کویل هوایی یکی از تجهیزاتی است که در  انتقال حرارت یا برودت در تجهیزات صنعتی یا تهویه مطبوع کاربرد دارد. تجهیزات مختلف انتقال حرارت در صنایع غذایی یا فرآیندی هم از این تجهیزات بهره می‌برند. در این قسمت به توضیح کاملی در مورد کویل‌های هوایی پرداخته‌ایم. همچنین هر محصول به صورت جداگانه در فروشگاه قابل بررسی است. در ابتدا سعی کرده‌ایم اطلاعاتی در مورد انواع کویل هوایی ارائه دهیم و به صورت مختصر عوامل موثر در بالاتر بردن بازده را نوشته‌ایم.

کویل هوایی چیست و چه کاربردی دارد؟

همانطور که گفتیم، کویل هوایی در واقع یکی از اجزای انتقال حرارت یک سیستم است که در صنایع مختلف کاربرد دارد.این تجهیزات در سال‌های گذشته کاربرد بیشتری داشته‌اند. ولی چرا استفاده از کویل هوایی در سال‌های اخیر بسیار فراگیر شده است. در گذشته بسیاری از سیستم‌ها با واسطه سیال آب عمل انتقال حرارت را انجام می‌دادند. با کمبود آب و از بین رفتن منابع آبی، استفاده از هوا به جای آب مرسوم شد. مثلا در چیلرهای آبی که با تبخیر آب عمل کندانسور را انجام می‌دادند، با استفاده از کویل هوایی و عبور هوا از روی آن مایع مبرد را خنک می‌کند. در ادامه همچنین چند نمونه از کویل هوایی را به صورت مختصر توضیح می‌دهیم.

یک نمونه از دستگاه کندانسور هوایی را نشان می‌دهد که در پشت بام نصب می‌شود.

انواع کویل هوایی Air Cooled Condenser و موارد مصرف آن

کویل‌های هوایی یا دستگاه‌های انتقال حرارت که در صنعت کاربرد دارند، معمولا به قصد سرمایش و گرمایش به کار می‌روند. برخی از تجهیزاتی که برای این کاربری‌ها کاربرد دارند را معرفی می‌کنیم. از جمله محصولاتی که در آن کویل‌های هوایی کاربرد دارند عبارتند از:

• کویل کندانسور هوایی
• کویل گرمایشی و کویل سرمایشی هواساز
• کویل DX یا انبساط مستقیم (Direct Expansion)
• کویل هوایی خنک کن روغن داغ
• کویل هوایی فن کویل
• کویل اواپراتور (در داکت اسپیلت)

کویل کندانسور هوایی

کندانسور هوایی یکی از تجهیزات مورد استفاده در نیروگاه‌ها یا در چیلرهای تراکمی است. در گذشته معمولا با استفاده از آبی که از برج خنک کننده تامین می‌شد این کار انجام می‌شد. ولی با استفاده از کویل هوایی کندانسوری، هوای عبوری از روی کندانسور باعث خنک شدن سیال (که می‌تواند آب یا مبرد باشد) می‌شود. این یعنی هزینه‌های کمتر راه‌اندازی و عملکرد.

 یک نمونه چیلر هوا خنک ساخت شرکت Carrier را نشان می‌دهد.

کویل هواساز

یکی از تجهیزات گرمایش و سرمایش در تهویه مطبوع هوا ساز است. در هواساز معمولا دو کویل گرمایش و سرمایش به صورت موازی در کنار یکدیگر قرار دارند. داخل لوله‌ها معمولا آب گرم یا آب سرد جریان دارد و با عبور هوا به وسیله فن از روی این مبدل‌های حرارتی هوای تهویه در سیستم گرم یا سرد می‌شود. از کویل‌های هوایی که به صورت مستقیم یا به صورت مورب روی بر روی آن قرار دارد. از دو نوع کویل شبیه به هم با ظرفیت‌های مختلف در هواساز استفاده می‌شود.

کویل هوایی خنک کن روغن داغ

کویل هوایی خنک کن روغ داغ برای خنک کردن روغن‌های مختلف که در دستگاه‌ها به کار می‌روند کاربرد دارند. دستگاه‌های هیدرولیک، پرس،تزریق پلاستیک و از این قبیل از روغن برای انتقال قدرت استفاده می‌کنند. با عملکرد روغن دمای آن رفته رفته بالاتر می‌رود و باعث از بین رفتن روغن یا پایین آمدن عملکرد آن می‌شود. برای همین برای خنک کاری موثر آن از رادیاتور هوا خنک استفاده می‌کنند.می‌شود.

کویل هوایی فن کویل

یکی دیگر از مصارف کویل هوایی که در زندگی روزمره مردم می‌بینیم، فن کویل است. کویل فن کویل به این صورت کار می‌کند که با عبور هوا از روی کویل دارای آب سرد (Chilled Water) یا آب گرم موتورخانه فضای محیط را خنک‌تر یا گرم‌تر می‌کند. عملکردی شبیه به هواساز دارد ولی در ابعاد کوچکتر! فن در داخل فن کویل باعث ایجاد یک جریان همرفت اجباری (Forced Convection) بر روی کویل‌های هوایی می‌شود.

یک مدل فن کویل سقفی توکار را نشان می‌دهد.

اواپراتور اسپیلت

اسپیلت یکی دیگر از اجزایی است که این روز‌ها در ساختمان‌های مختلف مسکونی و تجاری بسیار کاربرد دارد. مزیت اسپیلت نسبت به سیکل‌های تهویه مطبوع با چیلر مرکزی این است که اواپراتور مستقیما در داخل منازل قرار دارد. لذا دیگر نیازی به استفاده از آب و به چرخش در آوردن آب در سیستم برودت نیست. یعنی لوله کشی و تجهیزات کمتر! کویل‌های اواپراتور هم مانند کندانسور معمولا از لوله‌های ۳/۸ اینچ استفاده می‌شود. شکل زیر یک نمونه از اسپیلت را نشان می‌دهد که بسیار شبیه به فن کویل است با این تفاوت که در داخل لوله‌ها به جای آب مبرد قرار داد.

کویل هوایی از چه اجزایی تشکیل می‌شود؟

به طور کلی هر گونه انتقال حرارت که به صورت طبیعی صورت گیرد، چند عامل مختلف دارد. این عوامل شامل مقدار سطح حرارتی، اختلاف دما و ضریب نهایی انتقال حرارت است. در این قسمت توضیحاتی در مورد اینکه چگونه این موارد را بهبود ببخشیم اضافه کرده‌ایم که در تمامی کویل‌های هوایی کاربرد دارد. بسته به اینکه مقدار گرما یا برودت مورد نظر (Duty) که مبدل حرارتی می‌خواهد انجام دهد چقدر باشد، به انتخاب اجزای مختلف سیستم می‌پردازیم. در هر کویل هوایی معمولا از موارد زیر تشکیل می‌شود.

• لوله‌ها یا کویل‌ها
• فین از نوع اسپیرال یا پلیت
• هدر یا کلکتور انتهایی و ابتدایی
• قاب نگهدارنده کل کار

معمولا لوله‌ها را از جنس مسی یا آلومینیوم استفاده می‌کنند. در مواردی که سیال داخل لوله‌ها از نوع غذایی یا شیمیایی باشد از لوله و اتصالات استیل هم استفاده می‌کنند. برای مصارف روغن هیدرولیک می‌توان این تجهیزات را با لوله‌های فولادی هم ساخت.

همچنین فین‌ها را معمولا از آلومینیوم می‌سازند که باعث می‌شود مقدار انتقال حرارت بیشتر شود. در مواردی که فین آلومینیوم قدرت کافی را نداشته باشد از فین استیل هم استفاده می‌کند. در مواردی که از مبدل خنک کن روغن داغ استفاده می‌کنند از فین‌های اسپیرال که دور لوله قرار دارند هم به کار می‌برند.

هدر یا کلکتور معمولا از لوله فولادی ساخته می‌شود. این هدر‌ها با استفاده از روش جوشکاری Brassing با گاز کاربیت به قسمت هدر متصل می‌شوند. در مواردی هم برای مقاومت و طول عمر بیشتر از کلکتور استیل استفاده می‌کنند. کلکتور به خاطر وجود نقاط مختلف جوش روی آن معمولا زودتر از بقیه قسمت‌ها پوسیده می‌شود. پس توصیه می‌کنیم از کلکتور بهتری در ساخت تجهیزات کویل هوایی استفاده کنید!

تما تجهیزات روی قاب نگهدارنده وجود دارند. قاب را با روش ورق‌کاری از ورق استیل یا گالوانیزه تولید می‌کنند. برای مقاومت قاب معمولا آن را به صورت ناودانی، نبشی یا هر مدل دیگر تولید می‌کنند. در مواردی که طول قاب زیاد باشد بهتر است ضخامت قاب یا ورق مورد استفاده بیشتر باشد تا کل کویل دچار اعوجاج نشود.

لوله مناسب در کندانسور و در کویل هواساز چیست؟

یکی از موارد مهم در کویل‌های هوایی انتخاب لوله است. انتخاب لوله در عملکرد و طول عمر سیستم بسیار تاثیرگذار است. این موارد در کندانسور و کویل هواساز کاملا مشخص است. در کندانسور هوایی به دلیل اینکه در داخل لوله‌های مبرد جریان دارد، برای کاهش مقدار مبرد مصرفی (به خاطر قیمت) از لوله ۳/۸ استفاده می‌شود. همچنین تراکم لوله با لوله سایز ۳/۸ بیشتر از لوله ۵/۸ است.

در هواساز ولی برعکس است. سیال داخل لوله‌ها معمولا آب است. برای همین برای جلوگیری از ایجاد رسوب از لوله‌های ۵/۸ اینچ استفاده می‌شود. همچنین به دلیل اینکه آب بیشتر خاصیت بهتری برای ذخیره حرارت یا برودت دارد، استفاده از سایز بالاتر لوله هم پیشنهاد می‌شود.