لوله‌ های مسی و عایق‌ های مورد استفاده در تهویه مطبوع و سیستم‌ های تبریدی

لوله‌ های مسی

اگرچه در بعضی از موارد کاربردهای تبریدی لوله‌ های آلومینیومی، فولادی یا آلیاژهای آن‌ ها مورد استفاده می گیرد، اما در بسیاری از این کاربردها عموما لوله‌ هایی از جنس مس بهره برداری می شود. مزیت لوله‌ های مسی سبک بودن، مقاومت بالاتر در برابر خوردگی و سهولت در نصب آن‌ ها است. لوله ­های مسی مورد استفاده در صنعت تهویه مطبوع و تبرید معروف به لوله­ های [1]ACR بوده و معمولا با قطر خارجی[2] مشخص می­ شوند. بنابراین اگر در لوله ­های مورد استفاده در این صنعت از لوله اینچ صحبت شود منظور لوله ­هایی است که قطر خارجی آن اینچ باشد. در لوله­ های مورد استفاده برای لوله­ کشی­ های گرمایشی و کاربردهای معمول غیر از سیستم‌ های تبریدی لوله‌ ها معمولا با قطر داخلی معروف لبه قطر نامی اندازه ­گذاری می­ شوند، در نتیجه قطر خارجی همان‌ طور که در شکل 1 نشان داده شده است قطر خارجی برابر قطر داخلی به علاوه ضخامت لوله می‌ باشد.

[1] Air conditioning and Refrigeration

[2] outside diameter (OD)

                       

             شکل 1.  شماتیک اندازه‌ گذاری لوله‌ های مورد استفاده در سیستم‌ های تبریدی (سمت راست) و سایر لوله‌ ها (سمت چپ)

لوله‌ های مورد استفاده در سیستم‌ های تبریدی به منظور حصول اطمینان از عدم وجود رطوبت در آن ­ها، اکسیژن­ زدایی و آب ­زدایی می­ شوند. در بسیاری از موارد، لوله­ های مسی پس از تمیزکاری و پر شدن از نیتروژن، در پوش گذاری می ­شوند. نیتروژن استفاده شده، لوله را خشک نگه داشته و به جلوگیری از اکسیده شدن سطح داخلی آن هنگام انجام عملیات حرارت­ دهی برای جوش‌ کاری کمک می­ کند. بنابراین باید دقت کرد تا در کاربردهای تهویه مطبوع و تبرید از لوله‌ های مسی معمولی که در کارهایی مانند لوله‌ کشی و … کاربرد دارند، استفاده نشود.

لوله های مسی بنا به نیاز بازار در سه گروه TPC، DLP و DHP تولید می شوند که موارد مصرف آن ها به شرح ذیل می باشد:

– لوله مسی TPC: این گروه از لوله ها دارای هدایت الکتریکی فوق العاده ­ای بوده و مصارف الکتریکی دارند. در تولید انواع کابلشو از این نوع لوله‌ ها استفاده می‌ شود.

– لوله مسی DLP&DHP: این نوع از لوله ها علاوه بر قابلیت هدایت حرارتی بالا، قابلیت جوشکاری مناسبی دارند. از این ­رو در تهویه مطبوع و تبرید کاربرد دارند. 

– لوله‌ های مسی مورد استفاده در تهویه مطبوع و تبرید را از نظر سختی می‌ توان به دو نوع سخت[1] و نرم[2] تقسیم کرد.

لوله‌ های مسی نرم: بیش ­تر در سیستم های خانگی کاربرد داشته و در صنایع سنگین معمولا از آن‌ ها استفاده نمی‌ شود. این لوله‌ ها را با تجهیزات مناسب می‌ توان به راحتی خم کرده یا کشش داد، بنابراین در لوله‌ کشی‌ های انجام شده با لوله‌ های نرم تعداد اتصالات کاهش یافته و به همین دلیل مزایای خاصی از جمله نصب سریع و احتمال نشت کم‌ تر را با خود به ارمغان می‌ آورند. کاربرد این نوع لوله‌ ها در زمینه سیستم‌ های VRF محدود بوده و فقط در لوله‌ های با سایز کوچک و لوله‌ های ورودی به یونیت‌ های داخلی آن هم به دلیل پتانسیل خوب آن‌ ها در خم‌ کاری و گشاد کردن لوله به کار گرفته می‌ شوند. لوله‌ های مسی نرم را معمولا می ­توان به صورت کلاف و با اندازه کم ­تر از  اینچ تهیه کرد. لوله ­های مسی با قطر کم برای استفاده در لوله های مویین به وفور مورد استفاده قرار می‌ گیرند. لوله‌ های مسی نرم معمولا در کلاف‌ های 5/7 متری، 15 متری، و به ندرت 30 متری و قطرهای تا اینچ در بازار وجود دارند[3]. در شکل 2 نمونه لوله‌ های مسی نرم به صورت کلاف ارائه شده است.

[1] hard copper tubes

[2] soft copper tubes

[3] باید توجه داشت با توجه به کاربردها و شرایط ممکن است پیدا کردن بعضی از اندازه‌ ها در بازار دشوار و یا حتی غیرممکن باشد و یا در بعضی بازارها و استانداردهای سایزهای خارج از این طیف هم وجود داشته باشند. بعضی از اندازه‌ها به سفارش صنایع خاص و صرفا برای آن‌ها تولید می‌ شود.

                                                                    

                                                            شکل  2.  چند کلاف نمونه از لوله‌ های مسی نرم

لوله‌ های مسی سخت: لوله‌ های مسی سخت بر خلاف لوله‌ های مسی نرم به صورت کلاف نبوده و به صورت شاخه‌ ای (مستقیم) هستند. لوله‌ های مسی سخت در اندازه‌ های 3 متری و 6 متری و معمولا قطر تا 4 اینچ تولید می‌ شوند[1]. این لوله‌ ها با قطرهای نسبتا بزرگ‌ تری از لوله‌ های مسی نرم ساخته می‌ شوند البته در بعضی از سایزها هم پوشانی هم بین لوله‌ های مسی نرم و سخت وجود دارد. لوله‌ های مسی سخت قابلیت خم کاری نداشته و در صورت نیاز به ایجاد خم باید با استفاده از اتصالات مناسب این کار را انجام داد. البته در شرایط خاص با اعمال حرارت به لوله می‌ توان آن را خم کرد اما این موضوع با توجه به کاهش مقاومت لوله و ایجاد مشکلات دیگر، مناسب نبوده و استاندارد نمی‌ باشد.

توجه: به طور کلی سایز لوله‌ های مورد استفاده در سیستم‌ های VRF از  تا 2 اینچ می‌ باشد.

هم در لوله‌ های مسی نرم و هم سخت دو انتهای لوله به وسیله درپوش مناسب کیپ می‌ شود تا در زمان جابجایی و انبار آلودگی وارد آن‌ ها نشود. در کنار لوله‌ های مسی نباید از اتصالات مربوطه مانند انواع زانویی‌ ها (90 درجه، 45 درجه)، سه راه، بوشن و… هم غافل شد. در واقع اتصالات مورد استفاده باید با نوع لوله‌ های از نظر ضخامت، آلیاژ تقریبی و مقاومت سازگاری داشته باشند. تنش مجاز لوله ­های مسی سخت نسبت به لوله­ های مسی نرم بیش ­تر است.

[1] اندازه‌ های اعلام شده کلی هستند و ممکن است که بعضی از انواع حاشیه‌ ای آن به سادگی یافت نشوند و با در بعضی بازارهای اندازه‌ های خارج از این دامنه هم وجود داشته باشند. قطعا تمام این طیف لوله‌ های مسی در تهویه مطبوع کاربرد ندارند و طیف محدودتری در تهویه مطبوع و سیستم‌ های تبریدی کاربرد دارد.

                              

                                          شکل 3. نمونه لوله‌های مسی سخت به صورت شمش

لوله‌ های مسی را می‌ توان به چهار گروه وزنی K، L و M تقسیم کرد. باید توجه داشت که هر کدام از این لوله‌ های ضخامت خاص خود را داشته و با توجه به ضخامت دارای کلاس فشار کاری خاص خود نیز هست. بنابراین در استفاده از هر کدام از این انواع باید به فشار کار مورد نظر هم توجه داشت. این سه گروه لوله به صورت زیراند:

  • – لوله ­های نوع K ضخامت بالایی داشته و مخصوص کارهای سنگین هستند. این لوله ­ها به منظور استفاده در سیستم ­های سرمایشی، لوله ­کشی عمومی خانه­ ها و سیستم ­های گرمایشی به کار می ­روند. از این لوله ­ها برای سیستم ­های لوله­ کشی زیرزمینی و توکار هم استفاده می­ گردد.

  • – لوله­ های نوع L ضخامتی کم‌ تر از نوع k بیش‌ از نوع M داشته و برای لوله ­کشی داخلی خانه­ ها و سیستم­ های گرمایشی مورد استفاده قرار می­ گیرند. این نوع لوله‌ ها بیش‌ ترین کاربرد را در صنعت تهویه مطبوع و تبرید دارند.

