سیستم تک لوله ای

بخار و کندانس باید از طریق لوله ای مشترک به مصرف کننده وارد و خارج شوند. در نتیجه شیر باید در پایین مصرف کننده نصب شود و سایز بزرگی داشته باشد که هر دو جریان را بپذیرد. شیر را نمی توان کیپ کرد چرا که جلوی تخلیه میعانات را می گیرد. یا باید کاملا باز یا بسته باشد.

یک نوع رایج شیر برای سیستم های تک لوله در شکل زیر نشان داده شده است. این یک شیر زاویه دار است. شیرهای مستقیم را نمی توان برای سیستم های تک لوله استفاده کرد، زیرا اجازه جریان مناسب دو طرفه بخار و میعانات را نمی دهند. ساقه شیر نشان داده شده از نوع پکینگ است. این شیرها در نوع پکلِس هم تهیه شده که با یک دمنده یا دیافراگم بسته می شوند (مبحث اجزای سیستم بخار).

سیستم های دو لوله ای

شیرهای مصرف کننده برای سیستم های دو لوله ای می توانند زاویه دار یا مستقیم باشند. این شیرها در دو نوع تعدیل کننده و شیر ساده قطع و وصل موجودند.

شکل زیر یک نوع پکلس که برای هر دو سیستم تک و دو لوله کاربرد دارد را نشان می دهد. این نوع بطور خاص در سیستم های بازگشت خلأ مطلوب است، از آنجایی که هیچ امکانی برای نشت هوا از استِم وجود ندارد. این شیر از یک مسدود کننده دیافراگمی استفاده می کند. شیر نمایش داده شده در شکل 22 می تواند در سیستم های دو لوله ای نیز به کار رود.

شیرهای هواگیری

این شیرها که برای حذف هوا از سیستم های یک لوله ای به کار می رود، به دو نوع کلی طبقه بندی می شود.

شیر هواگیری مصرف کننده

این شیرها برای ظرفیت های مختلف تخلیه هوا موجود است و در انواع خاصی بسته به اینکه در سیستم های بدون خلأ بکار می روند یا نه تهیه میشوند.

برای سیستم های بدون خلأ، شیر از نوع “باز” است. هواگیر های تخلیه آنها به سمت هوای آزاد است مگر اینکه آب یا بخار به بدنه آنها وارد شود که در آن صورت هواگیر بسته خواهد شد. یک نوع هواگیر باز در شکل زیر نشان داده شده است. این هواگیر به همان شکلی که هواگیر انتهای لوله اصلی که در بخش 2 شرح داده شد عمل می کند. این هواگیر ها با درجات تخلیه قابل تنظیم یا غیر قابل تنظیم تهیه می شوند. دریچه شکل زیر از نوع قابل تنظیم است (مبحث اجزای سیستم بخار).

سیستم های تک لوله بزرگ اغلب در شروع با نرخ ناموزونی حرارت دهی می کنند. رادیاتورهای نزدیک به منبع هوا را تخلیه کرده و به سرعت حرارت دهی می کنند، در حالی که رادیاتورهای دورتر آخر از همه تخلیه و حرارت دهی می کنند. اگر از هواگیر های قابل تنظیم استفاده شود، می توان درجه تخلیه رادیاتورهای اول را پایین تر از رادیاتورهای انتهایی قرار داد که نتیجه آن توزیع بهتر حرارت است. سیستم های کوچک که در آنها این مشکل وجود ندارد، می توانند از هواگیر های با خروجی هوای غیر قابل تنظیم استفاده کنند.

سیستم های نوع خلأ نیاز به هواگیر هایی دارند که اگر مصرف کننده تحت خلأ باشد اجازه ورود هوا را نمی دهند. این سیستم ها اساسا مانند نوع بدون خلأ هستند اما با یک استثناء؛ یک شیر یکطرفه در خروجی هواگیر دارند. شکل زیر یک هواگیر از این نوع را نشان می دهد.

هواگیر شکل بالا از نوع قابل تنظیم است. هر یک از شش درجه هواگیری با چرخاندن دیسکی که هواگیر های تخلیه با آن در ارتباطند قابل اجراست تا جایی که هواگیر خواسته شده روی ورودی هواگیر را بپوشاند. شیر یکطرفه در هواگیر هواگیر در صورت ایجاد خلأ در رادیاتور آن را می بندد. این کار جلوی ورود هوا را می گیرد. این هواگیر ها بدون ویژگی تنظیم هواگیری نیز قابل تهیه هستند (مبحث اجزای سیستم بخار).

شیر هواگیر انتهای لوله اصلی

تفاوت عمده بین این بخش و هواگیر های مصرف کننده در نرخ تخلیه هواست. هواگیر انتهای لوله اصلی نرخ تخلیه بسیار بیشتری نسبت به هواگیرهای رادیاتور دارند. هواگیر های انتهای لوله اصلی هم برای عملیات هوای باز و هم با خلأ تهیه می شوند و تفاوت در شیر یکطرفه است که در هواگیر خلأ بکار می رود. اجزای یک هواگیر نوع باز در شکل های قبلی و نوع خلأ در شکل زیر نشان داده شده است. این هواگیر از یک دمنده برای بستن هواگیر روی ورودی بخار بهره می برد اما در بقیه موارد عملکردش مشابه هواگیر نوع باز است.

تله های ترموستاتیک

این تله ها رایج ترین نوع مورد استفاده در سیستم های حرارت با بخار دو لوله ای هستند. قاعده عملکرد این نوع تله در بخش 2 شرح داده شد و دو نوع آن در شکل 17 نمایش داده شده است. دمایی که در آن تله ترموستاتیک باز می شود متغیر است اما همیشه باید درجه دمایی زیر دمای اشباع برای فشار بخار موجود باشد. این تله ها علاوه بر نصب روی رادیاتورها، به عنوان تله های تخلیه و برای تخلیه کندانس از واحدهای حرارتی نیز مورد استفاده قرار می گیرند.

استفاده از یک لوله خنک کننده بین قطعات بخش تخلیه و تله ترموستاتیک ضرورت دارد. طول مناسبی از لوله برای خنک کردن کافی کندانس نیاز است تا باز کردن تله و تخلیه کندانس انجام شود. تله های ترموستاتیک در مدل های زاویه دار، مستقیم، چرخان و عمودی موجود است و هم در حالت خلاء و هم با فشار بالای بخار کاربرد دارد.

تله های شناور

این تله ها برای تخلیه کندانس در نقاطی که وجود هوا مشکلی ایجاد نمی کند بکار می رود. مشابه تله شناور و ترموستاتیک (F” & “T”) عمل میکنند با این تفاوت که عنصر ترموستاتیک را ندارند. برای مثال، اگر کاور تله شناور و ترموستاتیک در شکل 15 برداشته شود و کاوری ساده جایگزین آن شود، نتیجه تله ای شناور خواهد بود. تخلیه از تله شناور ادامه دار خواهد بود زیرا شناور مایل به بستن پین یا سوپاپ (شیر) در قسمت نشیمنگاه است. در بعضی موارد، یک هواگیر ترموستاتیک در یک خط فرعی نزدیک ورودی و خروجی بدنه سوپاپ برای هواگیری نصب می شود (مبحث اجزای سیستم بخار).

