فهرست مطالب

• مقدمه
• تعریف منابع کویل‌دار
• عملکرد منابع کویل‌دار
• مراحل کار منبع کویل دار
• اجزای تشکیل دهنده منابع کویل‌دار و وظایف آن ها
• انواع منابع کویل‌دار
• مقایسه منابع کویل دار و مبدل های صفحه ای و مزایا و معایب
• مزایای منابع کویل دار نسبت به منابع دو جداره
• پمپ برگشت و کاربرد آن در منابع کویل دار
• تاثیر استفاده از ضد رسوب مغناطیسی (سختی گیر) در منابع کویل دار
• کاربردهای منابع کویل‌دار
• مزایا و معایب منابع کویل دار و جدول مربوطه
• محاسبات مرتبط با منابع کویل دار
• جدول مقایسه‌ انواع منابع کویل‌دار
• عوامل موثر بر عمر مفید منابع کویل دار
• نکات مهم هنگام مقایسه قیمت‌های منابع کویل دار
• نتیجه‌گیری

منابع کویل دار و محاسبات حجم آنها

مقدمه 

در تأسیسات حرارتی و سیستم‌های تهویه مطبوع، یکی از اصلی‌ترین نیازها، تأمین آب گرم مصرفی در واحدهای مسکونی، تجاری یا صنعتی است. برای پاسخ‌گویی به این نیاز، تجهیزاتی به نام منبع کویل‌دار طراحی و ساخته شده‌اند. منابع کویل‌دار با استفاده از انتقال حرارت غیرمستقیم از سیال گرم‌کننده که معمولاً آب یا بخار است به آب سرد شهری، فرآیند گرم‌کردن آب را انجام می‌دهند. این منابع در کنار دیگ بخار یا بویلر نصب می‌شوند و نقش مهمی در تولید آب گرم به ‌صورت بهداشتی، ایمن و پیوسته دارند.

تعریف منابع کویل‌دار 

منبع کویل‌دار، مخزنی است که درون آن یک یا چند کویل حرارتی قرار دارد که بسته به کاربرد آن می‌تواند از جنس های مختلف باشد. سیال گرم‌کننده مثل بخار یا آب داغ، از درون کویل عبور می‌کند و حرارت خود را به آب سرد داخل منبع منتقل می‌کند. این تبادل حرارت بدون آنکه تماس مستقیمی بین سیال گرم‌کننده و آب مصرفی ایجاد کند موجب افزایش دمای آب داخل مخزن می‌شود.

عملکرد منابع کویل‌دار 

عملکرد منبع کویل‌دار بر پایه قانون انتقال حرارت غیرمستقیم از طریق سطح فلزی کویل است. به طور کلی فرآیند به این صورت است:

1) دیگ یا بویلر، آب داغ یا بخار تولید می‌کند.

2) سیال گرم وارد کویل حرارتی داخل منبع می‌شود.

3) کویل که لوله مسی یا فولادی است، حرارت خود را از طریق دیواره به آب اطراف مخزن منتقل می‌کند.

4) آب موجود در مخزن گرم و آماده مصرف می‌شود.

نکته : چون سیال گرم‌کننده و آب مصرفی با هم تماس مستقیم ندارند، انتقال حرارت بهداشتی و بدون آلودگی انجام می‌شود.

همانطور که در شکل مشاهده می شود آب گرم کننده از بویلر وارد کویل حرارتی شده و پس از تبادل حرارت با آب مخزن، از کویل به سمت بویلر خارج می شود. یکی از نکات مثبت منابع کویل دار این است که همیشه میزان مشخصی آب گرم ذخیره در آن‌ها وجود خواهد داشت چراکه در صورت عدم مصرف آن، آب گرم موجود در لوله ها به مخزن برگشت داده می‌شود تا ضمن جلوگیری از سرد شدن آب موجود در لوله‌ها ، همیشه برای مصرف آماده باشد. در صورت عدم تعبیه خط برگشت برای آب گرم مصرفی، زمانی که مصرف کننده نیاز به آب گرم دارد، به علت سرد شدن آب موجود در لوله ها، لازم است کل این آب تخلیه شود تا آب گرم به مصرف کننده برسد و این موضوع سبب اتلاف آب و زمان خواهد شد.