  • – لوله ­های نوع M کم‌ ترین ضخامت را داشته و مخصوص کارهای سبک اند. این لوله­ ها برای امور مربوط به ونت­ های سبک و موارد از این دست مورد استفاده قرار می­ گیرند. در مواردی که امکان آسیب خارجی وجود ندارد لوله‌ های مسی نوع M می‌ تواند یک انتخاب مناسب باشند.

ضخامت انواع مختلف لوله شامل نوع K، L و M در چند سایز به عنوان نمونه در جدول 1 ارائه شده‌ اند. 

                                                            جدول 1.  ضخامت نمونه انواع مختلف لوله

                                                                

توجه: لوله ­ها را در صورت عدم نیاز نکشید و یا خم نکنید چرا که این کار باعث سخت شدن لوله می ­گردد. این عملیات سخت­ کاری[1] نامیده می ­شود. برای برطرف کردن سخت شدگی لوله می ­توان لوله را گرم کرد و به آن اجازه داد تا به صورت آرام سرد شود. این عملیات آنیلینگ[2] نامیده می­ شود. دقت داشته باشید که برای آنیلینگ نباید گرمای شدیدی به یک نقطه از لوله وارد کرد بلکه به قسمت مورد نظر در حدود 30 سانتی متر گرما داده و بعد از گرم شد کامل، اجازه ­دهیم تا به آرامی سرد شود.

استانداردهای مختلفی برای لوله‌ های مسی وجود دارد. به عنوان نمونه شرکت صنایع مس شهید باهنر به عنوان یکی از بزرگ‌ ترین تولید کنندگان لوله‌ های مسی در این محصولات خود را مطابق استانداردهای بین المللی زیر عرضه می ­کند.

DIN 1787 Copper – Half-finished Products.

DIN 1785    Wrought copper and copper alloy tubes for condensers and heat exchangers.

DIN 1754-1    Copper Tubes – Seamless Drawn, Dimension Ranges and Coordination of Tolerances.

DIN 1754-2  Copper Tubes – Seamless Drawn, Preferred Dimensions for General Purposes.

DIN 17671-1  Wrought copper and copper alloy tu bes; properties.

DIN EN 12449  Copper and copper alloys – Seamless, round tubes for general purposes.

DIN EN 12451  Copper and  copper.alloys – Seamless, round tubes for heat exchangers.

DIN EN 12735-1 Copper and copper alloys – Seamless, round copper tubes for air conditioning and refrigeration – Part 1: Tubesfor piping systems

DIN EN 12735-2 Copper and copper alloys – Seamless, round copper tubes for air conditioning and refrigeration – Part 2: Tubes for equipment

ASTM B111M-11Standard Specification for Copper and Copper- Alloy Seamless Condenser Tubes and Ferrule Stock.

ASTM B75/B75M-11   Standard Specification for Seamless Copper Tube.

ASTM B280-08  Standard Specification for Seamless Copper Tube for Air Conditioning and Refrigeration Field Service.

ASTM B395/B395M-08 Standard Specification for U-Bend Seamless Copper and Copper Alloy Heat Exchanger and Condenser Tube.

  JIS H 3300 Copper and copper alloy seamless pipes and tubes.

BS 2871-2:1972   Specification for copper and copper alloys tubes. Tubes for general purposes.

BS EN 12449:1999   Copper and copper alloys. Seamless, round tubes for general purposes.

BS EN 12451:1999  Copper and copper alloys. Seamless, round tubes for heat exchangers.

BS EN 12735-2:2010  Copper and copper alloys. Seamless, round copper tubes for air conditioning and refrigeration. Tubes for equipment.  

توجه: هر چند سایز لوله‌ های مسی تقریبا در تمام استانداردهای و بازارها به صورت پیش فرض و ثابت است اما امکان دارد در بعضی از حالات خاص تفاوت‌ های کوچکی در سایز لوله‌ ها به وجود آید. طیف لوله‌ های مسی نوع نرم و سخت در استانداردهای مختلف ممکن است متفاوت باشند.

انتخاب قطر لوله‌ کشی در سیستم‌ های تبرید از اهمیت بالایی برخوردار بوده و معمولا بر اساس عوامل زیر انجام می‌ شود:

  • – افت فشار

  • – سرعت جریان

  • – برگشت روغن

ظرفیت تبرید یک سیستم، تحت تاثیر افت فشار در لوله‌ ها قرار دارد، افت فشاری نه تنها به کاهش ظرفیت تبرید می‌ انجامد بلکه مصرف انرژی کمپرسور را نیز بالا می‌ برد.

