کویل مسی

کویل مسی یکی از تجهیزات پرکاربرد صنعتیست که نقش منتقل کننده‌ی گرما را بر عهده داشته و در ظرفیتهای رایج از 300 تا 10000 لیتر/بر ساعت، در تبادلات حرارتی سیال و گرمایش و سرمایش محیط کاربردهای گسترده‌ای دارد. این مبدل‌های حرارتی را که از مجموعه‌ای از لوله‌های رفت و برگشتی از جنس مس، فین، هدر و کلکتور تشکیل میشوند، میتوان در طیف عظیمی از تجهیزات صنعتی نظیر برج خنک کننده ، کولر گازی، فن کویل، سیستمهای هواساز، منبع کویل دار و… استفاده نمود.

سیالات موجود در سیستم بسته‌ی کویل مسی، عمدتاَ به یکی از 2 روش آب‌خنک و یا هواخنک سرد میشوند و به نوعی یک فرآیند تبادل گرمایی غیرمستقیم در آنها اتفاق می‌افتد. بعلاوه همواره بدلیل بسته بودن مسیر رفت و برگشت آبها در کویل‌های مسی و لوله‌های متصل به آنها، سیال هیچگاه آلوده نشده و از کیفیت آن کاسته نمیشود.

کویل مسی چیست؟

کویل مسی از یکسری لوله رفت و برگشت U شکل از جنس فلز مس به قطر 3/4 اینچ معادل 19.05 میلیمتر تشکیل شده است و وظیفه آن انتقال حرارت سیالات در انواع مبدل‌های حرارتی آب به آب یا آب به گاز است. کویل‌های مسی از ظرفیت 9 تا 200 فوت با ابعاد استاندارد و در ظرفیتهای بالاتر با ابعاد سفارشی با توجه به ظرفیت حرارتی مورد نیاز تولید می شوند.

اجزای اصلی تشکیل دهنده کویل‌های مسی عبارتند از لوله‌های مسی U شکل، صفحه نگهدارنده، بافل پلاستیکی، فلنچ، درپوش چدنی، پیچ و مهره و واشر آببندی.

بدلیل ویژگیهای موثرتر کویل‌های مسی، این کویل ها امروزه به جایگزین مناسبتری برای مدلهای آلومینیومی تبدیل شده‌اند. مدلهای مختلف کویل‌های از جنس مس که تشکیل یافته از مجموعه‌ای از لوله‌های رفت و برگشتی مسی هستند، در فشارهای عملیاتی مختلفی ساخته میشوند (بسته به دستگاه مورد استفاده) و به زدایش و انتقال حرارت از سیالات کمک میکنند. همچنین ضخامت و سایز لوله مسی بکار رفته نیز میتواند بسته به نوع کاربرد، متغیر باشد. بطور کلی امکان تولید کویل مسی در دو مدل:

• افقی؛ و
• عمودی

وجود دارد. معمولاَ کویل‌های مسی عمودی/افقی دارای لوله‌های بزرگتر، فرآیند تبادل گرما را تسریع می‌بخشند. اما بایستی به افت فشار بیشتر سیال در لوله‌های با ابعاد بزرگتر نیز توجه داشت.

کاربردهای کویل‌های مسی

باتوجه به کارایی ویژه و کاربردهای گسترده انواع کویل مسی، این تجهیزات نظرهای زیادی را در بازارهای صنعتی به خود جلب کرده‌اند. از همین رو میتوان به موارد کاربرد زیر برای کویل‌های مسی اشاره داشت:

• کمک به حرارت‌دهی و بروت‌دهی فضاها از طریق بکارگیری در سیستمهای تهویه مطبوع
• بکارگیری در برجهای خنک کننده مداربسته
• استفاده در انواع دستگاه هواساز، کولر گازی‌ها و فن کویل‌ها.
• قابلیت استفاده در کندانسورها
• داکت اسپلیت
• دستگاه چیلر صنعتی
• منبع کویل دار در موتورخانه‌های انواع ساختمانهای تجاری، اداری و مسکونی
• کمک ویژه کویل مسی به فرآیندهای تبادل گرمایی هیتر اکسچنجرها.
• انواع خطوط لوله کشی آب، جریانات فاضلابی، گازهای شهری و خطوط لوله‌ی گازهای مورد تأیید بهداشت در صنایع.
• آبگرمکن‌های دیواری خانگی و آبگرمکن‌های پرظرفیت.