در منابع کویل دار دو پارامتر حجم منبع و میزان تبادل حرارت کویل، اهمیت زیادی دارد. به طور کلی باید حجم منبع به درستی محاسبه شود تا بسته به میزان و نوع مصرف، همیشه آب گرم بهداشتی به میزان کافی در دسترس باشد. در برخی از موارد، مقدار مصرف آب گرم یکنواخت نیست و در برخی از ساعات شبانه روز مصرف بالا یا پایین می باشد. در این مواقع که تقاضا برای آب گرم یکنواخت نیست از منبع کویل دار با حجم مخزن بیشتری استفاده می شود تا آب مورد نیاز در ساعات پیک مصرف موجود باشد.

گاهی اوقات نیز مصرف یکنواخت است ولی دبی آب گرم مصرفی مورد نیاز بالاست. در این موارد باید ظرفیت حرارتی کویل بالا باشد تا بتواند حرارت لازم جهت گرمایش دبی آب گرم مصرفی مورد نیاز را تامین کند. در این مواقع با افزایش سطح منبع کویل‌دار، ظرفیت حرارتی افزایش می‌ یابد. در بعضی پروژه ها به علت محدودیت فضای موتورخانه، امکان استفاده از منابع کویل دار با حجم مخزن مورد نیاز وجود ندارد که در این حالت حجم منبع کاهش و سطح کویل افزایش می یابد.

مراحل کار منبع کویل دار 

منبع کویل‌دار یا کویلی دستگاهی است که برای گرم کردن آب مصرفی در ساختمان‌ها و صنایع مختلف استفاده می‌شود. این دستگاه به طور کلی از یک مخزن بزرگ، لوله‌های مسی یا استیل (کویل‌ها) و عایق حرارتی تشکیل شده است.

1) ورود آب سرد : آب سرد شهری از طریق لوله ورودی وارد مخزن می‌شود.

2) گرم شدن آب در کویل‌ها : داخل مخزن، لوله‌های مارپیچی یا کویل‌ها قرار دارند که آب گرم از دیگ بخار یا یک منبع حرارتی دیگر وارد آن‌ها می‌شود.

3) انتقال حرارت : با توجه به اینکه فلزات رسانای خوبی برای انتقال حرارت هستند، گرمای آب داغ داخل کویل‌ها به آب سرد داخل مخزن منتقل می‌شود.

4) عایق حرارتی : برای جلوگیری از اتلاف حرارت، اطراف مخزن با یک لایه عایق حرارتی پوشیده می‌شود که این لایه این عایق مانع از خروج گرما از مخزن شده و باعث می‌شود آب گرم برای مدت بیشتری گرم بماند.

5) ترموستات : ترموستات یک وسیله کنترل دما است که دمای آب داخل مخزن را تنظیم می‌کند. هنگامی که دمای آب از مقدار تنظیم شده کمتر شود، ترموستات به دیگ بخار یا منبع حرارتی دیگر، فرمان می‌دهد تا آب گرم بیشتری تولید کند.

6) ذخیره آب گرم: آب سرد با دریافت گرما، گرم شده و در مخزن ذخیره می‌شود تا در صورت نیاز مورد استفاده قرار گیرد.

7) شیر اطمینان : شیر اطمینان یک وسیله ایمنی است که در صورت افزایش بیش از حد فشار داخل مخزن، به صورت خودکار باز شده و فشار اضافی را تخلیه می‌کند.

8) خروج آب گرم : با باز کردن شیر آب گرم، آب گرم ذخیره شده از مخزن خارج می‌شود.

