انواع کویل تهویه مطبوع

5
(266)

کویل چیست؟ کویل‌ها، تجهیزات گرمایشی و سرمایشی از نوع القایی هستند که با استفاده از این تجهیزات، به طور دقیق، سریع، قابل تکرار، عملیات گرم کردن یا خنک کردن سیالات یا هر ماده رسانای دیگری انجام می‌شود. انواع کویل در صنایع تهویه مطبوع و دستگاه‌های هواساز، در لوازم خانگی و تجهیزات صنعتی استفاده می‌شوند که جریان الکتریکی را به انرژی حرارتی و یا برودتی تبدیل می‌نمایند. تولید کنندگان، کویل‌های گرمایشی و سرمایشی را از آلیاژهای فلزی که ترکیبی از دو یا چند عنصر هستند، می‌سازند. در این مقاله از کارا فناور اطلس پارسی قصد داریم تا در مورد انواع کویل تهویه مطبوع و طرز کار آنها مباحثی را بیان کنیم.

کویل کولینگ تاور
کویل کولینگ تاور

کویل در برج خنک کننده درواقع قسمت اصلی سطح تبادل حرارت در سیستم‌های تهویه است که با ایجاد مانع سرمایی یا گرمایی در افزایش یا کاهش دمای هوای محیطی به وسیله هواساز یا ایرواشر نقش مهمی را برعهده دارد. در صورتی که از کویل برای تولید گرما استفاده شود، باید به این نکته توجه نمود که منبع تغذیه حرارتی، آبگرم یا بخار تعیین گردد و اگر هدف ما، ایجاد سرما باشد، گاز مبرد یا آبسرد چیلر به عنوان منبع تغذیه انتخاب شود.

عملکرد کویل تهویه مطبوع

انواع کویل غالباً در فرآیندهای زیر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

  • دماهای کمتر از 100 درجه سانتی گراد (212 درجه فارنهایت)
  • دماهای تا 3000 درجه سانتی گراد (5432 درجه فارنهایت)

همچنین در فرآیندهای گرمایش کوتاه که مدت زمان آنها کمتر از نیم ثانیه بوده و در فرآیندهای گرمایشی بلند مدت از آنها استفاده می‌شود. در فرآیندهای گرمایشی بلند که گاهی اوقات تا چندین ماه ادامه دار است، از انواع مختلف کویل استفاده می‌شود.

زمانی که از کویل‌های تهویه مطبوع استفاده می‌شود، یک میدان الکترومغناطیسی در آنها بوجود می‌آید تا انرژی را به سیالی که گرم شود، منتقل کنند. درحقیقت هنگامی که جریان‌های الکتریکی از کویل‌ها عبور می‌کنند، میدان مغناطیسی در اطراف آنها ایجاد می‌شود. ماده‌ای که برای ساخت این کویل‌ها استفاده می‌شود، غالباً از فلزهایی مثل مس، آلومینیوم، فولاد یا از جنس برنج است و یا گاهی اوقات می‌تواند از فلزات نیمه هادی همچون گرافیت، کربن یا سیلیکون کاربید باشد.

انواع کویل سیستم‌های تهویه مطبوع

کویل سیستم‌های هواساز و تهویه مطبوع که به عنوان کویل اواپراتور نیز شناخته می‌شود، جزء کلیدی سیستم تهویه مطبوع است. این بخش، مسئول جذب گرما از هوای داخل خانه و انتقال آن به مبرد است که گرمای جذب شده را به محیط بیرون پمپ می‌کند تا آزاد شود. این فرآیند به خنک کردن هوای داخلی کمک بسیاری می‌کند.

در سیستم‌های تهویه مطبوع، در واقع دو نوع کویل مختلف وجود دارد. نوع اول، کویل کندانسور و نوع دوم کویل اواپراتور است. هر کدام از این دو نوع کویل، عملکرد مهم خود را در سیستم تهویه دارند و هر مشکلی در هر یک از آنها می‌تواند باعث خرابی کل سیستم شما و از کار افتادن آن شود. یک کویل اواپراتور که گاهی به آن هسته «اواپراتور» می‌گویند، در داخل فضایی قرار دارد که مبرد، گرما را از داخل آن جذب می‌کند تا آن را به بیرون منتقل کرده و رها سازد.

