کویل (coil) یکی از قطعات اصلی در انواع برج خنک کننده، مخصوصاً کولینگ تاور مدار بسته محسوب شده که می‌تواند از متریال مسی، استیل و یا گالوانیزه (آهنی) تولید و عرضه گردد. کویل مسی برج خنک کننده پرکاربردترین نوع در بین مبدلهای حرارتی داخلی دستگاه به شماره می‌آید که به دلیل سطح موثر بالا راندمان بسیار خوبی دارد. کویل برج خنک کننده قالباً وابسته به نوع دستگاه ممکن است در نزدیکی فن هوادهی و یا در بخش زیرین پکینگ بکار برده شود.
کویل مسی برج خنک کننده مجموعه ای از لوله‌های مسی با سایز معین بوده که به صورت شبکه‌ای در ابعاد مختلف وابسته به ظرفیت سرمایشی در کولینگ تاور بکار برده می‌شود. کویل در برج خنک کننده عمدتاً از لوله‌های مسی تولید شده و دلیل اصلی این موضوع بالا بودن ضریب انتقال حرارت مس در برابر جابجایی گرما به شمار می‌آید.
از کدام مدل کویل در برج خنک کننده استفاده می کنند؟
به دلیل پاشش آب سیکل باز بر روی لوله های مسی یا آهنی ، کویل های مورد استفاده در برج خنک کن عموماً بدون فین طراحی می شوند. بکارگیری فین (صفحات آلومینیوم) بر روی شبکه ی لوله های کویل سبب گرفتگی زود هنگام کویل و کاهش شدید راندمان خنک کاری خواهد شد. در واقع درست است که استفاده از فین در میان شبکه ی لوله های سرمایشی در کویل برودتی سبب افزایش سطح انتقال حرارت خواهد شد ولی در عوض فضای تماس بین هوا با آب داخل لوله های مسی نیز پس از رسوب گرفتگی کمتر در برج های خنک کننده می گردد.
کدام متریال در انتخاب جنس لوله های کویل در برج خنک کن مناسب تر است؟
در پاسخ به این سوال باید عرض کرد که بجز موارد استثنا که مفصل به توضیح آن خواهیم پرداخت استفاده از لوله مسی در کویل برج خنک کننده همواره بیشترین توصیه را به خود اختصاص می دهد. کویل مسی به دلیل داشتن ضریب کانداکتیوتی (نفوذ حرارتی) بالا می تواند انتقال حرارت بهتری را برای آب گرم داخل مدار بسته در برج خنک کننده ایجاد نماید. کولینگ تاورهایی که عمدتاً مداربسته طراحی می شوند برای کاربری صنعتی بکار برده می شوند. این موضوع موجب می شود که بالاترین میزان راندمان در خنک کاری سیکل بسته در قسمت کویل انتظار برود. استفاده از مس بدلیل همین موضوع امروزه انتخاب شماره یک تولیدکنندگان کولینگ تاورهای مداربسته قلمداد می گردد.
البته در بسیاری از موارد ممکن است که در سیکل خنک کاری آب درصدی مواد اسیدی با آب اختلاط یابد یا حتی محیط نصب کولینگ تاور اسیدی باشد. در اینگونه موارد لوله های مسی در برابر شرایط محیط اسیدی به زودی دچار خوردگی خواهند شد. سوراخ شدن لوله های مسی در این شرایط از اولین مشکلات رایج در این بخش بشمار می آید. در این شرایط لوله های استنلس استیل با درصد کم کربن اصطلاحاً low carbon پیشنهاد می شود. استیل SS316L و SS304L از دو آلیاژ معروف توصیه شده در این بخش به شمار می آیند.
محاسبات و طراحی کویل برج خنک کننده
مهمترین فاکتوری که یک سازنده کولینگ تاور باید در شرایط طراحی خود در نظر بگیرد میزان متراژ یا سطح موثر لوله های کویل است. سطح موثر تماس بین آب و هوا و یا آب با آب همواره یکی از مهمترین پارامترهای طراحی کویل برج خنک کننده بحساب آمده است. به منظور محاسبه میزان متراژ لوله های مسی یا استیل و حتی گالوانیزه باید بدانیم که این کویل قرار است چه مقدار آب را با چه میزان افت دمایی خنک نماید. معمولاً افت دمای انتظار شده در کویل برج خنک کننده صنعتی بالاتر از 5 درجه سانتی گراد طراحی می شود. پارامترهای زیادی در طراحی و محاسبه سطح ویژه کویل دخیل است که مهمترین آنها عبارتند از:
1-میزان گذر آب در لوله های داخلی کویل در هر ردیف
2-میزان دمای خشک و مرطوب محیط طراحی
3-دمای ورودی آب گرم و خروجی آب سرد مطلوب
4-درصد اختلاط اتیلن گلیکول در شارژ آب در سیکل بسته
انواع کویل در برج خنک کننده
1-کویل مسی
مس یکی از فلزهای محبوب در زمینه انتقال حرارت در بخشهای گرمایشی و سرمایشی محسوب می شود. کویل مسی متشکل از لوله های باریک مسی با ضخامت بین 0.5 میلی متر تا 1.2 میلی متر عموماً در برجهای خنک کننده مداربسته کاربرد فراوانی دارد. این تیپ کویل می تواند وابسته به خشک بودن یا هیبریدی بودن مدار خنک کاری کولینگ تاور در دو تیپ فین دار و بدون فین مورد استفاده قرار گیرد.
مطلب مفید: راندمان برج خنک کننده
قالب بیشتر از 80 درصد کولینگ تاورهای تولیدی و طراحی شده از نوع مداربسته دارای کویل مسی بدون فین می باشند. بکارگیری فین در شبکه های لوله های مسی از یک طرف سبب افزایش سطح تبادل انرژی خواهد شد و از طرفی دیگر نیز سبب گرفتگی و رسوب در نتیجه کاهش راندمان خنک کاری خواهند شد. توصیه می شود در طراحی برجهای مداربسته با سیکل کمکی پاششی از کویلهای مسی بدون فین آلومینیوم استفاده شود.
2-کویل گالوانیزه
متریال فولاد یا کربن استیل در تیپ های مختلف گالوانیزه فابریک یا گالوانیزه با پوشش آبکاری در دو تیپ مانسیمان (بدون درز) و API (درز دار) در انواع کولینگ تاور بکار برده می شود. ضخامت لوله های گالوانیزه چه مانیسمان و چه درز دار می تواند در بازه 2.11 میلی متر تا 4 میلی متر بکار برده می شود. البته بدلیل کند شدن انتقال حرارت معمولاً از بکار بردن لوله های فلزی با ضخامت بالا در طراحی کویل برج خنک کننده خودداری می شود. رده یک اصطلاح کلی در بکارگیری لوله های طراحی شده در کویل بکار می رود که رده 10 قالب ترین نوع لوله در تولید کویل برج خنک کن محسوب می شود.
3-کویل استنلس استیل
استنلس استیل که بیشتر در دو تیپ 316 و 304 و رده های دیگر تولید و عرضه می شود عمدتاً در کاربری های خاص در خنک کاری آب بکار می رود. لوله های استنلس استیل 316 با درصد کم کربن (SS316L) برای محیط یا آب های اسیدی کاربرد فراوانی پیدا کرده است. کویل با لوله های استنلس استیل 304 نیز بدلیل مقاومت خوب در برابر رسوبات نمکی در بسیاری از برج های خنک کننده صنعتی بکار برده می شود.
مطالب مفید سایت دماگستر:
