توزیع آب گرم سرویس های خدماتی

سیستم های توزیع گرمایش آب سرویس های خدماتی:

مصالح سیستم های لوله کشی:

مصالح متداول برای سیستم لوله کشی معمولا از جنس فولاد گالوانیزه همراه با اتصالات رزوهای از جنس چدن گالوانیزه یا آهن چکش خوار گالوانیزه هستند. لوله های مسی نوع L ,K و M را نیز می توان با اتصالات لحیمی از جنس برنج، برنز یا مس استفاده کرد. مقررات موجود استفاده از سرب در ترکیب اتصالات سیستم های لوله کشی آب آشامیدنی را به دلیل احتمال آلوده شدن آب به سرب، قدغن کرده است. برای اطلاع از عایقکاری مورد نیاز لوله ها به استاندارد سری 90 از انجمن ASHRAE مراجعه کنید.

امروزه اکثر آبهای آشامیدنی را باید قبل از توزیع، تصفیه کرد. این امر ممکن است موجب خورنده تر شدن آب شود. بنابراین با توجه به منابع آب، استفاده از لوله های فولادی گالوانیزه یا لوله های مسی به دلیل خوردگی سریع،  ممکن است چندان رضایت بخش نباشد. لوله های فولادی گالوانیزه هنگامی مساعد خوردگی هستند که (۱) درجه حرارت آبگرم بین 140 تا 180 فارنهایت باشد و (۲) تعمیرات سیستم لوله کشی با استفاده از لوله های فلزی و بدون استفاده از اتصال (Coupling) غیرفلزی انجام شده باشد.

لوله های دیگری که ممکن است مد نظر قرار گیرد، لوله از جنس فولاد زنگ نزن و لوله های گوناگون پلاستیکی هستند.

تعیین قطر لوله ها:

تعیین قطر لوله های تغذیه آب گرم (hot water supply) براساس همان اصولی است که در مورد تعیین قطر لوله های آب سرد ذکر گردید. برای اینکه سیستم آب گرم صحیح کار کند، باید قطر لوله های سیستم توزیع آب مناسب باشد. مقدار مصرف آب گرم با توجه به نوع تأسیسات، کاربری نوع فعالیت افراد، و اوقات روز تغییر می کند. سیستم لوله کشی باید بتواند نیازهای قله مشرف (peak demand) را با افت فشار قابل قبولی تأمین کند.

سیستم لوله کشی رفت:

برای تعیین مقدار مصرف آب گرم می توان از جدول (۳) یا مشخصات ارائه شده توسط سازندگان دستگاه ها و تجهیزات بهداشتی استفاده کرد. برای تعیین قطر لوله های اصلی انشعابات، و لوله های رایزر از این ارقام همراه با روش تشریح شده در یاد داشت استفاده نمود.

هنگام تعیین قطر لوله های سیستم های توزیع آب گرم، نباید مقدار افت فشار مجاز در گرمکن را زیاد در نظر گرفت؛ به ویژه وقتی از گرمکن های لحظه ای(instantaneous) استفاده می شود و یا فشار مفید سیستم کم است.

اختلاف فشار:

در هنگام تعیین قطر لوله های آب سرد و آب گرم، لازم است که اختلاف فشار این دو جریان در نقطه مخلوط شد آنها، در حداقل مقدار ممکن باشد. کم بودن اختلاف فشار، به ویژه در دوش ها و وان ها که تغییرات ناگهانی مقدار جریان ممکن است موجب نارضایتی افراد شود، از اهمیت برخوردار است.

سیستم لوله کشی برگشت:

سیستم های لوله کشی برگشت معمولا در هنگامی استفاده می شود که بخواهیم آب گرم به طور مداوم در محل بهداشتی در دسترس باشد. این نیاز در مواردی که درجه حرارت لوله کشی آب گرم بیشتر از°100F است نیز وجود خواهد داشت.

با نصب ترموستات (در خط برگشت) که در محدوده قابل قبولی روشن و خاموش می شود می توان پمپ گردش آب (water circulation pump) را کنترل کرد. هنگامی که آب گرم لازم نیست، توسط یک کلید خودکار زمانی (automatic time switch) یا سایر کنترل ها باید پمپ گردش آب خاموش شود. چون آب گرم خورنده است، باید پمپ های گردش آب از مواد مقاوم در برابر خوردگی ساخته شوند.

یک روش ساده تعیین اندازه پمپ برگشت در سیستمهای کوچک، درنظر گرفتن 1gpm جریان برگشت به ازاء هر ۲۰ واحد بهداشتی (fixture unit) موجود در سیستم است. روش دیگر، در نظر گرفت  gpm0.5 برگشت آبگرم برای هر رایزر به قطر 0.75یا  1in، 1gpm برای هر رایزر به قطر 1.25 یا1.5 و 2gpm برای هر رایزر به قطر  2inیا بیشتر است.

در تاسیسات بزرگ مقدار افت حرارت سیستم لوله کشی اهمیت بیشتری خواهد یافت.

گرم نگه داشتن لوله در سیستم های بدون برگشت:

در این سیستم، فاصله دورترین واحدهای بهداشتی می تواند به همان اندازه سیستم های دارای لوله کشی برگشت باشد. با نصب کردن کابل گرمایش از نوع مقاومتی (  electric resistance heating cable) زیر عایق لوله های می توان لوله های رفت آب گرم را گرم نگه داشت. برای ثابت نگه داشتن درجه حرارت آب در محل مصرف کنندگان، مقدار انرژی الکتریکی ورودی به کابل به طور خودکار کنترل می شود. در این سیستم به پمپ گردش آب و لوله کشی برگشت نیاز نیست.

لوله کشی خاص- ماشین های ظرف شویی تجاری:

برای ماشین های ظرفشویی خودکار موجود در آشپزخانه های تجاری باید مقدار گذر جریان و فشار مناسب تأمین شود. با رعایت پیشنهادات زیر می توان مشکلات بهره برداری و لوله کشی ماشینهای ظرفشویی خودکار را کاهش داد:

1.    قطر داخلی لوله آبسرد ورودی به آبگرمکن نباید از 1in کمتر باشد.
2.    قطر داخلی لولهای که آب °180F را از آبگرمکن به ماشین ظرفشویی منتقل می کنند، نباید کمتر از 1in باشد.
3.     هیچگونه خط تغذیه کمکی نباید به خط رفت آب °180F وصل شود.
4.    اگر فاصله منبع تامین آب°180F از ماشین ظرفشویی بیشتر از 5ft است، باید یک خط برگشت برای آن درنظر گرفت.
5.    اگر آبگرمکن در همان سطح ماشین ظرفشویی نصب شده است، یا اگر طول لوله کشی برگشت بیشتر از
60ft است، و یا اگر خطوط آب سیفون شده اند، باید از گردش اجباری (forced circulation) توسط پمپ استفاده کرد.
6.    اگر از پمپ گردش آب استفاده می کنید، آن را در خط برگشت نصب کنید. این پمپ را میتوان با (الف) کلید شستشوی ماشین ظرفشویی، (ب) کلید دستی ای که نزدیک به ماشین ظرفشویی نصب شده است، یا (پ) یک ترموستات مستغرق (immersion) یا جداری (strap – on) که در خط برگشت نصب می شود، کنترل کرد.
7.    بر روی خط تغذیه آب با درجه حرارت پایین به آبگرمکن کمکی (booster water heating) (ولی در خارج از حلقه گردش آب)، باید یک شیر کاهش فشار نصب شود. مقدار فشار این شیر باید با توجه به مقدار جریان آب و براساس مقادیر پیشنهادی سازنده ماشین ظرفشویی تنظیم گردد (معمولا 20psi).
8.    در روی خط برگشت باید یک شیر یک طرفه نصب شود.
9.    اگر در خط آب سرد و در جلوی گرمکن، کنتور یا وسیله جلوگیری از برگشت جریان نصب کرده اید، لازم است بین گرمکن و وسیله جلوگیری از برگشت جریان یا کنتور آب، یک مخزن انبساط دیافراگمی (diaphragm – type expansion tank) با اندازه مناسب نصب کنید.
10.    طبق استاندارد ملی بهداشت آمریکا، ضروری است یک اتصال  0.25in  برای نصب فشارسنج در مجاورت سمت ورود به شیر کنترلی درنظر گرفته شود. همچنین، باید در جلوی هر شیر کنترل برقی، یک صافی بر روی خط آب نصب گردد (شکل 6).

فشار آب در آشپزخانه های تجاری:

برای کار بودن شستشوی ظروف، باید فشار جریان مناسب باشد. طبق استاندارد NSF، حداقل و حداکثر مقدار فشار آب ورودی به ماشین ظرفشویی 15psig و 25psig و فشار ایده آل 20psig  است. فشار جریان عبارت است از فشار خط وقتی آب از درون قسمت آبکشی ماشین ظرفشویی عبور می کند.