اگر لوله‌ هایی با قطر کوچک‌ تر از قطر مناسب انتخاب شود ممکن است سیستم تبریدی با صدای عملکرد غیر عادی، افزایش افت فشار، افزایش مبرد و خطای فشار بالا و … رو به رو شود. استفاده از لوله‌ های با قطرهای بزرگ‌ تر از قطر مورد نیاز هم به نوبه خود می‌ تواند مشکلات متفاوتی مانند کمبود مبرد، کاهش بازدهی، خطای فشار پایین، مشکل برگشت روغن و … را با خود به سیستم تحمیل کند بنابراین انتخاب لوله با قطر مناسب اهمیت بالایی داشته و باید با دقت با آن برخورد شود.

– عایق‌ ها

در تهویه مطبوع و تبرید معمولا از عایق‌ های الاستومری استفاده می‌ شود. این نوع عایق‌ ها برای اولین بار بیش از 50 سال پیش به بازار معرفی شده و با توجه به مزیت‌ های زیادی که ارائه می‌ دادند توانستند به سرعت جای خود را در بازار باز کنند. نصب و استفاده از این عایق‌ ها به نسبت عایق‌ های پشم شیشه‌ ای و دیگر عایق‌ ها ساده‌ تر بوده و با توجه به سطح خارجی نرم آن‌ ها در مقابل آلودگی، سوراخ شدن و رطوبت مقاومت بالاتری از خود نشان می‌ دهند. این عایق‌ ها به صورت سلول بسته بوده و مقاومت بالایی هم در برابر نفوذ بخار داشته و از نظر جلوگیری از اتلاف انرژی هم عملکرد مناسبی ارائه می‌ دهند. انواعی از این عایق‌ ها با پوشش آلومینیومی برای کار در فضای آزاد و جلوگیری از آسیب‌ ها ناشی از تابش آفتاب و اشعه UV هم وجود دارد. عایق‌ های الاستومری معمولا دارای ضریب هدایت حرارتی ثابت در زمان بوده و جذب آب بسیار پایینی دارند. از دیگر مزایای این نوع عایق‌ ها می‌ توان به عدم ایجاد حساسیت پوستی و تنفسی اشاره کرد. عایق‌ های الاستومری در زیر عایق و در سطح لوله‌ ها و مخازن خوردگی ایجاد نکرده و جذب صدای بالایی دارند به همین دلیل تا حدودی عایق صدا هم هستند.

همان‌ طور که در شکل 4 دیده می‌ شود عایق‌ های الاستومری به صورت لوله‌ ای و ورقه‌ ای در بازار وجود دارند. معمولا عایق‌ های لوله‌ ای در سایزهای  تا 3 اینچ و با ضخامت‌ های 10 و 19 میلی‌ متری وجود دارند هر چند ممکن است به ندرت در سایزها و ضخامت‌ های دیگر هم وجود داشته باشند. عایق‌ های ورقه‌ ای معمولا در ضخامت‌ های 6، 10، 13، 19 و 25 میلی‌ متر و در انواع مختلفی مانند پشت چسب‌ دار، دارای روکش آلومینیومی و … وجود دارند. این نوع از عایق‌ ها برای لوله‌ های با قطر بیش از 3 اینچ، کانال‌ ها و … مورد استفاده قرار می‌ گیرند.

علاوه بر این دو نوع معمولا نوارهای درزگیر هم با جنس الاستومری وجود دارند که ممکن است در تهویه مطبوع و تبرید مورد استفاده قرار گیرند.

[1] Hardening

[2] Annealing

                                                       

                                                           شکل 4.  تصویری از انواع عایق‌های مرسوم

معمولا برای عبور راحت­ تر لوله داخل عایق سطح داخلی عایق ­ها را به پودری خاص آغشته می­ کنند در شکل 5 نمونه یک لوله مسی که بر روی آن عایق کشیده شده ارائه شده است.

                                  

                                                                      شکل 5. عایق کشیده شده بر روی یک لوله مسی

در جدول 2 مشخصات کلی عایق‌ های الاستومری ارائه شده است.

                                                                  جدول 2. ویژگی عایق‌ های الاستومری

                                 

 

Device rotate

لطفاً برای تجربه کاربری بهتر دستگاه خود را ۹۰ درجه بچرخانید.