تله های شناور و ترموستاتیک

این تله ویژگی های هر دو نوع تله ای که مورد بحث قرار گرفت را در خود دارد. عملکرد سوپاپ در بخش 2 شرح داده شد. از آنجایی که تخلیه کندانس از تله های شناور و شناور ترموستاتیک به طور کامل بستگی به عملکرد شناور دارد، نیازی به لوله خنک کننده در این سیستم نیست.

تله های شناور و ترموستاتیک بطور گسترده برای تخلیه انتهای لوله های اصلی بخار، پاشنه رایزرهای بخار تغذیه به بالا و کف رایزرهای بخار تغذیه به پایین بکار می روند. این تله ها همچنین انتخابی فوق العاده برای تخلیه کندانس از واحدهای حرارتی، تهویه ها و کویل ها که بخشی از سیستم های کنترل هوا می باشند هستند.

تله های سطلی معکوس

این نوع تله قادر به کنترل کندانس در هر دمایی تا دمای اشباع بسته به فشار بخار در ورودی تله می باشد. این تله برای موارد تجاری با محدوده فشار متوسط تا بالا کاربرد دارد. از جمله کاربردهای معمول می توان به پاکسازی خطوط توزیع بخار از کندانس و تخلیه مبدل های حرارتی، واحدهای حرارتی، کتری بخار صنعتی و … می باشد. شکل زیر اصول عملکرد را نشان می دهد. سطل بخاطر حفره هواگیر در قسمت بالایی اش می افتد. با وجود سطل در این وضعیت، درگاه تخلیه سوپاپ باز است و هوا و میعاناتی که به تله وارد می شود را تخلیه می کند. هوا در مسیرش به سمت تله از هواگیر داخل سطل عبور می کند (مبحث اجزای سیستم بخار).

هنگامی که کندانس تخلیه شوند، بخار وارد سطل می شود. بخار سطل را پر می کند که باعث بالا رفتن آن و بستن درگاه تخلیه تله می شود. تله مجدد هنگامی که کندانس وارد شوند و بخار داخل سطل را متراکم کنند باز می شود. سطل اکنون شناور شده و بالا می رود، درگاه تخلیه سوپاپ را می بندد. کندانس اضافی که به بدنه تله وارد می شوند، حال بخار داخل سطل را متراکم می کنند، که باعث افتادن سطل و تخلیه کندانس می شود. سطل به همین روال بالا رفته و می افتد و کندانس را پس از انباشته شدن تخلیه می نماید. از آنجایی که درگاه تخلیه تله سطلی در هنگام چرخه تخلیه کاملا باز است، ظرفیت آن برای اندازه درگاه مورد نظر نسبت به تله های شناور که تخلیه شان را متعادل می کنند بیشتر است.

تله های سطلی قائم

این تله ها، سطلی قائم دارند که در شکل زیر نشان داده شده است. سطل با ورود کندانس به بدنه سوپاپ شناور می شود و درگاه تخلیه را می بندد. با ادامه ورود میعانات، سطل در بالای شناور سرریز می کند و باعث افتادن آن می شود. سپس کندانس لوله تخلیه را بالا برده و از طریق خروجی خارج می شوند. هوای بالای تله از طریق حفره تخلیه در لوله تخلیه خارج می شود. سطل شناوری خود را هنگامی که کندانس تخلیه شوند به دست آورده و بالا می رود و درگاه تخلیه را می بندد. این چرخه تا زمانی که کندانس وارد تله شود ادامه می یابد. تله های سطلی معکوس نیاز به آماده سازی ندارند زیرا بطور خودکار به محض ورود کندانس به تله، سطل درگاه تخلیه را بالا برده و می بندد (مبحث اجزای سیستم بخار).

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

• منبع:
  • کتاب اشری (FUNDAMENTAL)
  • کتاب اشری (سیستم ها)
  • مقالات شرکت B&G

The post محاسبات بخار در تاسیسات 8 appeared first on تاسیسات نوین.

لوله کشی کندانس بخار

در جایی که ارتفاع کافی برای به دست آوردن بُعد “A” در سطح مناسب وجود نداشته باشد، استفاده از پمپ کندانس ضروری است. این وسیله شامل یک مخزن روباز است که خط بازگشت، کندانس را به داخل آن تخلیه می کند. یک پمپ سانتریفیوژ نیز بخشی از این وسیله است. این پمپ کندانس را از مخزن به داخل دیگ تخلیه می کند. یک کلید شناور در مخزن پمپ را می چرخاند تا آب را  پس از انباشته شدن در این نقطه به دیگ بازگرداند.

شکل 12 یک پمپ کندانس را در حین چرخه اجرا نشان می دهد. شناور کلید پمپ را فعال کرده و پمپ از طریق یک شیر یکطرفه در حال تخلیه به داخل دیگ بخار است. هنگامی که سطح کندانس در مخزن به سطح قطع کلید شناور افت کند، پمپ توقف می کند. فشار دیگ بخار باعث می شود شیر یکطرفه بسته شود، که همانطور که در شکل 13 نشان داده شده از بازگشت آب دیگ به سمت مخزن جلوگیری می کند. یک شیر دروازه ای در خط تخلیه پمپ کندانس قرار گرفته که سرویس کردن پمپ را بدون نیاز به تخلیه دیگ امکان پذیر می سازد.

یک سیستم بازگشت با پمپ تک لوله در شکل 14 نمایش داده شده است. توجه کنید که در انتهای لوله اصلی منبع بخار یک تله شناور و ترموستاتیک (F&T) نصب شده است. این تله به هوا و کندانس اجازه خروج از منبع اصلی در این نقطه را می دهد اما از اتلاف بخار جلوگیری می کند. خروجی این تله شناور و ترموستاتیک به مخزن متصل است که تخلیه کندانس بر اثر جاذبه را امکان پذیر می سازد. لوله اتصال به علت وجود این جریان در اثر جاذبه، “لوله بازگشت بدون فشار” نام دارد.

نحوه ای که تله شناور و ترموستاتیک عمل می کند در شکل 15 نشان داده شده است. هوا، بخار و آب به بدنه تله وارد می شوند. شیر هواگیری ترموستاتیک که بطور نرمال باز است به هوا اجازه عبور می دهد اما هنگام رسیدن بخار داغ به آن بسته می شود. شیر عملگر شناور اجازه تخلیه کندانس به بیرون هنگام وارد شدنشان به بدنه تله را می دهد. در این حالت هم هوا و هم کندانس از سیستم به مخزن تخلیه می شوند.

سیستم های دو لوله ای

تفاوت سیستم های دو لوله ای با تک لوله ای در این است که بخار و کندانس در دو لوله مجزا حمل می شوند. خطوط بخار، بخار را برای رادیاتورها تامین می کنند و هوا و میعاناتشان را به خطوط بازگشت تخلیه می کنند. تله هایی در هر رادیاتور و انتهای هر منبع اصلی قرار دارد که از ورود بخار به خطوط بازگشت جلوگیری می کنند.

