ظرفیت منبع کویل دار و نحوه محاسبه آن

ظرفیت منبع کویل دار به میزان آبی گفته می‌شود که این دستگاه می‌تواند در یک بازه زمانی مشخص گرم کند. این ظرفیت معمولاً بر حسب لیتر (برای حجم مخزن) و کیلو کالری بر ساعت (kcal/hr) یا کیلووات (kW) (برای توان حرارتی کویل) بیان می‌شود. ظرفیت منبع کویل دار مستقیماً به حجم مخزن، توان حرارتی کویل، دبی آب گرم مصرفی، اختلاف دمای آب ورودی و خروجی و شرایط محیطی وابسته است.

کویل حرارتی درون منبع وظیفه انتقال انرژی گرمایی از یک سیال گرم (مانند آب داغ یا بخار) به آب سرد را بر عهده دارد. هر چه سطح تبادل حرارتی کویل بزرگ‌تر و دبی سیال گرم‌کننده بیشتر باشد، ظرفیت گرمایشی منبع افزایش می‌یابد. همچنین، عایق‌بندی مناسب نقش مهمی در کاهش اتلاف حرارتی و بهینه‌سازی عملکرد دارد.

محاسبه ظرفیت منبع کویل دار

محاسبه ظرفیت حرارتی مورد نیاز با فرمول Q = m × C_p × ΔT انجام می‌شود که در آن Q ظرفیت حرارتی، m دبی آب گرم مصرفی، C_p گرمای ویژه آب (1kcal/kg°C) و ΔT اختلاف دمای آب است.

محاسبه ظرفیت منبع کویل دار معمولاً بر حسب میزان بار حرارتی مورد نیاز محاسبه می‌شود. در استخر با دانستن تعداد شناگران و مقدار مصرف 50 لیتر برای هر نفر و با ضرب کردن عدد بدست آمده در ضریب تقاضا (بین 0.4 تا 0.6) حجم مخزن به دست می آید که این میزان در ضریب 1.2 (ضریب ذخیره) ضرب می گردد.

ضریب تقاضا: ضریبی است که که به دلیل همزمان نبودن استفاده ساکنین (در ساختمان)، شنا گران (در استخرها) و… از دوشها و دستشویی ها در میزان مصرف ضرب می گردد.
ضریب ذخیره: منابع ذخیره آب در زمان استفاده ممکن است در پیک بار، به شدت آب کم کنند و آب سرد جبرانی باعث سرد شدن کل منبع شده و حرارت دیگ، توان تامین گرمای مورد نیاز برای متعادل کردن حرارت را نخواهد داشت، به همین دلیل ضریبی به نام ضریب ذخیره منبع را در حجم مصرف بدست آمده ضرب می کنیم تا از یکنواختی درجه حرارت در زمان پیک مصرف اطمینان حاصل شود. این ضریب برای کاربریهای مختلف، متفاوت است و برای استخرها معمولا برابر با 1.2 در نظر گرفته می شود.

برای محاسبه ظرفیت منبع کویل دار؛ درجه حرارت آب مصرفی، درجه حرارت بویلر و دبی در گذر هر کدام مورد نیاز است. در صورت قرار دادن این اعداد در اختیار کارخانجات سازنده منبع کویل دار، توان محاسبه ظرفیت آنها را خواهند داشت.

محاسبه میزان آب گرم مورد نیاز

برای محاسبه ظرفیت باید ابتدا یک برآوردی از میزان آب گرم مورد نیاز را با توجه به جداول مربوطه بدست آورد. بعد از بدست آوردن حجم منبع باید در ضریب تقاضا و ضریب ذخیره منبع را نیز در آن ضرب کرد تا مقدار واقعی آبگرم مصرفی را بتوان بدست آورد.

ضریب تقاضا * حداکثر مصرف در ساعت = مقدار واقعی مصرف آبگرم در ساعت
ضریب ذخیره منبع * ضریب تقاضا * حداکثر مصرف در ساعت = حجم منبع آبگرم

برای محاسبه مقدار بار حرارتی آبگرمکن مورد نیاز نیز میتوانید از فرمول زیر استفاده نمایید:

سپس با توجه به محاسبه حجم آبگرم مورد نیاز و بار حرارتی مورد نیاز می توانیم منبع کویل دار مورد نیاز خود را انتخاب کنیم.

محاسبه حجم آبگرم مصرفی

منازل مسکوني تا 5 نفر: 283.5-189 ليتر
منازل مسکوني تا 10 نفر: 472.5 ليتر
مجموع ساختمانهاي آپارتماني بامخزن مشترک: 189 ليتر براي هر واحد آپارتماني
بيمارستان براي هرتخت: 46 ليتر
مدارس به ازاء هردانش آموز: 2-1 ليتر
ادارات به ازاء هر کارمند: 4.7 ليتر
کارخانجات در صورت داشتن دوش، به ازاء هر کارگر: 28.3 ليتر

در ادامه جدول ظرفیتهای مختلف منابع کویلی بهمراه برخی مشخصات فنی ارائه شده است:

ردیف	ظرفیت لیتر	ضخامت ورق میلیمتر	وزن کیلوگرم	سطح حرارتی فوت مربع	قطر عدسی سانتیمتر	ارتفاع مفید سانتیمتر	تعداد واحد مسکونی مناسب
ردیف	ظرفیت لیتر	ضخامت ورق میلیمتر	وزن کیلوگرم	سطح حرارتی فوت مربع	قطر عدسی سانتیمتر	ارتفاع مفید سانتیمتر	کوچک	متوسط	بزرگ
1	300	4	98	10	62	100	4	3	2
2	400	4	120	12	72	100	5	4	2
3	500	4	135	15	72	120	6	5	3
4	600	4	150	18	72	150	8	6	4
5	800	5	240	23	82	150	12	8	5
6	1000	5	260	27	92	150	13	10	6
7	1200	5	310	29	100	150	15	12	8
8	1500	6	380	38	112	150	18	15	8
9	2000	6	480	71	112	200	25	20	10
10	2500	6	550	72	126	200	32	25	14
11	3000	6	660	83	140	200	40	30	18
12	4000	6	780	92	145	250	50	40	25
13	5000	6	950	110	145	300	مصارف صنعتی
14	6000	6	1000	120	160	300	مصارف صنعتی
15	8000	8	1320	144	185	300	مصارف صنعتی

توضیحات مهم جهت درک سریع و صحیح جدول بالا:

ظرفیتهای عنوان شده در جدول فوق ظرفیتهای استاندارد بوده و سایر ظرفیت ها به پیشنهاد خریدار قابل تولید می باشد.
ضخامت و ابعاد عنوان شده در جدول فوق طراحی بمنظور کاهش هزینه و قیمت بهینه و اقتصادی این مجموعه بوده و به سفارش خریداران محترم قابل تغییر می باشد.
در صورت تولید با ابعاد اختصاصی و ضخامتهای مورد درخواست، قیمت منبع کویل دار از قیمت ابعاد پیشفرض بیشتر خواهد بود.
وزن عنوان شده در جدول، وزن خالص مخزن مورد استفاده در منبع کویلی می باشد.
سطوح حرارتی پیشنهاد شده در جدول فوق، طبق استانداردهای بین المللی و مقررات ملی ساختمان طراحی و تدوین گشته است که قابل تغییر می باشد.
واحد کوچک مسکونی به واحد با زیر بنای حداکثر 75 متر مربع، واحد مسکونی متوسط یک واحد با متراژ 75 الی 120 متر مربع و واحد مسکونی بزرگ به واحد مسکونی با زیر بنای بالای 120 متر مربع و تعداد سرویس بهداشتی بیشتر در هر واحد اطلاق می گردد.
تعداد واحد مسکونی پیشنهاد شده در جدول بالا بر اساس تجربه طراحان منابع فلزی ناب ملل تدوین گشته و هدف از آن راهنمایی خریداران محترم جهت انتخاب ساده تر محصول می باشد. گرچه انتخاب صحیح منبع کویلی بر اساس آیین نامه‌های عنوان شده در متن سایت، بر حسب حداکثر میزان مصرف آبگرم در هر واحد و ضرایب و فرمولهای مربوطه به دست خواهد آمد.

محاسبه سطح کویل مورد نیاز

برای محاسبه سطح لازم کویل گرم کننده درون منابع کویلی از رابطه F=8.33G * (t2-t1)/U.tm استفاده می شود که در آن:

F: سطح جانبی کویل مسی یا استیل 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 از دستگاه
t1: درجه آب سرد ورودی به منبع کویل دار
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+t2/2که ts درجه حرارت آب گرم کننده می باشد.

عوامل مؤثر بر ظرفیت منبع کویل دار

ظرفیت منبع کویل دار به عوامل مختلفی بستگی دارد که مهم‌ترین آن‌ها شامل موارد زیر است:

میزان مصرف آب گرم: ظرفیت منبع باید بر اساس میزان آب گرم مورد نیاز در ساعات اوج مصرف تعیین شود. این مقدار بسته به نوع کاربری ساختمان (مسکونی، تجاری، صنعتی) متغیر است.
دبی و دمای ورودی و خروجی آب: دمای آب ورودی (مثلاً 10 درجه سانتی‌گراد) و دمای مورد انتظار آب خروجی (مثلاً 60 درجه سانتی‌گراد) تعیین‌کننده مقدار انرژی مورد نیاز برای گرم کردن آب است.
توان حرارتی کویل: کویل‌ها بسته به متریال ساخت، قطر، طول و سطح تبادل حرارتی، ظرفیت گرمایشی مشخصی دارند. مساحت و جنس کویل تأثیر مستقیمی بر راندمان انتقال حرارت دارد.
نوع و فشار سیال گرم ‌کننده: اگر از بخار یا آب داغ برای گرم کردن استفاده شود، راندمان حرارتی و سرعت انتقال حرارت افزایش می‌یابد. در مقابل، استفاده از آب گرم معمولی به دلیل دمای پایین‌تر، نیاز به سطح تبادل حرارتی بزرگ‌تری دارد.
جنس و ضخامت بدنه مخزن: مواد به‌کاررفته در مخزن (فولاد گالوانیزه، استنلس استیل و غیره) و ضخامت آن بر روی حفظ دمای آب گرم و کاهش تلفات انرژی تأثیر دارد.
عایق‌بندی مخزن: عایق‌های حرارتی مناسب مانند پلی‌یورتان یا پشم سنگ از هدررفت گرما جلوگیری کرده و باعث بهینه‌سازی مصرف انرژی می‌شوند.