اجزای تشکیل دهنده منابع کویل‌دار و وظایف آن ها 

این دستگاه از اجزای مختلفی تشکیل شده است که هر کدام نقش مهمی در عملکرد آن ایفا می‌کنند. در ادامه به بررسی هر یک از این اجزا می‌پردازیم.

1) مخزن (Tank)

► مخزن، اصلی ترین جزء منبع کویل دار است و معمولاً از جنس فولاد یا استیل ساخته می‌شود. این بدنه به صورت استوانه‌ای یا مکعب مستطیل طراحی شده و وظیفه آن، نگهداری آب گرم است.

► اطراف مخزن با یک لایه عایق حرارتی پوشیده می‌شود. این عایق مانع از اتلاف حرارت مخزن شده و باعث می‌شود آب گرم برای مدت بیشتری گرم بماند. مواد عایقی مانند پشم ، فوم پلی اورتان یا پلی استایرن برای این منظور استفاده می‌شوند.

2) کویل (Coil)

► کویل‌ها لوله‌های مارپیچی هستند که معمولاً از جنس مس یا استیل ساخته می‌شوند. این لوله‌ها داخل مخزن قرار گرفته و وظیفه انتقال حرارت از منبع گرمایشی به آب سرد داخل مخزن را بر عهده دارند.

► مس به دلیل هدایت حرارتی بالا، بهترین گزینه برای ساخت کویل‌هاست. استیل نیز به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، گاهی اوقات استفاده می‌شود.

► تعداد کویل‌ها بسته به ظرفیت منبع و نیاز سیستم گرمایشی متفاوت است. برخی از منابع تک کویلی و برخی دیگر دو کویلی هستند.

3) ورودی آب سرد (Cold Water Inlet)

► این اتصال، به شبکه آب سرد شهری متصل شده و آب سرد را به داخل مخزن هدایت می‌کند.

► معمولاً یک شیر قطع و وصل در این ورودی تعبیه می‌شود تا در صورت نیاز بتوان جریان آب سرد را قطع کرد.

4) خروجی آب گرم (Hot Water Outlet)

► این اتصال به سیستم لوله کشی آب گرم ساختمان متصل شده و آب گرم را به شیرآلات و وسایل مصرف کننده می‌رساند.

► مانند ورودی آب سرد، یک شیر قطع و وصل در این خروجی نیز قرار داده است.

5) اتصال به منبع حرارتی (Heating Connection)

► این اتصالات به منبع حرارتی مانند دیگ بخار متصل شده و آب گرم را به کویل‌ها منتقل می‌کنند.

► شیرهایی روی این اتصالات تعبیه شده تا میزان جریان آب گرم ورودی به کویل‌ها را کنترل کنند.

6) ترموستات (Thermostat)

► ترموستات یک وسیله کنترل دما است که دمای آب داخل مخزن را تنظیم می‌کند.

► هنگامی که دمای آب از مقدار تنظیم شده کمتر شود، ترموستات به منبع حرارتی فرمان می‌دهد تا آب گرم بیشتری تولید کند و برعکس.

7) شیر اطمینان (Safety Valve)

► شیر اطمینان یک وسیله ایمنی است که در صورت افزایش بیش از حد فشار داخل مخزن، به صورت خودکار باز شده و فشار اضافی را تخلیه می‌کند.

► این شیر از انفجار مخزن در اثر افزایش فشار جلوگیری می‌کند.

8) دریچه بازدید (Inspection Hole)

► این دریچه برای انجام عملیات نظافت، تعمیر و بازرسی داخل مخزن استفاده می‌شود.

