کویل های پیش گرم از اجزای ضروری سیستم های گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع (HVAC) هستند. آنها به محافظت از سایر تجهیزات موجود در سیستم در برابر یخ زدگی و بهبود کارایی کلی سیستم کمک می کنند. نمودارهای لوله کشی کویل پیش گرم می تواند به متخصصان HVAC در طراحی و نصب صحیح کویل های پیش گرم و عیب یابی مشکلات سیستم های موجود کمک کند.
پیش گرم کنید
کویل های پیش گرم می توانند جریان همزمان یا جریان مخالف باشند. در یک سیستم جریان همزمان، هوا و آب یا بخار در یک جهت از طریق سیم پیچ جریان می یابند. در سیستم جریان مخالف، هوا و آب یا بخار در جهت مخالف از طریق سیم پیچ جریان می یابند.
سیستم های جریان همزمان رایج تر از سیستم های جریان مخالف هستند. طراحی و نصب آنها آسانتر است و هزینه کمتری نیز دارند. با این حال، سیستم های جریان مخالف در انتقال گرما از آب یا بخار به هوا کارآمدتر هستند.
نمودار یک سیستم شیر سه طرفه را با یک شیر تعادل، یک شیر خاموش، یک صافی و یک نشانگر جریان نشان می دهد. نشانگر جریان برای نشان دادن جریان سیال از طریق سیستم استفاده می شود. شیر تعادل برای تنظیم جریان سیال از طریق سیم پیچ پیش گرم استفاده می شود. شیر خاموش کننده برای جداسازی سیم پیچ پیش گرم از بقیه سیستم استفاده می شود.
جریان سیال در سیستم به شرح زیر است:
- سیال از طریق صافی وارد سیستم می شود.
- سپس سیال از طریق شیر تعادل جریان می یابد.
- شیر تعادل جریان سیال را به دو جریان تقسیم می کند.
- یک جریان سیال از طریق سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد.
- جریان دیگر سیال از طریق خط بای پس جریان می یابد.
- جریان سیال از طریق سیم پیچ پیش گرمایش توسط شیر 3 طرفه کنترل می شود.
- شیر سه طرفه می تواند سیال داغ از سیم پیچ پیش گرم را با سیال سرد از خط بای پس مخلوط کند.
- سیال مخلوط سپس از سیستم خارج می شود.
شیر تعادل برای تنظیم جریان سیال از طریق سیم پیچ پیش گرم به طوری که دمای مورد نظر حاصل شود استفاده می شود. شیر خاموش کننده برای جداسازی سیم پیچ پیش گرما از بقیه سیستم برای نگهداری یا تعمیرات استفاده می شود.
این نوع سیستم اغلب در سیستم های HVAC برای محافظت از کویل خنک کننده در برابر یخ زدگی استفاده می شود. در فصل زمستان می توان از شیر سه طرفه برای مخلوط کردن سیال داغ از سیم پیچ پیش گرم با هوای سرد بیرون استفاده کرد تا از یخ زدن کویل خنک کننده جلوگیری شود.
در اینجا یک سناریوی ممکن برای نحوه استفاده از سیستم وجود دارد:
- دمای بیرون زیر صفر است.
- شیر سه طرفه چرخانده می شود تا مقداری مایع داغ از سیم پیچ پیش گرمایش با هوای سرد بیرون مخلوط شود.
- سپس هوای مخلوط شده توسط سیم پیچ پیش گرم شده گرم می شود تا سیم پیچ خنک کننده یخ نزند.
- با افزایش دمای بیرون، شیر سه طرفه را می توان چرخاند تا سیال داغ کمتری با هوای بیرون مخلوط شود.
- این تضمین می کند که هوای ورودی به ساختمان خیلی گرم یا خیلی سرد نباشد.
محافظت در برابر یخ زدگی
سه راه اصلی برای محافظت از کویل های پیش گرم در برابر یخ زدگی وجود دارد:
- دمپرهای صورت و بای پس: هنگامی که دمای هوای بیرون زیر صفر است می توان از دمپرهای فیس و بای پس برای منحرف کردن هوا در اطراف سیم پیچ پیش گرم استفاده کرد.
- کویل های IFB: کویل های IFB (کویل های بای پس داخلی) دارای یک دمپر بای پس داخلی هستند که وقتی دمای هوای بیرون زیر صفر است به طور خودکار هوا را در اطراف سیم پیچ منحرف می کند.
- پمپ های پیش گرم (سیستم اولیه / ثانویه): در یک سیستم اولیه/ثانویه، از دو پمپ برای گردش آب یا بخار از طریق سیم پیچ پیش گرم استفاده می شود. پمپ اولیه آب یا بخار را از طریق کویل به گردش در می آورد و پمپ ثانویه آب یا بخار را از طریق بقیه سیستم HVAC به گردش در می آورد. این نوع سیستم گرانتر از دو نوع دیگر سیستم های محافظت در برابر یخ زدگی است، اما کارآمدترین آنها نیز می باشد.
