مقدمه
تامین آبگرم مصرفی در مقیاس خانگی و صنعتی نکته‌ای مهم و حیاتی محسوب می‌شود. منبع کویلدار یا منبع کویلی ابزاری رایج و کارآمد جهت تهیه آبگرم مصرفی است که در نقشه‌های تاسیسات با علامت اختصاری DHWG که مخفف domestic hot water generator است، نمایش داده می‌شود.
منابع کویلدار از یک مخزن و یک کویل تشکیل شده‌اند و در واقع نوعی مبدل حرارتی پوسته-لوله هستند که ساز‌و‌کاری شبیه آب‌گرمکن دارند. این منابع توانایی افزایش دمای آب سرد ورودی و همچنین ذخیره‌ی آبگرم تولیدی تا موعد مصرف را دارند و پس از تولید آبگرم، به کمک پمپ، آن را تا واحدهای مصرفی پمپاژ می‌کنند.
معرفی منابع کویل دار:
یکی از روش های رایج و بهینه جهت تولید آبگرم مصرفی استفاده از منابع کویلدار است. نحوه عملكرد اين منابع بسيار ساده و قابل درك است كه در ادامه به بررسي آن ميپردازيم.
منابع كويلدار يا كويلي از دو المان مهم و حياتي شامل مخزن و كويل تشكيل شده‌اند. مخازن از جنس ورق گالوانيزه ساخته مي‌شود كه ضخامت آن بسته به ظرفيت، فشار كاري و … متغير خواهد بود. كويل هم وظيفه افزايش دماي سيال درون مخزن را دارد و از جنس مس، استيل و فولاد هستند ولي عموما از مس بدليل ضريب انتقال حرارتي بالا، ساخته مي‌شود.
آبگرم يا بخار آب توليد شده توسط بويلر به درون كويل جاري مي‌شود و سپس بدليل مجاورت با سيال سرد كه همان آب سرد موجود در مخزن است از طريق همرفت، آن را گرم مي‌كند. آبگرم توليد شده آماده‌ي پمپاژ به واحد‌هاي مصرفي است.
با تعبيه خط برگشت آبگرم مصرفي، در صورت عدم مصرف آبگرم مي‌توان آن را به مخزن بازگرداند و تا زمان تقاضاي مصرف كننده آن را حفظ نمود كه اين امر سبب صرفه‌جويي در مصرف انرژي، عدم اتلاف آب و زمان و افزايش كارايي سيستم مي‌شود.
انواع مخازن كويل دار:
منابع كويلي داراي انواع مختلفي هستند؛ به لحاظ اندازه و ساختار داراي دو حالت عمودي و افقي هستند كه بسته به محل نصب و شرايط محيط نگهداري انتخاب مي‌شوند. به لحاظ نحوه عملكردي تفاوتي ندارند ولي منابع کویلدار استوانه‌ای بدليل اشغال فضاي كمتر، حمل و نقل آسان تر، ايجاد فشار بيشتر جهت گردش سيال و عدم نیاز به منبع انبساط محبوبیت بیشتری دارند.
همچنین منابع کویلی برحسب شکل و فرم کویل نیز انواع مختلفی دارند.کویل‌ها می‌توانند به صورت Uشکل درون منبع نصب می‌شود که در آن چند لوله کویل برحسب نیاز روی هم قرار می‌گیرند. در این نوع کویل رسوب‌زدايي آسان است همچنين در صورت خرابي يا گرفتگي يك لوله از كويل، خللي در ساز‌و‌كار سيستم بوجود نيامده و لوله‌هاي سالم عمليات گرمايش آب مصرفي را ادامه مي‌دهند.
نوع ديگري از كويل ها در شكل اسپيرال يا مارپيچ موجود است كه تنها از يك لوله حلزوني شكل تشكيل شده است. اين نوع از كويل بدليل ضريب انتقال حرارت بالاتر، راندمان و محبوبيت بيشتري دارند.
مخازن كويل دار با كويل مارپيچ:
مخزن کویل دار اسپیرال يا هليكال که آرایش کویل در آن بصورت مارپیچ بوده، جديد‌ترين نوع مخازن نسبت به مخازن دوجدار و حتي انواع مخازن كويلدار هستند كه به تامين آبگرم مصرفي مي‌پردازند. حذف عیوب مدل‌های قبلی و راندمان بيشتر اين نوع از مخازن نسبت به مخازن ياد شده سبب محبوبيت بيشتر آن در مصارف خانگی و صنعتی شده است. ساختار مارپيچ اين نوع كويل ها سبب افزايش سطح تماس دو سيال با دماي مختلف شده و در نتيجه آهنگ انتقال حرارت افزايش می‌یابد.
آرایش خاص و نحوه قرار‌گیری کویل اسپیرال درون مخزن سبب کاهش حجم اشغالی، افزایش قابل‌توجه ضریب انتقال حرارت و کاهش میزان تجمع رسوبات و در نتیجه بهبود کارایی آن شده است. همچنین امکان تولید لحظه‌ای آبگرم و ذخیره آن سبب صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش اتلاف حرارتی می‌شود.
مزایای مخازن مخزن کویل دار اسپیرال:
- ضریب انتقال حرارت بالاتر نسبت به دیگر مخازن کویلی و دوجداره
- مقاوم در برابر اکسایش قطعات بدلیل محافظ کاتدی
- تولید آبگرم بیشتر نسبت به سایر همتایان در ظرفیت برابر
- امکان ساخت کویل و بدنه با متریال مختلف
- سهولت در تعمیر و نگهداری
- قیمت اقتصادی و مقرون بصرفه
- اشغال فضای کمتر
- صرفه‌جویی در مصرف انرژی و کاهش اتلاف حرارتی
- موجود در حجم و فشار کاری مختلف
مخازن کویلدار مارپیچ از اجزای مهم تشکیل دهنده موتور‌خانه‌ها هستند که وظیفه تامین آبگرم مصرفی مورد نیاز را دارند و بطور گسترده جهت تامین آبگرم مصرفی در ساختمان‌های مسکونی، هتل‌ها، بیمارستان‌ها، رستوران‌ها ، صنایع نفت و پتروشیمی، کارخانجات غذایی و دارویی و… بکار می‌رود.