راندمان و ظرفیت کویل‌ها – بخش اول
کویل‌های لوله فین‌دار در بسیاری از سیستم‌های گرمایش فرایندی وجود دارند و به‌طور معمول، اولین عناصری هستند که علائم نادرستی فیلتراسیون در قسمت بالادست را مشاهده می‌کنند.
در شرایطی که محیط آلوده باشد، این کویل‌ها می‌توانند موجب بروز مشکلات عمده‌ای شوند، از جمله خرابی پمپ‌ها، کمپرسورها و فن‌ها. این کویل‌ها، که به نام کویل‌های انتقال حرارت نیز شناخته می‌شوند، دارای دو بخش اصلی برای انتقال حرارت هستند: بخش اول لوله‌ها هستند که به عنوان سطح اولیه شناخته می‌شوند و بخش دوم سطح فین‌دار یا سطح ثانویه است.
این دو قسمت وظیفه مهمی در ایجاد تعادل در انتقال حرارت از طریق مقاومت در طرفین هوا و آب دارند. لوله‌ها انرژی را بین محتوای درون خود و آنچه که از اطراف دریافت می‌کنند انتقال می‌دهند.
در کویل‌های انتقال حرارت، گرما از جریان گرم‌تر به جریان سردتر انتقال می‌یابد. در کویل‌های آب سرد، دمای آب بیشتر از دمای هوا است و به همین دلیل گرما از هوا گرفته شده و به آب انتقال می‌یابد. در کویل‌های گرمایشی یا کویل‌های مایع حرارتی، آب داغ یا مایع حرارتی دمایی بیشتر از دمای هوا دارد؛ بنابراین، آب یا مایع حرارتی BTU/hr خود را به هوا منتقل می‌کند.
فین‌ها در این کویل‌ها دو عمل اساسی انجام می‌دهند: ابتدا، آنها هوای ورودی را در جهت خاصی هدایت می‌کنند. فن‌های فرآیندی معمول، هوا را به صورت مارپیچی توزیع می‌کنند، ولی فین‌ها این جریان هوای پیچشی را به یک مسیر مستقیم تغییر می‌دهند و به هوا این امکان را می‌دهند که به‌طور یکنواخت‌تر بر سطح اولیه جریان یابد.
نقش دوم فین‌ها این است که مقداری از انتقال حرارت را خود انجام می‌دهند. انتقال حرارت از لوله به فین سبب افزایش ظرفیت کلی انتقال حرارت کویل می‌شود، به همین دلیل به آنها سطح انتقال حرارت ثانویه گفته می‌شود.
اصول انتخاب کویل
انتخاب صحیح کویل باید بر اساس تأمین موارد زیر صورت گیرد:
- انتقال حرارت (BTU/hr)
- افت فشار سیال
- افت فشار هوا
برای بهینه‌سازی انتخاب، ضروری است که میان این عوامل تعادل برقرار شود. نمی‌توان فقط یک یا دو مورد از این نیازها را برآورده کرد و از تأمین دیگر موارد غافل ماند.
به‌عنوان مثال، فرض کنید که کویل انتخابی قابلیت پاسخگویی به بار انتقال حرارت و افت فشار سمت آب را دارد، اما افت فشار در سمت هوای آن بالا باشد. در چنین حالتی، فن بر مبنای مقدار هوایی که باید در مقابل فشار استاتیک کل حرکت کند، انتخاب می‌شود. اگر مقاومت کویل بیش از حد باشد، فن قادر به جابجایی هوای کمتری خواهد بود و این موضوع به کاهش ظرفیت کلی سیستم منجر می‌شود.
طراحان و مالکین تجهیزات فرایندی باید به این نکته توجه داشته باشند که تغییرات سیستم در طول عمر کویل می‌تواند تأثیرات قابل توجهی بر راندمان و ظرفیت آن بگذارد.