درست قبل از اینکه مبرد در این کویل جریان یابد، مبرد از یک “محفظه انبساط” عبور می‌کند که به سرعت فشار گاز مبرد را کاهش می‌دهد که به سرعت آن را درست قبل از عبور از کویل‌های خنک کننده، سرد می‌نماید. مبرد سرد در واقع همان چیزی است که گرمای هوای عبوری از کویل‌ها را جذب کرده و سپس هوایی را خنک می‌کند که به محیط فرستاده می‌شود تا خنکی مورد نیاز شما را حفظ نماید.

کویل کندانسور هم یک نوع دیگر از کویل است که برای تخلیه بار و فشار حرارتی ناشی از سیکل تبرید توسط کندانسور هوایی به فضای باز و محیط مورد استفاده قرار می‌گیرد که در واقع این گرما بعلت فعالیت اواپراتور و کمپرسور ایجاد شده است. خنک کردن گازهای خنک کننده تنها توسط کندانسورها انجام می‌گیرد تا فرایند تبرید به درستی رخ دهد.

انواع کویل از نظر جنس مواد به کار رفته در آن

  • کویل مسی
ساخت و تولید کویل مسی
ساخت و تولید کویل مسی

مس فلزی است که در چند حالت نرم یا سفت وجود دارد. این فلز به طور گسترده‌ای در برنامه‌های کاربردی مختلف و اجزای سیستم سرمایشی و گرمایشی نظیر کویل های تهویه مطبوع، استفاده و بهره برداری می‌شود. مهمترین مزایای کویل مسی در برج خنک کننده عبارتند از:

  • رسانای حرارتی و الکتریکی بسیار عالی
  • مقاومت در برابر خوردگی
  • عمر طولانی
کویل برج خنک کننده مدار بسته
کویل برج خنک کننده مدار بسته

نوعی از کویل‌های مسی در انواع برج خنک کننده مدار بسته تولید شده توسط شرکت بادران تهویه صنعت بکار گرفته می‌شود. جالب است بدانید که در سیستم‌های مداربسته، آب گرم و داغ صنعتی از قسمت بالای کولینگ تاور به پایین ریخته نمی‌شود، بلکه بصورت محصور و در مجرای بسته ‌ی کویل‌ها و لوله‌های آلومینیومی برج خنک کننده به گردش در می‌آیند. متخصصین همیشه به این موضوع اعتقاد دارند که کویل‌های مسی، بهترین انتخاب برای کولینگ تاورها به شمار می‌آیند.

  • کویل از جنس نیکروم
کویل نیکروم
کویل نیکروم

دسته‌ای از تولیدکنندگان کویل‌های سیستم‌های تهویه مطبوع، از نیکروم برای ساخت کویل‌های گرمایشی استفاده می‌کنند. مدل‌های مختلف کویل های نیکرومی بیشتر از کارکردهای صنعتی، در لوازم خانگی معمولی دیده می‌شوند. از منظر شیمایی، نیکروم از نیکل و کروم ترکیب شده است. سیستم‌های کویلی ساخته شده از جنس نیکروم به دلیل انعطاف پذیری بالایی که دارند، به طور خاصی برای استفاده در منابع کویل‌دار مناسب می‌باشند. قابل ذکر است که این آلیاژ نقطه ذوب بالایی را دارا است.

کویل‌ها می‌توانند از ترکیبات دیگری نیز ساخته شوند. آلیاژهایی مثل نیکل، آهن و کروم نیز در ساخت این تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرند. در ساخت تجهیزات صنعتی همچون منبع کویل‌دار، دستگاه‌های هواساز، ایرواشرهای خانگی و صنعتی، فن کویل‌ها، دستگاه زنت هوا و… که به دما های مختلفی نیاز دارند، از این تجهیزات استفاده می‌شود. زیرا ضمن تحمل گرمایی بالا، عملکرد بسیار مطوبی را نیز از خود نشان می‌دهند.

