کویل رادیاتور و انواع آن

کویل ها انواع بسیار متنوعی داشته و هر یک کاربرد خاصی دارند. در ادامه به توضیحاتی درباره کویل های فین دار پرداخته شده است.

کویل (رادیاتور) چیست؟

کویل حرارتی یا رادیاتور تجهیزی بوده که به طور گسترده در سیستم های گرمایشی و سرمایشی استفاده می شود. این کویل ها عمدتا از لوله های فلزی ساخته شده اند و در موارد متنوعی همچون ساختمان ها، خودروها، دستگاه های صنعتی و سایر سیستم های سرمایش و گرمایش مورد استفاده قرار می گیرند.

در کویل یا رادیاتور گرمایشی، جریان با دمای بالا درون لوله های کویل جریان داشته و با عبور هوا از آن، حرارت را به محیط انتقال می دهد تا دمای محیط را افزایش دهد.

کویل سرمایشی نیز همانند کویل گرمایشی عمل می کند، با این تفاوت که سیال با دمای پایین از لوله های کویل عبور کرده و حرارت را از محیط جذب، و آن را به بیرون منتقل می کند تا دمای محیط را کاهش دهد. از این کویل ها در سیستم های سرمایشی ساختمان ها، یخچال ها، خودروها و غیره استفاده می شود.

کویل حرارتی، دارای ساختاری خاص بوده تا بتواند در ابعاد کوچکتر، عملکرد مناسبی داشته باشد. کویل یا رادیاتور، از طریق تبادل حرارت، گرما یا سرما را از یک سیال به هوا یا محیط اطراف منتقل می کند.

جنس لوله های کویل اغلب از مس، آلومینیوم و در برخی موارد از فولاد ساخته می شود. از بین این لوله ها صفحات فلزی نازکی با فاصله اندک از یکدیگر عبور می کند که به آن ها فین (Fin) گفته می شود. فین ها باعث افزایش سطح تبادل حرارتی هوا شده و آن را بهبود می دهد.

انواع کویل رادیاتور

رادیاتورها اغلب بر اساس منبع گرما، موادی که از آن ساخته شده اند یا شکل و پیکربندی آن ها، گروه بندی می شوند رایج ترین انواع رادیاتور عبارتند از:

• رادیاتور بخار (Steam radiator)

رادیاتور بخار یکی از تجهیزات انتقال حرارت است که با استفاده از بخار، گرما را به هوای اطراف منتقل کرده و فضا را گرم می‌کند. این رادیاتورها در مکان‌هایی مانند ساختمان‌های بزرگ، بیمارستان‌ها و کارخانه‌ها کاربرد دارند. در آن‌ها از لوله‌های پره‌دار برای افزایش سطح انتقال حرارت و بهبود بازده گرمایی استفاده می‌شود.

• رادیاتور آب گرم (Hot water radiator)

رادیاتور آب گرم با استفاده از آب گرم شده توسط سیستم گرمایش مرکزی (مانند دیگ بخار یا پمپ حرارتی)، گرما را به محیط منتقل می‌کند. آب گرم درون یک محفظه فلزی جریان یافته و گرمای خود را از طریق تشعشع یا همرفت به هوا می‌دهد. پس از خنک شدن، آب به پایین رادیاتور می‌رود و از لوله خروجی خارج می‌شود. این رادیاتورها که از موادی مانند فولاد، چدن یا آلومینیوم ساخته می‌شوند، به دلیل اینرسی حرارتی بالا حتی پس از خاموش شدن نیز گرما منتشر می‌کنند و گزینه‌ای محبوب برای گرمایش منازل هستند.

• رادیاتور برقی (Electric radiator)

رادیاتورهای الکتریکی مانند رادیاتورهای حرارت مرکزی عمل می‌کنند، اما به سیستم لوله‌کشی متکی نیستند و به‌صورت مستقل با استفاده از مایع حرارتی یا عناصر خشک، گرما تولید می‌کنند. حدود دو سوم گرما از طریق همرفت و یک سوم از طریق تابش منتقل می‌شود. این رادیاتورها معمولاً دارای قابلیت‌هایی مانند برنامه‌ریزی هفتگی، ترموستات دقیق و کنترل WiFi هستند که امکان مدیریت مصرف انرژی، مشاهده آمار و کاهش هزینه‌های گرمایشی از طریق تلفن همراه یا تبلت را فراهم می‌کنند.

• رادیاتور پانلی (Panel radiator)

رادیاتورهای پانلی با سطحی صاف، گرما را از طریق همرفت و تابش به فضای اتاق منتقل می‌کنند و در انواع تک پانل و دو پانل تولید می‌شوند. نوع دو پانل، به دلیل سطح انتقال حرارت بیشتر، گرمای بیشتری نسبت به نوع تک پانل منتشر می‌کند، به‌ویژه اگر دارای پره‌های حرارتی (Convector fins) باشد. با این حال، رادیاتورهای تک پانل همچنان کاربرد دارند؛ زیرا فضای کمتری اشغال می‌کنند و از نظر ظاهری در برخی فضاها، مانند زیر پنجره‌های عریض یا راهروهای باریک، تناسب بهتری دارند.

• رادیاتور قرنیز (Baseboard radiator)

رادیاتور قرنیز نوعی رادیاتور کوچک است که علاوه بر مقرون به صرفه بودن چندین مزیت دیگر دارد که آن را به گزینه ای مناسب برای واحدهای گرمایش خانگی تبدیل می کند. در این نوع رادیاتورها، آب در بخش حرارت مرکزی واقع در زیر زمین گرم شده و این آب گرم از طریق لوله ها، به تخته های قرنیز در اتاق های مختلف توزیع می شود و در نهایت گرمای موجود در آب گرم به صورت همرفت یا تابشی به هوای اطراف منتقل خواهد شد. در این نوع رادیاتورها نیز ورق های فلزی با فاصله نزدیک یا همان Fins، سطح را برای انتقال گرمای کارآمد به هوای اتاق، افزایش می دهند.

• رادیاتور حوله ای (Towel radiator)

رادیاتور حوله ای در واقع نوعی تجهیز است که برای گرم کردن حوله ها قبل از استفاده از آن ها طراحی شده است. برای سال ها هتل های اروپایی از آن ها به عنوان حوله خشک کن یا قفسه ترکیبی استفاده می کردند. رادیاتور حوله ای به نوعی یک بخاری حمام است که هم برای خشک کردن و گرم کردن حوله و هم گرم کردن فضای حمام، مناسب خواهد بود.

• کویل سرمایشی

کویل خنک‌کننده نوعی مبدل حرارتی است که از ردیف‌هایی از لوله‌های پره‌دار (معمولاً پره‌های آلومینیومی روی لوله‌های مسی) تشکیل شده و گرما را از هوا به مبرد یا آب سرد منتقل می‌کند. در شرایط رطوبت بالای اتاق، با کاهش دمای کویل به زیر نقطه شبنم، می‌توان رطوبت را کاهش داد. اما این فرایند ممکن است باعث سرمایش بیش از حد شود، که در این صورت استفاده از باتری بخاری برای متعادل‌سازی دما ضروری است. هرچند کارکرد هم‌زمان کویل سرمایشی و باتری بخاری از نظر اقتصادی مطلوب نیست، اما برای کنترل دقیق دما و رطوبت، گاهی اجتناب‌ناپذیر است.

کاربرد کویل ها (رادیاتورها)

همانطور که بیان شد، کویل حرارتی یک نوع مبدل حرارتی بوده که برای انتقال گرما بین دو سیال مورد استفاده قرار می گیرد. این سیالات ممکن است شامل آب سرد، بخار، آب گرم، روغن و انواع گازهای مبرد باشند.

بیشتر بدانید: کویل سرمایشی و گرمایشی چیست

کویل های حرارتی در صنایع مختلف و کاربردهای گسترده ای مانند سیستم های سرمایشی و گرمایشی، صنایع غذایی و دارویی، صنایع شیمیایی و پتروشیمی، و صنایع تولید انرژی استفاده می شوند.

یکی از کاربردهای مهم کویل حرارتی در سیستم های تبرید است. در این سیستم ها، کندانسور و اواپراتور دو بخش اساسی بوده که برای جذب و دفع گرما استفاده می شوند.

در کندانسور، بخار داغ مبرد از طریق کویل حرارتی گرمای خود را به هوای بیرون منتقل می کند. در اواپراتور نیز مبرد مایع با جذب گرما از محیط به بخار تبدیل می شود و این گرما از محیط سرد گرفته می شود. بنابراین، عملکرد سیستم های تبرید بر اساس انتقال گرما بین دو سیال از طریق کویل های حرارتی برقرار می شود.

علاوه بر سیستم های تبرید و تهویه مطبوع، از کویل ها در صنایعی همچون نیروگاه ها، و صنعت داروسازی استفاده می شود که در ادامه به آن پرداخته شده است.

کاربرد مبدل حرارتی در نیروگاه ها

در نیروگاه ها، مبدل های حرارتی نقش مهمی در خنک کاری تجهیزات و سیستم های مختلف ایفا می کنند. تجهیزات نیروگاه ها در معرض دمای بالایی قرار گرفته و بدون خنک کاری مناسب، به سرعت آسیب می بینند و از مدار خارج می شوند.

از این رو، برای خنک کاری این تجهیزات، از آب یا روغن استفاده می شود؛ اما آب و روغن پس از مدتی خنک کاری، گرم شده و توانایی ادامه کار نخواهد داشت؛ بنابراین، لازم است که در هر سیکل، آب و روغن تحت خنک کاری قرار گیرد.

در نیروگاه ها، آب یا روغن گرم از تجهیزات به مبدل های حرارتی منتقل می شود و با آب یا روغن سردتر تبادل حرارت می کنند؛ در نتیجه، آب یا روغن حرارت دیده، خنک می شود و می تواند دوباره برای خنک کاری تجهیزات مورد استفاده قرار گیرد.

مبدل های حرارتی در نیروگاه های حرارتی کاربردهای مختلفی دارند، از جمله: خنک کاری توربین های بخار، خنک کاری کمپرسورها، خنک کاری دیگ های بخار و خنک کاری روغن های روان کاری.

کاربرد مبدل حرارتی در صنعت داروسازی

در صنعت داروسازی، مبدل های حرارتی نقش مهمی در کنترل دما دارند. این امر به دلیل حساسیت فرآیندهای شیمیایی تولید دارو نسبت به دما است. در بسیاری از مواقع، لازم است که دمای یک محلول یا مخلوط برای مدت زمان مشخصی در محدوده خاصی حفظ شود.

شما میتوانید برای آگاهی بیشتر درباره صتعت داروسازی مقاله سردخانه دارویی و شرایط نگهداری داروها در سردخانه را مطالعه کنید.

این موضوع برای انجام صحیح واکنش های شیمیایی ضروری است. برای این منظور از مبدل های حرارتی استفاده شده تا بتوان به کمک آن دمای مورد نیاز را حفظ کرد.

در صنعت داروسازی، معمولا آب برای کنترل دما استفاده می شود؛ در نتیجه مبدل های حرارتی در این صنعت نیز وظیفه گرم یا سرد کردن آب را بر عهده دارند.

عوامل مؤثر بر قیمت کویل یا رادیاتور

عوامل اصلی تعیین کننده قیمت کویل ها عبارتند از:

• جنس کویل: کویل ها از مواد مختلفی از جمله مس، آلومینیوم، و در برخی موارد از فولاد ساخته می شوند که هر کدام قیمت متفاوتی داشته، و به طور کلی کویل های مسی دارای قیمت بالاتری هستند.
• نوع و برند سازنده: برندهای مختلف کویل داری قیمت های متفاوتی بوده و به طور کلی، برندهای معتبرتر قیمت بیشتری دارند. هچنین شکل هندسی کویل نیز می تواند بر قیمت آن تاثیرگذار باشد.
• تکنولوژی ساخت کویل: کویل ها تجهیزات حساسی هستند که علاوه بر تبادل حرارت مناسب، باید در برابر خوردگی و زنگ زدگی نیز مقاوم بوده و همچنین در کمترین ابعاد بیشترین انتقال حرارت را فراهم کنند. از این رو دستیابی به این ویژگی ها فناوری خاص خود را داشته و هر چقدر این تکنولوژی به روزتر باشد، می توان قیمت بیشتری را برای آن متصور شد.