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 | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.

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 | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.

محاسبات هواساز در سایکرومتریک

یک فضا بایستی در شرایط 22 درجه سانتیگراد (دمای خشک) و رطوبت نسبی 50% نگاه داشته شود. مقدار بار سرمایش سنسیبل و نهان به ترتیب برابر 10.8 و 7.2 کیلو وات است. مقدار بار کویل سرمایشی و دوباره گرمکن را برای هواساز محاسبه کنید؟

شرایط مسئله

• هوای خارج : 28 درجه سانتیگراد (دمای خشک) و رطوبت نسبی 80%
• نسبت هوای تازه به هوای برگشتی برابر 20% به 80% است
• نقطه شبنم برابر 8 درجه سانتیگراد است

مشخصات هواساز در زیر آمده است.

روش حل

• ابتدا شرایط داده شده در مسئله را در نمودار سایکرومتریک رسم نمایید.
• سپس شرایط اتاق را در نقطه R ترسیم کنید.
• سپس شرایط هوای خارج را در نقطه O ترسیم کنید.
• حال نقاط O و R را بهم وصل نمایید.

• حال بایستی نقطه M را که شرایط ترکیب هوای برگشتی و هوای تازه را نشان می دهد را در نمودار مشخص کنیم. برای این منظور به اندازه نسبت 20% (هوای تازه) روی خط قبلی (نزدیک تر به شرایط اتاق) انتخاب کنید. این همان نقطه M است. (و یا 80% از نقطه هوای تازه فاصله بگیرید). توجه داریم که هر چه مقدار هوای برگشتی بیشتر باشد، نقطه M به نقطه R (شرایط اتاق) نزدیک تر خواهد شد (مبحث محاسبات هواساز در سایکرومتریک).
• حال بایستی مقدار SHR که همان نسبت بار سنسیبل به بار کل است را پیدا کنیم.

• این همان مقدار شیب خطی است که در گام های بعدی به آن نیاز داریم.
• سپس نقطه شبنم داده شده را در نمودار مشخص کنید. توجه داریم که این نقطه بایستی بر روی نمودار 100% اشباع واقع شود.
• حال نقطه M را براساس شیبی که در بخش ششم، بدست آمد تا نقطه شبنم امتداد دهید (نقطه شبنم را با ADP نشان میدهیم).

• با توجه به اینکه در شرایط مسئله از ضریب بای فاکتور صحبتی نشده است، می توان شرایط گرمایش را مستقیما از نقطه شبنم لحاظ کنیم.
• حال بایستی شرایط دمای رفت از کویل را وارد کنیم. برای این منظور از نقطه R و با شیب 6 خطی را رسم کنید. برای گرمایش نیز یک خط راست از نقطه شبنم (ADP) به سمت راست رسم کنید. هر جا که این 2 خط یکدیگر را قطع کنید، همان دمای خروجی از کویل است که در نمودار با نقطه S و مقدار 15 درجه سانتیگراد نشان داده شده است (مبحث محاسبات هواساز در سایکرومتریک).

• حال به محاسبات کویل می رسیم. با توجه به اینکه دمای هوای رفت مشخص شده است، تنها نیاز داریم مقدار حجم هوای رفت را محاسبه کنیم. از رابطه زیر استفاده می کنیم.

در این رابطه داریم

• Hs: مقدار بار سنسیبل فضا بر حسب کیلو وات
• Ma: مقدار حجم هوای عبوری بر حسب کیلو گرم بر ثانیه
• Cp: مقدار ضریب هوا برابر با 1.01 در شرایط سطح دریا
• Tr: دمای اتاق (درجه سانتیگراد)
• Ts: دمای هوای تغذیه (درجه سانتیگراد)

لذا در رابطه عدد گذاری کرده و مقدار حجم هوا را بدست می آوریم.

• حال برای محاسبه ظرفیت کویل، از مقادیر آنتالپی از نمودار استفاده می کنیم. رابطه زیر را داریم:

در این رابطه داریم:

• H cooling coil: مقدار بار سنسیبل فضا بر حسب کیلو وات
• Ma: مقدار حجم هوای عبوری بر حسب کیلو گرم بر ثانیه
• Hm: مقدار آنتالپی در نقطه ترکیب هوا M بر حسب کیلوژول بر کیلوگرم
• Hadp: مقدار آنتالپی در نقطه شبنم  ADP بر حسب کیلوژول بر کیلوگرم

لذا در فرمول عددگذاری می کنیم

طبق رابطه بالا ظرفیت کویل سرمایشی برابر 38.2 کیلووات است.

نکته

• مقدار ظرفیت سرمایشی 38.2 کیلووات بسیار بیشتر از مقدار بار سنسیبل 10.8 کیلووات است. دلیل آن هم برمیگردد به مقدار بار هوای تازه که در تابستان، ظرفیت سرمایشی بالایی دارد (مبحث محاسبات هواساز در سایکرومتریک). 
• حال به محاسبه ظرفیت کویل دوباره گرمکن می پردازیم. طبق رابطه بخش قبلی می توانیم از فرمول آنتالپی استفاده کنیم. لذا مقادیر آنتالپی را از نقاط ADP وs می خوانیم. دررابطه عدد گذاری می کنیم:

دیگر آموزشهای رایگان طراحی با سایکرومتریک

آموزش طراحی هواساز استخر با استفاده از نمودار سایکرومتریک

آموزش طراحی هواساز سالن اجتماعات با استفاده از نمودار سایکرومتریک

The post آموزش سایکرومتریک بخش پنجم appeared first on تاسیسات نوین | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.