  • کویل جنس استنلس استیل
کویل استنلس استیل
کویل استنلس استیل

استنلس استیل رایج‌ترین و پرکاربردترین نوع فولاد ضد زنگ است که حاوی 18 درصد کروم و 8 درصد نیکل است. از مزایای کویل فولادی ضد زنگ می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  1. مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون
  2. مقاومت بالا در برابر خوردگی اکثر اسیدها
  3. ضد عفونی آسان
  • کویل‌های جنس فولاد ضد زنگ 316
کویل جنس فولاد ضد زنگ 316
کویل جنس فولاد ضد زنگ 316

فولاد ضد زنگ 316 یا همان استنلس استیل گرید 316، از درصد ترکیبات و عناصری همچون 16 درصد کروم، 10 درصد نیکل و 2 درصد مولیبدن تشکیل شده است. کویل استنلس استیل 316 معمولاً در مواردی از جمله پردازش مواد شیمیایی و محیط هایی با نمک بالا و همچنین در ساخت تجهیزات پزشکی و جراحی نیز استفاده می‌گردد. از مزایای کویل فولادی ضد زنگ 316 می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  1. مقاومت بالا در برابر خوردگی
  2. مقاوم در برابر کلر
  3. ضد زنگ و طول عمر بسیار بالا
  4. زیبایی و سطح بدون تخلخل
  5. مقاومت بالا در برابر ضربات
  6. غیر واکنشی
  • کویل از جنس برنج
کویل برنجی
کویل برنجی

آلیاژ برنج ترکیبی از آلیاژهای مس و روی است. خواص مکانیکی و الکتریکی بر اساس نسبت مقدار مس و روی متفاوت می باشد. بطوریکه به عنوان مثال هر چه مقدار روی در آلیاژ بیشتر باشد، استحکام و شکل پذیری آن نیز بیشتر می‌شود.

از مزایای استفاده از آلیاژ برنج می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  1. مقاومت خوب در برابر خوردگی
  2. مقاوم در مقابل آب و زنگ زدگی
  3. ایستادگی قابل توجه در برابر ضربه
  4. با دوام

نکته قابل توجه در مورد قیمت کویل‌های برنجی این است که غالباَ مناسب‌تر از مدل‌های گران قیمت از جنس استیل خواهد بود.

مواد عایق برای کویل

در بعضی از موارد کاربرد، کویل‌ها نیازمند به عایق بندی هستند. فایبرگلاس، سرامیک و مواد مصنوعی به عنوان مواد عایق، همراه با میکا (ماده معدنی از مجموعه کانی‌ها) و آزبست (یا پنبه نسوز) مورد استفاده قرار می‌گیرند. درواقع جنس کویل‌ها تعیین کننده میزان گرمایش و توان مورد نیاز سیستم هستند. آهن و فولاد به علت دارا بودن مقاومت بالاتر، به راحتی گرم می‌شوند. در حالی که آلومینیوم و مس به دلیل دارا بودن مقاومت کمتر، برای گرم کردن به میزان انرژی بیشتری نیاز دارند، اما در عوض راندمان کاری بیشتری نیز از خود نشان می‌دهند. به ‌همین دلیل است که نقش عایق در این تجهیزات بسیار حائز اهمیت است تا گرما و سرمای خود را به راحتی از دست ندهند و بتوانند همواره بالاترین بازدهی ممکن به فعالیت بپردازند.

توان مورد نیاز کویل‌ها بر اساس عواملی مثل نوع سیال، اندازه کویل‌ها، افزایش دمای مورد نیاز و زمان رسیدن به دما مطلوب مشخص می‌گردد. باتوجه به اندازه کویل که نقش تامین کننده گرمایش یک سیستم را بر عهده دارد، نوع عملکرد سیستم گرمایشی عامل اساسی می‌باشد که باید در این خصوص به آن توجه شود.

مزایای اصلی استفاده از انواع کویل

کاربرد انواع مختلفی از کویل‌ها در تجهیزات و کاربری‌های متنوع صنعتی نظیر برج‌های خنک کننده، سیستم‌های فن کویل، انواع تجهیزات گرمایشی و سرمایشی دو منظوره و تک منظوره و…، نشان دهنده میزان بالای کارایی قدرتمند این تجهیزات است.

