کویل های هوا خنک و هوا گرم با چرخش اجباری - جهان تهویه اعتماد

AHRI Standard 410

بخش 1 :هدف

11 -هدف: هدف از این استاندارد تبیین تعاریف کویل ، دسته بندي ها، ملزومات آزمایش، ملزومات درجه بندی، حداقل داده  هاي مورد نیاز براي درجه بندي منتشر شده، نماد ها و واحد ها، خصوصیاتی مرجع و ضرایب تبـدیل، اطلاعـات  پلاك و شرایط متابعت براي کویل هاي هوا خنک و هواگرم با چرخش اجباري می باشد.  

1-1-1 قصد: مقصود این استاندارد راهنمایی صنایع شامل تولیدکنندگان، مهندسین، نصابان، پیمانکاران و مصرف  کنندگان می باشد.

1-1-2 -بازنگري و اصلاح: این استاندارد باید با پیشرفت تکنولوژي مورد بازنگري و اصلاح قرار گیرد.

بخش 2 : دامنه کاربرد  

21 -دامنه کاربرد: این استاندارد به کویل های هوا خنک و هوا گرم با چرخش اجباري همانطور که در بخش 3 تعریـف  شده و در بخش 4 این استاندارد دسته بندي گردیده است و براي کاربرد تحت شرایط غیر یخ زدگی اعمال می شود.  

 این استاندارد روشی اساسی را براي تعیین عملکرد کویل با بسط اطلاعات تست هاي آزمایشگاهی بـه سـایر شـرایط  عملکردي و ابعاد کویل و تعداد ردیف هاي متفاوت، فراهم کرده و مستند می سازد.

بخش 3 :تعاریف کویل

 تمام اصطلاحات موجود در این مدرك باید از تعاریف استاندارد صنعتی موجـود در ویـراش جـاري واژگـان صـنعتی  ASHRAE گرمایش، تهویه، تهویه مطبوع و تبرید تبعیت کنند مگر مواردي که در این بخش به صـورت دیگـري تعریـف  شده باشند.  

3 – 1 خط کویل : جهت این استاندارد، یک خط کویل با داشتن موارد زیر با یکدیگر تعریف می گردد. 

الف- سیال (مبرد فرار، آب، بخار یا محلول آبی اتیلن گلیکول)  

ب- اندازه لوله، فاصله، آرایش (موازي یا یک در میان) یا ساختار درونی.  

ج- پیکر بندي فین ها (نه فاصله آن ها).  

3- 1 – 1 –مثال هایی از خط کویل عبارت اند از: 

الف- اتیلن گلیکول آبی- اگر شرایط ب و ج از مورد 13 ارضا شوند، موارد زیر انواعی هستند که ممکن است بخشـی از  یک خط باشند:  

  • 1 – نوع مدار پیوسته 
  • 2 – نوع خود تخلیه 
  • 3 – نوع قابل تمیز شدن 

ب- توزیع کننده بخار 

ج- تک لوله اي بخار 

ح- مبرد فرار کویل انبساط مستقیم با کنترل جریان به وسیله شیر انبساط 

خ- آب- اگر شرایط ب و ج مورد 13 ارضا شوند، موارد زیر انواعی هستند که ممکن است بخشی از یک خط باشند:

  • 1 – نوع مدار پیوسته 
  • 2 – نوع خود تخلیه 
  • 3 – نوع قابل تمیز شدن 

2-3 –ظرفیت سرمایی: ظرفیت وابسته به تغییر در آنتالپی هوا شامل ظرفیت هاي نهان و محسوس که بر حسب h/Btu بیان می شود.  

123 -ظرفیت نهان: ظرفیت مربوط به تغییر در نسبت رطوبت  

223 -ظرفیت محسوس: ظرفیت مربوط به تغییر در دماي حباب خشک  

3-3 –کویل هواي چرخش اجباري- کویلی براي استفاده در جریان هوایی که گردش آن به دلیل وجود اخـتلاف فشـار  ناشی از یک فن یا دمنده است، می باشد.

1-3-3 -کویل هوا خنک چرخش اجباري- یک مبدل حرارتی با یا بدون سطوح گسترش یافته که در میان آن یـا آب  سرد، محلول آبی سرد اتیلن گلیکول یامبرد فرار در جریان است، به منظورسرمایش کلی (خنک کننـدگی محسـوس بـه  همراه خنک کنندگی نهان) از یک جریان هوای چرخش اجباري.

جدول 1

2-3-3 –کویل هواگرم چرخش اجباري- یک مبدل حرارتی با یا بدون سطوح گسترش یافته که در میان آن آب گـرم ،  محلول آبی گرم اتیلن گلیکول یا بخار به منظورگرمایش محسوس یک جریان هواي چرخش اجباري، در جریان است.  

4-3 –ظرفیت گرمایشی: ظرفیت مربوط به تغییر دماي حباب خشک که بر حسب h/Btu (W) بیان می شود.  

5-3 –تست هاي آزمایشگاهی- تست هاي انجام شده به وسیله تولید کننده روي نمونه کویل ها براي تعیین خصوصیات پایه ي انتقال حرارت و افت فشار که باید براي توسعه درجه بندي هاي منتشر شده مورد استفاده قرار گیرند.  

6-3 –درجه بندي هاي منتشر شده- جمع آوري مقادیر تخصیص داده شده بـه خصوصـیات عملکـردي تحـت شـرایط  درجه بندي بیان شده، که به وسیله آن یک کویل می تواند متناسب کاربرد آن انتخاب شود را می گویند. این مقادیر به  تمامی کویل هاي با اندازه اسمی و نوع (مشخصات) مشابه که توسط یک سازنده تولیـد شـده انـد، اعمـال مـی گردنـد. 

همانطور که در اینجا استفاده شده است، عبارت درجه بندي هاي منتشر شده شامل درجه بندي هاي تمامی خصوصیات  عملکردي انتشار یافته در مشخصات، تبلیغات یا مدارك دیگر که توسط یک تولید کننده کنترل شده یـا از طریـق یـک  روند کامپیوتري خودکار درجه بندي/انتخاب قابل دسترسی باشند ، می باشد.  

1-6-3 –درجه بندي کاربرد: درجه بندي هاي تعیین شده در شرایطی خارج از محدوده شرایط درجه بندي استاندارد.  

2-6-3 –درجه بندي هاي استاندارد: درجه بندي هاي درون محدوده شرایط درجه بندي استاندارد (جدول 1) که بیانی  دقیق از داده هاي تست هستند.  

7-3 باید یا بهتر است . این واژه ها به صورت زیر تعبیر می شوند: 

1-7-3 –باید: جایی که باید یا نباید براي یک ارایه ي مشخص استفاده می شود در صورت ادعاي مطابقت با استاندارد  این ارایه اجباري است.  

2-7-3 -بهتر است این کلمه براي نشان دادن ارایه هایی که اجباري نیستند ولی به عنوان یک تمرین مطلوب محسوب  می شوند استفاده می شود.  

ft lb / 075.0) 2/1 کیلوگرم بر متر مکعب) که می توان آن را با هواي خشک در 70 3

8-3- هواي استاندارد: هوا با چگالی درجه فارنهایت (21 درجه سلسیوس) و فشار بارومتري 92inHg.29) 3/101 کیلو پاسکال) تقریب زد.  

9-3 –جهت استاندارد کویل: در موقعیت استاندارد کویل، لوله ها افقی و صفحه کویل عمـودي بـا جریـان هـواي افقـی  هستند.  

10-3 –مجموعه تست ها: مجموعه اي از تست هاي مربوطه انجام شده روي یک کویل تست.

11-3 –همزن  : وسایل مکانیکی درون لوله که براي افزایش اغتشاش سیال به کار می روند.

بخش 4 :دسته بندی کویل 

1-4 – ابعاد سطح کویل، واژگان فنی و محاسبات سطح  

1-1-4 – آرایش لوله ها و انواع آرایش فین 

1-1-1-4 – لوله هاي یک در میان  با : 

الف- فین هاي صفحه اي تخت پیوسته  

ب- فین هاي صفحه اي شکل داده شده پیوسته  

ج- فین هاي مارپیچی چین دار  

د- فین هاي مارپیچی صاف  

ح- فین هاي صفحه اي تخت روي لوله هاي فین دار  

ج- فین هاي صفحه اي شکل داده شده روي لوله هاي فین دار  

2-1-1-4 – لوله هاي موازي (هم خط) با:  

الف- فین هاي صفحه اي تخت پیوسته  

ب- فین هاي صفحه اي شکل داده شده پیوسته  

ج- فین هاي مارپیچی چین دار  

د- فین هاي مارپیچی صاف  

ح- فین هاي صفحه اي تخت روي لوله هاي فین دار  

ج- فین هاي صفحه اي شکل داده شده روي لوله هاي فین دار  

2-1-4 – ابعاد، واژگان فنی و محاسبه راندمان فین (توجه داشته باشید که معادلات در [ ] بر واحد SI هستند.)  

در شکل هاي نشان داده شده در 1214 ،2214 و 3214 ،وقتی که فلنج های کانال به سمت داخل یا خارج  پیچانده شوند ، H به صورت مشخص شده تعریف می گردد. جایی که یک انتخاب در اندازه گیري هر بعد پیشنهاد می گردد،  اساس مشابهی براي تعیین داده های درجه بندی همانطور که در ارزیابی داده های تست مورد استفاده قرار گرفته است، بایـد به کار برده شود.  

ابعاد Lf و Ld براي فین هاي شکل داده شده از اندازه ورق فین خام قبل از شکل دهی به طوري که هیچ تـرمیم لبـه اي  پس از شکل دهی یا از اندازه فین تمام شده پس از شکل دهی صورت نگیرد، به انتخاب تولید کننده تعیین می شود.  

1-2-1-4 – لوله هاي یک در میان و لوله هاي موازي (همانطور که در شکل زیر نشان داده شده اسـت) بـا فـین های صفحه ایی تخت پیوسته  یا فین های صفحه ایی شکل داده شده.

شکل 1

2-2-1-4 – لوله هاي یک در میان (همانطور که در زیر نشان داده شده است) با فین هاي مارپیچی صاف یا چین دار یا  با فین هاي ورقه اي صاف یا فین هاي ورقه اي شکل داده شده روي لوله هاي فین دار. بافل هاي هواي نشان داده شـده  به صورت اختیاري در نظر گرفته می شوند و H می تواند فاصله بین کانال هـاي نشـان داده شـده در شـکل 1214 باشد.

شکل 2

3-2-1-4 – لوله هاي موازي (همانطور که در زیر نشان داده شده است) با فین صفحه اي تخت یا شکل داده شده روي  لوله هاي فین دار یا با فین هاي مارپیچی چین دار یا صاف.  

شکل 3

 – 4-1-2-4 مونتاژ های فین – لوله :

الف- فین های صفحه ای با یقه های در تماس با فین مجاور

محاسبات راندمان فین : 

فرمول 11
فرمول 2

مجاسبات راندمان فین دقیقا مشابه با فین ورقه ایی با یقه در تماس با فین مجاور است به جز موارد زیر :

Xb=Do+Yf/2

ج – فین صفحه اي بدون یقه

شکل 4

محاسبات راندمان فین دقیقا مشابه با فین صفحه اي با یقه در تماس با فین مجاور است به جز مورد زیر:

Xb=Do/2

د – فین های مارپیچی صاف :

شکل 5

محاسبات راندمان فین: 

شکل 6

ح- فین هاي مارپیچی چین دار  

محاسبات راندمان فین دقیقا مشابه با فین هاي مارپیچی صاف است به جز:

Yr=YnDn/Do

شکل 7

3-1-4 – معادلات براي تعیین مساحت کویل و نسبت سـطحی ( توجـه داشـته باشـید کـه معـادلات در [ ] بـر حسـب  SIهستند.)  

4 – 1 – 3 – 1 – تعیین As و Ap :

الف: فین های صفحه ای پیوسته برای آرایش لوله یک در میان و موازی

فرمول 3

ب: فین هاي مارپیچی صاف

فرمول 4

ج – فین هاي مارپیچی چین دار

فرمول 5

د – فین هاي صفحه اي روي لوله هاي فین دار

فرمول 6

2314 – تعیین Af,Ao,Ai,B,Aix,Np,Nb,Le (براي تمامی موارد).

فرمول 7
جدول 2

بخش 5 :ملزومات تست

1-5 – روش براي تست هاي آزمایشگاهی بررسی براي درجه بندي: کویل هاي هوا گرم و هواخنک چرخش اجباري باید  مطابق با استاندارد 33 ASHRAE/ANSI مورد تست قرار گیرند.  

2-5 – کویل هاي تست و تست هاي آزمایشگاهی  

1-2-5 – ملزومات ابعادي- تمامی تست هاي آزمایشگاهی کویل هاي سرمایشی و گرمایشی باید با یک کویل نمونـه بـا  مساحت 2 تا 10 فوت مربع (19/0 تا 93/0 متر مربع) انجام گیرد.  

2-2-5 – تست هاي آزمایشگاهی مورد نیاز- جدول 2 را ببینید.  

3-2-5 – همزن ها- اگر همزن ها به عنوان انتخابی براي افزایش ضریب انتقال حـرارت سـیال درون لولـه هـاي کویـل  پیشنهاد گردند، فقط نیاز است یک کویل براي برقرار کردن ارتباط بین ضرایب انتقال حرارت سـمت لولـه، بـا یـا بـدون  همزن مورد تست قرار گیرد.  

4-2-5 – فاصله فین ها- ضرایب انتقال حرارت لایه هوا و افت فشارهاي سمت هوا براي فاصله هاي فین متفاوت ممکن  است بدون تست تعیین شود مشروط بر اینکه فاصله درون یابی شده فین بین دو فاصله اي باشد که قبلا مورد تست قرار  گرفته است و بیشتر از 8 fins/in یا 315 fins/m از هم فاصله نداشته باشند.  

5-2-5 – تغییرات انتخابی از کویل آزمایش  

1-5-2-5 – تغییراتی که به تست احتیاج ندارند: پس از مشخص کردن درجه بندي هاي استاندارد اصلی، یک یا بیشتر  از یکی از تغییرات زیر می تواند به عنوان یک انتخاب در یک خط کویل بدون تغییر در درجه بندي منتشـر شـده انجـام  شده یا پیشنهاد گردد، مشروط بر اینکه اثر محاسبه شده هر کدام یا تمامی این تغییـرات ظرفیـت را بـه کمتـر از 5/97 درصد درجه بندي هاي استاندارد مربوطه کاهش ندهد.  

الف- ضخامت فین مسی می تواند تا 30 درصد کمتر از ضخامت فین آلومینیومی کاهش یابد. 

ب- افزایش ضخامت فین 

ج- ضخامت دیواره لوله بین 016/0 و 049/0 اینچ (406/0 و 254/1 میلی متر)

د – جنس لوله، محدود به انواعی که به طور طبیعی در تهویه مطبوع قرار می گیرند مانند مس، برنج قرمز، برنج آلیاژی ، آلومینیوم و آلیاژ مس- نیکل 

اگر ظرفیت محاسبه شده کمتر از 97/5 درصد باشد، درجه بندي های جدیدی باید محاسبه شده و برای تایید به AHRI ارسال شود.  

2525 تغییراتی که به تست ها نیاز دارند: پس از مشخص شدن درجه بندي استاندارد اصلی، یک یا بیشتر از یکی  از تغییرات زیر می تواند به عنوان یک انتخاب در یک یا بیشتر از یک خط کویل با هندسـه سـطحی مشـابه، انجـام شـده یـا  پیشنهاد گردد، مشروط به اینکه یک مجموعه تست گرمایش و سرمایش محسوس با چهار سـرعت سـطحی انجـام گردیـده و  ظرفیت تست کمتر 97/5 درصد از درجه بندی های استاندارد مربوطه نباشد:  

الف- جنس فین به غیر از مس  

ب- روش های اتصال  

ج- ضخامت دیواره لوله خارج از محدوده 1525 ج  

د- جنس لوله به غیر از مواد 1525 د  

ح- کاهش ضخامت فین  

اگر ظرفیت تست کمتر از 5/97 درصد از درجه بندي هاي استاندارد باشد یا تغییرات دیگر از قبیل قطر خـارجی لولـه،  فاصله لوله ها، شکل فین یا آرایش لوله صورت پذیرد، مجموعه اي کامل از تست هاي آزمایشگاهی باید انجام گرفته و مطـابق  با آن درجه بندي هاي منتشر شده باید تغییر کند. اگر افت فشارها بیشتر از 105 درصد از درجه بندي هاي استاندارد باشـد،  مجموعه اي از تست هاي افت فشار باید انجام شده و درجه بندي ها باید مطابق با آن منتشر گردد.  

6-2-5- مبرد: تست هاي آزمایشگاهی جداگانه اي باید براي هر مبردي که به وسیله درجه بندي هاي کویل مبرد فـرار  پوشش داده می شود، صورت پذیرد.  

7-2-5 – کویل هاي محلول آبی اتیلن گلیکول: این کویل ها باید تست هاي آزمایشگاهی مجزایی داشته باشـند. درجـه  بندي هاي محول آبی اتلین گلیکول نباید براي سایر سیال ها اعمال گردند.  

8-2-5 – جهات کویل به غیر از استاندارد: اطلاعات باید براي تعیین خنک کنندگی و رطوبت زدایی درجه بنـدي هـاي  کاربرد کویل براي جهت هاي کویل به غیر از جهت استاندارد (93 را ببینید) در دسترس باشند. هر درجه بندي ماننـد ایـن  باید به وسیله تست هاي آزمایشگاهی اضافی کافی مورد اثبات قرار گیرد.  

متغیرهاي درجه بندي انتقال حرارت که باید به وسیله تست هاي آزمایشگاهی تعیین گردند.  

1-3-5 – محدوده متغیر هاي انتقال حرارت: محدوده متغیرهاي انتقال حرارت که روي آن محدوده درجه بندي ها مـی  توانند اعمال شوند، باید به طور جدي به محدوده اي شامل تست هاي آزمایشگاهی محدود گردد؛ به جز موارد زیر باقی مقادیر  نباید خارج از محدوده پوشش داده شده به وسیله تست هاي آزمایشگاهی برون یابی گردند:  

الف- اختلاف دماي سیال سمت هوا به لوله ابتدایی براي تمامی کویل ها.  

ب- فشار بخار ورودي براي کویل هاي بخار  

ج- سرعت سیال براي کویل هاي آبی و محلول آبی اتیلن گلیکول  

د-دماهاي سیال براي کویل هاي آبی و محلول آبی اتیلن گلیکول  

ح- غلظت سیال براي کویل هاي محلول آبی اتیلن گلیکول  

2-3-5 – متغیرهاي انتقال حرارت براي کاربردهاي مختلف کویل پوشش داده شده به وسیله این استاندارد، که تاثیر آن  ها روي عملکرد حرارتی با اجراي تست هاي آزمایشگاهی باید ارزیابی گردد، در 45 توصیف گردیده اند.  

4-5 – حداقل ملزومات تست هاي آزمایشگاهی  

5-4-1 – حیطه کلی

1-1-4-5 – سرعت هوا- تمامی مجموعه تست هاي زیر براي کاربردهاي مشخص کویل، به جز مـوارد 22345 ،3645 و 745 ،باید با حداقل چهار سرعت در سطح مقطع هواي استاندارد مختلف انجام گردند به طوري که محدوده درجـه  بندي کامل سرعت هوا را در جزء هاي سرعتی با فاصله تقریبا یکسان در یک مقیاس لگاریتمی را مورد پوشش قرار دهد.  

2-1-4-5 –سرعت سیال- براي هر تست با کویل هاي آبی به جز 22345 و 745 بهتر اسـت یـک سـرعت سـیال  خاص در محدوده اي از 3 تا 6 s/ft( از 9/0 تا 8/1 متر بر ثانیه) مورد استفاده قرار گیرد.  

3-1-4-5 –افت فشار سمت هوا- افت فشار سمت هواي کویل براي تمامی تست هاي سطح خشک و مرطوب باید مطابق با  استاندارد 33 ASHRAE/ANSI ثبت گردد. 

2-4-5 – کویل هاي گرمایشی بخار- هدف از این مجموعه تست ها تعیین تغییر در مقاومت انتقال حرارت کلی R با سـرعت  هواي استاندارد Va و تعیین افت فشار بخار در کویل می باشد.  

1-2-4-5- فشار بخار- براي هر تست فشار بخار ورودي باید 2 تـا 10 psig ( 14 تـا 69 gage kPa )بـا بخـار مـافوق گـرم  ورودي مشخص شده در استاندارد 33 ASHRAE/ANSI باشد.  

3-4-5 – کویل هاي سرمایش محسوس آبی یا محلول آبی اتیلن گلیکول – براي اطمینان کامل از خشکی سطح سمت هوا، دماي سیال ورودي tw1 یا tg1 براي تمامی تست ها باید برابر یا بزرگتر از دماي نقطه شبنم هواي ورودي t1dp باشد.  

1-3-4-5 – کویل آبی با دیواره هاي لوله داخلی صاف- براي طراحی هاي کویل با دیواره هاي لوله داخلی صاف، ضریب انتقال حرارت لایه آب fw در ابتدا مشخص است و باید از معادله منحنی (8) نشان داده شده در شکل 17 محاسبه گردد. فقـط یک مجموعه تست به منظور تعیین تغییرات در ضریب انتقال حرارت لایه هواي سـطح خشـک fa بـا سـرعت صـفحه هـوای استاندارد Va مورد نیاز است .(5-4-1-2 و 5-4-1-1 را ببینید.)

2-3-4-5 – کویل های آبی با طراحی های لوله به غیر از دیواره لوله داخلی صاف- برای کویل ها با استفاده از طراحـی  لوله با فین داخلی، همزن ها و غیره هم ضریب انتقال حرارت لایه هوا و هم ضریب انتقال حرارت لایه آب به عنـوان تـابعی از  نرخ جریان جرمی سیال مربوطه، مشخص می باشند. دو مجموعه تست براي طراحی این نوع کویل مورد نیاز است:  

1-2-3-4-5 – مجموعه تست شماره 1 -یک مجموعه تست همانطور که در 1345 توصیف شده است در ابتدا باید  روي سطح انتقال حرارتی که طراحی و آرایش آن از تمامی جنبه ها مشابه طراحی ارزیابی شده است، صورت پـذیرد . بـه جـز  موردي که دیواره هاي لوله داخلی صاف استفاده شده باشد.  

2-2-3-4-5 – مجموعه تست شماره 2 -یک مجموعه تست روي سطح انتقال حرارتی که طراحی و آرایش آن مشـابه  طراحی ارزیابی شده بوده و شامل هندسه نوع لوله داخلی است، باید صورت پذیرد.  

حداقل چهار تست با سرعت هاي آب متفاوت براي پوشش کامل محدوده درجه بندي سرعت آب در جزء هاي با فاصـله ی تقریبا مساوی در مقیاس لگاریتمی مورد نیاز است. براي هر تست سرعت صفحه هوای استاندارد ممکن اسـت در محـدوده  200 تا 800 std.ft/min(1 تا 4 std m/s) باشد. استفاده از سرعت هاي صفحه هواي استاندارد بالا و فواصل فین نزدیک به  دلایل دقت توصیه می شود.  

براي این مجموعه تست ها، با دانستن ضریب انتقال حرارت لایه هوا، faکه با استفاده از 12345 تعیین شده است،  ضریب انتقال حرارت لایه آب fw می تواند به عنوان تابعی از سرعت و دماي آب محاسبه گردد. 

سپس مقادیر fw محاسبه شده باید براي تجزیه و تحلیل تست هاي آزمایشگاهی و برای اهـداف درجـه بنـدی بـه جـای  عملکرد آب برای کویل های لوله ای صاف شکل 17 مورد استفاده قرار گیرد.  

3-3-4-5 – کویل محلول آبی اتیلن گلیکول با دیواره لوله داخلی صاف- دو مجموعه تست باید انجام گیرد:  

1-3-3-4-5 – مجموعه تست شماره 1 -یک مجموعه تست با آب، همانطور که در 1345 توصیف شده اسـت ، در  ابتدا باید روی سطح انتقال حرارت که طراحی و آرایش آن از تمامی جنبه ها مشابه طراحی ارزیابی شده است، صورت پذیرد.  

2-3-3-4-5 – مجموعه تست شماره 2 -کویل مشابه با مجموعه تست شماره 1 به جز این مورد که سیال سمت لولـه  باید محلول آبی اتیلن گلیکول با درصد جرمی 50% + 5% باشد، در دمایی بین 45 درجه فارنهایت (2/7 درجـه سلسـیوس) و  100 درجه فارنهایت (8/37 درجه سلسیوس) می بایست تست شود. حداقل یازده تست براي تعریف صحیح ضریب کولبرن j بر حسب منحنی رینولدز نشان داده شده در شکل 16 مورد نیاز است. چهار نقطه تست باید داراي رینولدز زیـر 2100 ، سـه  نقطه تست بین رینولدز 2100 تا 7000 و چهار نقطه تست بالاتر از رینولدز 7000 باشـند. تمـامی تسـت هـا بایـد در یـک  سرعت صفحه هواي استاندارد در محـدوده  200 تا 800 std.ft/min(1 تا 4 std m/s) انجام شوند. استفاده از سـرعت هـاي صـفحه  هواي بالا و فواصل فین نزدیک به دلایل دقت توصیه می شود.  

براي این مجموعه تست ها با ضریب انتقال حرارت سمت هواي fa تعیین شده با استفاده از 13345 ،ضریب انتقـال  حرارت لایه محلول آبی اتیلن گلیکول fg را می توان تعیین کرد. با اسـتفاده از مشخصـات سـیال توصـیف شـده در ASHRAE  Fundamentals-Handbook ،ضریب کولبرن j و عدد رینولدز می تواند همانطور که در شکل 16 نشان داده شده است، محاسبه و  ترسیم گردد. منحنی (هاي) تعریف شده به وسیله نقاط تست باید براي درجه بندي سمت لوله کویل هاي محلول آبی اتـیلن  گلیکول مورد استفاده قرار گیرند.  

 موارد بالا باید با استفاده از یک کویل مبنا با نسبت Di/Ls بین 70 تا 90 انجام گیرد. همانطور که در شکل 16 نشان داده  شده است، درجه بندي ها براي محدوده عدد رینولدز بین 700 تا 7000 باید بر اساس نسـبت Di/Lsبـه تـوان منفـی 4/0 در ناحیه جریان آرام باشد.  

کویل دوم می تواند در طول متفاوت با حداقل چهار نقطه تست در رینولدز زیر 2100 و سه نقطه تست بین 2100 و 7000 مورد تست قرار گیرد. توان Di/Ls)جریان آرام تعیین شده می تواند براي اهداف درجه بندي مورد استفاده قرار گیرد. سه نقطه  باقیمانده براي تعریف واضح تر ناحیه گذار مورد استفاده قرار می گیرند.  

خواص محلول آبی خالص اتیلن گلیکول بیانگراستانداردترین محلول اتلین گلیکول آبی صنعتی است اما به محلول های ضد یخ رادیاتور های خودرو اعمال نمی گردد.

4-3-5-4 – کویل هاي محلول اتلین گلیکول با طراحی هاي لوله به غیر از دیواره هاي لوله داخلی صاف- دو مجموعه تست  باید انجام گیرد.  

1-4-3-5-4 – مجموعه تست شماره 1 -تست ها را با آب مشابه با 13345 انجام دهید.  

2-4-3-5-4 مجموعه تست شماره 2 -مشابه با 23345 عمل کرده به جز آن که لوله هاي کویـل بایـد شـامل  فین هاي داخلی، همزن و غیره باشند. هنگامی که قطع کننده هاي لایه هاي مرزي مثبت (از قبیـل همـزن هـاي سـیمی بـا  فاصله نزدیک یا تیغه هاي داخلی در زاویه راست محور جریان و غیره) مورد استفاده قـرار گیر نـ د، مقـدار Di/Ls روي ضـریب  انتقال حرارت تاثیر گذار نمی باشد و فقط تست هاي کویل مبنا مورد نیاز است.  

4-4-5 – کویل هاي گرمایشی آب گرم یا محلول اتیلن گلیکول آبی- تست ها روي کویل هـاي گرمایشـ ی آب گـرم یـا  محلول اتیلن گلیکول آبی مورد نیاز نمی باشد (225 را ببینید). اگر تست هر کدام از آن ها مورد نیاز باشـد، دمـاي سـیال  ورودي tw1 یا tg1 باید 180 درجه فارنهایت (82 درجه سلسیوس) یا بالاتر و دمـاي حبـاب خشـک هـواي ورودي t1db نبایـد  بیشتر از 100 درجه فارنهایت (8/37 درجه سلسیوس) باشد.  

هدف و تست هاي حداقل براي لوله هاي داخلی صاف و طراحی هاي دیگر لوله به ترتیب مشابه 1345 و 2345 خواهد بود.  

5-4-5 – کویل هاي سرمایشی آب سرد و کویل هاي رطوبت زدایی – دو مجموعه تست باید انجام پذیرد:  

1-5-4-5 –تست هاي گرمایی محسوس سطح خشک- هدف و تست هاي حداقل براي لوله هاي صاف و سایر طراحی  هاي دیگر لوله به ترتیب مشابه 1345 و 2345 می باشد.  

2-5-4-5 – تست هاي سطحی مرطوب (رطوبت زدایی)- تست کویل مشابه با آنچه در 1545 صورت پذیرفتـه در  اینجا مورد استفاده قرار خواهد گرفت.  

1-2-5-4-5هدف- هدف از انجام این مجموعه تست ها مشخص کردن آن است که آیا تنظیمات مورد نیـاز در  ضریب انتقال حرارت لایه هوا faهمانطور که در تست هاي سطوح خشک در 1545 تعین شده است، تحت شرایط کارکرد  سطح مرطوب نیز مورد نیاز می باشد. این تنظیمات بسته به طراحی خاص یا آرایش سطح انتقال حرارت، ممکن اسـت مـورد  نیاز باشند یا نباشند. همچنین افت فشار سمت هواي سطح مرطوب به وسیله این مجموعه تست ها تعیین خواهد شد.  

2-2-5-4-5 شرایط سطح- براي تعیین ضریب انتقال حرارت لایه هوا fa و افت فشار سمت هوا تحت شرایط سـطح  مرطوب کامل، تماي تست ها باید با تمامی رطوبت چگالش فعال سطح سمت هوا صورت پذیرند. این شـرایط کـارکرد زمـانی  وجود دارد که دماي سطحی سمت هوا، در تمامی موقعیت هاي سراسر کویل، کمتر از دماي نقطه شبنم هواي ورودي باشد. 

3-2-5-4-5 – بازه متغیر ها- براي هر تست، بازه هر کدام از متغیرهاي طراحی زیر باید در محدوده هاي لیست شـده  در زیر باشد:  

tw1 دماي آب ورودي: 35 تا 55 درجه سانتی گراد (7/1 تا 8/12 درجه سلسیوس)  

t1wb – t1db :کاهش دماي تر ورودي بزرگتر مساوي 6 درجه فارنتهایت (3/3 درجه سلسیوس)  qt /qs :نسبت حرارت محسوس هوا کوچکتر مساوي 75/0  

t2wb – tw1 ≥ 5.0 F [2.8°C] 

6-4-5 – کویل هاي رطوبت زدایی و سرمایشی با مبرد فرار- یک مجموعه تست هاي کامل بیان شده در زیر، باید با هر  نوع مبرد فرار که براي آن تست مورد نیاز است، انجام پذیرد(شکل 625 را ببینید). سه مجموعه تست بایـد روي کویـل یـا  کویل هاي نمونه انجام پذیرد:  

 1-6-4-5 – تست هاي سطح خشک- با استفاده از آب سرد اولین مجموعه از تست ها باید همانطور که تحـت 1545 مطرح شده است انجام پذیرد. اگر تست ها قبلا تحت 1545 قبلا کامل شده باشد، ممکـن اسـت ایـن ملزومـات  حذف گردد.  

 2-6-5-4- تست سطح مرطوب- با استفاده از آب سرد، مجموعه ثانویه از تست ها باید همانطور که تحت 254 5 مطرح شده است انجام پذیرد. اگر تست ها قبلا تحت 2545 قبلا کامل شده باشد ممکن اسـت ایـن ملزومـات حـذف  گردد.  

3-6-4-5- تست هاي مبرد فرار- با استفاده مبرد فرار، مجموعه سوم تست ها باید حـداقل بـا دو طـول مختلـف مـدار  سرمایش براي کویل داده شده انجام گیرد:  

الف- یک مدار که طول معادل ماکزیمم استفاده شده در خط کویل هاي ارزیابی شده را به خوبی تقریب بزند.  ب- مداري که طول آن بزرگتر از یک سوم طول معادل ماکزیمم استفاده شده در خط کویل هاي ارزیابی شده نمی باشد.  

براي هر کدام از طول هاي مدار مبرد، حداقل چهار تست مورد نیاز است. این تست ها محدوده کامل بارگذاري مبـرد در  مدار در فواصل تقریبا مساوي ظرفیت در مقیاس لگاریتمی را پوشش می دهد و با یک دماي سیال ثابت در محدوده 108 تـا  112 درجه فارنهایت (2/42 تا 4/44 درجه سلسیوس) که به دستگاه کنترل وارد می شود و دماي مبرد خروجی کویل اشباع  تا 55 درجه فارنهایت (8/12 درجه سلسیوس) ، انجام می پذیرد. 

17 

4-6-4-5 – ارزیابی- هشت تست بالا باید براي ارزیابی تاثیرات بارگذاري مبرد در مدار روي افت فشار مبرد اشباع مدار  کویل و هم ضریب انتقال حرارت لایه تبخیر شونده مبرد، مورد استفاده قرار گیرند.  

5-6-4-5 – توصیه هاي کلی. براي هر تست، سرعت صفحه هواي استاندارد Va می تواند در بـا زه 200 تا 800 std.ft/min(1 تا 4 std m/s) باشد. به منظور ساده سازي روند کاهش داده ها، سطح باید کاملا خشک یا کاملا مرطوب باشد.  

6-6-4-5 – مافوق گرم کردن خروجی- بخار مافوق گرم خروجی مبرد، براي هر تست، بایـد مطـابق بـا اسـتاندارد 33 ASHRAE/ANSI حفظ گردد.  

7-4-5 – افت فشار هم دماي آب براي تمامی کویل هاي آبی- براي هر کویل آبی تست شده، افت فشار آب درون کویل  باید تحت شرایط کارکرد هم دما تعیین گردد. تست ها باید با حداقل چهار سرعت آب مختلف مشخص شده در 22345 صورت پذیرد.  

8-4-5 – افت فشار هم دما براي کویل هاي محلول اتیلن گلیکول- براي هر کویل اتیلن گلیکول تست شده، افت فشـار  در کویل باید تحت شرایط کارکرد هم دما تعیین گردد. حداقل چهار تست در رینولدز زیـر 1000 و حـداقل چهـا ر تسـت در رینولدز بالاي 4000 باید انجام پذیرد. براي تکمیل منحنی افت فشار، دو منحنی داده نتیجه شده باید براي پیدا کردن تداخل  رینولدز 1000 تا 4000 برون یابی گردد. براي تکمیل منحنی افت فشار تست هاي اضـافی مـی توانـد در محـدوده رینولـدز  1000 تا 4000 انجام پذیرد.  

بخش 6 -ملزومات درجه بندی

1-6- درجه بندي ها- درجه بندي ها براي کویل هاي هوا خنک و هوا گرم با چرخش اجباري متشکل از درجـه بنـدي  هاي استاندارد و کاربرد استفاده شده در انتخاب یا کاربرد کویل ها می باشد. این درجه بندي هـا معمـولا بـراي یـک بـازه از  شرایط عملی مواجه شده داده می شود به طوري که درجه بندي در هر شرایط مطلوب ممکن است به صورت مسـتقیم یـا بـا  درون یابی انتخاب شود.

1-1-6درجه بندي ها باید شامل داده هاي افت فشار و خصوصیات عملکردي تولید شده تحت شرایط مشـخص یـا وسـیله  هایی براي محاسبه ملزومات خاص کویل باشد.  

2-1-6 درجه بندي ها می تواند به شکل منحنی ها، جداول، نمودارها یا روندهاي کامپیوتري درجه بندي/انتخاب اتوماتیک  ارائه شوند.  

316 -درجه بندي ها باید با استفاده از خصوصیات عملکردي پایه اي به دست آمده از تست هاي آزمایشگاهی مطابق این استاندارد، توسعه پیدا کنند.

2-6- معادلات انتقال حرارت براي کاهش تست آزمایشگاهی و براي درجه بندي ها- رونـد کـاهش داده هـاي تسـت اولیـه و  محاسبات براي تعیین موارد زیر در استاندارد 33 ASHRAE/ANSI هم براي گرمایش و هم سرمایش محسـوس هـوا و بـراي  کویل هاي رطوبت زدا و هوا خنک داده شده است:  

الف- نرخ جریان هر دو سیال  

ب- ظرفیت انتقال حرارت محسوس و/یا کلی متوسط یا ارزیابی شده  

ج- شرایط ورودي و خروجی سیال  

د-افت هاي فشار سیال  

1-2-6 مقاومت حرارتی فلز فین هاي خارجی و دیواره لوله براي تمامی کاربردها- مقاومت گرمایی فلـز کلـی Rm بـه  جریان حرارتی در فین هاي خارجی و دیواره لوله ابتدایی به صورت زیر محاسبه می شود:  

Rm = Rf+Rt

که مقاومت حرارتی فلز لوله ثابت Rt به شکل زیر است : 

فرمول8

و مقاومت حرارتی فلز فین متغیر Rf بر اساس راندمان سطحی خارجی کلی η به صورت زیر است :

فرمول 9

همانطور که در معادله دوم نشان داده شده است، توسط براون  به دست آمده (مرجع A1.7) که به تئوری کویل مرطوب واره – هاچا (مرجع A1.8) برای تعیین تاثیر ضمنی آن روی Rf ارائه شده است.

 2-2-6 – کویل هاي هوایی گرمایش محسوس- معادلات مربوط به ظرفیت حرارتی محسوس ارزیابی شده یا متوسـط  qs به هـر دو سـیال سـمت هـوا و سـمت لولـه بـا یـک بـالانس حرارتـی مـاده در پـاراگراف هـاي کـاربرد ي اسـتاندارد 33 ASHRAE/ANSI داده شده است. 

ظرفیت حرارتی محسوس مشابه qs مربوط به این بالانس حرارتی ماده بر حسب نرخ انتقال حرارت کلی بین سیال ها به  صورت زیر تعریف می گردد:

qs = Ao △Tm / R

که برای سطوح تمیز داریم :

R=Rod + Rm+Rw(or Rv or Rg or Rr)

Rad + Rm = Rad/η + Rt

و براي کاهش تست آزمایشگاهی آب سرد و گرم = 0 Rffa و درجه بندي ها (تولید کننده می تواند ضرایب رسوب مجاز را  انتخاب کند، مرجع 2.1.A را براي مقادیر نمونه اي ببینید ):

Rg = B(1/fg + Rffa)

برای مبرد فرار : 

Rr = B/Fr

براي تمامی کویل هاي آبی با طراحی هاي سطح با دیواره هاي لوله داخلی صاف، ضریب انتقال حرارت لایـه آب سـمت  لوله fwجایی که رینولدز از 3100 بیشتر است، با استفاده از معادله منحنی تطابق (8) نشان داده شده در شکل 17 تعیین می  گردد.  

براي کویل هاي آبی با استفاده از هندسه هاي لوله به غیر از دیواره هاي داخلی صـاف، ضـریب انتقـال حـرارت لایـه آب  سمت لوله fwبه وسیله تست هاي مشابه 22345 تعیین می گردد. براي کویل هاي بخار، ضریب انتقال حرارت لایه بخار  سمت لوله fvهمانطور که در جدول 2 نکته سه بیان شده است محاسبه می گردد. براي کویل هاي مبرد فـرار، ضـریب انتقـال  حرارت لایه مبرد سمت لوله fr ،همانطور که در 363 توصیف شده است تعیین می گردد. براي کویل هاي محلول آبی اتیلن  گلیکول، ضریب انتقال حرارت لایه محلول آبی اتیلن گلیکول سمت لوله fg مطابق با 746 به دست می آید. 

براي کویل هاي آبی داریم:  

دسته فرمول 1
دسته فرمول 2

براي سایر آرایش هاي جریان لوله اي 264 را ببینید.  

3-2-6 – کویل هاي سرمایشی و رطوبت زداي هوایی: روش استفاده شده در این استاندارد براي محاسبه عملکرد کویل  سطح مرطوب با بعضی از اصلاحات مشابه روش مطرح شـده در اسـتاندارد فنـی TS4044-BCMI) مرجـع 6.A1 (بـا تئـوري  (مرجع 15.A1 (می باشد. سایر محققان با تبدیل پتانسیل هاي دوگانه مقـدماتی 1 مقدماتی ارائه شده به وسیله مگلین و وایلی 

استفاده شده در روش توصیف شده در این استاندارد به یک پتانسیل یگانه معادل، روش هاي درجه بنـدي مشـابه دیگـري را  توسعه داده اند (مرجع 18.A1 و ضمیمه B ).

 1-3-2-6 – نسبت حرارت محسوس- نسبت سمت هوای گرمای محسوس به گرمای کلی به صورت زیر محاسبه می  گردد:

فرمول 10

نسبت qt /qs به عنوان شاخصی براي تعریف نوع روند مورد نیاز براي محاسبه درجه بندي ها به صورت زیر محاسبه می  گردد:  

اگر 95.0 < qt/qs باشد از معادلات لیست شده در 326 استفاده کنید.  

اگر 95.0 ≥ qt /qs از معادلات سطح خشک معمول، انتقال حرارت محسوس لیست شده در 226 استفاده نمایید.  

 2326 ظرفیت حرارت کلی یا ملزومات ناحیه سطحی خارجی کلی- وابسته به شـرایط عم لکـرد ، ممکـن اسـت  سطح سمت هواي کویل به صورت کاملا مرطوب عمل کند یا بخشی از آن با سطح خشک کار کند. براي حـالتی کـه تمـامی  سطح مرطوب می باشد، تمامی دماهاي سطحی ts هر قسمت کویل کمتر از دماي نقطه شبنم هواي ورودي t1dp قـرار دارنـد.  براي حالتی که دما هاي سطحی ts قسمتی از کویل بیشتر از دماي نقطه شبنم هواي ورودي باشد، این بخش از ناحیه سطحی  کویل AD به صورت خشک و مابقی ناحیه سطحی کویل AW مرطوب یا رطوبت چگالنده فعال، عمل می کند. براي این مـورد  اخیر، ملزومات ناحیه سطحی کویل براي بخش هاي خشک و مرطوب کویل به صورت مجزا محاسبه می گردد.  

براي بخش مرطوب کویل، ناحیه سطحی مرطوب AW یا ظرفیت حرارتی کلی مربوطه qtW با اسـتفاده از اخـتلاف آنتـالپی  هواي میانگین بین جریان هوا و مقدار مربوط به دماي سطحی کویل، محاسبه می گردد.  

معادلات مربوط به ظرفیت حرارتی کلی یا متوسط qt هم براي هوا و هم براي سیال سمت لوله به وسیله بالانس حرارتی  ماده، در پاراگراف هاي کاربردي استاندارد 33 ASHRAE/ANSI داده شده است. ظرفیت حرارتی کلی مشابه qtمربوط به ایـن بالانس حرارتی ماده، براي حالت کلی جایی که بخشی از ناحیه سطحی کویل به صورت خشک عمل می کند به صـورت زیـر  است: 

فرمول 12

اگر تمام سطح سمت هوا به صورت فعال رطوبت را متراکم کند، عبارت qtD در معادله (14) حذف خواهد گردید. ظرفیت حرارتی کلی مورد نیاز ظرفیت سطح مرطوب  براي کویل هاي آبی جریان مخالف:

لطفا برای مطالعه ی ادامه ی این مقاله فایل PDF زیر را دانلود نمایید…