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 | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.

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 | آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان.