در یک سیستم تهویه‌مطبوع و مشخصاً سیستم گرمایشی جهت ایجاد حرارت موردنیاز برای تامین بار حرارتی و البته آب گرم مصرفی از پکیج و در مقیاس بزرگ‌تر از بویلر یا دیگ استفاده می‌شود. می‌توان گفت در هر سیستم گرمایشی با هر میزان هزینه و یا پیشرفته بودن سیستم به استثنای استفاده از بخاری، یکی از این دو تجهیز به کار برده می‌شود. لذا آشنایی با آن‌ها به درک بهتر سیستم و انتخاب بهینه‌ترین گزینه، کمک فراوانی خواهد کرد.
بویلر (دیگ) چیست؟
بویلر با استفاده از انرژی حرارتی حاصل از سوختن ماده سوختنی که می‌تواند جامد (زغال سنگ)، مایع (گازوئیل، نفت و…) و یا گاز (گاز طبیعی) باشد، سیال ورودی را به اندازه مشخص گرم کند. یک بویلر به طور کلی از قسمت های زیر تشکیل شده است:
مشعل برای کنترل جهت و تنظیم شعله ایجاد شده
مبدل حرارتی برای انتقال حرارت به سیال ورودی
سیستم جرقه‌زن برای ایجاد آتش اولیه
چندین لوله برای ورودی و خروجی سیال ناقل حرارت و ورود ماده سوختنی
فن تامین هوا
دودکش برای تخلیه محصولات احتراق
شیرهای کنترلی و گیج فشار
مبدل حرارتی درون بویلر عموماً از نوع لوله-پوسته‌ای بوده و برای کاربردهای صنعتی و به طور مشخص نیروگاه‌ها، گاز‌های داغ در سمت پوسته و آب درون لوله‌ها جریان دارد. به این نوع، اصطلاحا بویلر Water-Tube گفته می‌شود. در مقابل، برای کاربردهایی مانند تهویه مطبوع که بویلر در موتورخانه قرار دارد، به دلیل اینکه اختلاف دمای کمتری برای آب ورودی و خروجی مورد نیاز است و به عبارت دیگر به ظرفیت پایین‌تری نیاز است، آب در سمت پوسته و گاز‌های داغ درون لوله ها جریان دارد که اصطلاحاً بویلر Fire-Tube نامیده می‌شوند.
مبدل حرارتی بویلر
بویلرهای با مبدل‌حرارتی لوله-پوسته‌ای، از جنس فولادی و به صورت یکپارچه ساخته می‌شوند. نوع دیگر از مبدل‌حرارتی که در بویلرها و به‌خصوص کاربردهای تهویه‌مطبوع استفاده می‌شود، مبدل‌حرارتی صفحه‌ای است که سیال ناقل حرارت و آتش به صورت یک‌درمیان از روی قاب‌هایی عبور کرده و انتقال‌حرارت انجام می‌شود. در این نوع بویلر می‌توان با تغییر تعداد صفحه‌ها به ظرفیت‌های متفاوتی دست پیدا کرد.
بویلرها با مبدل‌حرارتی صفحه‌ای از چدن ساخته‌می‌شوند. در مقایسه بویلرهای فولادی و چدنی، نوع فولادی برای فشارهای کاری بالاتر به کار برده‌می‌شود. از طرف دیگر به‌دلیل ساخت به صورت یکپارچه، حمل و نصب این نوع بویلرها دشوار‌تر است. همچنین نمی‌توان ظرفیت آن‌را به‌راحتی تغییر داد. از معایب دیگر این نوع بویلر، زنگ‌زدگی و خوردگی آن‌هاست. بنابراین می‌توان نتیجه گرفت در صورتی که به فشارهای بالا نیاز نباشد، بویلرهای چدنی انتخاب منطقی‌تری برای سیستم تهویه مطبوع است.
بویلر چگالشی
بویلر چگالشی نسل جدیدی از بویلر ها است که راندمان بالاتری نسبت به بویلرهای قبلی دارد. همانطور که می‌دانیم، یکی از ترکیبات اصلی محصولات احتراق بخار‌آب می‌باشد. در بویلرهای چگالشی با کنترل پارامتر ها، دمای بخار آب در فشار موردنظر پایین‌تر از دمای شبنم قرار می‌گیرد و باعث تقطیر بخار و به عبارت دیگر آزاد شدن گرمای نهان آن می‌شود که از یک سو باعث افزایش راندمان بویلر و کاهش مصرف سوخت می‌شود و از سوی دیگر دمای خروجی محصولات احتراق پایین‌تر می‌آید.
بنابراین در دودکش گاز‌های سردتری عبور می‌کند که در نتیجه می‌توان از دودکش‌های ارزان‌تر پلیمری نیز استفاده کرد. البته به دلیل همین دمای پایین، نیروی دودکشی (درافت) موردنیاز برای تخلیه طبیعی گازها تامین نمی‌شود و در بسیاری موارد، ملزم به استفاده از فن هستیم.
از دیگر تفاوت‌های بویلر چگالشی با انواع معمولی، در‌نظر گرفتن یک لوله برای تخلیه بخار کندانس شده به شبکه فاضلاب اصلی است. در مواقعی که موتورخانه پایین‌تر از طبقه همکف واقع شده، برای اتصال به شبکه فاضلاب، به پمپ نیاز خواهیم داشت. به طور کلی، با توجه به نکات ذکر شده، یک بویلر چگالشی هم از نظر زیست‌محیطی و هم از نظر اقتصادی (بازگشت سرمایه به دلیل راندمان بالاتر) مناسب‌تر از بویلر غیر چگالشی خواهد بود.
پکیج چیست؟
پکیج نوع فشرده و کوچک‌شده بویلر است و همان وظیفه را با مکانیزم مشابه انجام می‌دهد با این تفاوت که مجموعه کامل‌تری از تجهیزات که در هنگام استفاده از بویلر به صورت جداگانه نصب می‌شدند، درون خود جا داده است. برای مثال پمپ سیرکولاتور، منبع انبساط و در برخی مواقع مخزن (برای تامین آب‌گرم مصرفی مستقل از سیستم گرمایش) در آن قرار گرفته است.
به همین دلیل نام پکیچ به آن اطلاق می‌شود. دیگر تفاوت پکیج با بویلر، تامین آب‌گرم مصرفی واحدها به صورت مستقیم است. درحالی‌که در صورت استفاده از بویلر، برای تامین این آب، به یک مخزن کویلی یا مخزن دو‌جداره نیاز خواهیم داشت. پکیج‌ها از نظر محل نصب می‌توانند به صورت دیواری یا زمینی قرار بگیرند. پکیج‌های دیواری که عموماً درون هر واحد مسکونی قرار داده می‌شوند، ظرفیت‌های حرارتی پایین‌تری را پوشش می‌دهند. و در سایزهای کوچکتری ساخته می‌شوند و با بالا رفتن متراژ واحد و در نتیجه بار حرارتی ساختمان، پکیج‌های زمینی انتخاب مناسب‌تری به‌شمار می‌آیند. می‌توان گفت، پکیج‌های زمینی همان بویلرهای آب گرم هستند که در موتورخانه قرار می‌گیرند.
پکیج تک‌مبدله و دو‌مبدله
در پکیج‌های تک‌مبدله، هم برای گرمایش فضا و هم تامین آب‌گرم از یک مبدل حرارتی استفاده می‌شود. در واقع در حالت تابستانه که سیستم گرمایش و پمپ آن خاموش است، در صورت باز بودن یکی از شیرهای مصرف‌کننده آب‌گرم، آب سرد ورودی از شبکه با عبور از مبدل حرارتی که حرارت را از مشعل جذب کرده، گرم شده و به سمت شیر مصرف‌کننده ارسال می‌شود. حال در حالت زمستانه، تنها تفاوت با حالت قبل در روشن‌شدن پمپ سیرکولاتور سیستم گرمایش است و آب در حال گردش در ترمینال‌های گرمایشی با عبور از همان مبدلی که آب مصرفی را گرم می‌کرد، گرم می‌شود. در صورت نیاز به آب‌گرم که عمدتا به صورت لحظه‌ایست، اولویت با تامین این آب خواهد بود. لذا در صورت تداوم مصرف آب‌گرم، امکان سرد‌شدن آب در حال گردش در ترمینال‌های گرمایشی و بروز مشکل در عملکرد سیستم گرمایش وجود دارد.
در پکیج‌های دو مبدله، تامین آب‌گرم مصرفی از طریق مبدل دومی صورت می‌گیرد که در آن، حرارت آب در حال گردش جذب و به آب ورودی از شبکه منتقل می‌شود. به عبارت دیگر، در حالت تابستانه، آب درون مدار گرمایش توسط پمپ و به کمک شیر موتوری درون پکیج، با عبور از مبدل اصلی، گرمای شعله را دریافت و با عبور از مبدل دوم، این حرارت را به آّب سرد شبکه به منظور تامین آّب‌گرم مصرفی تحویل می‌دهد. در حالت زمستانه، آب در حال گردش در مدار گرمایش از ترمینال‌های گرمایشی عبور کرده و به محض نیاز به آّب‌گرم مصرفی، به کمک شیر موتوری موجود، این آب، وارد مبدل دوم شده تا حرارت خود را به آب سرد ورودی از شبکه تحویل دهد.
طبق مطالب بالا، در پکیج‌های دو‌مبدله نیز همانند پکیج تک‌مبدله، در صورت نیاز همزمان به آب گرم مصرفی و سیستم گرمایش، با استفاده مداوم از آب گرم مصرفی، امکان سرد‌شدن آب در حال گردش از ترمینال‌های گرمایشی و بروز مشکل در عملکرد سیستم گرمایش وجود دارد. مزیت پکیج دو‌مبدله راندمان بالاتر و رسوب زایی کمتر لوله‌ها و همچنین کنترل بهتر دمای آب است. اما از عیب‌های بزرگ این نوع پکیج دائم‌کار بودن پمپ و درنتیجه احتمال استهلاک زودتر آن نسبت به پکیج تک‌مبدله است.
پکیج مخزن‌دار
همانطور که اشاره شد، به دلیل تامین مستقیم آب‌گرم مصرفی توسط پکیج، از مشکلات شایع این تجهیز، سرد شدن آب ناقل حرارت درون ترمینال گرمایشی (رادیاتور، فن‌کویل و…) در هنگام استفاده همزمان مصرف‌کننده آب‌گرم و ترمینال گرمایشی و در نتیجه اختلال در گرمایش ساختمان است. برای مثال، هنگام استحمام افراد در زمستان، آب‌گرم تولیدی پکیج ابتدا به شیر مورد استفاده درون حمام خواهد رفت و با گذشت زمان موجب سرد شدن آب درون رادیاتور یا فن کویل می‌شود. برای رفع این مشکل، درون پکیج‌های زمینی و برخی پکیج‌های دیواری، یک مخزن قرار می‌گیرد و آب گرم مصرفی ساختمان تا میزانی که سیستم کنترلی اجازه می‌دهد از این مخزن تامین می‌شود و اختلالی در گرمایش بوجود نمی‌آید.
پکیج فن‌دار
در پکیج‌های بدون فن، خروج محصولات احتراق به صورت طبیعی و با نیروی دودکشی انجام می‌شد. به همین دلیل امکان استفاده از لوله‌های دودکش افقی برای تخلیه این گازها وجود نداشت. در این حالت در ساختمان های بزرگ، دودکش پکیجی که در طبقه‌های پایینی قرار داشت، به ارتفاع زیادی نیاز داشت تا به هوای آزاد روی بام برسد. همچنین امکان نصب پکیج در بالکن به دلیل از بین بردن زیبایی ساختمان وجود نداشت. در پکیج‌های فن‌دار با قرار دادن فن در مسیر دودکش، علاوه بر امکان استفاده از دودکش افقی و در نتیجه کاهش ارتفاع دودکش، هوای موردنیاز احتراق نیز از همین مسیر (دودکش هم‌محور) وارد می‌شود که باعث پیش‌گرم شدن این هوا و در نتیجه افزایش راندمان پکیج خواهد شد. از این رو در اکثر ساختمان‌های جدید، پکیج‌ها را در تراس قرار داده و از طریق دودکش افقی، محصولات احتراق به هوای آزاد تخلیه می‌شوند.
محصولات مهندس یار در زمینه تاسیسات مکانیک ساختمان
اگر شما هم تصمیم دارید به عنوان یک مهندس و یا نیروی فنی در زمینه تاسیسات مکانیکی ساختمان کار کنید، باید بدانید یکی از اولین مهارت های مورد نیاز شما آشنایی با عناصر اصلی تاسیسات مکانیکی و ارتباط آن ها با یکدیگر است. برای بالا بردن اطلاعات خود در این زمینه پیشنهاد می کنیم از محصول زیر حتماً دیدن فرمایید:
همچنین بحث نقشه کشی و نقشه خوانی تاسیسات مکانیکی از دیگر مهارت های مورد نیاز یک مهندس مکانیک سیالات و یا نیروی فنی شاغل در این عرصه است. در این رابطه هم می توانید از محصول زیر برای افزایش اطلاعات و مهارت خود استفاده کنید:
آموزش نقشه کشی تاسیسات مکانیکی در اتوکد
برای دوستانی که در شرکت های پیمانکاری بزرگ مشغول به کار هستند هم توصیه می کنیم یادگیری نرم افزار Revit MEP را شروع کرده و هر چه سریع تر به این نرم افزار مهم و قدرتمند مسلط شوند. زیرا در تمام پروژه های بزرگ مانند طراحی تاسیسات بیمارستان و مراکز اداری تجاری از رویت مپ استفاده می شود. برای مشاهده صفحه مربوط به این محصول در مهندس یار نیز روی لینک زیر کلیک نمایید:
حداقل یک عکس از هر کدام می گذاشتید. مشه با چند تا ایمیشن که از اینترنت دانلود می شه وردر دسترس است مسائل را بهتر وراحتر توضیح و روشن کرد تنها باید وقت گذاشت و سر هم بندی نکرد.