کویل آبی و محلول های آبی گلیکول
برای خوب بودن عملکرد کویل های آبی لازم است در درون کویل، تله های هوا و آب وجود نداشته باشد و آب به شکل صحیح توزیع شود، به جز مواردی که هوای کویل به طور صحیح تخلیه می گردد هوا می تواند در درون مدار لوله های کویل جمع شود و کاهش عملکرد حرارتی و تولید صدا و ارتعاش در سیستم لوله کشی را به همراه داشته باشد.
اگرچه معمولا بر روی هدرهای کویل های آبی، اتصالات تخلیه آب و تخلیه هوا پیش بینی می شود ولی این موضوع باعث نخواهد شد که ضرورت تراز بودن کویل از بین برود. محبوس شدن آب در درون لوله های کویلی که به طور صحیح تراز شده است معمولا در اثر نامناسب بودن طرح، تخلیه نشدن مدارها و شکم دادن وسط کویل است.
در چنین شرایطی احتمال دارد لوله ها صدمه ببیند (مثلا در هوای سرد، یخ بزنند و یا هنگامی که آب تصفیه نشده و دارای املاح معدنی باشد، سایش ایجاد شود).
با توجه به عملکرد مورد نیاز، معمولا سرعت آب در درون لوله ها حدود 1 تا 8fps و افت فشار آب در داخل کویل حدود 5 تا 50 ستون آب است.
طبق استاندارد 410 از انستیتوی ARI، حداقل سرعت fps1 و یا عدد رینولدز برابر یا بیشتر از 3100 است.
در موارد خاص، ممکن است آب دارای مقدار قابل ملاحظه ای شن با مواد خارجی باشد (مثلا در کویل های پیش سرد کن، که در آنها از آب چاه استفاده می شود و یا در کاربردهایی که مواد معدنی موجود در آب خنک کننده (Cooling water) بر روی سطوح داخلی لوله ها رسوب می کنند. بهتر است اینگونه رسوب ها را توسط صافی جدا کرد. برخی از سازندگان کویل پیشنهاد کرده اند که صفحات هدر آب قابل برداشت باشند و یا برای هر لوله، یک درپوش وجود داشته باشد که بتوان در حالی که دستگاه در حال کار است، لوله را تمیز کرد و از تداوم عملکرد مورد نظر اطمینان یافت. در مواردی که احتمال تشکیل رسوب یا جرم گرفتگی در سمت آب وجود دارد، گاهی اوقات در محاسبه عملکرد کویل حرارتی از ضریبی مرسوم به ضریب رسوب استفاده می کنند. استفاده از لوله هایی از جنس کوپر و نیکل، برنج قرمز، برنز و سایر آلیاژها موجب می گردد مقدار مقاومت در مقابل خوردگی و سایش افزایش یابد.
بایدهای طراحی، نصب و مدار بندی کویل های سرمایشی
1. طول تمام مدارها برابر باشد.
2. به طور خودکار و تحت تأثیر نیروی جاذبه (هنگامی که کویل در مدار نیست) تخلیه شوند.
3. افت فشار آنها حداقل باشد تا بدون اینکه نیاز به پمپاژ قوی داشته باشد آب به خوبی در درون هدر تغذیه توزیع گردد.
4. مقدار گذر جریان تغذیه و برگشت در هدرهای تغذیه و برگشت مساوی باشد.
مداربندی کویل های چند ردیفه معمولا به صورت جریان متقاطع خلاف جهت است و تغذیه آنها از پایین و برگشت آن ها از بالاست.
سیستم های تهویه مطبوع انبساط مستقیم
مشکلات مربوط به توزیع سیال سردکننده در کویل های مبرد هالوکربن بیشتر از کویل های آب یا نمک است. این کویل ها باید به طور مؤثر و یکنواخت هوا را سرد کنند و توزیع سرمایش در آنها یکنواخت باشد.
در سیستم های انبساط مستقیم دو نوع از وسایل تنظیم گذر مایع مبرد بیشتر کاربرد دارند. لوله مویین و شیرهای انبساط ترموستاتیکی، لوله های موئین در کارخانه بر روی دستگاه تهویه مطبوع خودکفا تا ظرفیت های تفری ۱۰ تن تبرید نصب می شوند ولی بیشترین کاربرد آنها در مدل های با ظرفیت کمتر از قبیل واحدهای اتاقی با پنجره ای است. در این سیستم، قطر و طول لوله موئین چنان است که در بار کامل و تحت شرایط طرح، دقیقا به همان مقدار که لازم است مایع مبرد در بین کندانسور تا تبخیرکننده، تبخیر گردد. اگرچه این نوع تنظیم نمی تواند همانند سیستم شیر انبساط ترموستاتیکی در یک بازه وسیع دارای عملکرد مؤثر باشد ولی برای برخی شرایط خاص، کاربرد آن ارجح است.
برای تمام کاربردهای کویل انبساط مستقیم که در این فصل تشریح می گردد (به خصوص در کویل هایی که در محل مصرف مونتاژ میگردند، دستگاه های هوارسان مرکزی، و دستگاه های تهویه مطبوع بسته که در کارخانه مونتاژ میشوند). عموما از سیستم شیر انبساط ترموستاتیکی استفاده خواهد شد. در این سیستم ها مقدار جریان مایع مبرد ورودی به درون کویل به طور خوکار تنظیم می گردد و در نتیجه، عملکرد آن در محدوده شرایط گوناگون بهینه خواهد بود.
مقدار مافوق گرم بودن مبرد در خروج از کویل، به طور دائم و برابر با مقدار از پیش تعیین شده 6 تا 10°F خواهد بود. چون TXV نسبت به مقدار مافوق گرم بودن سیال خروجی از کویل واکنش نشان می دهد، در هنگام مافوق گرم شدن سیال در درون کویل، مقدار صدمات وارده بر سطوح تبخیر کننده حداقل خواهد بود.
طول تمام مدارهای مبرد از لوله های توزیع کننده تا هدر مکش باید برابر باشد. این طول باید با توجه به مقدار انتقال حرارت، برگشت مناسب روغن، و مقدار افت فشار در درون مدار بهینه گردد. کویل ها باید به صورت تراز نصب شوند و مداربندی آن ها چنان باشد که به طور خودکار تحت تأثیر نیروی ثقل به سمت هدر مکش تخلیه گردند.
برای اطمینان از یکنواختی توزیع مبرد در کویل هایی که چند مدار دارند، بین TXV و ورودی کویل از یک توزیع کننده استفاده می کنند تا مبرد را به طور مساوی بین مدار های کویل تقسیم کند. توزیع کننده مبرد باید برای توزیع مایع و بخار مناسب باشد زیرا مبرد ورودی به کویل معمولا مخلوطی از مایع و بخار (اگرچه از نظر وزنی درصد اصلی را مایع تشکیل می دهد) است.
توزیع کننده را می توان در وضعیت قائم یا افقی نصب کرد. در عین حال، در وضعیت قائم رو به پایین، هنگامی که مقدار بار تغییر کند توزیع مبرد بین مدارهای کویل بهتر از وضعیت افقی است.
برای یکنواخت ترشدن توزیع مبرد، مقدار جریان مبرد به هر توزیع کننده باید متناسب با بار آن کویل باشد. به منظور دست یافتن به عملکرد بهینه باید متناسب با بار آن کویل باشد. به منظور دست یافتن به عملکرد بهینه کویل، بار حرارتی نیز باید به طور مساوی بین مدارهای مبرد توزیع شود. در مواردی که یکنواختی توزیع بار امکانپذیر نیست، شاید لازم باشد برای تغذیه مدارها از بیشتر از یک TXV استفاده گردد. نامساوی بودن بار کویل ها می تواند ناشی از غیریکنواختی سرعت هوا در سطح کویل، ناهمسان بودن درجه حرارت ورود هوا، مداربندی نامناسب کویل، بزرگ بودن بیش از حد اریفیس روی توزیع کننده، با اتصال غیر مستقیم TXV ها به توزیع کننده باشد.
کنترل کویل های سرمایشی
ظرفیت کویل های آبی را می توان با تغییر گذر آب یا گذر جریان هوا کنترل کرد. مقدار گذر آب را با استفاده از شیرهای سه راهه مخلوط کننده، تدریجی و یا شیرهای کاهنده جریان، کنترل می کنند. برای کنترل گذر هوا نیز از دمپرهای روبرو گذر و کنارگذر استفاده می شود. وقتی مقدار سرمایش مورد نیاز کاهش یابد، دمپر روبرو گذر کویل شروع به بسته شدن و دمپر کنارگذر شروع به بازشدن می کند. در برخی موارد نیز مقدار گذر هوا از طریق کنترل ظرفیت بادزن توسط کنترل دور، پره های ورودی یا دمپرهای خروجی تنظیم می شود.
در سیستم های خودکفایی یکپارچه که در کارخانه مونتاژ می شوند و یا سیستم هایی که در محل استفاده مونتاژ می گردند و در آنها از کویل های انبساط مجهز به TXV استفاده شده است، گاهی اوقات برای هر کویل از یک شیر و در برخی موارد از دو یا چند شیر استفاده می شود. مقدار گذر جریان مبرد از درون مدارهای کویل توسط شیر انبساط ترموستاتیکی کنترل خواهد شد به گونه ای که بخار مبرد خروجی از کویل به مقدار صحیح مافوق گرم باشد.
