ظرفیت واقعی همان بار ساختمان است که از مؤلفه­های مختلف آن نظیر هدایت حرارتی از جداره­های خارجی، نفوذ هوای خارج به داخل ساختمان، بار داخلی نظیر روشنایی­ها و افراد و عوامل دیگر بدست می­آید در حالیکه ظرفیت اسمی عبارت است از مقدار ظرفیتی که کویل باید تأمین نماید تا درجه حرارت و رطوبت نسبی مورد نظر برای طرح داخل ساختمان فراهم شود و برابر است با ظرفیت واقعی به اضافه ظرفیتی که برای غلبه بر میزان هوای تازه عبوری از کویل لازم است. به طور کلی ظرفیت اسمی محسوس یک کویل سرمایش را می­توان از طریق رابطة زیر بدست آورد:

که در آن x درصد هوای تازه و y درصد هوای بازگشتی بوده و با توجه به کاربری ساختمان تعیین می­شود. به طور مثال در اتاق­های تمییز (Clean Room)، بعضی از فضای خاص بیمارستان­ها نظیر اتاق عمل و مشابه آن از صددرصد هوای تازه استفاده می­شود. ولی در ساختمان­های اداری ـ تجاری معمولاً از ده تا سی درصد هوای تازه استفاده می­گردد. عدد 60 نیز در رابطة فوق بیانگر درجه حرارت هوای خروجی از کویل سرمایی برحسب درجة فارنهایت است. این عدد معمولاً برای شرایط معمولی آسایش در تهویه مطبوع  تا  در نظر گرفته می­شود ولی ممکن است در کاربری­های خاص مقدار دیگری داشته باشد. cfm نیز حجم هوای عبوری از کویل و BF ضریب کنار گذر کویل است که در بخش قبلی تشریح شد. AF نیز که به ارتفاع از سطح دریا بستگی دارد، ضریب هواست و می­توان به طور متوسط آن را یک در نظر گرفت.

     برای بدست آوردن ظرفیت اسمی کل باید ظرفیت اسمی محسوس با ظرفیت اسمی نهان جمع گردد. در هر صورت برای افزایش سرعت و دقت در انجام محاسبات می­توان از این نرم­افزار استفاده نمود که جهت طراحی کویل­های زیر مورد استفاده قرار می­گیرد:

     1) کویل گرمایشی آب گرم (Heating Coil – Liquids)

     2) کویل گرمایشی بخار (Heating Coil – Steam)

     3) کویل سرمایشی آب سرد (Cooling Coil – Liquids)

     4) کویل سرمایشی انبساط مستقیم (Cooling Coil – Refrigerants)

     5) کویل کندانسورهای مبردی (Refrigerant Condenser)

     نرم­افزار در هر یک از موارد فوق با گرفتن اطلاعات مربوط به مشخصات فیزیکی و درجه حرارت­های ورودی و خروجی کویل، ظرفیت کویل را محاسبه می­نماید. همچنین افت فشار سمت آب و سمت هوا، راندمان کویل و سایر مشخصات آن توسط نرم­افزار محاسبه و ارایه می­شود. نرم­افزار مذکور برای انجام محاسبات مورد نظرش از روش­ها و استانداردهای مؤسسة ARI استفاده می­نماید. در ادامه مشخصات کلی نرم­افزار توضیح داده شده است. در هر یک از پنج مورد فوق پنجرة اصلی نرم­افزار شامل سه قسمت زیر است:

     1) تعیین مشخصات فیزیکی و ابعادی کویل (Heat Exchanger Configuration)

     2) تعیین مشخصات هوای عبوری از کویل (Air Side)

     3) تعیین مشخصات سیال داخل کویل (Tube Side)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     افزایش می­یابد که به مفهوم انتخاب فن بزرگتری است. غالباً مقدار FPI در کویل­های گرمایشی 8 یا 10 بوده و در کویل­های سرمایشی با افزایش مقدار هوای تازه مقدار FPI نیز افزایش می­یابد.

     Tube Row: توسط این گزینه تعداد ردیف­های کویل وارد برنامه می­گردد. افزایش تعداد ردیف­های کویل موجب افزایش ظرفیت کویل شده و افت فشار سمت هوا را نیز افزایش می­دهد. بنابراین طراحی همواره باید به گونه­ای انجام شود که علاوه بر اینکه کویل ظرفیت مورد نظر را ارایه می­دهد؛ افت فشار آن نیز در محدودة استاندارد باشد. در کویل­های سرمایشی تعداد ردیف­ها معمولاً می­تواند از یک ردیف تا هشت ردیف باشد. غالب کویل­های سرمایشی که در کاربردهای معمولی آسایش نظیر مراکز تجاری، ورزشی، آموزشی و یا مسکونی استفاده می­شوند چهار ردیفه هستند. از آنجا که هوای عبوری از کویل و ظرفیتی که از کویل انتظار داریم؛ در کویل­های سرمایشی باید در محدوده  صدق کند؛ می­توان پس از طراحی با در نظر گرفتن رابطة فوق از صحت محاسبات مطمئن شد. در هر صورت همان­طور که از این رابطه می­توان فهمید برای هنگامی که میزان هوای تازه صددرصد باشد مقدار TR (ظرفیت برحسب تن) افزایش یافته در حالیکه cfm ثابت باقی می­ماند و بنابراین رابطه برای شرایط صددرصد هوای تازه به صورت زیر اصلاح می­گردد:

 

     بنابراین با افزایش هوای تازه چون ظرفیت کویل افزایش می­یابد باید تعداد ردیف­های آن را افزایش داد. به طور معمول برای حالاتی که میزان هوای تازه از هفتاد درصد بیشتر است تعداد ردیف­های کویل شش یا هشت خواهد بود. اعداد ردیف­های کویل­های گرمایشی نیز معمولاً یک، دو و یا سه ردیف خواهد بود.

     Tubes/Row: این گزینه تعداد لوله­های کویل در هر ردیف آن را تعریف می­کند و از طریق آن می­توان ارتفاع کویل را بدست آورد.

     Vertical Tube Spacing: این گزینه که در شکل با VTS نشان داده شده است؛ فاصلة عمودی کرنر تا مرکز لوله­های کویل در هر ردیف را تعریف می­کند. این فاصله به قطر لوله­های به کار رفته در کویل بستگی داشته و البته به ماشین­آلات کویل­زنی کارخانة سازنده نیز بستگی دارد. ولی معمولاً سازندگان کویل از استاندارد زیر پیروی می­کنند:

     - برای لوله­های با قطر خارجی  این فاصله 1.5 اینچ معادل 38 میلی­متر در نظر گرفته می­شود.

     - برای لوله­ها با قطر خارجی  این فاصله 1.25 اینچ معادل 31.75 میلی­متر در نظر گرفته می­شود.

     - برای لوله­ها با قطر خارجی  این فاصله یک اینچ معادل 25 میلی­متر در نظر گرفته می­شود.

     بنابراین با داشتن سایز لوله می­توان این فاصله را بدست آورد و با داشتن آن و مشخص بودن ارتفاع کویل می­توان تعداد لوله­های به کار رفته در هر ردیف را از رابطة زیر بدست آورد:

     به عنوان مثال؛ چنانچه ارتفاع کویلی 34 اینچ باشد بخواهیم از لوله­های  اینچ در ساخت آن استفاده نماییم، تعداد لوله­هایی که می­توان در هر ردیف کویل قرار داد برابر است با:

     بنابراین بیشترین تعداد لوله­ای که می­توان در هر ردیف این کویل قرار داد 22 لوله می­باشد.

     نکتة قابل توجه این است که غالباً ابعاد کویل تقریباً با ابعاد دستگاه برابر می­شود و بنابراین در بیشتر موارد طراح؛ ارتفاع کویل را دارد و از طریق رابطة فوق تعداد لوله­ها در هر ردیف کویل را بدست می­آورد.

     Horizontal Tube Spacing: این گزینه که در شکل با HTS نشان داده شده است؛ فاصلة افقی مرکز تا مرکز لوله­های کویل را تعریف می­کند. این فاصله نیز به قطر لوله­های به کار رفته در کویل بستگی داشته و به قالب دستگاه کویل­زنی نیز واسته است، ولی استانداردی که تقریباً تمامی سازندگان از آن پیروی می­کنند به صورت زیر است:

     - برای لوله­های با قطر خارجی  این فاصله 1.3 اینچ معادل 33 میلی­متر است.

     - برای لوله­ها با قطر خارجی  این فاصله 1.082 اینچ معادل 27 میلی­متر است.

     - برای لوله­ها با قطر خارجی  این فاصله 0.85 اینچ معادل 21.65 میلی­متر است.