در اثر زیاد بودن افت فشار درون گرمکن، کوچک بودن قطر لوله آب و یا گرفتگی در لوله کشی احتمال دارد مقدار فشار جریان کاهش یابد. کم بودن فشار جریان موجب می گردد آبکشی مناسب نباشد و در نتیجه، خشک کردن (drying) به طور کامل و رعایت اصول بهداشتی انجام نشود. اگر فشار جریان در خط تغذیه ماشین ظرفشوئی کمتر از 15psig باشد باید با نصب پمپ و با سایر وسایل تأمین فشار، فشار خط تغذیه را به 20psig رساند.

چنانچه فشار جریان بیشتر از 25psig است، آب °180F که برای آبکشی استفاده می شود به صورت پودر خواهد آمد (atomization) و در نتیجه افت درجه حرارت بیشتر خواهد شد. افت درجه حرارت بین نازل آبکشی و ظروف میتواند تا حد °15F برسد. بر روی خط تغذیه آب و در مجاورت ماشین ظرفشویی (ولی در خارج از حلقه گردش آب) باید یک تنظیم کننده فشار نصب شود. این تنظیم کننده باید برای تأمین فشار 20psigتنظیم گردد.

سرویس های دارای دو درجه حرارت :

وقتی لازم است چندین درجه حرارت مختلف توسط یک سیستم برآورده شود، درجه حرارت سیستم را براساس حداکثر درجه حرارت مورد نیاز انتخاب می کنند. در مواردی که مقدار آب گرم با درجه حرارت زیاد مورد نیاز زیاد است، آب با درجه حرارت پایین تر را می توان از مخلوط کردن آب گرم و آب سرد ایجاد کرد. برای کاهش درجه حرارت آب گرم لازم در برخی از مصرف گرم کنندگان، شاید لازم باشد شیرهای خودکار مخلوط کننده نصب شود. تا از آسیب دیدن یا خرابی تجهیزات جلوگیری گردد (شکل ۷).

اگر مقدار آب مورد نیاز با درجه حرارت کم، بیشتر از آب با درجه حرارت زیاد است، شیوه متداول این است که تمام آب را تا درجه حرارت کمتر گرم کنیم و سپس با استفاده از یک گرمکن کمکی جداگانه آب را تا درجه حرارت زیادتر گرم کرد (شکل ۸).

در روش سوم، برای تأمین آب سرویس با درجه حرارت زیاد از یک گرمکن جداگانه استفاده میکنند (شکل ۹). به طور معمول این دو گرمکن را به یکدیگر مستقیم متصل میکنند (cross connection) تا یک گرمکن بتواند تمام نیازهای موقتی را هنگامی که گرمکن دیگر از مدار خارج و تحت تعمیر است، تأمین کند. اندازه هر کدام از این گرمکن ها باید بر مبنای بار کل تعیین گردد، مگر اینکه بتوان مصرف آب گرم را در طی دوران تعمیر کاهش داد.

مانیفولد کردن:

هنگامی که ظرفیت یک گرمکن کافی نباشد، می توان دو یا چند گرمکن را به صورت موازی نصب کرد. چنانچه در چنین حالتی لازم باشد آب سرد و آب گرم با یک دیگر مخلوط شوند، باید از یک شیر مخلوط کننده (mixing valve) با ظرفیت مناسب استفاده گردد. دستیابی به جریان یکنواخت در شیرهای مخلوط کنندهای که موازی با یکدیگر نصب میشوند، دشوار است. گرمکن هایی که به صورت موازی نصب می شوند باید همسان باشند یعنی ظرفیت ذخیره و جریان ورودی آن ها برابر باشد و آرایش لوله های ورودی و خروجی از آن ها به گونه ای باشد که مقدار جریان دریافتی از هر گرمکن در شرایط تقاضا مساوی باشد.

یک روش ساده برای جریان های موازی، استفاده از لوله کشی معکوس برگشت (reverser / return) است. آبگرمکنی که طول لوله ورود آب سرد آن کمتراز سایر واحدهاست، باید به نحوی لوله کشی گردد که خروجی آن از خط تغذیه آب گرم دورتر باشد.

منابع :

کارگشا، سامانه جامع صنعت ساختمان

کتاب تاسیسات ساختمانی مهندس کاشانی حصار

مطالب مرتبط:

آشنایی با سیستم شوتینگ زباله + دیتایل اجرایی

سیستم ها و روش های تصفیه آب استخر

محافظت تاسیسات گرمایش و سرمایش ساختمان در برابر زلزله