهای زیادی در کویل گرمایشی برای باربرداری نیاز نیست. حال سوالی که پیش میآید این است که آیا میتوان از 3 ردیف و یا 4 ردیف هم استفاده کرد ؟

جواب بلی است، و این مهم به شرایط آب و هوای ورودی به کویل بستگی دارد. معمولا در مواردی که از کویل در حالت هیت ریکاوری استفاده میشود و یا دمای آب گرم ورودی پایین است، میتوان از ردیفهای بیشتر از یک و یا 2 استفاده نمود (محاسبات بر روی سایکرومتریک بررسی خواهد شد).

اما در کویلهای آب سرد، تعداد ردیفها معمولا بین 3 تا 10 ردیف میتواند باشد. دمای آب سرد ورودی معمولا 45 درجه فارنهایت از چیلرو دمای هوای ورودی (برگشتی از فضای مربوطه) حدود 75 تا 95 درجه فارنهایت میتواند باشد. بدیهی است که ما به تفاوت دمای آب و هوای ورودی به کویل در این حالت بسیار پایینتر از حالت گرمایشی است و بهمین دلیل است که تعداد ردیفها برای تامین بار و رطوبت گیری، افزایش مییابد (مبحث طراحی کویل هواساز).

آموزشهای رایگان طراحی و محاسبه هواساز 

The post طراحی کویل هواساز 1 appeared first on تاسیسات نوین.