بنابراین از اصلی‌ترین مزایای کویل‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

  • گرمایش موثر و سریع
  • گرم کنندگی دقیق و تکرار پذیر
  • گرمایش ایمن و مطمئن؛ به دلیل عدم وجود شعله
  • عمر طولانی اتصالات به دلیل میزان گرمادهی محاسبه شده
  • کاربردهای گسترده
  • قابلیت استفاده 2 منظوره
  • امکان ساخت در ظرفیت‌ها، ابعاد، متریال و توان‌های عملیاتی مختلف

موضوعی که باید در این بخش به آن اشاره کرد این است که کویل‌ها به طور ویژه برای برآورده کردن نیازهای مهندسی دقیق، طراحی و ساخته می‌شوند.

انواع کویل بر اساس نوع عملکرد

کویل DX و کویل آبی
کویل DX و کویل آبی
  • کویل‌های خنک کننده DX

کویل DX یا کویل‌ های انبساط مستقیم، یک راه حل خنک کننده ایده آل برای واحدهای وی آر اف (VRF) یا سیستم‌های تهویه مطبوع می‌باشند. کویل‌های DX را می‌توان همراه با دستگاه‌های دیگری استفاده کرد. در ضمن از این تجهیزات می‌توان هم به عنوان اواپراتور (کویل سرمایشی) و هم به عنوان کندانسور (کویل گرمایش) استفاده کرد. اگر قرار است هر دو عملکرد در یک سیستم وجود داشته باشد، کویل DX باید به یک واحد خنک کننده برگشت پذیر متصل شود. این فرآیند باید در یک مدار خنک کننده که توسط یک کمپرسور خنک کننده هدایت می‌شود، اتفاق بیفتد.

نوع کویل انبساط مستقیم که برای ارائه حد اکثر راندمان انتقال حرارت طراحی شده‌اند، با عنوان کویل‌های تبخیر کننده نیز شناخته می‌شوند. در مقایسه با سیستم آب سرد، در سیستم کویل انبساط مستقیم، جریان هوای تصفیه شده از قسمت بیرونی اواپراتور عبور می‌کند. این عبور به جریان هوا اجازه می‌دهد تا به طور مستقیم با انبساط مبرد عبوری از لوله‌های کویل، بدون استفاده از آب، خنک شود.

کویل‌های سرمایشی و گرمایشی DX دارای 3 ردیف لوله مسی با کیفیت بالا به قطر 3/8 اینچ و ضخامت دیواره 0.3 میلی متر هستند. این لوله‌های مسی در هر دو شرایط کاری سرد و گرم، مناسب‌ترین گزینه هستند. این لوله‌های مورد نظر همچنین باعث کارآمدی بیشتر برای فعالیت میعانات سیستم می‌شوند. به طوریکه باعث ممانعت از تجمع گرد و غبار در قسمت‌های داخلی دستگاه می‌شوند. انواع کویل DX به طور منحصر به فردی برای استفاده در رستوران‌ها، بیمارستان‌ها، خانه سالمندان، هتل‌ها، مدارس، فرودگاه‌ها و بسیاری از اماکن مشابه دیگر کارآمد و موثر هستند.

  • کویل‌های آبی (WATER COIL)

آب یکی از پر مصرف‌ترین وسیله انتقال حرارت، کویل آبی یا واتر کویل است. زیرا به راحتی در دسترس بوده و هزینه پایینی نیز دارد. اگر محدوده دما بین 15 درجه فارنهایت در هنگام خنک شدن و حد اکثر 210 درجه فارنهایت در هنگام گرم کردن باشد، می‌توان از آب به عنوان یک وسیله انتقال حرارت استفاده کرد. مناطق کم رطوبت در کشور دارای سیستم‌های خنک کننده خشک هستند و به ندرت به سیستم‌های رطوبت زدایی نیاز دارند. هزینه عملیاتی برای رطوبت زدایی به مراتب گران‌تر از سیستم‌های خنک کننده خشک به ازای هر درجه از دمای هوا و رطوبت آن است.

مدل‌های مختلف کویل آبی معمولاً به مخلوطی از گلیکول نیاز دارند. زیرا برای فعالیت و بازدهی زیاد در محیط هایی با دمای بسیار بالا و هوای خیلی سرد، مخلوط های گلیکول، در این مورد بسیار کمک کننده خواهند بود. به همین دلیل بسیاری از سیستم‌های گرمایشی وجود دارند که دارای این نوع کویل‌ها هستند.

