ديگ های آبگرم تماس مستقيم

ديگ های آبگرم تماس مستقيم

مجله صنعت تاسيسات

-مقدمه

گرم کردن آب جهت مصارف بهداشتی، صنعتی و گرمایش محیطی مهم ترین راه انتقال حرارت است که بشر تاکنون از آن بهره برده است.

امروزه راه های متنوعی برای گرم کردن آب وجود دارد که عبارتند از آبگرمکن های مخزنی یا لوله دار ، دیگ های چدنی ، دیگ های فولادی فایرتیوب وطرح های مشابه دیگر.

نکته مشترک در تمامی این روش ها این است که آب و شعله و محصولات احتراق کاملا از یکدیگر تفکیک شده هستند و تماس مستقیمی بین آنها وجود ندارد.

این مقاله به فناوری انتقال حرارت مستقیم از دود و محصولات احتراق به آب و کاربرد آن در ساخت دیگ آبگرم شعله مستقیم می پردازد و مزایا و محدودیت آن را نسبت به فناوری های معمول مقایسه میکند.

انتقال حرارت مستقیم در مقایسه با انتقال حرارت غیرمستقیم

در انتقال حرارت غیرمستقیم از دود به آب، برای مثال در یک بویلر آبگرم لوله آتشی، گرما از چندین مقاومت عبور می کند تا از دود به آب برسد که عبارتند از :

  • مقاومت انتقال حرارت جابجایی از دود به رسوب گرفتگی جدار داخلی لوله ؛
  • مقاومت هدایت حرارتی از رسوب جدار داخلی لوله ، مقاومت هدایت حرارتی گوشت لوله؛
  • مقاومت هدایت حرارتی رسوب خارج لوله
  • مقاومت انتقال حرارت جابجایی ازرسوب خارجی لوله به آب درون بویلر.

مجموع مقاومت های مذکور باعث می شود که ضریب انتقال حرارت کلی در لوله های دود یک دیگ آبگرم در حدود w/m2°c 35~15باشد.

در انتقال حرارت مستقیم ، آب به صورت قطره در محفظه ای که از محصولات احتراق انباشته شده پاشیده می شود.در این حالت ابتدا قطرات آب گرمای دود را به خود جذب ودود را خنک می کنند.

سپس با تبخیر سطحی از قطرات آب ، دمای دود باز هم کاهش می یابد تا به دمای” wet bulb ” خود برسد.

قطرات بعدی آب دمای محصولات احتراق را باز هم کاهش می دهند تا به زیر نقطه شبنم رسیده وآبی که قبلا بخار شده بود بر روی قطرات بعدی کندانس شود وحتی بخار آب ناشی از عمل احتراق نیز به طور کامل چگالیده شود.

این عمل باعث می شود که دمای دود خروجی عملا تا حد دمای آب ورودی کاهش یافته ودود کاملا عاری از بخار آب باشد.

ضریب انتقال حرارت مستقیم در این حالت در حدودw/m2°c 800~1000 خواهد بود.

اصول کارکرد

مقاله مجله صنعت تاسیسات

شکل ۱ نمونه ای از یک دیگ آبگرم شعله مستقیم را نشان می دهد.ساختار دیگ به صورت یک استوانه عمودی است که در بالای آن دودکش نصب شده ومشعل از پایین وکنار روی استوانه نصب شده است.

آب ورودی از طریق اسپری در قسمت فوقانی استوانه پاشیده می شود وپس از عبور از فضای خالی روی بستری از پکینگ میریزد.

آب پس از عبور از پکینگ ، از شعله عبور کرده ودر قسمت پائینی استوانه ذخیره می شود.آب داغ ذخیره شده توسط یک پمپ سیرکوله به مبدل حرارتی صفحه ای هدایت شده وآب مصرفی را گرم می کند وسپس مجددا به اسپری رفته وسیکل ادامه می یابد.

از سوی دیگر محصولات احتراق ابتدا وارد بستر پکینگ شده وپس از تبادل حرارت با آب وارد فضای اسپری گردیده ودر انتها از دودکش خارج می شوند.

بستر پکینگ علاوه بر نقش مهمی که در انتقال حرارت مستقیم از محصولات احتراق به آب دارد سطح مورد نیاز وزمان کافی برای انتقال جرم گازهای حل شده در آب به دود را فراهم می آورد به نحوی که آب هنگامی که به قسمت ذخیره سازی می رسد عاری از گازهای محلول مانند دی اکسید کربن واکسیژن می باشد.

جنس دیگ به دلیل حل شدن دی اکسید کربن در آب وتشکیل اسید ، استنلس استیل انتخاب می گردد.البته آب اسیدی فقط در قسمتهایی از داخل دیگ جریان دارد وآب خروجی از دیگ کاملا عاری از گازهای محلول می باشد وآسیبی به خطوط لوله نمی رساند.