9) پایه‌ها (Legs)

► پایه‌ها برای نگهداری مخزن و ایجاد فاصله مناسب از کف استفاده می‌شوند

انواع منابع کویل‌دار 

► از نظر وضعیت نصب

• عمودی (رایج‌تر، مخصوص فضای محدود)

• افقی (برای زیرزمین‌ها و مکان‌هایی با سقف کوتاه)

► از نظر جنس کویل

• کویل مسی (انتقال حرارت بالا، ضدزنگ)

• کویل فولادی (مقاومت بالا، هزینه کمتر)

► از نظر تعداد کویل

• تک‌کویل (رایج برای منازل و ادارات)

• دوکویل یا چندکویل (برای سیستم‌های چندمرحله‌ای یا صنعتی)

► از نظر جنس بدنه مخزن

• فولاد با پوشش اپوکسی یا گالوانیزه

• استیل ضدزنگ (در کاربردهای بهداشتی)

مقایسه منابع کویل دار و مبدل های صفحه ای و مزایا و معایب 

مبدل های صفحه ای از تعداد زیادی صفحه در کنار هم ساخته شده‌اند. با جریان یافتن آب گرم کننده بویلر و آب سرد مصرفی درون صفحات، تبادل حرارت غیرمستقیم صورت گرفته و دمای آب گرم مصرفی افزایش می یابد. مبدل های صفحه ای آب گرم را بصورت لحظه ای تامین می کنند و یکی از عمده ترین تفاوت های منبع کویلی و مبدل صفحه‌ای همین نکته است که در منابع کویل دار بسته به حجم مخزن همیشه مقدار مشخصی آب گرم به صورت ذخیره باقی می‌ماند و در صورت قطعی برق یا گاز و یا بروز خرابی ها و مشکلات احتمالی، با توجه به عایق بودن جداره منبع، آب گرم تا مدتی موجود خواهد بود ولی مبدل صفحه ای توانایی ذخیره آب گرم را ندارد.

همان طور که به آن شاره شد مبدل صفحه ای به هیچ عنوان ذخیره آب گرم نداشته و با قطع برق یا گاز یا خرابی موتورخانه به سرعت آب گرم نیز قطع می شود. مخصوصا در مکان هایی که میزان مصرف آب گرم در زمان هایی دارای پیک مصرف باشد، استفاده از مبدل صفحه ای به دلیل نداشتن ذخیره آب گرم و بروز نوسان در دمای آب گرم مصرفی ، توصیه نمی‌شود.

مبدل های صفحه ای به دلیل فاصله کم صفحات، در مدت زمان کوتاهی رسوب گرفته و این رسوب باعث کاهش راندمان و جریان مبدل می‌شود و در نتیجه مبدل نیاز به اسید شویی خواهد داشت. از دیگر معایب مبدل های صفحه ای می توان به عدم کارایی صحیح برای تبادل حرارت بخار به آب و ایجاد افت فشار بالا اشاره کرد. در عین حال مبدل های صفحه ای دارای مزایایی مثل ابعاد و وزن کمتر و عدم نیاز به عایق‌کاری هستند.

مزایای منابع کویل دار نسبت به منابع دو جداره 

منبع دو جداره از دو جداره ی فلزی تشکیل شده که آب سرد در داخل مخزن و آب گرم کننده در فضای بین دو جداره قرار دارد. واضح است که در صورت خرابی و یا سوراخ شدن منبع دوجداره تعمیرات و ترمیم آن نسبت به منبع کویل دار مشکل تر و در برخی مواقع غیرممکن است. هم‌چنین منبع کویل دار بدلیل وجود کویل و ضریب انتقال حرارت بالای کویل مسی، آب را سریع تر گرم می‌کند و راندمان آن نیز بالاتر است. هم‌چنین پس از گذشت چندسال، امکان رسوب زدایی و حتی تعویض کویل به راحتی فراهم می باشد. از منابع دو جداره برای ظرفیت های پایین و مصارف خانگی در گذشته استفاده میشد و در حال حاضر به دلیل معایب ذکر شده تقریبا از رده خارج شده اند.