برای تطبیق دادن ظرفیت کویل با مقدار بار تبرید مورد نیاز فضای تهویه شده، یک ترموستات در داخل فضای تهویه شده یا کانال برگشت هوا قرار می دهند تا در صورت لزوم، ورود جریان مبرد به کویل سرمایش انبساط مستقیم را به طور موقت قطع کند. این کار می تواند از طریق توقف کمپرسورها و با بسته شدن شیرهای مغناطیسی خط مایع انجام شود. در کاربری هایی که فضای تهویه شده فقط یک منطقه دارد، غالبا از کنترل روشن- خاموش کمپرسور برای تنظیم ظرفیت کویل استفاده می گردد.
در کاربری هایی که فضای تهویه شده دارای چند منطقه است، غالبا برای تغییر ظرفیت کویل از شیرهای مغناطیسی که بر روی خط مایع قرار دارند استفاده می گردد. این شیرها باید هنگامی به کار روند که از شیرهای انبساط ترموستاتیکی برای تغذیه قسمت های خاصی از کویل های تبخیرکننده استفاده شده باشد و با توجه به تغییر بار شاید لازم باشد جریان مبرد به طور موقت قطع گردد. در این حالت، شیر مغناطیسی در قبل از شیر های انبساط ترموستاتیکی نصب می شود. اگر برای تغذیه کویل یک منطقه مشخص بیش از یک شیر انبساط به کار رفته است، تمام این شیرها را می توان با یک شیر مغناطیسی کنترل کرد.
3 آرایش کویل هایی که توسط چند شیر انبساط مبرد کنترل می گردند
- کنترل سطح که در آن سطح کویل تقسیم می شود.
- کنترل ردیف
- مداربندی مشبک
در کنترل سطح که به دلیل سادگی آن به طور وسیع مورد استفاده قرار می گیرد، مقدار بار به طور مساوی بین مدارهای کویل تقسیم می شود. در این نوع کنترل، این عیب وجود دارد که کندانسیت می تواند در آن بخش از کویل که در حال کار نیست مجددا تبخیر شود. به علاوه، وقتی بعضی از TXV ها بسته هستند ممکن است هوا بدون عبور از روی کویل به درون فضای تهویه شده وارد گردد.
در کنترل ردیف که به ندرت در تجهیزات استاندارد استفاده می شود، عیب کنارگذر شدن هوا در شرایط بار جزئی از بین خواهد رفت و مقدار تبخیر مجدد کندانسیت به حداقل می رسد. در این نوع کنترل باید در هنگام محاسبه ردیف های کویل، طرح مدار بندی و تعیین اندازه TXV کاملا دقت شود، در کنترل مدار مشبک، وقتی برخی از شیرهای انبساط نیز بسته هستند، از تمام سطح و ردیف های کویل استفاده می شود.
سیستم تهویه مطبوع: آرایش جریان
در فرایندهای تهویه مطبوع، آرایش جریان سیال در درون لوله های کویل و تعداد ردیف های کویل بر روی عملکرد سطوح انتقال حرارت تأثیر دارند. معمولا کویل های سرمایش و رطوبت گیری دارای چند ردیف هستند و به صورت جریان های با جهت مخالف آرایش داده می شوند. ورود هوا، عمود بر سطح کویل و خروج آن نیز عمود بر هدر خروجی است. بیشترین مقدار انتقال حرارت از یک کویل زمانی انجام می شود که جریان ها دارای جهت مخالف باشند زیرا بین درجه حرارت سیال درون لوله و هوا تقارب بیشتری وجود دارد و امکان اینکه درجه حرارت هوای ورودی به درجه حرارت سیال خروجی برسد بیشتر از این است که درجه حرارت هوای خروجی به درجه حرارت سیال ورودی برسد.
اکثر کویل های انبساط مستقیم نیز از این ویژگی جریان های دارای جهت مخالف، سود می برند. برای کنترل مقدار مافوق گرم بودن مبرد شاید لازم باشد ترکیبی از جریان های با جهت مخالف و جریان های موازی استفاده گردد. در اغلب کویل های بزرگ، در ناحیه جوشش کویل (ورودی) جریان ها به صورت موازی هستند و سپس در ناحیة مافوق گرم شدن مبرد (خروجی) جریان ها دارای جهت های مخالف خواهند بود. در کاربردهای فرایندی که نیاز به اختلاف درجه حرارت پایین دارند، استفاده از مداربندی ترکیبی متداول است.
بیشتر سازندگان، موقعیت هدر ورود آب با توزیع کننده مبرد را بر مبنای راست یا چپ بودن آنها طراحی می کنند.
مطالب مرتبط:
-
-
-
-
-
-
-
