کاربرد دیگ چگالشی

هیت پمپ آب خنک با دیگ چگالشی

یکی از سیستم های بسیار عالی به همراه دیگ چگالشی سیستم هیت پمپ آبی است. این سیستم به همراه یک بویلر و برج خنک در پروژه ها نصب می شود و با توجه به طبیعت دستگاه های هیت پمپ آبی، که رنج درجه حرارت کاری آب بین 60 تا 90 درجه فارنهایت است، استفاده از بویلر چگالشی بسیار توصیه می گردد. در این نوع سیستم ها که درجه حرارت آب برگشتی بسیار پایین است و کاکرد بویلر در اکثر مواقع در میان باری است، رسیدن به راندمان 99% دور از ذهن نیست.

گرمایش کفی و ذوب برف با دیگ چگالشی

استفاده از دیگ چگالشی برای این سیستم توصیه میگردد با توجه به رنج درجه حرارتی که آب بین 85 تا 125 درجه فارنهایت دارد. این رنج پایین، رسیدن به چگالش در دودکش و رسیدن به راندمان های بالا را تامین می کند.

• تمامی سیستم های آب گرمی که با دلتا تی بالا (برای مثال 30 تا 50) و دمای ساپلای پایین طراحی می شوند. قبل از ورود به بحث لوله کشی، بایستی تصمیم بگیریم که کنترل ست پوینت بویلر در کجا باید قرار بگیرد؟ در لوله رفت یا لوله برگشت ؟؟؟؟

فرض کنیم که سنسور ست پوینت بویلر، در لوله رفت یا آب ساپلای است. حال سوالی که پیش میآید اینست که اگر از 100% بار به میانباری برسیم، چه اتفاقی خواهد افتاد؟ آیا همچنان چگالش هم داریم؟

در بخش لوله کشی، 3 نوع لوله کشی را برای دیگ چگالشی بررسی میکنیم

• بویلر با سیستم لوله کشی دبی متغیر
• بویلر با سیستم لوله کشی اولیه ثانویه (در لوپ اولیه دبی حجم ثابت از بویلر عبور میکند)
• بویلر با سیستم لوله کشی اولیه ثانویه (هر 2 لوپ با دبی متغیر)
• بویلر با سیستم لوله کشی دبی متغیر

همانطور که در تصویر مشخص است، دبی در تمام  سیستم متغیر است. پمپهای بعد از بویلر نیز حجم متغیر انتخاب میشوند. طبق استاندارد اشری 1-90 (بخش 5-6)، در صورتیکه در موتورخانه بیشتر از یک بویلر استفاده شود، بایستی تهمیداتی جهت کاهش اتومات دبی در زمان خاموش شدن یک بویلر در نظر گرفته شود. حالت مشابه را برای چیلرها هم داریم.

برای این منظور اگر سیستم مشابه تصویر بالا، دبی متغیر باشد بایستی که شروط زیر در سیستم دیگ چگالشی برقرار باشد

• بویلرها مجهز به کاهنده دبی باشند (FLOW LIMITER)
• بویلرها بایستی به شیرهای 2راهه قطع و وصل مجهز باشند (ISOLATION VALVE): برای اینکه مطمئن شویم که در زمان خاموشی بویلر، دبی از آن عبور نمی کند.
• هر بویلر بایستی که مینیمم دبی عبوری از خود را در زمان روشن شدن، داشته باشد (در کاتالوگ برای بویلر آمده است). این مهم از SHORT CYCLING نیز جلوگیری میکند.
• هر پمپ بایستی که مینیمم دبی عبوری از خود را در زمان روشن شدن بویلر، داشته باشد (در کاتالوگ برای پمپ آمده است).
• هر پمپ بایستی با شیر 2راهه قطع و وصل بویلر اینترلاک باشد، تا در زمانی خاموشی بویلر که دبی عبوری آن صفر است، پمپ نیز خاموش باشد.
• اضافه کردن شیر کنترلی 3 راهه در سیستم، برای بازگرداندن مینیمم دبی بویلر و پمپها (در صورت حذف بای پس در موتورخانه).

