تعریف منبع کویلی:
منبع کویل دار از یک مخزن به همراه کویل تشکیل شده است و آب سرد با قرار گرفتن در مجاورت غیرمسقیم آب گرم بویلر، گرم می شود. بنابراین به طور خلاصه منبع کویلدار یک مخزن تهیه و ذخیره آب گرم مصرفی است. این منابع در دو حالت ایستاده و افقی تولید می گردند.
در دستگاه منبع کویلی در داخل لوله های کویل آب گرم دیگ در حال حرکت است و آب اطراف خود داخل منبع را گرم می کند.معمولا جنس لوله از مس است و تبادل حرارت از سیال داخل آن به آب سرد داخل منبع عمل می شود.سیال گرم کننده آب گرم یا سیال دیگری است .
سطح لازم منبع کویلی از رابطه زیر محاسبه می شود.
F=8.33G(t2-t1)/U.tm
F:سطح جانبی کویل بر حسب متر مربع یا فوت مربع
G:مقدارآب لازم برای گرم شدن بر حسب گالن در ساعت یا لیتر در ساعت
U:ضریب انتقال حرارتی لوله کویل
t2:درجه حرارت آب گرم خروجی مصرفی
t1:درجه آب سرد ورودی
tm:اختلاف درجه حرارت متوسط بین آبگرم مصرفی خروجی و آب سرد ورودی و آب گرم کننده است و از رابطه زیر بدست می آید:
(tm=ts-(t1+t2/2
که tsدرجه حرارت آب گرم کننده است.
انواع منبع کویلی
منبع کویلی غیر مستقیم(منبع دوجداره)
به جز منبع کویلی یه نوع منبع غیر مستقیم دیگر وجود دارد که به منبع دوجداره معروف می باشند.در این منبع کویلی آب گرم کننده یا بخار در جدار خارجی گردش و آب موجود در داخل جدار را برای مصرف گرم می کند . مقدار
گرمای تبادل شده از رابطه زیر به دست می آید.
( Q=UF(t2-t1
Q:مقدار حرارت تبادل شده بر حسب کیلو کالری در ساعت
F:سطح مشترک دو جدار بر حسب متر مربع یا فوت مربع
U:ضریبی که به جنس و ضخامت فلز آب گرم کن بستگی دارد بر حسب کیلوکالری بر ساعت متر مربع درجه سانتیگراد یا بی تی یو بر ساعت فوت مربع درجه فارنهایت آب گرم کن های نفتی و گازی آب گرم کن های نفتی و گازی به صورت زیر تقسیم بندی می شوند.
1-منبع کویلی با دود کش خارجی که در آن شعله و دود حاصله از سوخت اطراف مخزن آب را فرا میگیرد.
2-منبع کویلی با دود کش داخلی که درون این آب گرم کن یک لوله عمودی ( دودکش) تعبیه شده است.
3-منبع کویلی فوری(گازی)
نحوه کار این منبع کویلی دایمی یا متناوب است و نفت قبل از ورود به مخزن سوخت با هوا پودر می شود سپس در مخزن پخش می شود و به وسیله جرقه الکتریکی یا کبریت مشتعل می شود.کنترل آب گرم کن یا دستی یا اتوماتیک است.
منبع کویلی گازی
منبع کویلی گازی شامل انواع دستی واتوماتیک و فوری است.بعضی از آنها مجهز به ترموستات هستند که کنترل سوخت را به عهده دارد.وقتی درجه حرارت از حد معمول پایین تر باشد به طور اتوماتیک به کار می افتد و با دادن سوخت حرارت را بالا می برد. اکثر مواقع برای این که از اتلاف جلوگیری کنند منبع ها را عایق کاری میکنند.
در منبع های فوری یک تنظیم کننده در مسیر آب باعث زیاد یا کم شدن سوخت گاز می شود و اختلاف درجه حرارت ماکزیمم حدود 20 الی 30 درجه فارنهایت است.در محل هایی که کوره گازی نصب شده است ایجاد لوله تهویه ضروری است و هرگز نباید اقدام به نصب گرم کن های شعله باز کرد.
محاسبات مقدار سوخت آب گرم کن های نفتی و گازی مقدار نفت برای آب گرم کن ها
Gn=8.3G(t2-t1)/Qn.E
Gn:مقدار سوخت مصرفی بر حسب گالن بر ساعت
Qn:مقدار گرمای حاصل از سوخت یک گالن نفت بر حسب کالری بر ساعت
G:مقدار آب گرم بر حسب گالن بر ساعت
t2:حرارت ثانویه آب(آب گرم)
t1:حرارت اولیه آب (آب سرد)
E:بازده آب گرم کن (درصد حرارت جذب شده از شعله در زمستان بین 10 تا 55 درصد متغیر است)
مقدار گاز مصرفی
Gg=8.3V(t2-t1)/Qg.E
Qg:مقدار گرمای حاصله از سوخت یک فوت مکعب گاز بر حسب بی تی یو بر فوت مکعب که برای گاز های طبیعی در ایران بین 912 تا 1057 بی تی یو بر فوت مکعب است.
E:بازده آب گرم کن که در آب گرم کن های گازی باید 80 درصد تا 95 درصد باشد.
V:گاز لازم بر حسب فوت مکعب.
منبع کویلی الکتریکی
این منبع ها معمولا به کنترل اتوماتیک و ترموستات مجهز هستند و در هنگامی که درجه حرارت از حد معمول پایین تر باشد جریان الکتریکی را به طور اتوماتیک برقرار می شود. برای جلوگیری از اتلاف انرژی ذخیره آب برای اوقات قطع جریان برق وهمچنین برای تمام منبع های دیگر به جز فوری بهتر است یک مخزن بزرگ عایق کاری شده برای ذخیره آب تهیه کرد .
(ظرفیت مخزن برای مصارف خانواده 4 تا 5 نفری تقریبا 30 گالن است)
بازده منبع های کویلی الکتریکی به 84 درصد می رسد.
مقدار الکتریسیته مصرفی یک منبع های کویلی الکتریکی از رابطه زیر بدست می آید.
A=UG(t2-t1)/E
A:نیروی مصرفی بر حسب کیلو وات ساعت
G:حجم آب گرم شده بر حسب گالن
t2 و t1:درجات حرارت اولیه و ثانویه
E:بازده حرارتی آب گرم کن
U:ضریب مربوط به واحد که برای واحد های فوق 0.00275است.
علاوه بر این ها منبع های کویلی خورشیدی (آبگرمکن های خورشیدی) نیز تولید شده اند که هیچ گونه مصرف سوخت فسلی ندارند و با انرژی خورشید آب را گرم میکنند و برای مصارف خانگی تا دمای ۹۰ درجه سانتیگراد حتی در زمستان هم قابل استفاده می باشند. حجم منبه این آب گرم کن که در بالای آن قرار دارد متناسب با میزان مصرف تعیین میگردد و همچنین طول و عرض جغرافیایی شهر محل نصب هم اهمیت بسزایی دارد.
انواع منبع کویل دار از نظر نوع ساخت:
منبع کویلی افقی و عمودی:
از لحاظ نوع ساخت و بسته به محدودیت های محل نصب و فضای موتورخانه، در دو حالت افقی و عمودی(ایستاده) ساخته می گردد. از نظر کارایی و استفاده تفاوت چندانی باهم ندارند، ولی بدلیل اشغال کمتر فضا، استفاده از منابع عمودی مرسوم تر است.
منایع کویل دار تک کویل و دوکویل:
این منابع معمولا بصورت تک کویل ساخته می شوند ولی در صورت کاربرد و استفاده موارد زیر، باید دو کویل ساخته شود.
1- در منبع های کویل دار با ظرفیت بالا در صورتیکه منبع بصورت تک کویل ساخته شود، کویل از نظر ابعاد بزرگ و سنگین می گردد که در اینصورت عملیات نگهداری و اسیدشویی کویل را با مشکل مواجه می کند. بنابراین با ساخت دو کویل یا حتی سه کویل سهولت سرویس و نگهداری کویل فراهم می گردد.
2- در صورت استفاده از سیستم گرمایش خورشیدی که در این حالت یکی از کویل های به سیستم خورشید متصل شده و کویل دوم به دیگ متصل می گردد. در صورتی که پنل های خورشیدی از طریق کویل اول نتوانند دمای آبگرم مصرفی را به دمای مورد نیاز برسانند از طریق کویل دوم که به بویلر متصل است آبگرم مصرفی با دمای مورد نیاز تامین می گردد.
منبع کویل دار از نظر جنس مخزن:
منابع کویل دار از دو جنس ورق گالوانیزه گرم یا ورق فولادی سیاه ساخته می گردند در صورت استفاده از ورق فولادی سیاه، به منظور افزایش طول عمر منبع و جلوگیری از بروز زنگ زدگی و خوردگی، لازم است ابتدا سطوح داخلی منبع سندبلاست شده و سپس با سه لایه رنگ اپوکسی بهداشتی پوشش داده شود. (در برخی از پروژه ها منابع کویل دار از جنس استنلس استیل نیز تولید می گردد که به علت هزینه بالا کمتر رایج می باشد.)
منابع کویلی از لحاظ جنس و فرم کویل
کویل منابع کویل دار به دلیل انتقال حرارت بالا معمولا از جنس مس تولید می گردد. (در مواردی که به طور مثال آب مصرفی خورنده بوده یا جنس بدنه منبع استنلس استیل می باشد از کویل استنلس استیل نیز استفاده می گردد.)
کویل منابع کویلی معمولا به فرم U شکل تولید شده که امکان سرویس و رسوب زدایی را به سهولت فراهم می نماید. یکی دیگر از فرم های کویل، اسپیرال بوده که یک لوله مارپیچ از جنس فولاد یا استنلس استیل در داخل منبع قرار می گیرد. به جز پروژه ها و موارد خاص، به دلیل عدم امکان سرویس و رسوب زدایی کویل و حتی تعویض کویل در صورت بروز مشکل در آن ، استفاده از منابع کویل دار اسپیرال توصیه نمی گردد.
منابع کویل دار از نظر نوع سیال گرم کننده
منابع کویل دار از نظر نوع سیال گرم کننده به دو نوع آب به آب و بخار به آب تقسیم می گردند. در صورتی که آبگرم مصرفی توسط آبگرم بویلر گرم شود به آن آب به آب و در صورتی که آبگرم مصرفی توسط بخار گرم شود به آن بخار به آب می گویند. از منابع کویل دار بخار به آب معمولا در پروژه های صنعتی یا بیمارستانی که جهت سایر مصارف دیگ بخار موجود می باشد استفاده می گردد.
