نکاتی در خصوص انتخاب دیگ حرارتی (به همراه محاسبات)
در این مطلب می خوانید:
انتخاب دیگ حرارتی
جهت انتخاب دیگ حرارتی که وظیفه سوار کردن حرارت بر ماده ناقل گرما را به عهده دارد، باید بار حرارتی کلی ساختمان که مرکب است از تلفات حرارتی اتاق ها به اضافه بار حرارتی آبگرم مصرفی، معین باشد. با در دست داشتن بار حرارتی کل برحسب اینکه بخواهیم ماده ناقل گرما بخار یا آب گرم باشد، نوع دیگ حرارتی را مشخص نموده، ضمن در نظر گرفتن درصدی اضافه بار بابت تلفات حرارت از خود دیگ حرارتی و لوله ها، با مراجعه به کاتالوگ کارخانه سازنده، دیگ مناسب را انتخاب می نماییم. میزان این اضافه بار با توجه به کیفیت عایق پیچی لوله ها متفاوت بوده، بین 5 تا 20 درصد کل تلفات حرارتی ساختمان منظور می گردد. به این ترتیب بار حرارتی (QB) مبنای انتخاب دیگ خواهد بود:
حال با معلوم بودن (QB)، می توانیم دیگ حرارتی مناسب را از روی کاتالوگ انتخاب کنیم. اگر بطور دقیق، قدرت مورد نظر ما در کاتالوگ نباشد باید قدرتی را که به آن نزدیکتر است (ترجیحا قدرت بزرگتر) را اختیار نماییم. در ساختمان های بزرگ، زمانی که QB از, حدود 400000 بی تی یو بر ساعت تجاوز نماید، بهتر است بجای یک دیگ چند دیگ با قدرت های برابر یا نابرابر انتخاب نموده، آن ها را با هم موازی کنیم تا بسته به میزان سردی هوای خارج، همه یا تعدادی از آن ها مورد استفاده قرار گیرند.
این عمل همچنین باعث می شود که در مواقعی که یکی از دیگ ها به دلیل تعمیرات از سرویس خارج می شود، ساختمان توسط بقیه دیگ ها نه به حد مطلوب، حداقل تا اندازه قابل تحملی گرم باقی بماند. از طرفی چون در بسیاری از شهرهای ایران فصل سرما کوتاه مدت است، کار دیگ در قسمت اعظم سال فقط تهیه آبگرم مصرفی می باشد که این بخصوص در مورد تأسیسات بزرگ، مقرون به صرفه و صلاح نبوده و باعث استهلاک غیرضروری دیگ و متعلقات آن می شود.
لذا توصیه می گردد که در تأسیسات بزرگ، یک دیگ حرارتی کوچکتر مخصوص تهیه آبگرم مصرفی ساختمان با دیگ یا دیگ های اصلی موازی شود تا در فصولی که احتیاج به گرمایش کل ساختمان نیست و فقط به آبگرم نیاز داریم، دیگ یا دیگ های اصلی را از سرویس خارج کرده تنها از دیگ مخصوص تهیه آبگرم مصرفی استفاده نماییم.
تعیین قطر دودکش
دود و گازهایی که از احتراق سوخت در داخل دیگ حاصل می شوند باید از راه دودکش به فضای خارج هدایت گردند. تصاعد دود از دودکش در اثر اختلاف وزن مخصوص دود و هوای سرد خارج صورت می گیرد، لذا با ارتفاع دودکش و اختلاف دمای دود (حدود 400F) و هوای خارج نسبت مستقیم دارد.
نیروی کشش دودکش باید به میزانی باشد که کلیه مقاومت ها و افت های موجود در مسیر حرکت دود در دودکش را جبران نماید که با توجه به معلوماتی که از مکانیک سیالات در اختیار داریم، میزان این مقاومت ها با سطح مقطع دود کش نسبت معکوس دارد، یعنی هر چه سطح مقطع دود کشی بیشتر باشد مقاومت آن در برابر حرکت دود کمتر خواهد بود. از طرفی هر چه ارتفاع دودکش کمتر باشد نیروی کشش دود کاهش می یابد، لذا باید سطح مقطع دودکش را بزرگتر در نظر گرفت تا مقاومت در مسیر دود کمتر باشد.
انواع دیگ حرارتی
هر چند که در این یادداشت به اقتضای موضوع آن مجال بحث گسترده پیرامون انواع دیگ ها و جزئیات ساختمانی آن ها نیست، ولی لازم است اشارتی هر چند کوتاه به انواع دیگ های مورد استفاده در حرارت مرکزی داشته باشیم. دیگ ها را می توان در دو گروه کلی چدنی و فولادی طبقه بندی نمود:
دیگ های چدنی
این دیگ ها از قطعاتی به نام پره تشکیل می شوند که می توان آن ها را جداگانه به محل موتورخانه حمل نموده در آنجا توسط یک وسیله ارتباطی بنام بوشن با مغزی روی هم جمع و آب بندی کرد.
هر دیگ چدنی دارای قطعات جلو، عقب و تعدادی پره مشابه بین این قطعات می باشد که با کم و زیاد کردن تعداد این پره ها می توان قدرت حرارتی دیگ را کاهش یا افزایش داد. این پره ها به صورتی ساخته می شوند که وقتی کنار هم قرار گرفتند، فضای خالی جهت احتراق سوخت و عبور شعله آتش بوجود بیاید.
قسمت هایی از پره ها که در معرض برخورد شعله آتش می باشند توسط آستر نسوز یا آجر نسوز و ملات خاک و سیمان نسور پوشیده می شوند. جهت نصب مشعل و خروج دودهای حاصل از احتراق، حفره هایی به ترتیب در جلو و عقب دیگ تعبیه شده اند و بدنه آن نیز سوراخ هایی برای اتصال لوله های رفت و برگشت آب، شیر اطمینان، فشارسنج، دماسنج و ترموستات ایجاد شده اند.
به دلیل خاصیت شکنندگی چدن، هنگام حمل و نقل آن باید دقت کافی مبذول داشته و مراقبت نمایم که ضمن کار از آب تهی نشوند زیرا ترک برمی دارند. دیگ های چدنی معمولا برای تحمل فشار تا 5 اتمسفر با قدرت های حرارتی گوناگون حداکثر تا 2500000 بی تی یو بر ساعت ساخته می شوند. از این دیگ ها می توان برای سیستم های حرارت مرکزی با آب گرم، آب داغ و بخار فشار ضعیف استفاده نمود.
دیگ های فولادی
این دیگ ها در دو نوع ، آتش در لوله و آب در لوله، ساخته می شوند:
دیگ فولادی آتش در لوله
در این دیگ آتش حاصل از احتراق سوخت از میان لوله هایی که توسط آب در گردش احاطه شده اند، عبور می کند. از این دیگ ها در سیستم های حرارت مرکزی با آب داغ یا بخار استفاده می شود. انواع جدید آن ها برای تحمل فشار حداکثر تا 250 پاوند بر اینچ مربع و تولید بخار حداکثر تا 20000 پاوند بر ساعت ساخته شده اند. سوخت مورد استفاده این دیگ ها ممکن است گازوئیل، گاز و یا ترکیبی از هر دو باشد.
دیگ های آب در لوله
در این دیگ برعکس نوع اول، آب در لوله ها گردش نموده آتش بر لوله ها محیط است. انواع جدید آن می توانند حداکثر تا 60000 پاوند بر ساعت بخار تولید نموده حداکثر فشاری معادل 900 پاوند بر اینچ مربع را تحمل نمایند. عامل محدود کننده ظرفیت این دیگ ها مسئله حجم آن ها و اشکالات حمل و نقل است.
سوخت آن ها نیز همانند نوع قبلی می تواند گازوئیل، گاز یا ترکیبی از هردو باشد، همچنین می توان ترتیبی داد که از سوخت جامد نیز استفاده کنند. دیگ های فولادی تحت تأثیر رطوبت هوا ظرف چند سال زنگ می زنند و این به همراه مشکلات حمل و نقل و قیمت بیشتر نسبت به دیگ های چدنی باعث می شود که در شرایط مساوی دیگ های چدنی بر فولادی ارجح باشند. دیگ های فولادی، بیشتر در سیستم های حرارت مرکزی با آب داغ با بخار فشار قوی مورد استفاده قرار می گیرند.
منبع:
کارگشا، سامانه جامع صنعت ساختمان
کتاب تاسیسات مکانیکی مهندس طباطبایی
مطالب مرتبط:
سیستم های گاز رسانی (قسمت اول)
محاسبات بویلر چگالشی ( قسمت اول)