کاربرد کویل مسی در منبع کویلدار

مبدل حرارتی به کمک کویل‌های مسی، به بالا بردن دمای آب انواع منبع کویل دار موجود در موتورخانه‌ها کمک میکند. غالباَ سازندگان معتبر برای تسریع در فرآیند گرمسازی آب منبع کویلی، از کویل‌های مسی در2 شکل ساختاری:

• یو شکل؛ و
• ال (L) مانند

بهره میگیرند تا میزان راندمان قابل توجه‌تر گردد. ذکر این نکته الزامیست که:

در هر یک از منابع کویلی، از چند کویل مسی استفاده میشود؟!. به طور کلی بایستی گفت که هر چقدر ظرفیت منبع کویل دار (قرار گرفته در موتورخانه برای تأمین آبگرم ساختمان) بیشتر باشد، از 1 یا چندین کمبدل مسی بهره گرفته میشود.

بسیاری از منابع کویلی به بویلرها متصل هستند. ازهمین رو بایستی اشاره داشت که کویل‌های مسی در برابر بخارات داغ، کاملاَ مقاوم بوده و هیچگونه خللی در عملکرد آنها بوجود نمی‌آید. سایز لوله کویل‌های بکاررفته در هنگام خرید منبع کویل دار ، غالباَ از سوی کارفرمایان مورد بررسی قرار میگیرد. چنانکه معمولاَ با لوله‌هایی به سایز سه/چهارم اینچ برخورد میکنید. ضمن اینکه ضخامت این پایپ‌ها معمولاَ بین:

• 80 میلی‌متر تا
• 24 میلی‌متر

در نظر گرفته میشود.

نصب کویل مسی در برج خنک کننده

برج خنک کننده یا همان کولینگ تاور مداربسته، از دیگر تجهیزاتی است که از کویل مسی بهره می‌برد. بدینگونه که آبهای پرحرارت ناشی از فرآیندهای صنعتی، وارد لوله‌های پره دار کویل مسی میگردند. سپس این سیالات در لوله‌های پره‌دار متصل به کویل‌ها در یک فرآیند بسته‌ی رفت و برگشتی جریان می‌یابند. ازسوی دیگر فن‌های دستگاه برج خنک کننده، هوای خنک بیرونی را مکیده و به سمت لوله‌های کویل‌ها می‌دمند. در اثر برخورد مداوم هوای خنک به سطوح خارجی لوله‌های حاوی جریان آب، رفته رفته نوعی تبادل گرمایی رخ داده و آبها خنک میگردند. بیاد داشته باشید که:

به هر میزان که ظرفیت کویل مسی قرار گرفته در دستگاه بیشتر باشد، ظرفیت کلی و تناژ تبرید برج خنک کننده نیز افزایش می‌یابد. بسته به حجم دبی سیال ورودی و فشارهای عملیاتی سیستم کولینگ، نوع مبدل مسی قابل استفاده نیز متفاوت خواهد بود.

اگر چه که سایز و ضخامتهای لوله‌های مسی، بایستی بر اساس نوع و توان کارکردی برج خنک‌کن انتخاب گردد. اما در مجموع بهره‌گیری از کویل‌های مسی متشکل از لوله‌هایی با سایز:

• 4 اینچ،
• 8 inch
• 8 اینچ

و ضخامتهای استانداردی نظیر 0.63 تا 0.81 اینچ بسیار رایج می‌باشد. نهایتاَ کلکتورهای از جنس مس/یا گالوانیزه نیز به این کویل‌ها وصل میشوند.

استفاده کویل مسی در هواساز

در رابطه با بکارگیری انواع کویل مسی در دستگاه‌های هواساز صنعتی، توجه به نکات زیر کمک‌کننده خواهد بود:

1. لوله‌های مسی مناسب برای تشکیل کویل‌های تعبیه شده در دستگاه هواساز صنعتی، غالباَ از سایزهایی نظیر: 1.2، 3.8 و 5.8 اینچ ساخته میشوند.
2. ضخامت مناسب برای این پایپ‌ها، از 0.38 تا 0.81 میلیمتر در نظر گرفته میشود. (برای استفاده در هواسازها)
3. بکارگیری کویل مسی در سیستمهای هواساز، با هر دو هدف عملیات گرمایش/و سرمایش صورت میپذیرد.
4. باتوجه به کارکرد و ظرفیت هوادهی هواسازها، معمولاَ از کویل مسی فین‌دار استفاده میشود. (میزان فین‌های بکاررفته نیز باید بر اساس حجم کارکرد دستگاه، موردتوجه قرار گیرد)

ابعاد و اندازه کویل‌های مسی

گونه‌های مختلف کویل مسی عمودی موجود در بازار، در ابعاد و اندازه‌های زیر در دسترس می‌باشند:

• کویل مسی 15 فوت. (طول دقیق 90cm)
• 20 فوت. (طول مفید 122.5cm)
• 25 فوت. (با طول 136 سانتیمتر)
• کویل مسی 30 فوت. (طول مفید 115 سانتیمتر)
• 40 فوت. (دارای طول 128cm)
• کویل‌های از جنس مس 50 فوت. (طول مفید 110cm)
• تجهیزات کویل مسی 60 foot. (دارای طول استاندارد 125 سانتی)
• 80 فوت. (در ازای 130 سانتیمتر)
• 100 فوت. (130cm طول)

تمامی ابعاد فوق با احتساب ضخامت 0.7 میلیمتری این تجهیزات، ذکر گردید. ضمناَ کلگی چدنی تعبیه‌شده در انتهای آنها با افزایش اندازه، بزرگتر در نظر گرفته میشود.

مقایسه کویل‌های مسی و آلومینیومی

در سالیان اخیر، تقاضاها برای خرید انواع کویل مسی، شدیداَ بیشتر از همتایان از جنس الومینیوم بوده است. در حقیقت با افزایش آگاهی‌های فنی و صنعتی کارفرمایان، آنها دریافته‌اند که:

• عملکرد رسانایی در مدلهای از جنس مسی، بیشتر از کویل‌های آلومینیومی است.
• دوام بالاتری در شرایط کار مشابه دارند.
• بلحاظ ذاتی، مقاومت کویل مسی در برابر اکسایش بسیار بهتر از کویل‌های آلومینیومی خواهد بود.
• احتمال شکستن در مدلهای آلومینیومی بسیار بیشتر است!
• در صورت مشاهده‌ هر گونه خرابی، فرآیند تعمیر مبدل مسی راحت‌تر خواهد بود.
• و البته مهمتر از همه اینکه حجم انتقال گرما در کویل‌های مسی، تقریباَ 2-2.5 برابر مدلهای از جنس آلومینیوم می‌باشد.

مزایای کویل مسی

به‌لطف وجود کویل‌های آلومینیومی، کارفرمایان هیچگونه اجباری را برای استفاده از مدلهای مسی پیش روی خود نمی‌بینند. اما مزایای گسترده و کارایی فوق العاده انواع کویل مسی موجب شده تا بکارگیری این تجهیزات در اولویت صاحبان صنایع قرار گیرد. برخی از مهمترین مزیتهای کویل‌های مسی، به شرح زیر می‌باشد:

• راندمان/بازدهی کاری بسیار قابل توجهی
• رسانایی بیشتر نسبت به متریال آلومینیوم
• به‌کارگیری در طیف گسترده‌ای از تجهیزات صنعتی
• دوام کارکردی بسیار بالا
• فشردگی مناسب
• حفظ کیفیت سیالی که درون کویل مسی در چرخش رفت و برگشتی قرار دارد.
• ایمنی بالا
• عدم اکسیده شدن
• قابلیت خمکاری به میزان موردنیاز
• عدم هرگونه نشتی از کویل مسی
• ارائه ضریب اطمینان قابل‌توجه
• امکان طراحی و تولید در ظرفیتها، ابعاد و ضخامتهای مختلف (بسته به نیازهای متنوع صنعتی)
• ارائه گارانتی معتبر توسط گروه صنعتی ناب زیست
• با عنایت به ماندگاری بالا، بسیار مقرون بصرفه هستند.
• درون پایپ‌های مبدل مسی، گازهای محافظت‌کننده‌ی N (نیتروژن) قرار داده شده است.
• جوشکاری دقیق و بدنه‌ی بدون درز
• درصد اتلاف حرارت پایین
• توزیع گرمای یکسان
• پس از آزمایشهای متعدد کیفی، روانه بازار میشوند.

معایب و مشکلات مبدل مسی

در کنار مزایای کم‌نظیر کویل مسی، به جهت رعایت انصاف بایستی به معایب محدود این محصولات نیز اشاره نماییم:

1. اگر چه کویل‌های مسی اکسیده نمیشوند، اما در هنگام بروز تغییرات شیمیایی سیال، ممکن است دچار خوردگی/و تجزیه درونی شوند. فلذا از ورود سیال‌هایی با ماهیت پایدار و غیرشیمیایی و با تی‌دی‌اس کمتر از 50ppm به درون اینگونه کویل‌ها مطمئن شوید.
2. قیمت آنها بیشتر از کویل‌های آلومینیومی است. (بعضاَ برخی از کارفرمایان به همین دلیل به سراغ مدلهای آلومینیومی میروند که البته کارایی به‌مراتب کمتری دارند!!)
3. ایستادگی آنها در برابر برخی از عناصر شیمیایی پرغلظت، چندان مناسب نخواهد بود. (نظیر: هیدروژن سولفیدها!)

انواع کویل مسی

به لحاظ نوع ساختار و شکل، انواع کویل مسی را میتوان در دسته‌های زیر جای داد:

1. کویل مسی لوله ای:

رایجترین مدل موجود در بازار است که به‌سبب هدایت گرمایی بالا، از محبوبیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. سرعت انتقال حرارت بالا، از دیگر ویژگیهای کویل مسی لوله ای است که استفاده از آنها را در انواع سیستمهای تهویه مطبوع گرمایشی/و سرمایشی گسترش بخشیده است.

2. کویل‌های لوله مویین:

مدلهای مختلف کویل مسی مویی یا موئین (به هر دو نام معروف هستند)، از سایز دهانه بسیار کوچکی برخوردار می‌باشند. فلذا این مدلها برای نصب در انواع:

• سیستم‌های برودتی صنعتی؛ و
• تجهیزات سردکننده‌ی آزمایشگاهی

استفاده‌های گسترده‌ای دارند.

3. کویل‌های مسی شاخه ای:

بارزترین ویژگی این مدلها، هدایت الکتریکی قابل توجه آنهاست. همچنین بدلیل ساختار شاخه‌ای انواع کویل مسی شاخه ای، آنها در برابر ضربات وارده مقاومت مناسبتری را ارائه میدهند. عمدتاَ کارشناسان از مدلهای شاخه ای بعنوان بهداشتی ترین نوع کویل‌ها نام می‌برند.

4. مبدل‌های مسی کلافی:

به‌لطف بهره‌گیری از مجراهای کلافی مسی، این کویل‌ها دارای فلکسیبیلیتی ویژه ای می‌باشند. همچنین لوله‌های کلافی منعطف کمک کرده‌اند تا ابعاد اصطلاحاَ جمع و جوری برای این تجهیزات بدست آید. بطوریکه:

• طول آنها معادل 17 الی نهایتاَ 60 سانتیمتر بوده؛ و
• قطری متغیر بین 4.1 الی 7.8 inch دارند.

خرید کویل مسی فین دار

صاحبان صنایع همواره بمنظور برآورده سازی اهدافی همچون:

• افزایش راندمان تبادل حرارت؛ و
• بالاتر بردن سطح انتقال گرمای سیالات

به خرید کویل مسی فین دار روی می‌آورند. البته هنگام بکار گیری کویل‌های مسی فین دار، حتماَ بایستی به 3 نکته‌ی مهم توجه داشته باشید:

1. مدلهای مختلف کویل فین دار مسی که در دستگاه‌هایی نظیر ایرکولرها و کولینگ تاورها مورد استفاده قرار میگیرند، بایستی دارای تراکم فین متناسب با ظرفیت هوادهی/خنکسازی دستگاه باشند.
2. چنانچه سختی آب ورودی به کویل‌ها بین 5-6 و بالاتر باشد، احتمالاَ شاهد انسداد لوله‌های این تجهیزات باشیم. به‌همین علت است که بسیاری از سیستم‌های کولینگ از دستگاه سختی‌گیر آب بهره می‌برند.
3. بهتر است در سیستم‌های مبتنی بر مکانیزم آب‌خنک از مدلهای فین‌دار استفاده نشود.

اطلاعات فنی انواع مبدل مسی

مشخصات فنی انواع کویل مسی تولیدشده توسط گروه صنعتی ناب زیست (یا مطابق لفظ بازاری همان مبدل لوله‌ای مسی)، در قالب جدول زیر قرار گرفته است:

قیمت کویل مسی

بمنظور انجام فرآیند تعیین قیمت انواع کویل‌های حرارتی، توجه به پارامترهای مختلفی الزامی می‌باشد. در همین زمینه ذیلاَ از عوامل موثر بر تعیین قیمت کویل‌ها نام برده‌ایم:

• متراژ و ابعاد دهانه لوله‌ها
• ضخامت پایپ‌ها
• جنس کویل. (مشخصاَ قیمت کویل مسی باتوجه به نوسانات متعدد هزینه جهانی خرید مس و کارایی هرچه بیشتر آنها، بیشتر از مدلهای آلومینیومی خواهد بود. البته هزینه ساخت کمتری نسبت به کویل‌های استیل دارند)
• تعداد ردیف‌های لوله‌های بکاررفته
• میزان استفاده از مس مرغوب در این تجهیزات
• ظرفیت. (بعنوان یکی از موثرترین عوامل قیمتگذاری)
• وزن کلی این تجهیزات
• کیفیت ساخت و میزان اعتبار برند سازنده
• کلاس فشاری کویل از جنس مس
• حالت تولید تک‌کویل یا 2کویل
• فین دار بودن یا نبودن
• نوع و جنس فین. (آلومینیومی یا مسی؛ در قالب مدلهای بلو فین و گلد فین‌ها)
• تناسب کارکردی با سختی کل سیال
• نوع مداربندی کامل یا نیمه
• تیپ قرارگیری لوله‌ها بصورت لوزی‌مانند و البته مثلثی
• بسته‌بندی با یا بدون قرقره
• اختلاف دمای آب ورودی و آب خروجی از کویل‌های مسی.

در مجموع باتوجه به عوامل فوق، به‌جهت کسب آگاهی از قیمت بروز کویل‌های مسی میتوانید با مشاوران فنی گروه صنعتی ناب زیست ارتباط برقرار نمایید. مهندسین گروه صنعتی ناب زیست همواره بر این مسئله اهتمام دارند که علاوه بر ارائه راهگشاترین مشاوره‌های فنی، بهترین محصول ممکن را نیز به کارفرمایان گرامی عرضه نمایند.

نحوه تولید و آزمایش کویل‌های مسی

بطور اجمالی میتوان گفت که برای تولید کویل مسی، ابتدا از لوله‌های مسی مرغوب (در سایز و ضخامت متناسب با سفارش) استفاده میشود که این لوله‌ها به منبع اصلی اتصال می‌یابند. فولاد آبکاری‌شده، متریال مناسبی است که برای ساخت بدنه‌ی منبع کویل‌های مسی بکار گرفته میشود. لازم بذکر است که ابتدا و انتهای لوله‌ها، بوسیله‌ی سرپوشهای مخصوص بسته خواهد شد. همچنین باتوجه به استفاده از عملیات جوش در نقاط مختلف کویل مسی، پس از تولید، این تجهیزات به مدت یک شبانه‌روز کامل، تحت آزمایش بارپذیری قرار میگیرند.

برای دوام آوری هر چه بیشتر محصول، تمامی جداره‌های داخلی کویل مسی ابتدا سندبلاست میشوند. سپس 3 لایه رنگ مقاوم اپوکسی برای آنها بکار گرفته میشود تا کیفیت ساختاریشان افزایش یابد. نهایتاَ پس از تولید و برای آزمایش کیفی ورقهای بدنه و لوله‌ها، از گازهای ازت که یکی از ریزترکیبهای نیتروژن است، استفاده میشود. بدین ترتیب که آزمایشی با وارد آوردن 20 بار فشار به کویل‌های مسی طراحی میگردد.

نکته: معمولاَ پس از تولید، سطح بیرونی و درونی مبدل‌های مسی کاملاَ تمیز شده و سپس بسته بندی آنها انجام میشود.