سیستم برگشت کندانس ثقلی 

این نوع سیستم دو لوله ای در شکل 16 نمایش داده شده است. بخار از طریق رایزر منبع به رادیاتور وارد می شود و هوا را از طریق یک تله ترموستاتیک از ورودی لوله بازگشت خارج می کند. این تله ها متفاوت با نوع شناور و ترموستاتیک هستند به این صورت که کاملا ترموستاتیک عمل می کنند. این تله ها بطور نرمال همانطور که در شکل 17 نشان داده شده باز هستند. هوا یا بخار می تواند آزادانه از تله عبور کند. هنگام عبور بخار از آن، دمنده یا قطعه دیافراگم منبسط می شود و تله را می بندد. تله ای که در بالای تصویر قرار دارد از نوع دمنده است. دیگری از نوع دیافراگم فشار متعادل می باشد. عنصر حرارتی آن شامل دیافراگم هایی است که طوری قرار گرفته اند که سلول هایی متصل به هم را تشکیل دهند و به همان شکل تله دمنده منبسط می شود.

تله های ترموستاتیکی برای عقب نگه داشتن کندانس در صورتی که بسیار داغ و نزدیک به دمای اشباع باشند بکار می روند و هنگامی که کندانس کمی خنک شوند باز می شوند. این موضوع برای رادیاتوری که درجه ای برای نگه داشت کندانس اضافی دارد ایجاد مشکل نمی کند. اگرچه، در جایی که تخلیه سریع کندانس ضرورت دارد، تله های شناور و ترموستاتیک گزینه بهتری اند چرا که دما تاثیری روی شیر شناور ندارد و کندانس را پس از انباشته شدن تخلیه می کند.

اینکه این موضوع چگونه بر روی انتخاب تله ها اثر می گذارد در شکل 16 نشان داده شده است. تله ترموستاتیکی هوا و کندانس را از رادیاتور به داخل لوله اصلی بازگشت خشک تخلیه می کند. از آنجایی که این تله هوا را از رادیاتور خارج می کند، نیازی به شیر هواگیری نیست. انتهای لوله منبع اصلی بخار از طریق یک تله شناور و ترموستاتیک با سرعت عمل بالا به داخل لوله بازگشت خشک تخلیه می شود.

در داخل خط منبع بخار در اثر مایع شدن بخار درون آن، میعانات تولید می شود که اصولا در چرخه آغازین اتفاق می افتد. این میعانات باید به سرعت تخلیه شوند تا جریان آزاد بخار به رادیاتورها را ممکن سازد. بازگشت خشک با یک اتصال حلقه هارتفورد در دیگ بخار، طبق تصویر به بازگشت مرطوب ریخته می شود. یک هواگیر اصلی در انتهای بازگشت خشک به منظور تخلیه هوای انباشته شده در آن نقطه نصب شده است. یک نمای مقطع از هواگیر طراحی شده برای این مورد در شکل 18 نشان داده شده است.

هواگیر به طور نرمال باز است. با ورود آب به سوپاپ، شناور از تکیه گاهش خارج می شود و مجرای سوپاپ را می بندد. اگر بخار وارد هواگیر شود، یک مایع ناپایدار در تکیه گاه شناور تبخیر شده و باعث منبسط شدن بخش بالایی انعطاف پذیرش می شود. این جریان هواگیر را نیز می بندد.

در طی اجرای نرمال سیستم، میعانات سیستم از تله های مختلف به لوله بازگشت مرطوب ریخته می شوند، در حالی که هواگیر اصلی هوای انباشته را تخلیه می کند. بُعد  “A” باید آنقدر بزرگ باشد تا هِد جاذبه مورد نیاز برای بازگشت میعانات به دیگ را تامین کند. ستون آبی با 28 اینچ ارتفاع مورد نیاز است تا میعانات را در برابر فشار دیگ که معادل 1 psi است بازگرداند، که در نتیجه سیستم های بازگشت با جاذبه را محدود به فشارهای اجرایی بین 0.5 تا 1 psig در اکثر موارد می کند.

سیستم برگشت مکانیکی کندانس

تاسیساتی که در آنها لوله بازگشت مرطوب نسبت به خط آب دیگ، ارتفاع کافی برای فراهم کردن بازگشت میعانات توسط جاذبه را ندارد باید با یک پمپ بازگشت میعانات مجهز شوند. یک سیستم دو لوله ای با تغذیه به بالا از این نوع در شکل 19 نمایش داده شده است. تله های ترموستاتیک در هر رادیاتور و تله شناور و ترموستاتیک  در انتهای منبع اصلی بخار، هوا و میعانات را از طریق بازگشت بدون فشار به داخل مخزن هوای فشرده تخلیه می کنند.

در جایی که از سیستم های دو لوله ای تغذیه به پایین استفاده می شود، لازم است به مانند شکل 20، انتهای رایزرهای منبع به لوله بازگشت بدون فشار تخلیه شوند. برای گردش بخار، هوا باید تخلیه شود. تله های شناور و ترموستاتیک به دلیل تواناییشان در تخلیه سریع هوا و میعانات برای این کار توصیه می شوند.

سیستم های خلأ

زمانی که سیستم های دو لوله ای بزرگ باشند و لوله کشی های طولانی داشته باشند، حجم زیادی از هوا موجود خواهد بود. اگر این هوا به سرعت خارج نشود، با جریان بخار به داخل رادیاتورها تداخل می کند. نتیجه آن گرمایش آهسته و بازگشت کند میعانات به دیگ خواهد بود. سطح آب دیگ به علت عدم بازگشت میعانات افت خواهد کرد که باعث می شود تغذیه کننده، آب اضافی وارد سیستم کند. با گرم تر شدن سیستم، میزان نرمال بازگشت میعانات برقرار می شود و این موضوع می تواند باعث آب گرفتگی فضای بخار دیگ شود.

یک شیوه مورد استفاده برای غلبه بر این مشکل توزیع بخار و تاثیر بازگشت میعانات نامطلوب آن، استفاده از پمپ خلأ برای حذف سریع هوا از سیستم است. این پمپ ها بطور مخصوص برای سیستم های حرارت با بخار طراحی شده اند. پمپ ها مقدار مشخصی از هوا را در یک خلأ با متوسط 5.5 اینچ جیوه با دمای میعانات 160 فارنهایت کنترل می کنند. پمپ به طور نرمال در 3 اینچ جیوه وارد عمل می شود و در 8 اینچ جیوه از کار می افتد. شکل 21 یک پمپ خلأ نصب شده روی یک سیستم دو لوله ای تغذیه به پایین را نشان می دهد. پمپ طوری عمل می کند تا خلأی در خطوط بازگشت سیستم ایجاد کند و همچنین میعانات انباشته را به دیگ بخار بازگرداند. در طول چرخه بخاردهی، فشار در لوله های اصلی بخار و رادیاتورها بالاتر از لوله های اصلی بازگشت خواهد بود که اجازه تخلیه مناسب میعانات را می دهد.

در چرخه خاموش دیگ، عمل میعان بخار در سمت منبع سیستم می تواند منجر به تشکیل خلأ شود. این خلأ می تواند بالاتر از خلأ خط بازگشت باشد و از جریان میعانات به پمپ جلوگیری کند. در صورت این اتفاق، یک خط برابر کننده بین پمپ خلأ و خط لوله منبع بخار اجازه می دهد فشار سیستم برابر گردد.

همانطور که در شکل 21 نشان داده شده، این خط برابر کننده از سرریز لوله ایستاده پمپ خلأ برداشته می شود. یک شیر یکطرفه در تخلیه از این خط جلوی افت خلأ را در طی چرخه عملیات می گیرد. شیر یکطرفه در خط برابر کننده پمپ خلأ تا زمانی که فشار سمت بخار بزرگتر از فشار بازگشت است بسته می باشد. در صورت افت فشار سمت بخار به کمتر از فشار خط بازگشت، این شیر باز می شود و اجازه می دهد فشارها برابر شوند. کلید خلأ که پمپ را فعال می کند، همانطور که در تصویر نشان داده شده، فشار را در انتهای بازگشت خلأ حس می کند. فعالیت پمپ در صورتی که خلأ القا شده به سطح اندکی برسد بطور نامطلوبی تحت تاثیر قرار می گیرد. یک خلأ شکن که معمولا تنظیم شده تا در 15 اینچ جیوه فعال گردد، در ورودی پمپ خلأ نصب شده است. این قطعه در صورتی که خلأ به زیر تنظیماتش افت کند باز شده و هوا را وارد می کند.

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

• منبع:
  • کتاب اشری (FUNDAMENTAL)
  • کتاب اشری (سیستم ها)
  • مقالات شرکت B&G

The post محاسبات بخار در تاسیسات 7 appeared first on تاسیسات نوین.

سیستم تک لوله ای بخار

سیستم های تک لوله ای که پیش از این مورد بحث قرار گرفت و میعانات را مستقیم به دیگ باز می گردانند، سیستم های بازگشت با جاذبه نامیده می شوند. زمانی که ارتفاع برای مشخص کردن بُعد “A” با توجه به حداقل تعیین شده اش ناکافی باشد، باید روش های مکانیکی برای بازگرداندن میعانات به کار گرفته شود. در این حالت، یک پمپ میعانات برای این منظور استفاده می شود. یک فاکتور مهم در اجرای سیستم های تک لوله، نصب منبع بخار و خطوط اصلی بازگشت خشک است. این خطوط باید حداقل یک اینچ در هر 20 فوت در جهت جریان میعانات بسته شوند. این مورد برای خطوط بازگشت مرطوب نیاز نیست. نمونه های زیر انواع سیستم های تک لوله را شرح می دهند.

سیستم جریان معکوس

این سیستم در شکل 7 نمایش داده شده است. میعانات در جهت عکس بخار در جریان می باشند. به همین خاطر، لوله اصلی باید به جهت بالا و دور از دیگ بخار حداقل یک اینچ در هر 10 فوت بسته شود.

لوله اصلی بخار باید یک سایز بزرگتر از لوله ای که برای دیگر سیستم های تک لوله استفاده می شود باشد. بُعد “A” باید ارتفاع مناسبی داشته باشد تا میعانات را همانطور که قبلا بحث شد به دیگ بازگرداند. استفاده از این نوع سیستم معمولا منحصر به سیستم های کوچک مسکونی می باشد.

سیستم جریان موازی

این همان سیستمی است که در فصل 1 مورد بررسی قرار گرفت. بخار و میعانات در مسیری یکسان در لوله های اصلی افقی بخار و لوله های بازگشت جریان دارند. شکل 8 این سیستم را با بازگشت مرطوب از انتهای لوله اصلی بخار و شکل 9 بازگشت خشک را از آن نقطه نشان می دهد. در هر دو حالت، بُعد “A” باید برای فراهم کردن جاذبه برای بازگشت میعانات کفایت کند. این سیستم در ساختمان های بزرگتر تک طبقه مورد استفاده قرار می گیرد.

سیستم جریان موازی با تغذیه رو به بالا

این نوع سیستم در ساختمان های چند طبقه نصب می شود. بخار از منبع اصلی در زیرزمین به سمت بالا توزیع می شود. این لوله اصلی از دیگ بخار به پایین زاویه می گیرد و انتهایش به لوله بازگشت مرطوب تخلیه می شود. شکل 10 را ببینید.

بخار توسط رایزرهای رو به بالا به رادیاتورها راه می یابد که میعانات را نیز تخلیه می کند. توجه شود که پاشنه هر رایزر به داخل لوله بازگشت مرطوب تخلیه می شود که منبع اصلی را از میعاناتی که در رایزر هست خالی می کند. اتصالات تغذیه رو به بالا به رادیاتورهای طبقه اول به طور مستقل تخلیه نمی شوند، بلکه میعانات خود را مستقیما به داخل منبع اصلی بخار تخلیه می کنند. این مایعات توسط اتصالات چکه ای در انتهای منبع اصلی به داخل لوله بازگشت مرطوب ریخته می شوند.

سیستم جریان موازی با تغذیه رو به پایین

زمانی که لوله اصلی توزیع در سیستم تک لوله در محلی بالاتر قرار دارد، مانند سقف یا فضای اتاق زیر شیروانی، این سیستم به عنوان تغذیه به پایین شناخته می شود. رایزرهای رو به پایین بخار و میعانات را در جهت یکسان حرکت می دهند، همانطور که در شکل 11 قابل مشاهده است.

برای اطمینان از تخلیه خوب میعانات، تمام رایزرهای رو به پایین باید در زیر منبع اصلی قرار داشته باشند. هواگیر لوله اصلی بهتر است در انتهای منبع اصلی یا روی رایزرهای رو به پایین در زیر طبقه اول به عنوان مکانی اختیاری نصب شوند. در صورت نصب روی رایزرها، این هواگیر ها باید طوری نصب شوند که  بُعد “A” برای جلوگیری از ورود آب به آنها کافی باشد. این هواگیر ها دارای شناورهایی هستند که در هنگام وارد شدن آب به آنها هواگیر را می بندند.

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

• منبع:
  • کتاب اشری (FUNDAMENTAL)
  • کتاب اشری (سیستم ها)
  • مقالات شرکت B&G

The post محاسبات بخار در تاسیسات 6 appeared first on تاسیسات نوین.

دیگ بخار

دیگ های بخار از فولاد یا چدن ساخته شده اند. مایع سنج مدرج برای مشاهده و بررسی سطح آب دیگ تعبیه شده است. یک شیر اطمینان از دیگ در برابر صدمه، زمانی که فشار بیش از حد رخ دهد محافظت می کند. مشعل توسط یک تنظیم گر فشار که تنظیم شده تا شیر ها را در فشار مشخصی باز کند عمل می کند. یک سوییچ قطع جریان آب که همراه کنترل مشعل در چرخه تعبیه شده، زمانی که سطح آب دیگ بخار به تنظیمات قطع جریان رسید، مشعل را خاموش می کند. 

دیگ های بخار فشار پایین، با حداکثر فشار کاری تا 15 psig ساخته می شوند و ظرفیت خروجی با واحد پوند بر ساعت یا کیلوگرم بر ساعت سنجیده می شود. دیگ های بزرگتر گاهی اوقات بر اساس اسب بخار رتبه بندی می شوند که هر 33475 BTUH معادل یک اسب بخار است. همچنین رایج است که دیگ های بخار را بر اساس میزان تشعشعی که تولید می کنند رتبه بندی کنند. تشعشع بخار بر مبنای فوت مربع میزان تشعشع (که به طور مخفف EDR می نامند) محاسبه می شود و هر 1 فوت مربع معادل 240 BTUH است.

کلکتور بخار 

دیگ ها بسته به اندازه شان، یک یا تعداد بیشتری خروجی دارند. لوله عمودی بخار از مسیر خروجی به لوله ای افقی به نام “کلکتور” متصل می شود. 

لوله اصلی بخار 

این لوله، بخار را از کلکتور اصلی به مصرف کننده هایی که در طول به آن متصلند و کندانس را نیز از آنها برمیگرداند. زمانی که جریان کندانس در لوله اصلی همانطور که در شکل نشان داده شده با جهت جریان بخار یکسان باشد، سیستم را سیستم جریان موازی می نامند.

لوله قائم 

لوله عمودی، بخار را از لوله اصلی به مصرف کننده ها هدایت می کند و رایزر نام دارد. در سیستم تک لوله ای همانطور که در شکل آورده شده است، لوله قائم کندانس را از مصرف کننده ها به لوله اصلی برگردانده و تخلیه می کند. در سیستم های تک لوله، لوله های افقی اتصال دهنده لوله اصلی به لوله قائم، باید تا محل مصرف کننده بالا بروند تا تخلیه را ممکن سازند.

مصرف کننده ها 

دسته بندی مصرف کننده ها در سیستم های بخار بسیار متنوع و بسته به نوع کاربری است.  این سیستم ها شامل کانوکتورها، رادیاتورهای چدنی، فین تیوب های (لوله های پره دار) دیواری، فن کویلها، هواسازها و … هستند. 

ساقه آشغال گیر

در جایی که لوله کشی هم بخار و هم کندانس را حمل می کند، اغلب مطلوب است که کندانس را در نقاط مختلف تخلیه نمود تا جریان بخار تسریع شود. کندانس توسط یک اتصال به نام دریپ یا ساقه آشغال گیر به خط برگشت هدایت می شود. برای مثال، در شکل 2، لوله اصلی بخار، به داخل لوله برگشت خشک هدایت شده و سپس به لوله برگشت مرطوب چکانیده می شود.

لوله برگشت خشک

برگشت خشک آن بخشی از لوله برگشت اصلی است که بالاتر از سطح آب دیگ بخار قرار گرفته است.

لوله برگشت تر

برگشت مرطوب آن بخشی از لوله برگشت اصلی است که پایین تر از سطح آب دیگ بخار قرار گرفته است. همیشه از آب مملو است و مانند لوله برگشت خشک، هوا یا بخار را حمل نمی کند.

ایرونت

بخار نمی تواند تا زمانی که هوا از سیستم تخلیه نشود گردش کرده و حرارت را انتقال دهد. ایرونت ها، که بعضی از آنها در شکل 5 تصویر شده اند باید بر روی هر مصرف کننده و انتهای هر لوله اصلی بخار نصب شده باشند.

شیرهای اصلی

لوله بخار تا مصرف کننده، توسط یک شیر اصلی کنترل می شود. هر رادیاتور باید با یک شیر اصلی زاویه دار از نوعی که در شکل 6 نشان داده شده مجهز گردد. اصطلاحاتی که در این بخش شرح داده شد، برای فهم سیستم های بخار ساده و تک لوله مورد نیاز هستند. این اصطلاحات به طور مفصل در بخش هایی که با انواع سیستم های دیگر سروکار دارند شرح داده خواهند شد.

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

• منبع:
  • کتاب اشری (FUNDAMENTAL)
  • کتاب اشری (سیستم ها)
  • مقالات شرکت B&G

The post محاسبات بخار در تاسیسات 5 appeared first on تاسیسات نوین.

مقدمات گرمایش با بخار

دیگ بخار تولید بخار می کند که از طریق سیستم های لوله کشی مناسب به واحدهای گرمایشی انتقال می یابد. سیستم های لوله کشی متعددی مورد استفاده قرار می گیرد که ساده ترین آنها سیستم تک لوله ای است که در شکل 1 نشان داده شده است. این سیستم برای تشریح اصول مرتبط با عملیات سیستم های گرمایش با بخار به کار می رود.

عملکرد سیستم در سیستم تک لوله ای بخار

قبل از قرار گرفتن در چرخه عملیات، سیستم تا خط آب دیگ بخار با آب پر شده است. این سطح آب تا پیش از اینکه دیگ بخار شروع به تولید بخار کند، در دیگ و مقطع عمودی خط برگشت یکسان خواهد بود. فضای بخار دیگ و سیستم با هوا پر می شود و هوای اضافی پس از حرارت دهی آب دیگ بخار خارج می شود. این هوا با جریان بخار ورودی به داخل رادیاتورها تداخل دارد. شیرهای هواکش ترموستاتیک در هر رادیاتور و انتهای منبع اصلی قرار می گیرند تا اجازه دهند هوا توسط بخاری که سیستم را پر می کند پاکسازی شود. این شیرها معمولا با رسیدن بخار داغ به آنها باز و بسته می شوند.

بخار وارد رادیاتورها می شود و درحین دادن حرارت خود به فضاهایی که آنها نصب شده اند، میعان می شود. این میعانات توسط همان لوله ای که بخار را به رادیاتورها می رساند به منبع اصلی باز می گردد. در سیستمی که شرح داده شد، بخار و میعانات انباشته شده در جهت یکسانی به سمت منبع اصلی و انتهایش فرو می ریزند. در آنجا به داخل مقطع عمودی خط برگشت اصلی تخلیه می شوند.

نقطه ای که بالاترین فشار را در سیستم بخار دارد داخل دیگ بخار است، جایی که بخار تولید می شود. فشار در رادیاتورهای سیستم با میعان بخار داخل آنها رو به کاهش می رود. همین تفاوت فشار است که باعث می شود بخار از دیگ به رادیاتورها جریان یابد. بخار در داخل سیستم با سرعتی وابسته به تفاوت فشار موجود بین دیگ بخار و انتهای لوله های بخار جریان می یابد. این تفاوت فشار موجود برای غلبه بر اصطکاک بخار جریان یافته در لوله به کار می رود و به آن افت فشار سیستم گویند. میعانات جاری در لوله بازگشت به سمت دیگ نیز با افت فشار لوله مواجه می شوند و برای انتقال این مایعات نیاز به انرژی وجود دارد.

انرژی مورد نیاز برای غلبه بر این افت فشارها از طریق فشار بخار تولید شده توسط دیگ بخار فراهم می شود. میزان فشار درون فضای بخار نسبت به میزان آن در انتهای لوله های بخار به مقداری معادل افت فشار کل سیستم بیشتر خواهد بود. با رجوع به شکل 1 می توان مشاهده کرد که این موضوع چگونه روی سطوح آب مربوطه در دیگ بخار و در مقطع عمود لوله بازگشت سیستم اثر می گذارد. فشار بالاتر در دیگ باعث می شود آب در این لوله بالا برود، که در معرض فشار پایین تر موجود در انتهای سیستم قرار خواهد گرفت. ستون آب تا زمانی که وزنش تفاوت فشار موجود بین این دو نقطه جبران را جبران کند بالا می رود.

آنطور که شکل نشان می دهد، هدی که توسط ارتفاع این ستون بوجود می آید شامل افت فشار سیستم بخار و هد استاتیکی که نیاز به غلبه بر افت فشار داخل خط بازگشت میعانات دارد است. روش های استانداردی در طراحی سیستم بخار پایه گذاری شده که مقدارهای عملی مشخصی برای افت فشار سیستم معین کرده است. این روش ها باعث می شوند همانطور که در شکل سیستم قابل مشاهده است مقدارهای حداقلی برای بُعد “A” مقرر شود. این بُعد نشان دهنده ارتفاع انتهای منبع اصلی بخار در بالای خط آب دیگ بخار است.

این ارتفاع شامل افت فشار کل سیستم بعلاوه یک ضریب ایمنی برای اطمینان از اینکه سرریز شدن در منبع اصلی اتفاق نخواهد افتاد است. برای سیستم های کوچکی که اتلاف حرارت کمتر از 100000 BTUH (یکای انگلیسی حرارت) دارند، اندازه لوله کشی بر اساس یک هشتم psi افت فشار برای لوله های بخار و میعانات است. ارتفاع بُعد “A” به شکل زیر محاسبه می شود:

افت فشار سیستم (psi 1/8) = 3.5 اینچ آب

هد استاتیکی (1/8 psi) = 3.5 اینچ آب

ضریب اطمینان (دو برابر هد استاتیکی) = 7 اینچ آب

———————————————

ارتفاع کل   =   14 اینچ آب

برای سیستم های با این اندازه، متداول است که حداقل فاصله برای بُعد “A” را کمتر از 18 اینچ در نظر نگیریم. برای سیستم های با اتلاف حرارت بیش از 100000 BTUH، اگر اندازه لوله بخار برای افت فشار به میزان یک دوم psi و لوله بازگشت برای 4 اینچ ستون آب طراحی شده باشد آنگاه محاسبه بُعد “A” به شکل زیر است:

افت فشار سیستم (یک دوم psi)= 14 اینچ آب

هد استاتیکی  = 4 اینچ آب

ضریب اطمینان (دو برابر هد استاتیکی) = 8 اینچ آب

———————————————

ارتفاع کل    =   26 اینچ آب

روش استاندارد برای سیستمی بر پایه افت فشار یک دوم psi، این است که حداقل اندازه برای بُعد “A” را کمتر از 28 اینچ در نظر نگیریم.

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

• منبع:
  • کتاب اشری (FUNDAMENTAL)
  • کتاب اشری (سیستم ها)
  • مقالات شرکت B&G

The post محاسبات بخار در تاسیسات 4 appeared first on تاسیسات نوین.

محاسبه و ساخت حلقه انبساط بخار

درز انبساط بدلیل اینکه فضای کمی اشغال می کند در بعضی نقاط بکار می رود ولی چون گران است (و نسبت به حلقه انبساط که با لوله و زانو ساخته می شود و یا با خم کردن لوله) و نیز برای حفظ محور آن در امتداد محور لوله، اجراء دقیق و مفصلی لازم دارد، تا جایی که بسیار ضروری نباشد، از آن استفاده نمی شود. اگر درز انبساط خوب مهار نشود از هم محوری با لوله خارج  شده و بعد از مدتی می شکند. درز انبساط در لوله های رایزر ساختمانهای بلند کاربرد زیادی دارد.

درز انبساط فانوسی به دلیل نداشتن پیچ و مهره و نوار آب بندی بیشتر رایج است، چون نوع کشویی نیاز به مهار کردن دقیق تری دارد. زیرا با کوچکترین غیر هم محوری پیچها کج شده و نوار آب بندی خراب می شود و نهایتا قطعه از بین می رود.

یک نوع درز انبساط فانوسی هم ساخته می شود که می تواند هم در طول محور و هم به جوانب حرکت کند و برای موارد خاصی می توان از آن استفاده کرد مشابه شکل زیر. برای انتخاب درز انبساط با مقدار انبساط مورد نظر باید به کاتالوگ سازنده مراجعه نمود.

مثال حلقه انبساط بخار

پس از تقسیم بندی هر مسیر، جهت نصب حلقه انبساط مقدار انبساط هر قسمت را از جدول زیر بدست آورده و مقدار انبساط بدست آمده را به جدول بعدی، برده و  ابعاد حلقه انبساط را از آن چارت می خوانیم.

برای یک لوله 2 اینچ به طول 200 فوت که دارای بخار با درجه حرارت F °212 می باشد، مقدار انبساط و حلقه انبساط مناسب را حساب کنید،

از جدول اول، برای درجه حرارت F212، مقدار انبساط طولی حدود “1.6 برای هر ft100 است. لذا با توجه اینکه طول 200 فوت است، لذا از 2 حلقه استفاده می کنیم.

با توجه به مقدار “1.6 انبساط در هر 100 فوت لوله از جدول دوم، این مقدار انبساط در ستون “2 انبساط قرار می گیرد و برای لوله “2 مقدار ‘6 = H و ‘3 = W می شود.

جدول زیر نیز میزان انبساط لوله را بر حسب جنس آن برای درجه حرارت های مختلف نشان می دهد.

اگر لوله بخار و کندانس در یک مسیر و در کنار یکدیگر اجراء شوند، برای عایق کردن لوله ها و نیز برای حفظ فاصله بین دو لوله پس از عایقکاری باید فاصله ای مناسب مثل A در شکل زیر در هنگام اجراء در نظر گرفت.

اگر از عایق به ضخامت “2 استفاده شود، با توجه به اینکه بین دو لوله دو ضخامت عایق یکی برای بخار و یکی برای کندانس قرار می گیرد 2×5 = 10cm برای عایق ها و نیز حداقل مقدار 10cm فاصله بین دو لوله عایق شده باید باشد. جمعاً = 20cm A می شود که موقع اجراء باید این فاصله را حفظ کرد.

روش ساخت حلقه انبساط بخار

حلقه توسط زانو،  لوله و یا خم کردن لوله ساخته می شود و سپس دو سر حلقه به لوله ها جوش داده می شود. معمولا تا قطر “1 را خم می کنند و برای قطر های بیشتر از زانو استفاده می کنند چون خم کردن لوله ها سخت می شود.

 تکیه گاه لوله های بخار

چون لوله های بخار و کندانس بدلیل انبساط باید روی تکیه گاه ها حرکت طولی داشته باشند و نیز از طرفی باید عایقکاری شوند و عایق مانع از تماس لوله با تکیه گاه و در نتیجه حرکت طولی لوله می شود، لذا از کفشک (Shoe) در زیر لوله در محل هر تکیه گاه استفاده می شود. کفشک می تواند از سپری باشد چون حتما باید بصورت Tمعکوس کار شود و اندازه جان سپری بستگی به ضخاست عایق دارد. اندازه بال سپری اهمیت چندانی ندارد، چون به هر حال برابر جان است و به اندازه کافی نسبت به طرفین خود تکیه مناسب دارد. برای عایق 2” (5cm) سپری cm7 مناسب است (سپری 70mmx70mm ) چون cm5 آن در عایق فرو می رود و cm2 از عایق بیرون می ماند که مقدار مناسب است. حرکت کلیه کفشک ها روی تکیه گاه ها باید از طرفین کنترل شود.

در هر فاصله مربوط به محدوده حلقه انبساط یا درز انبساط باید نقطه ابتدایی و انتهای مسیر لوله به هر حلقه انبساط (یا درز انبساط) به تکیه گاه مهار گردد. یعنی حرکت کفشک روی تکیه گاه نداشته باشیم که آنرا نقطه فیکس (Anchor) می گویند. برای این منظور کفشک باید به تکیه گاه متصل شود (مشابه شکل زیر). یک راه حل این است که در دو طرفِ نبشی های هدایتی در شکل بالا تسمه جوش داده شود و یا از راه های مختلفی می توان استفاده کرد، که به سلیقه طراح ارتباط دارد.

می توان کفشک را روی غلطک هایی که در هر تکیه گاه نصب می گردند، قرار دارد تا حرکت طولی لوله در هنگام انبساط، راحت تر انجام شود و فشار جانبی به تکیه گاه ها (در اثر اصطکاک) وارد نیاید.

این مبحث ادامه دارد…

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

بیشتر بخوانید: آموزش پکیج و کولر گازی

The post محاسبات بخار در تاسیسات 3 appeared first on تاسیسات نوین.

تجهیزات روی لوله بخار

اگر شیر کف گرد (Globe valve) در لوله های افقی بخار و کندانس نصب گردد باید فلکه آن بطرف کنار لوله باشد چون جلوی عبور آب کندانس را می گیرد.

صافی موجود در خطوط افقی بخار باید محفظه توری آن بطرف کنار لوله و کمی مایل به پائین نصب شود زیرا اگر محفظه توری در زیر بطور قائم قرار بگیرد آب کندانس در آن جمع می شود و بتدریج باعث می شود که مسیر نیمه مسدود گردد و بخار بخوبی عبور نکند.

از تبدیل های خارج از مرکز (Eccenteric) برای تغییر قطر خط بخار و کندانس باید استفاده کرد.

برای انشعاب از لوله های اصلی به ماشین آلات و مصرف کننده چه در لوله بخار و چه در لوله های کندانس باید از بالای لوله انشعاب گرفته شود. در غیر اینصورت آب کندانس وارد انشعاب شده و یا در لوله کندانس فشار منفی ایجاد می شود.

 باید توجه کرد که انشعاب نباید از لوپ انبساطی گرفته شود و در صورتی که لوپ انبساطی به مصرف کننده نزدیک باشد، باید از قبل یا بعد از لوپ انبساطی انشعاب گرفته شود. در انشعاب بخار برای هر مصرف کننده برای اینکه آب موجود در بخار تا حد امکان گرفته شود یک آب جداکن (Separator) می توان نصب کرد.

اثر هوا در لوله بخار و طریقه حذف آن

• کاهش درجه حرارت

وقتی هوا در بخار وجود داشته باشد درصدی از حجم بخار را اشغال می کند و طبق قانون گازها وجود ذرات هوا در بخار فشار جزیی بخار را به اندازه فشاز جزیی هوا (Partial pressure) کاهش می دهد یعنی اگر 10 درصد حجم لوله یا هر محفظه ای از بخار 100PSI را هوا اشغال کند، فشار جزیی هوا 10 PSIمی شود و در نتیجه فشار جزیی بخار 90PSI  خواهد شد که در نهایت سبب کاهش درجه حرارت بخار می شود.

حرارت بخار 100PSI برابر F° 327.8 است (از جدول بخار) و درجه حرارت بخار 90PSI برابر F° 320.3 است یعنی F°7.5 کاهش درجه حرارت خواهیم داشت، باید توجه داشت که هرچه فشار بخار کمتر شود، درجه حرارت آن کمتر می شود.

•  کاهش راندمان مبدل ها

هوا در کویل ها و مبدل های حرارتی به دلیل تبادل حرارت و تبدیل بخار به آب، دور تا دور جدار داخل لوله جمع می شود که خود عایق می باشد (هوا عایق است) همچنین جمع شدن هوا در آنها مانع عبور بخار بطور کامل می گردد و راندمان آنها را کاهش می دهد و اگر هوا را خارج نکنیم کاملا عبور بخار را متوقف می کند (Air bound)، در اثر وجود %1 حجمی هوا در کویل بخار یا مبدل حرارتی رانا، مان آنها %50 کاهش می یابد.

• خورندگی

دو عامل مهم در خورندگی لوله ها و تجهیزات بخار گاز CO₂ (گاز کربنیک) و اکسیژن می باشند. گاز کربنیک که از طریق آب تغذیه دیگ بصورت کربنات های محلول در آب وارد سیستم می شود وقتی با آب کندانس خنک شده مخلوط شود تولید اسید کربنیک می کند که سبب خورندگی لوله ها و مبدل ها و … می شود.

اکسیژن بصورت گاز محلول در آب سرد تغذیه دیگ (Make up water) وارد سیستم می شود که سبب خورندگی سطح فلزات (لوله و مبدل و … می شود و همچنین اثر اسید کربنیک را بیشتر می کند.

• انبساط لوله بخار و کندانس

لوله فولادی در اثر حرارت انبساط پیدا می کند و مقدار انبساط بستگی به مقدار درجه حرارت دارد، جدول زیر مقدار انبساط لوله را در هر 100 فوت (m30) برحسب درجه نشان می دهد (درجه حرارت لوله در ابتدا F°60 فرض شده است.

این انبساط باید به طریقی گرفته شود چون در غیر این صورت ازدیاد طول لوله در اثر انبساط آن سیب کج شدن لوله ها و بهم زدن تکیه گاه ها می شود (لوله های جانبی مثل آب و غیره را از تکیه گاه ها خارج می کند و یا نظم آنها را بهم می زند. برای جذب این انبساط روش های زیر بکار می رود:

1- لوپ انبساط در لوله بخار

این حلقه به اشکال زیر ساخته می شود. البته شکل حلقه کامل چندان رایج نیست چون هم ساخت آن مشکل است و هم اینکه لوله اصلی را در دو طرف حلقه از هم محور بودن خارج می کند.

اما شکل نعل اسبی و خصوصاً U بسیار رایج است و هم محور بودن لوله های اصلی را در دو طرف حلقه انبساط حفظ می کند. نصب حلقه انبساط باید افقی باشد یعنی لوله های اصلی و حلقه انبساط مجموعاً در یک صفحه افقی قرار گیرند.

لذا عبور آب کندانس در این حالت (افقی بودن حلقه و لوله) به راحتی انجام می گیرد چه در خط بخار و چه در لوله کندانس. نوع دیگری از انبساط گیرها، زانوی انبساط (expansion bend) می باشد که برای نقاطی از مسیر که لوله تغییر ارتفاع می دهد می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

در شبکه بخار بهتر است برای کوچک بودن حلقه های انبساط هر 30 متر یک عدد در نظر گرفت. محل حلقه انبساط در یک فاصله 30 متری بهتر است در وسط آن در نظر گرفته شود.

برای تعیین محل حلقه انبساط باید به وضع لوله و محل قرار گرفتن آن نسبت به مصرف کننده ها خصوصا ماشین آلات و یونیت هیترها یا پکیج های تهویه و نظایر آن توجه کرد و در جایی باشد که مزاحمتی برای مصرف کننده ها ایجاد نکند و نیز در محل انشعاب از لوله اصلی واقع نشود.

موارد دیگر در جلسات آتی بررسی خواهد شد. 

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

The post محاسبات بخار در تاسیسات 2 appeared first on تاسیسات نوین.

بطور کلی طراحی خوب برای این شبکه بدین صورت است که همه چیز پیش بینی شود و راه حل های مناسب برای آن بکار رود. در این قسمت مسائل شبکه و راه حل های آن مورد بررسی قرار می گیرد.

لوله کشی بخار و کندانس

لوله های بخار باید بخوبی عایق شوند تا اینکه اتلاف انرژی حرارتی از طریق جداره لوله ها به حداقل برسد ولی با این حال تبادل کمی بصورت تابشی از لوله ها به هوای اطراف وجود خواهد داشت که این خود سبب کندانس شدن مقداری از بخار می شود بطور مثال در یک لوله “4 بطول 30 متر که دارای بخار یا فشار 7bar می باشد و هوای اطراف لوله برابر 10 درچه سانتیگراد است مقدار آب کندانس ایجاد شده در لوله بخار به دلیل تبادل حرارت در یک ساعت برابر 16 کیلوگرم (لیتر) می باشد. یعنی %1 ظرفیت بوده و در دو ساعت 32 لیتر و الی آخر.

بنابراین هر چند که لوله خوب عایق گردد باز هم مقداری آب کندانس در لوله های بخار ایجاد می شود که میبایست تخلیه گردد. عدم تخلیه آب کندانس از لوله بخار سبب ایجاد ضربه آب (Water Hammer) در سر زانوها و تغییر مسیرها خواهد شد که نهایتا تکرار آن موجب شکستن جوش در این محل ها خواهد شد.

ضمنا ورود آب به مصر ف کننده ها (کویل ها و مبدل ها و ماشین آلات) سبب اشغال قسمتی از سطح تبادل آنها توسط آب کندانس می شود که در نتیجه راندمان آنها کاهش خواهد یافت.

برای تخلیه مناسب آب کندانس از لوله بخار، لوله ها باید دارای شیب مناسب باشد که مقدار مناسب این شیب 1000/ 2.5 می باشد ولی اگر وضعیت محل نصب لوله ها اجازه ندهد می توان تا حداقل  1000/ 1.5 نیز در نظر گرفت. مقدار عملی شیب با توجه به وضعیت تکیه گاه های لوله مشخص می شود.

جهت شیب لوله های کندانس 

جهت شیب می تواند هم بطرف موتورخانه و هم بطرف مصرف کننده ها باشد که هر یک دارای معایب و مزایایی باشد. اگر شیب بطرف موتورخانه ها باشد لذا جهت بخار، مخالف جهت حرکت آب کندانس در لوله بخار می باشد و چون بخار با سرعتی در حدود 80-65 کیلومتر در ساعت حرکت می کند، در نتیجه آب کندانس را در جهت خود به همراه می برد که از طریق آبگیرهای داخل خط بخار، جمع آوری و خارج خواهند شد. 

ولی مقداری از آب کندانس به دلیل تلاطم، همراه بخار به مصرف کننده ها می رود که موجب افزایش آب کندانس در آنها می شود و راندمان آنها را کاهش می دهد. 

حسن این سیستم در آن است که شیب کلیه لوله های اصلی به سمت موتورخانه می باشد. و اگر تعداد آبگیرها باندازه کافی نباشند و یا تراپ مربوط به آنها اشکال داشته و خوب عمل نکند، آب کندانس در لوله های بخار در هنگام خاموش بودن سیستم، در کلکتور بخار جمع می شود که اپراتور می تواند قبل از راه اندازی دیگ بخار آنها را از شیر تخلیه زیر کلکتور بخار خارج نماید و ضمناً برای مرتب بودن لوله کشی های دیگر مثل آب و هوای فشرده و … بهتر است شیب را با اختلاف ارتفاع تکیه گاه ها ایجاد کرد و تمام شبکه های لوله کشی ها را بطرف موتورخانه شیب داد که در مواقع ضروری (تعمیرات) از همان محل تخلیه گردند.

شیب لوله کندانس بطرف مصرف کننده ها

اگر شیب بطرف مصرف کننده ها باشد، جهت جریان بخار و آب کندانس یکی خواهد بود و تلاطم ایجاد نخواهد شد و در نتیجه آب کندانس مجددا وارد بخار نمی شود و لذا مصرف کننده ها از این بابت مشکل فوق الذکر را نخواهد داشت.

ضمنا می توان همه تکیه گاه ها را بطرف مصرف کننده ها شیب داد که در نتیجه کلیه لوله کشی های دیگر نیز می تواند در محل شیر تخلیه برای مواقع ضروری (تعمیرات) نصب شوند. در این حالت در تعداد آبگیرها باید دقت شود، در غیر این صورت آب کندانس زیادی در هنگام خاموش بودن شبکه وارد مصرف کننده ها می شود که یک یا دو ساعت در هنگام راه اندازی شبکه تا خارج شدن همه آب کندانس از آنها کاهش راندمان، وجود خواهد داشت. 

اگر شیب به طرف مصرف کننده باشد، لوله بخار را می توان مطابق شکل بعدی اجرا نمود که در این حالت آب بخوبی از بخار جدا می شود البته با توجه به وضعیت سایر لوله ها  باید به مکان اجراء آن توجه کرد.

آبگیرها در لوله کشی بخار و کندانس

آبگیر عبارتست از یک قطعه لوله که عمود بر لوله های افقی بخار و در زیر آنها نصب می شود تا به شکل یک کاسه عمل کرده و آب را در خود جای دهد و سپس توسط یک تراپ (نوع TD بهتر است) آن را خارج نموده و به لوله آب کندانس می ریزد. شکل زیر انواع دیگری از آبگیرها را نشان می دهد.

قطر لوله آبگیر بستگی به قطر لوله بخار دارد که مطابق جدول زیر می باشد. ارتفاع لوله آبگیر باید حدود 40cm باشد.

بطور متوسط برای اینکه خطوط بخار از آب کندانس تخلیه شوند، برای لوله با هر قطر، هر m 30 تا m 50 یک آبگیر باید نصب گردد. همچنین در انتهای خطوط اصلی بخار یعنی در محلی که آخرین مصرف کننده وجود دارد باید یک آبگیر نصب گردد (شکل زیر).

مزایای آبگیر در لوله کشی بخار

1- خورده جوش و جرم های موجود در لوله های اصلی در شروع بهره برداری بایستی از شبکه خارج گردد، زیرا ممکن است وارد شیر آلات و صافی ها و احتمالا تراپ ها شده و موجب خراب شدن آنها گردد و یا مسیر را ببندد. لذا در ابتدا که می خواهیم بخار وارد لوله شود، بایستی با بستن کلیه شیرآلات، بخار را وارد لوله کرده تا تمام خورده جوش ها و جرم ها را در آبگیر انتهایی جمع کند و با باز گذاشتن شیر تخلیه زیر آبگیر، بمدت ده تا پانزده دقیقه لوله ها تمیز شود.

2- البته مقدار کمی هم وارد انشعابات می شود چون معمولا بین شیر در هر انشعاب با محل انشعاب از لوله اصلی مقداری فاصله وجود دارد که در هفته های اول بهره برداری باید آنها را از طریق صافی ها خارج کرد.

3- چون آخرین مصرف کننده بخار ممکن است توسط شیر اتوماتیک انشعاب بخار را بسته و باز نماید لذا در هنگام مصرف نکردن بخار (بسته بودن شیر اتوماتیک)، بخار انتهای مسیر بدلیل ساکن بودن سرد شده و کندانس می شود که با نصب آبگیر انتهای خط، کلیه آب کندانس ایجاد شده خارج می شود. و همواره بخار پشت آخرین مصرف کننده آماده است و لذا در کار مصرف کننده انتهایی مشکلی ایجاد نمی کند.

4- هوای موجود در لوله که بیشتر در انتهای مسیر جمع می شود، از طریق شیر اتوماتیک تخلیه هوا (Air vent) روی آبگیر از لوله خارج می شود.

دسترسی به آموزش جامع طراحی و محاسبات سیستمهای بخار

منبع:

کتاب اشری (FUNDAMENTAL)

کتاب اشری (سیستم ها)

The post محاسبات بخار در تاسیسات 1 appeared first on تاسیسات نوین.