سیستم حرارت مرکزی آبگرم چیست؟
سیستم گرمایش با دیگ آب گرم (دیگ فولادی) بیشترین کاربرد را در تاسیسات گرمایشی ساختمان ها برخوردار می باشد و در طول استفاده انجام شده در طی قرن گذشته از پیشرفت های بسیار خوبی در جهت ارتقای کارآیی سیستم و افزایش راندمان آن صورت گرفته است.
این سیستم برای اینکه عمل انتقال حرارت از موتورخانه و سوخت احتراقی به محیط مورد نظر انجام شود ما نیازمند نصب تجهیزات و تاسیسات مخصوص می باشیم که در ذیل بطور خلاصه تشریح می گردند:
اجزاء سیستم حرارت مرکزی
- دیگ آب گرم
- تابلو فرمان بویلر
- منبع انبساط بویلر
- پمپ سیرکوله آبگرم
- تجهیزات کنترلی بویلر
- رادیاتور و یا یونیت فن کوئل
- سختی گیر (در برخی موارد)
- منبع دوجداره یا منبع کوئل دار
- کلکتور و شیرآلات تاسیسات موتورخانه
- تاسیسات لوله کشی رفت و برگشت آبگرم
دیگ حرارت مركزی آب گرم
همانگونه كه ذكر شد این دیگ ها عمدتا شامل پره هایی هستند كه آب درون آنها جریان دارد و توسط مشعل ها به آب گرما داده می شود، مشعل ها معمولاً با سوخت های مایع كار می كنند.
در مناطقی كه دسترسی به گاز آسان باشد از مشعل های گازی استفاده می شود. عمده ترین سوخت مایع، گازوئیل می باشد و نفت سیاه (مازوت) نیز گاهی استفاده می شود.
در مشعل های مازوت سوز به علت غلظت زیاد مازوت عمل احتراق به خوبی انجام نمی پذیرد و به همین دلیل از پیش گرم كن برای غلظت و گرم كردن سوخت استفاده می شود.
اساساً گازوئیل باید قبل از ورود به مشعل به دمای 12-10 درجه سانتی گراد برسد. سوخت مازوت باید تا دمای 90-80 درجه سانتی گراد گرم شود لذا نیاز به پیش گرم كن دارد.
نحوه كار با مشعل های سوخت مایع
کار با سوخت مایع به این صورت است كه ابتدا سوخت از منبع به مشعل هدایت شده، سرعت و فشار آن زیاد می گردد. این سوخت تحت فشار از نازل كه در جلوی مشعل واقع شده به صورت پودر خارج می شود.
در اثر اختلاط این سوخت با هوایی كه توسط تهویه (وانتیلاتور) مشعل به قسمت جلوی آن رانده شده عمل احتراق صورت می گیرد و توسط شعله پخش كن با جهت و حركت مناسب، داخل دیگ را گرم می كند.
جرقه اولیه توسط دو الكترود كه جلوی نازل نصب شده اند تولید می گردد. فاصله بین دو میله جرقه زن در حدود 5 میلیمتر می باشد. مشعل ها عموماً دارای یك دستگاه كنترل اتوماتیك (رله) می باشند كه زمان جرقه و جریان سوخت و كلاً سیكل كار مشعل را تنظیم می كند.
در انتهای مشعل پره هایی وجود دارند كه هوا و سوخت را دوران داده و به صورت مخروط در می آورند. در صورت استفاده از سوخت گازوئیل شعله ای خوب است كه انتهای آن زرد رنگ بوده و در انتها به صورت مخروط باشد. ولی در صورتی كه از گاز استفاده شود شعله باید آبی رنگ باشد.
در مشعل های گازی عمل احتراق به وسیله گاز صورت می گیرد، به علت خطرات بیشتری كه گاز نسبت به گازوئیل دارد كنترل آن از حساسیت زیادی برخوردار است. معمولاً دارای یك ترموكوپل برای كنترل شعله می باشد و در صورتی كه شعله از میان برود فرمان قطع جریان گاز را می دهد.
مخازن نگهداری آب گرم
معمولاً در كارگاه ها سیستم گرمایش آب علاوه برای گرم كننده آب شامل یك مخزن ذخیره می باشد. وجود مخازن ذخیره آب گرم برای كاهش اندازه سیستم های گرم كننده كه برای تولید طولانی مدت به كار می روند بسیار مفید است.
در كارگاه های كوچكتر از مخازن ذخیره 4000 تا 6000 لیتری استفاده می كنند و در كارگاه های بزرگ مخازنی با ظرفیت تا 100000 لیتر هم به كار رفته است. مخزن و لوله ها باید عایق بندی شوند.
مخازن بزرگ گاه تا یك متر زیر زمین دفن می شوند كه این كار عایق بندی خوبی ایجاد می كند. در مخازن كوچك دمای آب اختلاط توسط ترموستات دستگاه تنظیم می شود.
دمای آب در تانك های بزرگ را می توان نزدیك به دمای ماكزیمم و حداكثر استفاده نگه داشت و دمای آب اختلاط با یك شیر مخلوط مجهز به ترموستات كه آب گرم و سرد را برای رسیدن به دمای لازم مخلوط می كند كنترل كرد.
حرارت دادن آب مخزن همانگونه كه گفته شد با چرخش آب از میان گرم كننده ها و یا توسط بخار انجام می شود. مخازن ذخیره آب گرم می توانند تحت فشار نباشند،
این گونه مخازن در بالای پیمانه كن قرار می گیرند و توسط آبگرم كن پر می شوند. اندازه مخزن ذخیره از روی میزان نیاز و ظرفیت گرم كننده تعیین می شود.
سیستم حرارت مرکزی با آب گرم
در سیستم های حرارت مرکزی با آب گرم، گرمای تولید شده توسط مشعل به آب درون دیگ منتقل می شود. آب گرم شده به وسیله یک پمپ جریانی و سیستم لوله کشی در وسایل پخش کننده گرما (مانند رادیاتور، فن کویل، یونیت هیتر و…) جریان یافته و در اثر عبور آب گرم از این وسایل، گرمای آب به هوای اتاق با مکانیزم های مختلف (تابش، جابجایی طبیعی یا اجباری ) منتقل می شود و دمای آب گرم پایین می آید و برای جذب گرمای مجدد به طرف دیگ برمی گردد.
استفاده از پمپ سیرکولاتور در مسیر برگشت ممنوع است و باید در مسیر رفت باشد. در غیر این صورت مدار هوا می گیرد. همچنین سیستم تاسیسات در ارتفاع پایین تری نسبت به پخش کننده های گرما قرار می گیرند و در اصطلاح آب موجود در سیستم تاسیسات بر موتورخانه سوار است.
انواع سیستم حرارتی با آب گرم
ساختمان سیستم های حرارت مرکزی با آب گرم بر اساس حداکثر دمای آب به سه دسته تقسیم بندی می شوند:
دما پایین (LTW): ماکزیمم دمای آب در این سیستم 100 درجه سانتی گراد است.حداکثر فشار کارکرد این سیستم ها 2 bar می باشد و به طور کلی این سیستم ها برای گرم کردن فضا در خانه ها، ساختمان های مسکونی، ادارات و… مورد استفاده قرار می گیرند و طراحی ان ها ساده است.
دما متوسط (MTW): محدوده ی دمای آب در این سیستم بین 175-120 درجه سانتی گراد است. به این سیستم ها، سیستم آب داغ نیز گفته می شود. حداکثر فشار کارکرد این سیستم ها 3/10bar می باشد. این سیستم ها معمولا در سیستم های توزیع آب گرم در مقیاس بزرگ مانند توزیع آب گرم منطقه ای مورد استفاده قرار می گیرد.
دما بالا (HTW): محدوده دمای آب در این سیستم بین 230-176 درجه سانتی گراد است. حداکثر فشار کارکرد در این سیستم ها حدود 21 bar است و فشار سیستم با دقت باید تحت کنترل باشد و از فشار اشباع کمتر نشود در غیر این صورت آب گرم تبدیل به بخار می شود و به دیگ و بقیه تجهیزات آسیب وارد می شود.
این سیستم ها بیشتر در ساختمان های بزرگ، هتل ها بیمارستان ها و صنعت مانند صنایع غذایی مورد استفاده قرار می گیرند.
اجزای سیستم حرارت مرکزی با آب گرم:
سیستم های حرارت مرکزی با آب گرم از اجزای زیر تشکیل شده اند:
دستگاه های مولد آب گرم
این قسمت وظیفه تولید آب گرم را بر عهده دارد که شامل انواع مشعل و دیگ آب گرم است.گرمای حاصل از احتراق سوخت توسط مشعل به آب درون دیگ انتقال یافته و موجب گرم شدن آب عبوری داخل دیگ می شود.
مطلب پیشنهادی: موتورخانه مرکزی دیگ بخار و دیگ آبگرم
سیستم انتقال آب گرم
این سیستم وظیفه انتقال آب گرم تولید شده توسط دستگاه های مولد آب گرم به سمت دستگاه های پخش کننده گرما را بر عهده دارد که شامل سیستم لوله کشی بین دستگاه های پخش کننده و تولید کننده گرما و پمپ سیرکولاتور است.
جریان گردش آب ممکن است به طور طبیعی بر اساس اختلاف دمای آب رفت و برگشت نیز صورت گیرد. برای بالا بردن سرعت آب و کاهش قطر لوله ها، امروزه معمولا از سیستم پمپی استفاده می شود.
به وسیله سیستم انتقال آب گرم، آب با حجمی ثابت، پیوسته بین دستگاه های تولید کننده و پخش کننده گرما در گردش است.
دستگاه های پخش کننده گرما
این دستگاه ها نقش مبدل حرارتی را دارند و توسط این دستگاه ها حرارت از آب گرم گرفته و به فضای اتاق داده می شود. این دستگاه ها شامل یونیت هیترها، رادیاتورها، فن کویل ها، کنوکتورها و… هستند.
مطلب پیشنهادی: اپراتوری و نگهداری دیگ بخار بصورت صحیح
کنترل کننده ها
کنترل کننده ها برای تنظیم سیستم های تاسیساتی از نظر فشار، درجه حرارت و… مورد استفاده قرار می گیرند که بعضی از آن ها برای نشان دادن شرایط کارکرد (نشان دهنده ها) و بعضی به منظور کنترل سیستم(کنترل کننده ها) نصب می شوند.
این اجزاء جهت راهبری و نگهداری صحیح سیستم ضرورت دارند. از نشان دهنده ها می توان به ترمومتر، مانومتر دیگ، آب نمای مخزن گازوئیل و آب نمای مخزن انبساط اشاره کرد و از کنترل کننده ها می توان به ترموستات دیگ، ترموستات اتاقی، شیر اطمینان، شیر دوراهه یا سه راهه موتوری و شیر هواگیر اتوماتیک اشاره کرد.
مخازن
سیستم های حرارت مرکزی با آب گرم، دارای مخازنی با اهداف خاص هستند. این مخازن عبارتند از مخزن گازوئیل برای نگهداری گازوئیل مصرفی در زمان خاصی از سال، مخزن گازوئیل روزانه، مخزن انبساط بسته، مخزن انبساط باز، مخزن آب گرم مصرفی.
پس از محاسبه بار گرمایشی فضاهای مختلف ساختمان، با توجه به نوع سیستم گرمایشی و شرایط ساختمان باید دستگاه های پخش کننده گرمای مناسب برای فضاهای مختلف ساختمان انتخاب گردد.
دستگاه های پخش کننده گرما وسایلی هستند که از آن ها برای جبران تلفات حرارتی ساختمان و گرم نگه داشتن فضای مورد نظر استفاده می شود.
در این دستگاه ها سیال گرم (آب گرم، آب داغ، و یا بخار) جریان داشته و انرژی حرارتی خود را از طریق سطح تبادل کننده حرارت به محیط منتقل می کند در اصل این وسایل نقش یک مبدل حرارتی را دارند.
مطلب پیشنهادی: مشکلات دیگ بخار در سیستم حرارت مرکزی ساختمان