مزایا

مزایای دیگ های آبگرم شعله مستقیم به شرح زیر است:

  • راندمان حرارتی بالاتر از ۹۸ درصد وکاهش مصرف سوخت بین۱۵تا۳۰ درصد نسبت به طرح های معمول (دمای دود خروجی از دودکش ۳۵تا۷۰ درجه سانتیگراد)
  • کاهش تولید گازهای گلخانه ای وآلاینده وکمک به محیط زیست
  • استفاده از فولاد ضد زنگ در ساخت وحذف خوردگی وکاهش نیاز به تعمییرات وسرویس دوره ای ونیز عدم نیاز به افزودنی های شیمیایی
  • استفاده از لولهPVCجهت دودکش وکاهش هزینه
  • کاهش ابعاد دیگ نسبت به طرحهای معمول به خصوص در ظرفیتهای بالاتر از یک میلیون کیلو کالری در ساعت ودر نتیجه کاهش سطح مورد نیاز جهت نصب در موتورخانه
  • قیمت کمتر در ظرفیتهای بالاتر از یک میلیون وپانصدهزار کیلو کالری در ساعت نسبت به طرح های معمول

کاهش صدا

  • کاهش میزان نیاز به عایق کاری ودر نتیجه کاهش هزینه
  • سرعت بالا در گرمایش از حالت کاملا سرد
  • عدم وجود قطعات تحت فشار (برخلاف دیگهای چدنی وفولادی) وحذف خطرات احتمالی ناشی از انفجار
  • عملکرد کاملا اتوماتیک وعدم نیاز به اپراتور
  • وزن کمتر نسبت به طرح های معمول وجابجایی آسانتر
  • نصب وراه اندازی ساده وسریع
  • تکنولوژی ساخت آسان ودر دسترس بودن کلیه قطعات مورد نیاز در کشور

محدودیتها

تکنولوژی تماس مستقیم به دلیل ماهیت خود با محدودیتهایی در کاربرد مواجه است که عبارتند از:

۱-استفاده از سوخت فقط گاز میسر است ونمیتوان ازگازوئیل یا مازوت بدلیل ایجاد دوده وذرات جامد وحل شدن آنها در آب استفاده نمود.

۲-سیستم اتمسفریک است لذا جهت جلوگیری از تبخیر آب وخروج آن از دودکش حداکثردمای کارکرد به ۸۰ درجه سانتی گراد محدود می گردد.

سوپرمایزر

سوپرمایزر مخفف سوپراکونومایزر ، کاربرد دیگری برای فناوری تماس مستقیم در ترکیب با دیگهای بخار وآب گرم معمولی است.بدین ترتیب که دود داغ خروجی از بویلرهای معمولی ویا سایر منابع ایجاد حرارت مانند دیزل ژنراتور گازسوز جایگزین مشعل می گردد وآب ورودی به دیگ را پیش گرم می کند.

بدلیل اینکه سوپرمایزر قادر است تقریبا کل حرارت تلف شده دودکش را جذب کند ، راندمان مجموعه بویلر وسوپرمایزر را نزدیک به صددرصد می رساند.ممکن است دود خروجی از بویلر فشار کافی برای عبور از سوپرمایزر را نداشته باشد که در این حالات از یک فن کمکی استفاده می شود(شکل۲).

مقاله مجله صنعت تاسیسات

استفاده از سوپرمایزر هم اکنون در آمریکا وکانادا بسیار معمول گردیده است.

کاربردها

کاربردهای فناوری گرمایش مستقیم آب را می توان به دودسته کلی تقسیم نمود:

الف-استفاده مستقیم از آب گرم تولید شده مانند کارواش ها که در آن آبگرم تولید شده مستقیما به مصرف می رسد و آب سیرکوله نمی شود.

در اینگونه کاربردها به دلیل اینکه آب ورودی به سیستم با دمای محیط وارد می شود ، راندمان به مراتب بالاتر بوده ودمای دود خروجی حتی به ۲۰ درجه سانتی گراد هم می رسد.

ب-استفاده غیرمستقیم در یک سیستم بسته ، مانند گرمایش ساختمان ها، تولید آبگرم بهداشتی مصرفی در منبع دو جداره یا منبع کویلدار و نیز مصارف صنعتی. در اینگونه کاربردها ، راندمان سیستم بستگی به دمای برگشت آب به دیگ دارد ؛

بعنوان مثال اگر آب به دمای ۵۰ درجه سانتی گرادبه دیگ وارد شود ، دمای خروج دود در حدود ۵۲ درجه سانتیگراد خواهد بود.

نتیجه گیری

استفاده از فناوری گرمایش مستقیم آب تاثیر عمده ای بر راندمان و مصرف سوخت دارد که در شرایط فعلی اقتصادی و هزینه های هنگفت و رو به افزایش سوخت ، کمک به سزایی به مصرف کنندگان اعم از خانگی و صنعتی خواهد نمود.

 

! کپی ممنوع * استفاده از مطالب این سایت فقط با ذکر نام منبع بلامانع می باشد * کپی ممنوع !

 

انواع دیگ های(بویلرهای) بخار مشهد بویلر انواع دیگهای(بویلرهای)روغن داغ مشهد بویلر انواع دیگ های(بویلرهای) آبگرم(آبداغ)-دیگ فولادی مشهد بویلر بخارشوی-کارواش-تجهیزات موتورخانه-روغن حرارتی-هیتر هوای گرم فیلترشنی-مبدل حرارتی-سختی گیر-موگیر و صافی-منبع کوئل دار مقاللات تخصصی بویلر(دیگ بخار)-نرم افزارهای تخصصی-استانداردهای فنی