     Fin Thickness: توسط این گزینه ضخامت فین (پره) به کار رفته در کویل وارد برنامه می­گردد. این ضخامت می­تواند متفاوت باشد و مقدار آن بر روی افت فشار اثر می­گذارد ولی معمولاً پره­های به کار رفته در لوله­های  دارای ضخامت 0.0059 اینچ هستند. برای لوله­های  نیز ضخامت پره­ها همین است و ضخامت پره­های به کار رفته در لوله­های  اینچ معمولاً 0.00511 اینچ است.

     Outside Tube Di: این گزینه قطر خارجی لوله­های به کار رفته در سافت کویل را تعریف می­کند. در کویل­های سرمایشی آب سرد یا انبساط مستقیم که در چیلرها و پکیج­ها استفاده می­شوند معمولاً از لوله  اینچ و در کویل سرمایشی آب سرد که در فن­کویل­ها استفاده می­شود معمولاً از لوله  اینچ یا  اینچ استفاده می­شود. کویل­های گرمایشی نیز وابسته به نیازمندی­های پروژه و نظر طراح می­تواند از هر سه نوع لوله باشد.

     Wall Thickness: برای تعریف ضخامت جدار لولة کویل از این گزینه استفاده می­شود. با توجه به نوع لوله­های مسی این ضخامت می­تواند متفاوت باشد. لوله­های مسی دارای سه نوع K، L و M هستند و با توجه به فشار سیال عبوری از داخل آنها نوع آنها انتخاب شده و ضخامت دیواره­شان مشخص می­گردد. ولی برای شرایط معمولی در حالت فشار پایین ضخامت جدارة لوله­های مسی  اینچ معادل 0.025 اینچ و در حالت فشار بالا معادل 0.032 اینچ می­باشد. ضخامت جدارة لوله­های  اینچ نیز شبیه لولة  بوده و برای لوله  اینچ این ضخامت 0.0137 اینچ در نظر گرفته می­شود.

     Barometric Pressure: توسط این گزینه فشار بارومتریک منطقه­ای که کویل در آن باید کار کند از طریق وارد نمودن ارتفاع از سطح دریا برحسب فوت تعریف می­شود. در واقع فشار بارومتریک و یا چگالی هوا که متناسب با ارتفاع از سطح دریا تغییر می­کنند بر روی مقدار حجم هوا تأثیر می­گذارد. برنامه با دریافت ارتفاع از سطح دریا فشار بارومتریک را محاسبه می­نماید.

     Dry Bulb Temperature: درجه حرارت خشک هوای ورودی به کویل توسط این گزینه وارد برنامه می­گردد. مقدار آن به میزان هوای تازه و هوای بازگشتی بستگی دارد. هنگامی که هوای تازه نداشته باشیم مقدار این درجه حرارت معمولاً همان درجه حرارت طرح داخل ساختمان به اضافه یا منهای  است که به عنوان اتلاف در مسیر کانال در نظر گرفته می­شود. در تابستان به دمای طرح داخل  افزوده شده و در زمستان  از آن کاسته می­شود.

     Wet Bulb Temperature: این گزینه درجه حرارت مرطوب هوای ورودی به کویل را تعریف می­نماید. همان­طور که درجه حرارت خشک بر روی بار محسوس کویل اثر می­گذارد، درجه حرارت مرطوب نیز تعیین­کنندة ظرفیت نهان کویل است.

     Face Velocity: توسط این گزینه سرعت هوای عبوری از روی کویل تعیین می­شود. به طور کلی این سرعت بین 300 تا 700 فوت بر دقیقه است ولی با توجه به کاربری هر پروژه می­توان مقدار دقیق آن را تعریف نمود. هرچه میزان فیلتراسیون مهم­تر باشد باید سرعت هوای عبوری از روی کویل کمتر باشد. ولی برای شرایط معمولی می­توان آن را ffm500 در نظر گرفت. برنامه با داشتن ابعاد و سرعت هوا مقدار حجم هوای عبوری از کویل را برحسب cfm تعریف می­نماید. رابطة مورد نظر به صورت زیر است:

     همان­طور که از رابطة فوق واضح است افزایش سرعت هوای عبوری از روی کویل باعث کاهش ابعاد کویل می­شود که از نظر اقتصادی مورد نظر است ولی به همان نسبت نیز موجب افزایش افت فشار سمت هوای کویل می­شود که مورد نظر نیست. بنابراین انتخاب سرعت هوا روی کویل باید به گونه­ای انتخاب شود که افت فشار کویل در محدودة استاندارد باشد.