سرمایش، گرمایش، گرم کردن مجدد
کویل های خنک کننده، کویل های گرمایشی و کویل های گرمایش مجدد همگی کویل های جریان مخالف هستند. این به این دلیل است که کویل های جریان مخالف در انتقال گرما از آب یا بخار به هوا کارآمدتر هستند.
این نمودار سیستمی را با شیر خاموش، شیر دو طرفه، سوپاپ ساعت، صافی، پمپ و سیم پیچ پیش گرم نشان می دهد. شیر خاموش برای خاموش کردن سیستم، شیر ساعت برای روشن کردن سیستم در زمان از پیش تعیین شده و شیر دو طرفه برای منحرف کردن جریان آب یا بخار از طریق سیم پیچ پیش گرم استفاده می شود.
جریان آب یا بخار از طریق سیستم به شرح زیر است:
- آب یا بخار از طریق صافی وارد سیستم می شود.
- سپس آب یا بخار از طریق دریچه قطع جریان می یابد.
- اگر دریچه ساعت باز باشد، آب یا بخار از طریق شیر دو طرفه و به داخل سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد.
- اگر دریچه ساعت بسته باشد، آب یا بخار از طریق خط بای پس و اطراف سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد.
- سپس آب یا بخار از سیم پیچ پیش گرمایش خارج می شود و به بقیه سیستم می ریزد.
این نوع سیستم اغلب در سیستم های HVAC برای محافظت از سایر تجهیزات در برابر یخ زدگی استفاده می شود. در زمستان، می توان سوپاپ ساعت را طوری تنظیم کرد که در زمان از پیش تعیین شده، مانند قبل از طلوع خورشید، سیستم را روشن کند. این اطمینان حاصل می کند که سیم پیچ پیش گرم قبل از شروع به کار سیستم HVAC گرم است.
در اینجا یک سناریوی ممکن برای نحوه استفاده از سیستم وجود دارد:
- دمای بیرون زیر صفر است.
- سوپاپ ساعت تنظیم شده است تا در ساعت 6:00 صبح سیستم را روشن کند.
- آب یا بخار از طریق شیر دو طرفه و به داخل سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد.
- سیم پیچ پیش گرم، آب یا بخار را گرم می کند.
- آب داغ یا بخار از سیم پیچ پیش گرمایش خارج می شود و به بقیه سیستم HVAC می رود.
- سیستم HVAC شروع به کار کرده و ساختمان را گرم می کند.
از این نوع سیستم می توان برای پیش گرم کردن آب برای سیستم های آب گرم خانگی نیز استفاده کرد. در این مورد، سیم پیچ پیش گرما توسط یک دیگ بخار یا سیستم حرارتی خورشیدی گرم می شود.
سرعت سیم پیچ خنک کننده
سرعت صفحه توصیه شده برای کویل های خنک کننده 500 FPM (2.54 متر بر ثانیه) است. سرعت چهره 450 FPM (2.29 متر بر ثانیه) ترجیح داده می شود، اما سرعت چهره 550 FPM (2.79 متر بر ثانیه) قابل قبول است.
این نمودار یک سیستم لوله کشی کویل پیش گرمایش را با یک شیر خاموش، یک شیر چک، یک شیر تعادل، یک صافی و یک سیم پیچ پیش گرم نشان می دهد. شیر قطع برای خاموش کردن سیستم استفاده می شود، شیر چک از جریان برگشتی جلوگیری می کند، شیر تعادل برای تنظیم جریان آب یا بخار از طریق سیم پیچ پیش گرمایش استفاده می شود و صافی زباله ها را از آب یا بخار خارج می کند.
جریان آب یا بخار از طریق سیستم به شرح زیر است:
- آب یا بخار از طریق شیر خاموش کننده وارد سیستم می شود.
- سپس آب یا بخار از صافی عبور می کند.
- صافی زباله ها را از آب یا بخار خارج می کند.
- سپس آب یا بخار از طریق شیر چک جریان می یابد.
- شیر چک از جریان برگشتی جلوگیری می کند.
- سپس آب یا بخار از طریق شیر تعادل جریان می یابد.
- شیر تعادل جریان آب یا بخار را از طریق سیم پیچ پیش گرم تنظیم می کند.
- سپس آب یا بخار از طریق سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد.
- سیم پیچ پیش گرم، آب یا بخار را گرم می کند.
- سپس آب داغ یا بخار از سیم پیچ پیش گرمایش خارج می شود و به بقیه سیستم می ریزد.
این نوع سیستم اغلب در سیستم های HVAC برای محافظت از سایر تجهیزات در برابر یخ زدگی استفاده می شود. در زمستان می توان از سیم پیچ پیش گرم برای گرم کردن هوای بیرون قبل از ورود به کویل خنک کننده استفاده کرد. این از یخ زدن کویل خنک کننده جلوگیری می کند.
در اینجا یک سناریوی ممکن برای نحوه استفاده از سیستم وجود دارد:
- دمای بیرون زیر صفر است.
- کویل پیش گرمایش روشن است.
- هوای بیرون از طریق سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد.
- سیم پیچ پیش گرم هوای بیرون را گرم می کند.
- سپس هوای گرم شده بیرون به داخل کویل خنک کننده جریان می یابد.
- کویل خنک کننده هوای گرم شده بیرون را خنک می کند.
- سپس هوای بیرون خنک شده به داخل ساختمان جریان می یابد.
از این نوع سیستم می توان برای پیش گرم کردن آب برای سیستم های آب گرم خانگی نیز استفاده کرد. در این مورد، سیم پیچ پیش گرما توسط یک دیگ بخار یا سیستم حرارتی خورشیدی گرم می شود.
سرعت سیم پیچ پیش گرم، گرمایش و گرم کردن مجدد
سرعت صفحه توصیه شده برای پیش گرم کردن، گرم کردن و گرم کردن مجدد کویل ها 500-900 FPM است. سرعت چهره 750 FPM ترجیح داده می شود، اما سرعت چهره 500 FPM یا 900 FPM قابل قبول است.
- برد 500–900 FPM (2.54–4.57 m/s).
- 600–700 FPM (3.05–3.56 m/s) توصیه می‌شود.
- 600 FPM (3.05 متر بر ثانیه) ترجیحی.
- هر زمان که دمای هوای مخلوط (هوای بیرون و هوای برگشتی) زیر 40 درجه فارنهایت (4.44 درجه سانتیگراد) باشد، از سیم پیچ پیش گرم استفاده کنید.
نمودار یک سیستم لوله کشی کویل پیش گرمایش شیر سه طرفه با شیر قطع، صافی، شیر تعادل، نشانگر جریان، سیم پیچ پیش گرمایش، شیر سه طرفه و خط بای پس را نشان می دهد.
جریان آب یا بخار از طریق سیستم به شرح زیر است:
- آب یا بخار از طریق شیر خاموش کننده وارد سیستم می شود.
- سپس آب یا بخار از صافی عبور می کند.
- صافی زباله ها را از آب یا بخار خارج می کند.
- سپس آب یا بخار از طریق شیر تعادل جریان می یابد.
- شیر تعادل جریان آب یا بخار را از طریق سیم پیچ پیش گرما و خط بای پس تنظیم می کند.
- سپس آب یا بخار از طریق شیر سه طرفه جریان می یابد.
- شیر سه طرفه آب گرم یا بخار کویل پیش گرم را با آب سرد یا بخار خط بای پس مخلوط می کند.
- سپس آب یا بخار مخلوط شده از سیستم خارج می شود.
موقعیت شیر سه طرفه تعیین می کند که چه مقدار آب گرم یا بخار با آب سرد یا بخار مخلوط شود. اگر شیر 3 طرفه به موقعیت "پیش گرم" بچرخد، تمام آب یا بخار از طریق سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد. اگر شیر 3 طرفه به موقعیت "Bypass" چرخانده شود، تمام آب یا بخار سیم پیچ پیش گرم را دور می زند.
این نوع سیستم اغلب در سیستم های HVAC برای محافظت از سایر تجهیزات در برابر یخ زدگی و بهبود کارایی استفاده می شود. در زمستان، شیر 3 طرفه را می توان به موقعیت "پیش گرما" چرخاند تا هوای بیرون را قبل از ورود به کویل خنک کننده گرم کند. این از یخ زدن کویل خنک کننده جلوگیری می کند. در تابستان، شیر 3 طرفه را می توان به موقعیت "Bypass" تبدیل کرد تا هوای سرد بیرون مستقیماً به کویل خنک کننده جریان یابد. این کارایی سیستم خنک کننده را بهبود می بخشد.
در اینجا یک سناریوی ممکن برای نحوه استفاده از سیستم در زمستان وجود دارد:
- دمای بیرون زیر صفر است.
- شیر 3 طرفه به موقعیت "پیش گرم" می چرخد.
- هوای بیرون از طریق سیم پیچ پیش گرم جریان می یابد.
- سیم پیچ پیش گرم هوای بیرون را گرم می کند.
- سپس هوای گرم شده بیرون به داخل کویل خنک کننده جریان می یابد.
- کویل خنک کننده هوای گرم شده بیرون را خنک می کند.
- سپس هوای بیرون خنک شده به داخل ساختمان جریان می یابد.
در اینجا یک سناریوی ممکن برای نحوه استفاده از سیستم در تابستان وجود دارد:
- دمای بیرون بالاتر از انجماد است.
- شیر 3 طرفه به موقعیت "Bypass" می چرخد.
- هوای بیرون سیم پیچ پیش گرم را دور می زند و مستقیماً به کویل خنک کننده جریان می یابد.
- کویل خنک کننده هوای بیرون را خنک می کند.
- سپس هوای بیرون خنک شده به داخل ساختمان جریان می یابد.
نتیجه
نمودارهای لوله کشی کویل پیش گرم یک ابزار ضروری برای متخصصان HVAC است. با درک انواع مختلف کویل های پیش گرم و نحوه لوله گذاری آنها، متخصصان HVAC می توانند کویل های پیش گرم را به درستی طراحی و نصب کنند و مشکلات سیستم های موجود را برطرف کنند.