تجهیزات کویل صنعتی

کویل صنعتی
کویل صنعتی

انواع کویل صنعتی طوری طراحی و ساخته شده‌اند که در برابر محیط های متفاوت و کاربردهای صنعتی مختلف، مقاومت داشته باشند. به عبارت دیگر، تجهیزاتی هستندکه از مواد با کیفیت در اندازه‌ها و ضخامت‌های مختلف تولید شده‌اند. هر چه توان و ظرفیت کویل‌های صنعتی بیشتر باشد، عملکرد سیستم نیز قابل اعتماد تر بوده و طول عمر تجهیزات را حتی در سخت‌ترین شرایط نیز تضمین می‌نمایند.

سیستم‌های کویل صنعتی گرمایشی و سرمایشی به تأمین انرژی تجهیزات انتقال دهنده هوا در صنعت کمک می‌کنند. در واقع می‌توان گفت تجهیزاتی که برای کنترل دمای داخلی ساختمان کاربرد دارند، به این کویل‌ها وابسته هستند. طیف گسترده‌ای از کویل‌های صنعتی برای سیستم‌های تهویه مطبوع ساخته شده‌اند.

از این تجهیزات بیشتر در دو مورد کلی زیر استفاده می‌گردد:

  • بمنظور خنک سازی
  • انتقال حرارت به مایعات داخل کویل‌ها اعم از آب یا مخلوط آب – گلیکول که به خنک شدن هوا کمک می‌کنند

همچنین این مطلب حائز اهمیت است که کویل‌های گرمایشی و سرمایشی صنعتی به صورت سفارشی ساخته می‌شوند؛ زیرا این گونه کویل‌های 2 منظوره قادرند تا نیاز های صنعتی مختلفی را برآورده سازند.

مشاوره برای خرید کویل صنعتی

مجموعه بزرگ بادران تهویه صنعت، همواره بر اصل ارائه مشاوره‌های شفاف، واقعی، کاربردی و تخصصی قبل از خرید هر یک از محصولات تهویه مطبوع مثل کولینگ تاور و سایر سیستم‌ها و تجهیزات تهویه مطبوع، انواع قطعات برج‌های خنک کن، سختی‌گیر و محصول صنعتی دیگر به مشتریان خود تأکید داشته است. زیرا با ارائه مشاوره‌‌های اصولی، انتخاب بهترین گزینه ممکن برای مخاطبان، میسر خواهد شد که این امر به آن معنی است که با به صرفه‌ترین هزینه‌، به متناسب ترین و باکیفیت ترین محصول دسترسی خواهند داشت.

سوالات تکمیلی

1) کویل‌های HVAC چیست؟

مبرد از طریق کویل‌های کندانسور به گردش در می‌آید و قبل از ارسال مجدد به کویل اواپراتور، دما را تغییر می‌دهد. از آنجایی که این سیم پیچ در واحد بیرونی شما قرار دارد، انرژی گرمایی که به مبرد در کویل اواپراتور منتقل می‌شود، می‌تواند در هوای بیرون آزاد شود.

2) چند نوع کویل برای سیستم‌های تهویه وجود دارد؟

در سیستم‌های تهویه مطبوع، دو نوع کویل وجود دارد که عبارتند از:
• کویل کندانسور
• کویل اواپراتور

3) چند نوع کویل کندانسور وجود دارد؟

در بیشتر سیستم‌های HVAC بر اساس نحوه خنک کردن مبرد، سه نوع اصلی کندانسور استفاده می‌شود.
• کویل کندانسور هوا خنک
• کویل کندانسور آب خنک
• کویل کندانسور تبخیری

4) تفاوت بین کویل خنک کننده و اواپراتور چیست؟

در دنیای سیستم‌های تهویه مطبوع، اواپراتور AC و کویل ‌های کندانسور به صورت پشت سر هم کار می‌کنند تا راحتی خنک ‌کننده‌ای را که ما اغلب بدیهی می‌دانیم را ایجاد کنند. در حالی که کویل اواپراتور، هوای داخل خانه را خنک می‌کند، کویل کندانسور گرما را در فضای باز آزاد می‌کند.

5) انواع کویل سیستم‌های تهویه مطبوع کدامند؟

• کویل اواپراتور یا (کویل داخلی)
• کویل کندانسور یا (کویل بیرونی)

چقدر این مطلب برای شما مفید بوده است؟