     Fluid: سیال داخل کویل توسط این گزینه تعریف می­شود که می­توان آن را آب (در کویل­های آب سرد و آب گرم) در نظر گرفت و در حالتی که احتمال یخ زدن کویل وجود دارد می­توان از اتیلن گلیکول به عنوان ضدیخ استفاده نمود.

     Pass/Row: این گزینه آرایش مداربندی کویل را تعیین می­کند

     بنابراین آرایش Full در این برنامه با عبارت ، آرایش half با  و آرایش Double با  تعریف می­شود. غیر از این مداربندی­ها حالات دیگری نیز در نرم­افزار ارایه شده­اند. به طور کلی ظرفیت کویل در مداربندی half بیشتر از حالت full و در full بیشتر از Double است.

     Fluid Temp: از طریق این قسمت می­توان درجه حرارت سیال عبوری از داخل کویل را وارد نرم­افزار نمود. در کویل­های آبی (آب سرد یا آب گرم) این درجه حرارت عبارت است از دمای آب ورودی به کویل.

     در بحث تولید گرمایش درجه حرارت آب ورودی به کویل بین  تا  متناسب با کاربری پروژه و نیازمندی­های آن در نظر گرفته می­شود. در مورد گرمایش ساختمان­ها با توجه به اینکه غالباً درجه حرارت طرح داخل برای ساختمانهای  در نظر گرفته می­شود باید درجه حرارت آب ورودی به کویل  یا  در نظر گرفته شود.

     در هر صورت نرم­افزار با در اختیار داشتن این درجه حرارت و درجه حرارت هوای ورودی به کویل، مقدار دمای هوای خروجی از کویل را محاسبه می­نماید که در کویل­های سرمایش طبق استاندارد باید حدود  تا  باشد.

     در بحث سرمایش نیز درجه حرارت آب ورودی به هواساز همان درجه حرارت آب خروجی از چیلر است که می­تواند متناسب با کاربری­های مختلف متفاوت باشد ولی برای کاربردهای معمولی تهویه مطبوع این عدد بین  تا  در نظر گرفته می­شود. درجه حرارت هوای خروجی از کویل سرمایشی هواساز نیز باید حدود  تا  باشد تا محیط داخل فضا دمایی در گسترة  تا  داشته باشد.

     Fluid Velocity: این قسمت سرعت آب در حرکت داخل لوله­های کویل را تعریف می­نماید و گسترة مجاز آن بین fps2 تا fps8 بوده و معمولاً fps4 در نظر گرفته می­شود. افزایش سرعت سیال داخل لوله باعث افزایش افت فشار سمت آب شده و طبعاً به انتخاب پمپ بزرگتری منجر خواهد شد. بنابراین همواره پس از طراحی باید افت فشار سمت آب بررسی شود که در محدودة استاندارد باقی بماند.

     Fouling Factor: عبارت است از ضریب رسوب و به جنس لولة مصرفی در ساخت کویل بستگی دارد. مقدار آن به طور متوسط طبق استاندارد ARI حدود 0.00003 در نظر گرفته می­شود.

     Fin/tube Material: توسط این گزینه جنس لوله­ها و پره­های کویل را می­توان انتخاب نمود. جنس لوله معمولاً از مس (Copper) یا فولاد (Steel) و جنس پره­ها معمولاً از آلومینیوم (Aluminum) یا مس می­باشد. به طور کلی برای حالاتی که فشار سیال عبوری از داخل کویل بالاست از لوله­های فولادی و در غیر این صورت از لوله­های مسی استفاده می­شود. جنس پره­ها نیز در تهویه مطبوع و حرارت مرکزی معمولاً از آلومینیوم انتخاب می­شود ولی برای مناطقی که خوردگی به علت رطوبت بالا یا آلاینده­های شیمیایی وجود داشته باشد معمولاً یا پره­های آلومینیومی را پوشش ضدخوردگی (Coating) قرار می­دهند و یا از پره­های مسی که مقاومت بالاتری در مقابل خوردگی دارند استفاده می­شود. به طور کلی اگر جنس لوله و پره یکی باشد راندمان کویل افزایش خواهد یافت بنابراین ظرفیت کویلی که جنس لوله و پرة آن هر دو از مس باشد بیشتر از حالتی است که لوله مسی و پره آلومینیومی باشد ولی به علت بالاتر بودن هزینه­های مس نسبت به آلومینیوم، در کاربردهای معمولی تهویه مطبوع و حرارت مرکزی معمولاً جنس لوله مسی و پره آلومینیومی انتخاب می­شود.