حال مواردی که بیان شد را در سیستم گرمایشی دیگ چگالشی جایگذاری می کنیم. شکل زیر،  تصویر کامل شده سیستم بالا را بهمراه شیرهای 3راهه در ساختمان و بدون باس پس در موتورخانه نشان میدهد.

جهت دسترسی به مباحث کامل این آموزش کلیک کنید

The post بویلر چگالشی 4 appeared first on تاسیسات نوین | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.

در غیر اینصورت راندمان مشابه همان سیستم های قبلی خواهد بود و انتظار بیشتری هم نباید داشت. از این جلسه بیشتر به مطالب مرتبط با طراحی تاسیسات این نوع بویلرها اشاره میکنیم.

تقسیم بندی بویلرهای چگالشی در طراحی تاسیسات

• نوع پالسی: که در این نوع بویلرها، مشعل یا برنری وجود ندارد و ترکیب هوا و گاز در داخل محفظه ای توسط جرقه (شمع)، احتراق را ایجاد می کند. بویلرهای از نوع پالسی، دارای صدای بیشتری از نوع مشعلی هستند.
• نوع مشعلی: که نوع عمده بویلرهایی است که امروزه در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند

در نمودار زیر به تفاوت بین بویلرهای چگالشی و غیر چگالشی از لحاظ رابطه بین ظرفیت و راندمان اشاره شده است. همانطور که مشخص است، ناحیه سبز روشن، برای بویلرهای قدیمی تر و ناحیه سبز پررنگ، برای بویلرهای چگالشی، راندمان های مختلف در فول لود و میان باری را نشان می دهند (مبحث راندمان بویلرهای کندانسینگ).

نمودار مهم بعدی، ارتباط بین راندمان و دمای برگشت آب 

همانطور که از نمودار مشخص است، با پایین آوردن دمای آب برگشت از 140 درجه فارنهایت اجازه کندانس بخار آب در دودکش داده می شود. و هر چقدر که این دما کاهش بیشتری داشته باشد، راندمان بیشتری خواهیم داشت .البته دماهای خیلی پایین محدودیت هایی دارد که اشاره خواهیم کرد. (مبحث راندمان بویلرهای کندانسینگ).

مطلب بعدی استفاده از چند بویلر، مادولار است. طبق نمودار زیر اثبات میشود که استفاده از چند بویلر مادولار چگالشی بهتر از یک بویلر چگالشی بزرگ است. دلیل آنهم راندمان بیشتر بویلر چگالشی در میانباری است (طبق نمودار اول). نمودار خط چین، نشان دهنده کارکرد بویلر چگالشی در میانباری و نمودار خط پر، نشان دهنده کارکرد بویلر چگالشی در فول لود است. همانطور که در نمودار هم مشخص است، در حالت فول لود، هر چه قدر هم که دمای برگشت آب کاهش پیدا کند، تاثیر زیادی در راندمان نخواهد داشت (مبحث راندمان بویلرهای کندانسینگ).

حال به نکاتی در خصوص مبدلهای حرارتی که در داخل ساختمان این نوع بویلرها کار میشود، اشاره میکنیم. کندانس حاصل از بخار آب داخل دوکش، بسیار اسیدی است و میتواند مبدل را براحتی از کار بیاندازد. از اینرو استفاده از یکی از متریالهای زیر در ساختمان این مبدل الزامی است:

• استنلس استیل (اکثر مبدلهای از این نوع): توضیه میشود که از نوع 316L استفاده شود که دارای مقاومت بسیار بالایی در خوردگی و رنج های بالا و پایین اسیدی دارد.
• آلومینیوم: این متریال در رنجهای متفاوت اسیدی خیلی رفتارخوبی ندارد و محدودیت فشار نیز دارد.
• چدن: درصورت استفاده از چندن در بدنه مبدل، اولین قدم افزایش ضخامت آن به 0.24 اینچ و بالاتر است.

بطور کلی برای تمامی بویلرهای چگالشی استاندارد، به ازای هر 100.000 بی تی یو بر ساعت، 0.5 گالن آب کندانس خواهیم داشت. یعنی برای بویلری به ظرفیت یک میلیون بی تی یو بر ساعت، حدود 5 گالن آب کندانس اسیدی حاصل خواهد شد (مبحث راندمان بویلرهای کندانسینگ). این آب دارای PH حدود 3 الی 4 است و در جلسات گذشته اشاره شد که بایستی قبل از ورود به فاضلاب توسط سنگ آهک، PH آن را افزایش دهیم تا خنثی شود. برای این منظور معمولا از کیت های خنثی سازی برای آب اسیدی استفاده میشود.

نکات طراحی کویلهای ساختمان

• کویلها بایستی براساس دمای تغذیه پایین تر طراحی شوند (در این سیستمها دمای آب رفت معمولا 14 تا 160 درجه فارنهایت در نظر گرفته شده و 180 نخواهد بود).
• بدلیل کاهش دمای آب ساپلای، کویل دارای سطح بیشتری خواهد شد.
• در این سیستم های دبی پایین است که نکات مهم آن را بخش بافر تانک اشاره کرده ایم.
• با کاهش دبی و افزایش دلتاتی، بالانس در این نوع سیستم ها کمی مشکلتر است.

جهت دسترسی به مباحث کامل این آموزش کلیک کنید

The post بویلر چگالشی 3 appeared first on تاسیسات نوین | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.

مبحث انواع بویلرها بعد از بویلرهای کندانسینگ آورده خواهد شد.

بویلرهای اتمسفریک بویلرهای بدون فن هستند و براساس مقدارهوای اضافی که برای هوای احتراق نیاز دارند، تقسیم بندی میشوند. این مشعلها نیاز به مکش هوای نداشته و تولید صدا هم ندارند. اکسیژن لازم جهت احتراق می بایست با مکش دودکش تامین شود. بنابراین در این نوع مشعلها داشتن دودکش مناسب با مکش کافی جهت عملکرد صحیح مشعل الزامی می باشد و در این صورت، اکسیژن به مقدار کافی با گاز جهت احتراق کامل ترکیب شده و راندمان مشعل اتمسفریک بسیار بالا رفته و باعث صرفه جویی در مصرف سوخت خواهد شد.

بهترین راندمان این بویلرها در حدود 80 الی 85 درصد است. در این بویلرها، دودکش بایستی براساس 100% حجم هوای احتراق سایز شود. دلیل آنهم اینست که این بویلرها اصطلاحا naturally draft هستند. 

همانطور که در نمودار زیر مشخص است، در شرایط استفاده از 25% گاز تا 100% (میان باری یا فول لود)، مقدار هوای مورد نیاز احتراق همچنان 100% است. ستون آبی نشان دهنده مقدار هوای احتراق و ستون قرمز رنگ نشان دهنده مقدار گاز مصرفی است.

بر این اساس مثلا برای یک بویلر به ظرفیت 2 میلیون بی تی یو بر ساعت، به دودکشی با قطر 20 اینچ نیاز خواهیم داشت.

در بویلرهای غیر چگالشی فن دار، برخلاف حالت بالا از یک فن برای حرکت هوا استفاده شده و بهمین دلیل است که مشعل این بویلرهای دارای صدای بیشتری است. استفاده از مشعل نوع فن دار، کنترل خیلی بیشتری به بهره بردار بر روی کنترل فرآیند احتراق میدهد. همچنین بر روی خروج دود نیز کنترل بهتری خواهیم داشت به این دلیل که هوای تامین احتراق را در کنترل داریم.

بدین معنا که مطابق شکل زیر، در کاهش بار و کم شدن مصرف گاز، کاهش هوای احتراق را نیز خواهیم داشت.

بنابراین در این نوع بویلرها، هوای اضافی در دودکش نخواهیم داشت. لذا سایز دودکش بسیار کوچکتر خواهد شد، برای مثال اگرهمان بویلر قبلی با ظرفیت 2 میلیون بی تی یو بر ساعت را در نظر بگیریم، سایز دودکش به 14 تغییر خواهد کرد که باعث صرفه جویی بالایی خواهد شد.

جهت دسترسی به مباحث کامل این آموزش کلیک کنید

The post بویلر چگالشی 2 appeared first on تاسیسات نوین | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.

حال اگر بتوانیم تنها بخشی از این گرمای هدررفته را استفاده کنیم، در واقع توانسته ایم به راندمان سیستم بیافزاییم، اما چگونه ؟

همانطور که همه عزیزان اطلاع دارند، بخشی از محصولات حاصل احتراق، بخار آب است. در صورتی که بتوانیم این مقدار بخار آب را کندانس کنیم، میتوانیم از گرمای آن برای پیش گرم کردن آب ورودی به بویلر چگالشی استفاده کنیم. در واقع بخشی از گرمای تلف شده از دودکش را برای گرم تر کردن آب ورودی به دیگ استفاده کرده ایم که این مهم باعث بالاتر رفتن راندمان دیگ خواهد شد.

افزایش راندمان دیگ در نوع چگالشی تا 98% نیز میتواند باشد. اما توجه داریم که شرایط ایجاد چنین راندمانی در سیستم بایستی فراهم شود که به این عدد برسیم، در غیر اینصورت راندمان سیستم مانند سیستم های قدیمی خواهد بود. بهمین دلیل است که در کاتالوگ های دیگهای چگالشی نوشته است:

 UP TO 98% 

بنابراین همین که بویلر را از نوع چگالشی خریداری کنیم و بقیه اجزای سیستم را بمانند قبل طراحی کنیم، چنین توقعی از سیستم برای راندمان بالا نباید داشته باشیم. برای چگالش بخار آب موجود در دودکش، بایستی دمای آن را به زیر نقطه شبنم آن برسانیم که برای آن از پایین آوردن دمای آب برگشتی به بویلر کمک میگیریم. یعنی دمای آب برگشتی از ساختمان به بویلر از موارد تعیین کننده است که در مورد آن صحبت خواهیم کرد.

از مواردی که بر روی دمای نقطه شبنم بخار آب داخل دودکش اثر میگذارد، مقدار CO2 است که اثر آن در جدول زیر آورده شده است. برای مثال با وجود 10 درصد حجمی  CO2 در گازهای حاصل از احتراق، دمای نقطه شبنم بخار اب به 131 درجه فارنهایت یا 55 درجه سانتیگراد خواهد رسید (مبحث بویلر چگالشی).

ترکیب همین درصد CO2 با اب کندانس شده، یک محلول اسیدی ایجاد می کند که بایستی قبل از انتقال آن به فاضلاب، حالت اسیدی آن گرفته شود. برای این منظور معمولا از سنگ آهک که هر 6 ماه یکبار بابستی عوض شود، استفاده میکنیم. با عبور محلول ایجاد شد از روی سنگ آهک، مقدار PH بالا رفته و اجازه تخلیه آنرا به فاضلاب داریم (مبحث بویلر چگالشی) مشابه تصویر زیر.

بنابراین اولین الزام در طراحی پایین آوردن دمای آب برگشت است که بتواند عمل کندانس را انجام دهد. لذا مشابه سیستم های دیگر، دمای رفت 180 و برگشت 160 درجه جواب گو نیست و اگر بخواهیم دلتا تی سیستم را روی 20 در نظر بگیریم، بایستی دمای رفت را 150 در نظر بگیریم تا دما در برگشت از 130 درجه بیشتر نشود.

البته بنا به نظر طراح، از دلتا تی های بزرگتر نیز میتوان استفاده نمود که براساس آن طراحی کویلهای داخل ساختمان عوض خواهد شد. مطالب بعدی اینکه، انرژی موجود در گاز طبیعی بصورت 90% سنسیبل و 10% نهان است. با کندانس کردن بخار اب موجود در گازهای احتراق، در واقع قصد در گرفتن این مقدار انرژی نهان گاز داریم.

قبل از ادامه بحث، به تعریف بویلرهای غیر چگالشی نوع اتمسفریک اشاره میکنیم. در این بویلرها از فن استفاده نمی شود. نمودار زیر از اشری نشان دهنده، مینیمم دمای لازم برای کندانس بخار آب توسط آب برگشتی از ساختمان به بویلر است.

جهت دسترسی به مباحث کامل این آموزش کلیک کنید

The post بویلر چگالشی 1 appeared first on تاسیسات نوین | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.