پمپ برگشت و کاربرد آن در منابع کویل دار 

شاید برای شما نیز این اتفاق افتاده باشد که هنگامی شیر آب گرم مصرفی را باز می کنید، ابتدا آب سرد باشد و پس از گذشت مدت زمانی آب خروجی گرم شود. این امر منجر به هدر رفت بسیار زیاد آب، اتلاف زمان و سلب آسایش می شود. در واقع این تاخیر خروج آب گرم، به این دلیل است که ابتدا باید آب موجود در لوله ها که سرد شده است تخلیه و سپس آب گرم جایگزین آن شود. در صورتی که طول لوله¬ های ارتباطی از منبع کویل دار یا مبدل صفحه ای تا مصرف کننده زیاد باشد این مشکل تشدید خواهد شد. با نصب یک پمپ سیرکوله یا پمپ برگشت در خط برگشت آب گرم مصرفی، در صورت عدم استفاده از آب گرم، این آب مجددا به منبع برمی‌گردد و در نتیجه بلافاصله پس از باز کردن شیر، در دسترس بوده و از اتلاف آب و زمان اضافی جلوگیری خواهد شد.

تاثیر استفاده از ضد رسوب مغناطیسی (سختی گیر) در منابع کویل دار 

ضد رسوب مغناطیسی دستگاهی است که در خط لوله آب سرد ورودی به منبع کویل دار نصب می‌شود و با ایجاد میدان مغناطیسی، ساختار ذرات کربنات کلسیم و منیزیم را تغییر می‌دهد و از ایجاد رسوب جلوگیری می¬کند. وجود سختی در آب های مصرفی ، سبب ایجاد رسوب در منابع کویل دار یا مبدل های صفحه ای می‌شود.

وجود رسوب روی سطح کویل، مانند یک عایق عمل می‌کند و باعث کاهش محسوس میزان تبادل حرارت بین کویل و آب و در نتیجه کاهش کارایی کویل می¬شود. به همین دلیل نصب ضدرسوب مغناطیسی در ورودی آب منبع کویل¬ دار با هدف جلوگیری از ایجاد رسوبات ناشی از سختی آب، پیشنهاد می‌شود. سختی‌گیرها انواع مختلفی دارند که شامل رزینی، مغناطیسی و الکترومغناطیسی است. طرز کار دستگاه سختی گیر، عبور دادن آب دارای رسوب و املاح معدنی از درون رزین با فشار بالا و نتیجه حذف املاح از آب است.

کاربردهای منابع کویل‌دار 

• مجتمع‌های مسکونی و آپارتمان‌ها

• بیمارستان‌ها و مراکز درمانی

• هتل‌ها و سالن‌های ورزشی

• کارخانجات و مراکز صنعتی

• گلخانه‌ها و دامداری‌ها

مراحل طراحی و ساخت منبع کویل دار

► تحلیل نیاز مشتری :

• تعیین ظرفیت مورد نیاز منبع
• مشخص کردن نوع منبع (افقی یا عمودی، تک کویلی یا دو کویلی)
• انتخاب جنس مخزن و کویل‌ها
• تعیین نوع عایق حرارتی
• مشخص کردن اتصالات و تجهیزات جانبی

► طراحی مهندسی :

• طراحی دقیق ابعاد و شکل مخزن
• طراحی محل قرارگیری کویل‌ها و اتصالات
• محاسبه ضخامت ورق و ضریب اطمینان
• انتخاب مواد اولیه با کیفیت بالا

► ساخت و مونتاژ منبع کویل دار :

• برش و خم کاری ورق‌ها
•  جوش کاری اتصالات و کویل‌ها
• عایق‌کاری مخزن
• نصب تجهیزات جانبی (ترموستات، شیر اطمینان، دریچه بازدید و …)
• انجام تست‌های کنترل کیفیت

► کنترل کیفیت :

• تست فشار مخزن
• تست نشتی
• تست عملکرد ترموستات و شیر اطمینان

مزایا و معایب منابع کویل دار و جدول مربوطه  

مزایا:

• بهداشتی بودن فرآیند انتقال حرارت
• راندمان بالا به دلیل تماس گسترده آب با سطح کویل
• تعمیر و نگهداری آسان
• عمر طولانی (در صورت استفاده از کویل‌های ضدزنگ)
• انعطاف‌پذیری در طراحی برای ظرفیت‌های مختلف

معایب:

• نیاز به فضای فیزیکی نسبتاً زیاد

• وابستگی به عملکرد دیگ یا بویلر

• جرم‌گیری کویل در مناطق با آب سخت

• کاهش راندمان در صورت عدم تمیزکاری دوره‌ای

•  

جدول نمایش مزایا و معایب منابع کویل‌دار

محاسبات مرتبط با منابع کویل دار 

5 محاسبه مهم برای یک منبع کویلی آب گرم:

منبع کویلی یک از قدیمی ترین و بهترین مبدل های حرارتی تولید آب گرم بهداشتی است که از دو بخش مهم مخزن ذخیره و کویل های مسی تشکیل شده است. به طور کلی منابع کویلی به دو صورت عمودی و افقی تولید شده‌اند که نوع افقی آن‌ها کاربرد بیشتری دارد. دو مزیت بسیار مهم این منابع امکان ذخیره آب گرم و سرعت گرم کردن بالای آب است که موجب محبوبیت آن‌ها در ساختمان های مسکونی به عنوان وسیله تولید آب گرم بهداشتی شده است.

در یک موتورخانه هیچ تجهیزی مانند منبع کویلی دارای چند محاسبه مهم نیست. در این مقاله کلیه محاسبات لازم برای یک منبع کویل دار به صورت یک راهنمای کلی عنوان می‌شود.

1) محاسبات حجم مخزن

پس بعد از محاسبه مقدار آب گرم مصرفی واقعی V1 عدد به دست آمده در بالا را در ضریب ذخیره K2 ضرب می‌کنیم تا حجم منبع کویلی یا دوجداره Vt به دست آید.

به عنوان یک قاعده کلی برای یک واحد مسکونی با یک سری سرویس، دوش، سینک، دستگاه ماشین ظرفشویی، یک دستگاه ماشین لباس شویی و یک روشویی می توانید 79 گالن در ساعت را در نظر بگیرید که با ضریب تقاضا 0/35 میزان مقدار مصرف واقعی آب گرم بهداشتی، 27/6 گالن در ساعت می شود. با مراجعه به جدول با ظریب ذخیره 1/25 حجم منبع کویلی به دست می آید.

2) محاسبه ظرفیت حرارتی مخزن کویل دار

محاسبه ظرفیت مخزن یعنی چه اندازه آب داخلش جا می‌شود تا به کمک آن بتوانیم منبع مدنظر را سفارش دهیم.

✔ اختلاف دما در فرمول فوق را 100 درجه در نظر بگیریم ، ولی واحد دما بر حسب فارنهایت است.

✔ در صورت نداشتن وقت کافی برای محاسبه سریع، می توانیم برای هر واحد مسکونی 25000btu معادل 5680Kcal در نظر بگیریم.

✔ با محاسبه تعداد واحدها و سرویس ها و نیز میزان مصرفی که برای هر تجهیز از روی جدول به دست می‌آوریم، می‌توانیم مقدار مصرف کل را محاسبه کنیم که واحد آن گالن بر ساعت (gph) است.

پارامترهایی که در محاسبه ظرفیت مخزن موثر هستند شامل:

• کاربری پروژه : اینکه پروژه مان اداری، تجاری، مسکونی، هتل و… است.

• تعداد واحدهای آن : ساختمان چند واحد دارد. اگر هتل است چند اتاق دارد و چند نفر داخل هتل هستند.

• تعداد و مشخصات سرویس‌های آن : اگر مسکونی است چند سرویس عمومی و چند سرویس، خصوصی هستند. اگر هتل هست چند سرویس دارد و همزمان چند تا از آن‌ها ممکن است استفاده شوند.

3) محاسبه پمپ گردش آب در کویل مسی منبع

پمپ سرکولاتور منبع کویلی که یکی از مهمترین پمپ های سرکوله در سیستم حرارتی مرکزی و در واقع یک پمپ با دبی بالا و هد کم می باشد، برای گردش آب گرم دیگ در کویل های مسی منبع کویلی جهت جلوگیری از کاهش دماس رفت برگشتی به دیگ استفاده می‌شود که براساس اختلاف دمای 20 درجه از فرمول زیر به دست می‌آید.

4) محاسبه فوت حرارتی منبع کویلی

فوت حرارتی منبع کویلی بعد از محاسبه حجم آن جزو مهم ترین پارامترهایی است که باید توسط مهندس تاسیسات به سازنده منبع اعلام شود.

به زبان ساده اگر بار حرارتی آب گرم بهداشتی را تقسیم بر 7000 کنیم، فوت حرارتی منبع کویلی برحسب فوت مربع به دست می‌آید.

در فرمول فوق

•T1 = دمای آب ورودی به مخزن یعنی آب شهری معادل 50 درجه فارنهایت یا 10 درجه سانتیگراد است.

• T2 = دمای آب خروجی از مخزن یعنی آب گرم بهداشتی مورد نیاز معادل 150 درجه فارنهایت یا 65 درجه سانتیگراد است.

• TS = دمای سطح کویل مسی داخل مخزن معادل 170 یا 180 درجه فارنهایت معادل 82 درجه سانتیگراد است.

• U = ضریب انتقال حرارتی مس معادل btu/h. m^2.F100

5) محاسبه پمپ برگشت آب گرم منبع کویل دار

این پمپ برای جلوگیری از سرد شدن آب گرم مصرفی استفاده می‌شود. وقتی آب درون لوله ساکن بماند در اثر مصرف نکردن آب، به مرور سرد شده و هنگام استفاده از آن اول آب سرد در حمام یا واحد های مصرف دیگر بیرون می‌آید. برای جلوگیری از این پدیده که به شدت باعث افزایش مصرف آب می‌شود؛ از لوله به همراه پمپ برگشت آب گرم استفاده می‌کنند که از فرمول زیر دبی آن به دست می‌آید.

یه زبان ساده صورت کسری که در فرمول مشاهده می کنید، به عنوان بار حرارتی برگشت آب گرم بهداشتی است که برای لوله های با عایق استفاده می‌شود و برای هر فوت در حدودbtu/h.ft30  تلفات حرارتی در نظر می‌گیریم.

و برای لوله عایق نشده

و برای محاسبه هد پمپ برگشت

که LS و LR به ترتیب طول لوله های رفت و برگشت هستند.

6) محاسبه دبی پمپ کویل منبع کویل دار

مراحل زیر برای محاسبه دبی پمپ منبع کویل دار مطرح شده است.

♦ مشخص کردن تعداد واحد های مصرف کننده (تعداد حمام ، سرویس ها و …)

♦ به دست آورن مقدار مصرف آب گرم برای هر واحد از روی جداول و به دنبال آن پیدا کردن کل میزان مصرف بر حسب GPH 

♦ در نظر گرفتن ضربیب همزمانی از روی جدول های مربوطه برای محاسبه میزان مصرف واقعی آب گرم بهداشتی بر حسب GPH 

♦ به دست آوردن بار حرارتی آب گرم مصرفی از روی GPH به دست آمده در مرحله سوم با استفاده از فرمول زیر

و سپس تقسیم مقدار کل بار حرارتی به دست آمده از مرحله 5 ام به عدد ثابت 10000 برای محاسبه دبی پمپ منبع کویل دار

7) محاسبه بار حرارتی منبع کویل دار

این محاسبه برای پمپ و دیگ بخار نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دو نکته مهم در اینجا وجود دارد:

✔ همه واحدها در یک دستگاه باشند، یکی را در دستگاه انگلیسی و دیگری را در SI ننویسیم.

✔ تفاوت دمای آب شهری که به داخل مخزن می‌آید برحسب یک واحد باشد. برای نمونه ۴۰ درجه فارنهایت و دمای آبی که از مخزن بیرون می‌رود برای نمونه ۱۴۰ درجه فارنهایت باشد.

8) محاسبه سطح حرارتی منبع کویل دار

نکات این بخش:

✔ دمای آب دیگ را از روی ترموستات دیگ می‌خوانیم، به فارنهایت تبدیل می‌کنیم و در فرمول می‌گذاریم.

✔ اگر کویل منبع مسی بود، ضریب انتقال را ۱۰۰ در نظر می‌گیریم.

جدول مقایسه‌ انواع منابع کویل‌دار 

عوامل موثر بر عمر مفید منابع کویل دار 

• کیفیت مواد ساخت : استفاده از مواد با کیفیت و مقاوم در برابر خوردگی، عمر مفید منبع را افزایش می‌دهد.

• کیفیت آب : وجود املاح و مواد معدنی در آب می‌تواند باعث رسوب‌گذاری و کاهش راندمان منبع شود.

• فشار کاری : فشار کاری بیش از حد مجاز می‌تواند به کویل و مخزن آسیب برساند.

• دما: نوسانات دمایی شدید می‌تواند باعث ایجاد تنش در مواد و ترک خوردگی شود.

• نگهداری و سرویس‌دهی: انجام سرویس‌های دوره‌ای و رفع عیوب به موقع، عمر مفید منبع را افزایش می‌دهد.

نکات مهم هنگام مقایسه قیمت‌های منابع کویل دار  

• کیفیت ساخت : کیفیت ساخت و استفاده از مواد اولیه با کیفیت، تضمین کننده طول عمر و عملکرد مناسب محصول است.

• گارانتی و خدمات پس از فروش : شرکت‌هایی که گارانتی و خدمات پس از فروش معتبر ارائه می‌دهند، معمولاً محصولات با کیفیت‌تری تولید می‌کنند.

• هزینه‌های جانبی : علاوه بر هزینه اولیه محصول، هزینه‌های نصب، راه‌اندازی و نگهداری را نیز در نظر بگیرید.

• مشاوره فنی : شرکت‌هایی که مشاوره فنی رایگان به مشتریان ارائه می‌دهند، می‌توانند در انتخاب بهترین گزینه به شما کمک کنند.

• نوسانات بازار : نوسانات قیمت مواد اولیه و ارز می‌تواند بر قیمت تمام شده محصول تاثیرگذار باشد.

• حجم سفارش : برای سفارشات با حجم بالا، معمولاً تخفیف‌های ویژه‌ای در نظر گرفته می‌شود.

• شرایط اقتصادی کشور : شرایط اقتصادی کلی کشور نیز بر قیمت تمام شده محصولات تاثیرگذار است.

نتیجه‌گیری

منابع کویل‌دار، به‌عنوان یکی از بهترین روش‌های تأمین آب گرم بهداشتی، با بهره‌گیری از تبادل حرارت غیرمستقیم، هم ایمنی بالا و هم راندمان مناسبی را ارائه می‌دهند. طراحی صحیح، انتخاب دقیق حجم، بررسی دبی و توان کویل و استفاده از عایق مناسب، باعث عملکرد پایدار، کاهش هزینه و افزایش عمر مفید این منابع می‌شود. بسته به فضای نصب، نوع سیستم حرارتی و میزان مصرف، می‌توان از انواع مختلف منابع کویل‌دار استفاده کرد.

نگارنده مقاله: مهندس سبا رادنیا