 

ب) طراحی کویل انبساط مستقیم (D.X):

     منظور از کویل­های انبساط مستقیم در اینجا کویلی است که سیال اولیة آن که داخل کویل قرار دارد مبرد و سیال ثانویه که روی لوله­های کویل است هوا می­باشد. این نوع کویل در پکیج­های انبساط مستقیم، هیت پمپ­ها، کولر گازی و غیره مورد استفاده قرار می­گیرند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 5

     کلیه گزینه­های این کویل در قسمت قبل توضیح داده شده­اند و مشابه سایر کویل­هاست و فقط در ادامه گزینه­های جدیدی که در این نوع کویل وجود دارد تعریف می­شود.

     Refrigerant: توسط این گزیه نوع مبرد داخل لوله­های کویل تعریف می­شوند. پنج مبرد R12، R22، R134a، R502 و R717 (آمونیاک) در دسترس­اند.

     Number of Circuits: آرایش مداربندی کویل در این گزینه برای برنامه تعیین می­گردد. اگر آرایش Full مورد نظر باشد تعداد مدارها با تعداد لوله­ها در هر ردیف (tube/Row) برابر خواهد شد. برای آرایش half تعداد مدارات نصف تعداد لوله­های هر ردیف کویل بوده و برای آرایش Double تعداد مدارات دو برابر تعداد لوله­های هر کویل است.

     Temperature: درجه حرارتی که در قسمت Tube Side در کویل D.X سؤال می­شود عبارت است از درجه حرارت تبخیر مبرد در کویل در اثر جذب گرما که می­تواند از - تا  باشد. در کاربردهای عادی تهویه مطبوع این درجه حرارت معمولاً  در نظر گرفته می­شود.

     Cond. Temp: درجه حرارت کندانسینگ یا تقطیر که در این قسمت سؤال می­شود برابر است با درجه حرارتی که مبرد در آن در فشار ثابت چگالیده (تقطیر) می­شود و مقدار آن به درجه حرارت خشک هوای خارج بستگی داشته و به طور تجربی  تا  بیشتر از آن در نظر گرفته می­شود.

     Sub Cool Temp: درجه حرارت سابکول یا مادون سرد؛ درجه حرارتی است که مایع متراکم در خروجی از کندانسور دارد. به عبارت دیگر در سیکل تبرید استاندارد؛ خروجی مبرد از کندانسور در حالت مایع اشباع است ولی در عمل باید مقدار بیشتری از آن گرما گرفته شود تا به حالت مایع متراکم تبدیل شود. در غیر این صورت اگر همراه با سیال ورودی به شیر انبساط ذرات بخار وجود داشته باشد؛ راندمان آن به شدت کاهش خواهد یافت. مقدار سابکول معمولاً 2 تا 7 درجه می­باشد.

     Superheat Temp: درجه حرارت سوپرهیت یا مافوق گرم؛ درجه حرارتی است که باید به بخار اشباع خروجی از کمپرسور اضافه گردد تا بخار به حالت سوپرهیت درآید. به عبارت دیگر سیال خروجی از اواپراتور که وارد کمپرسور می­گردد باید عاری از هرگونه ذرات بخار باشد. زیرا ذرات رطوبت (بخار) در برخورد با پره­های کمپرسور که با سرعت بالا در حال دوران هستند باعث خوردگی و آسیب شدید آنها شده و خرابی کمپرسور را به همراه خواهد داشت.

     بنابراین سیال در خروجی 8 اواپراتور باید در حالت ترمودینامیکی فوق گرم با دمای بالا و فشار پایین قرار داشته باشد. درجه حرارت سوپرهیت معمولاً 2 تا 10 درجه بوده و سوپرهیت کردن سیال خروجی از اواپراتور معمولاً توسط مبدلی که در خط ساکشن (مکش) قرار گرفته است انجام می­شود.

 

ج) طراحی کویل بخار (Heating Coil-Steam):

     ورودی­های این کویل نیز مشابه حالت­های قبل است و فقط در قسمت Tube Side گزینة Steam Saturation Pressure وجود دارد که بیانگر فشار اشباع بخار است که در داخل لوله­های کویل وجود دارد. تا فشار اشباع Psig15 می­توان از مس با ضخامت جدار بالا برای لوله­های کویل استفاده نمود ولی برای فشارهای بالاتر از مانسمان استفاده می­گردد؛ در غیر این صورت امکان ترکیدگی لوله در قسمت­های u شکل آن که دارای تمرکز تنش بالاتری است وجود دارد.

 

د) طراحی کویل کندانسور مبردی (Refrigerant Condenser):

     این قسمت از نرم­افزار برای انجام محاسبات مربوط به کندانسورهای هوایی که در درون لوله آن مبرد جاری است مورد استفاده قرار می­گیرد. ورودی­های این کویل شبیه مشخصاتی است که برای سایر کویل­ها بیان شد ولی در قسمت Air Side منظور از Wet Bulb & Dry Bulb Temperature درجه حرارت­های مرطوب و خشک هوای خارج است. منظور از Temperature نیز درجه حرارت کندانسینگ است که قبلاً توضیح داده شد.

     کندانسورها معمولاً از لوله­های  و یا  اینچ ساخته می­شوند. تعداد پره­های آن معمولاً FPI=10 بوده و تعداد ردیف­ها باید به گونه­ای باشد که ظرفیت دفع حرارت کندانسور پاسخگوی سیستم تهویه مطبوع باشد. همان­طور که می­دانید وظیفه کندانسور دفع حرارت جذب شده توسط مبرد در اواپراتور و کمپرسور به یک سیال دیگر نظیر هواست و اگر به هر علتی ظرفیت آن کمتر از مقدار مورد نیاز باشد باعث افزایش فشار سیستم (Hight Pressure) و نهایتاً قطع عملکرد سیستم خواهد شد.

     مثال ـ مشخصات کویل آب گرمی را که باید پاسخگوی ظرفیت حرارتی معادل  باشد تعیین نمایید. درجه حرارت آبگرم ورودی به کویل  و محل نصب تهران می­باشد.

     با فرض اینکه از کل هوای برگشت استفاده می­شود؛ ابتدا مقدار هوای عبوری از روی کویل محاسبه می­گردد:

 

AF که ضریب هواست و با توجه به ارتفاع از سطح دریا محاسبه می­شود. برای تهران با ارتفاع ft4000 از سطح دریا مقدار آن 0.93 است.  نیز که اختلاف درجه حرارت هوا در ورودی و خروجی کویل است. مطابق آنچه در توضیحات کویل گرمایشی بیان شد برای شرایط آسایش در حرارت مرکزی؛ درجه حرارت هوای خروجی از کویل حرارتی  فرض می­شود. درجه حرارت هوای ورودی به کویل گرمایشی نیز برای حالت این مسأله که از صددرصد هوای برگشتی استفاده می­شود معادل درجه حرارت هوای داخل است که برای این مسأله  در نظر گرفته می­شود. بنابراین:

     با داشتن مقدار هوای عبوری از کویل و داشتن سرعت می­توان ابعاد کویل را بدست آورد. همان­طور که قبلاً توضیح داده شده سرعت هوای عبوری از کویل بین fpm300 تا fpm700 در نظر گرفته می­شود. از آنجا که دستگاهها معمولاً براساس ظرفیت سرمایی انتخاب می­شوند؛ ابعاد کویل گرمایی تابع ابعاد دستگاه انتخاب شده خواهد بود ولی برای حالتی که این ابعاد باید محاسبه شوند؛ سرعت روی کویل fpm500 به طور متوسط در نظر گرفته می­شود:

     براساس مساحت کویل و محدودیت­های احتمالی در ابعاد محل نصب کویل می­توان عرض و ارتفاع کویل را بدست آورد. این توضیح فرض کنید؛ ارتفاع کویل 30 اینچ (2.5 فوت) در نظر گرفته شود. در این صورت عرض آن برابر خواهد شد با:

     همچنین با داشتن قطر خارجی لوله­های کویل و ارتفاع آن؛ می­توان تعداد لوله­ها در هر ردیف کویل را بدست آورد. بنابراین چنانچه از لولة  اینچ در ساخت کویل استفاده گردد، خواهیم داشت:

 تعداد لوله­ها در هر ردیف کویل

     اکنون آماده­ایم تا این اطلاعات را وارد نرم­افزار نماییم. در قسمت عرض (width) عدد 56 و در قسمت  عدد 20 را وارد می­نماییم. همچنین در طراحی کویل­های گرمایشی معمولاً آغاز محاسبات با کویل دو ردیفه و تراکم پرة هشت انجام می­گردد. بنابراین در قسمت Tube Rows عدد 2 و در قسمت Fin Pitch عدد 8 وارد می­شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     به صورت معمول جنس لوله­ها از مس و جنس پره­ها از آلومینیوم انتخاب می­گردد. بقیه ورودی­های این قسمت مربوط به لوله  اینچ است که تغییر نمی­دهیم. در قسمت Air Side ارتفاع ft4000 را برای تهران وارد می­نماییم. Dry Bulb نیز که درجه حرارت هوای ورودی به کویل است  انتخاب می­شود و نهایتاً مطابق آنچه بیان شد، سرعت هوای عبوری از کویل را Face Velocity = 500 fpm وارد می­نماییم. در قسمت Tube Side سیال عبوری از داخل لوله­ها را Water و دمای آن را  وارد می­کنیم. با فرض حالت Full برای آرایش کویل باید گزینه  انتخاب شود. و در آخر با در نظر گرفتن سرعت fps4 برای آب و ضریب رسوب 0.0002 می­توان خروجی نرم­افزار را مشاهده نمود:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     مطابق آنچه مشاهده می­شود ظرفیت کویل  محاسبه شده که از ظرفیت درخواستی مسأله کمی بالاتر بوده و مناسب است. درجه حرارت هوای خروجی نیز  است که در محدودة مجاز قرار دارد. پارامتر مهم دیگر افت فشار است. افت فشار سمت هوا  و افت فشار سمت آب  محاسبه شده است که هر دو مناسب­اند. همچنین درجه حرارت آب خروجی از کویل که به دیگ آبگرم بازمی­گردد  محاسبه شده است.

     طرح­های مختلف دیگری نیز از کویل می­توان بدست آورد. به عنوان مثال فرض کنید کویل بجای یک ردیفه؛ دو ردیفه فرض شود و همچنین FPI از هشت به چهارده افزایش یابد؛ در این صورت ظرفیت محاسبه شده توسط نرم­افزار  خواهد بود که مناسب است. پس از بررسی ظرفیت کویل باید افت فشارها نیز کنترل شوند تا در محدودة استاندارد قرار داشته باشند. در غیر این صورت باید طرح کویل تصحیح شود. صورت­های مختلفی که برای کویل این مسأله می­توان از نرم­افزار بدست آورد؛ در جدول زیر خلاصه شده­اند:

 

     کارخانجات سازندة کویل معمولاً براساس طراحی انجام شده برای کویل نقشة آن را ترسیم می­نمایند.

     هرچند متداول­ترین سایز لوله برای کویل­های گرمایشی  است، ولی می­توان از لوله­های  اینچ در ساخت آنها استفاده نمود. در این صورت برای بررسی و محاسبه با لوله  اینچ کافی است در قسمت Outside tube Dia تغییرات مطابق شکل زیر لحاظ گردد:

 

 

 

 

 

 

 

     با اعمال این تغییرات؛ محاسبات برای کویل جدید به صورت زیر خواهد بود:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     همان­طور که از نتایج محاسبات مشاهده می­شود؛ این کویل دارای توان حرارتی  بوده که کمتر از مقدار مورد نیاز است. بنابراین باید با افزایش FPI مقدار بار گرمایشی را جبران نمود.

     ? مثال: برای تأمین هوای تازة یک آزمایشگاه از یک دستگاه هواساز استفاده می­شود. طبق محاسبات کل هوای مورد نیاز جهت تهویة فضای آزمایشگاه 7500 cfm است. چنانچه برای فضای مورد نظر 30 درصد هوای تازه در نظر گرفته شده باشد، مشخصات کویل آب سرد و آب گرم هواساز تأمین­کنندة هوای تازه را بدست آورید. ارتفاع از سطح دریا صفر است. سایر مشخصات طرح بصورت زیر است:

= درجه حرارت مرطوب طرح خارج در تابستان

= درجه حرارت خشک طرح داخل

= درجه حرارت آب خروجی از چیلر

= درجه حرارت خشک طرح خارج در تابستان

= درجه حرارت خشک طرح خارج در زمستان

= درجه حرارت آب خروجی از بویلر

     از آنجا که هدف از استفاده از هواساز تأمین هوای تازة آزمایشگاه است؛ مقدار هوادهی آن را می­توان به صورت زیر بدست آورد:

     بنابراین با توجه به اینکه هواساز مذکور باید مقدار هوای فوق را از درجه حرارت هوای خارج به درجه حرارت هوای داخل برساند؛ ظرفیت لازم برای کویل سرمایشی و گرمایشی آن به صورت زیر بدست می­آید:

     همچنین با در نظر گرفتن سرعت 500fpm برای هوای عبوری از سطح کویل؛ مساحت کویل برابر می­شود با:

     بهترین هندسه برای کویل حالتی است که کویل کمترین افت فشار را داشته باشد و از طرفی هرچه هندسه متقارن­تر باشد افت فشار کمتر خواهد بود و بنابراین حالت مربع بهترین انتخاب برای شکل کویل است ولی این انتخاب همیشه امکان ندارد و ابعاد واقعی کویل با توجه به محدودیت­های محل نصب آن باید تعیین شود. بنابراین با فرض اینکه ارتفاع دستگاه هواساز در قسمت کویل 18 اینچ (1.5 فوت) باشد؛ می­توان عرض کویل و تعداد لوله­های هر ردیف آن را به صورت زیر محاسبه نمود:

 تعداد لوله در هر ردیف کویل

     توجه دارید که عدد 1.5 در مخرج رابطة فوق برای حالتی است که از لوله­های  در ساخت کویل استفاده می­شود. بنابراین برای تعیین مشخصات کویل گرمایشی ورودی­های نرم­افزار به صورت زیر وارد می­شوند:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     در این صورت نرم­افزار محاسبات را انجام داده و خروجی­های زیر را ارایه می­دهد:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     برای تعیین مشخصات کویل سرمایشی نیز ورودی­های نرم­افزار به صورت زیر وارد می­شوند:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     در این صورت نرم­افزار خروجی را به صورت زیر ارایه می­دهد:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     ? مثال: برای ایجاد فشار مثبت و تأمین هوای مطبوع برای اتاق­های عمل طبق استاندارد از مقدار تعویض هوای  (15 مرتبه در هر ساعت) استفاده می­شود. چنانچه برای یک اتاق عمل به مساحت 50m² و ارتفاع کف تا سقف 3.5m در تهران از یک دستگاه پکیج یونیت انبساط مستقیم با مبرد R-22 استفاده شود؛ کویل سرمایشی D.X این پکیج را طراحی نمایید. قابل توجه اینکه برای اتاق­های عمل از صددرصد هوای تازه استفاده می­شود.

     با توجه به مقدار تعویض هوا برای اتاق­های عمل، مقدار هوای مورد نیاز اتاق که بتواند علاوه بر ایجاد شرایط مطبوع؛ فشار مثبت نیز در اتاق ایجاد نماید؛ برابر خواهد شد با:

     و با توجه به اینکه برگشت هوا طبق دستورالعمل­ها برای اتاق عمل مجاز نیست از صددرصد هوای تازه استفاده خواهد شد. بنابراین با فرض اینکه درجه حرارت هوای داخل اتاق عمل  باشد و از آنجا که درجه خشک هوای خارج در تابستان برای تهران  است؛ ظرفیت کویل سرمایشی برابر خواهد شد با:

     در رابطة فوق T_i دمای هوای ورودی به کویل و T_c دمای هوای خروجی از کویل است. با فرض  می­توان نوشت:

     ابعاد کویل را نیز می­توان با فرض  و در نظر گرفتن سرعت 550fpm برای هوای عبوری از کویل به صورت زیر بدست آورد:

     با توجه به اینکه در ساخت کویل­های D.X معمولاً از لوله­های با قطر خارجی  اینچ استفاده می­شود؛ می­توان تعداد لوله­های موجود در هر ردیف کویل را محاسبه نمود:

     با وارد نمودن مشخصات فوق به نرم­افزار مشاهده می­شود که یک کویل 4 ردیفه با 8 پره در هر اینچ دارای ظرفیت            بوده و بنابراین پاسخگوی نیاز پروژه خواهد بود. شکل زیر ورودی­های نرم­افزار را نشان می­دهد:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     در این صورت؛ نتایج محاسبات برنامه به صورت زیر خواهد بود: