معرفی انواع دیگ آبگرم موتورخانه

همانطور که بیان شد از اصلی ترین تجهیزات موتورخانه، دیگ آبگرم یا دیگ آبداغ می باشد. این دیگ ها بر اساس جنس بدنه در دو نوع رایج دیگ آبگرم فولادی و دیگ آبگرم چدنی ساخته می شوند.

۱- دیگ آبگرم چدنی

دیگ چدنی آبگرم همانطور که از نامش پیداست دارای بدنه ای از جنس چدن می باشد. دیگ های چدنی به روش ریخته گری و به صورت پره های مجزا در کارخانه تولید شده و معمولا در محل نصب، مونتاژ می شوند.

تعداد پره ها بر اساس ظرفیت حرارتی مورد نیاز انتخاب می شود، به این معنی که هر چه تعداد پره ها بیشتر باشد دیگ آبگرم ظرفیت حرارت دهی بالاتری دارد.

اساس کار دیگ چدنی آبگرم به این صورت است که در فضای خالی بین پره ها شعله مشعل قرار می گیرد و از این طریق باعث گرم شدن آب درون محفظه بویلر آبگرم می شود.

در این مدل دیگ آبگرم با هدف افزایش راندمان دیگ مجراهای خاصی در محیط پره ها در نظر گرفته شده که گازهای حاصل از احتراق با عبور از این مجرا انرژی مضاعفی به داخل دیگ منتقل می کنند.

پره های دیگ چدنی برحسب ظرفیت گرمایشی آنها شامل یک پره جلو، یک پره عقب و تعدادی پره ی وسط می باشند. پره های وسط از نظر شکل و اندازه یکسان بوده اما پره های جلو و عقب با یکدیگر و با پره های وسط تفاوت دارند.

به دلیل ساختار پره ای دیگ چدنی آبگرم، قابلیت افزایش پره ها در محل به علت نیاز به ظرفیت بیشتر قابل اجرا می باشد، همین امر یکی از مزایای ویژه ی این نوع دیگ آبگرم بشمار می آید که این موضوع سبب سهولت در نصب و همچنین حمل و نقل راحت آنها شده است.

برای دیگ چدنی آبگرم به مزایایی از قبیل استهلاک کم و طول عمر بالا، امکان افزایش ظرفیت حرارتی، امکان تعویض پره ها در محل، مقاومت بسیار بالا در برابر زنگ زدگی می توان اشاره نمود.

هر چند در سیستم های گرمایش مرکزی قدیمی از دیگ های چدنی استفاده می شد ولیکن با توجه به دلایل مهم فنی، امروزه در تاسیسات گرمایشی بیشتر از دیگ فولادی موتورخانه استفاده می گردد.

مزایای دیگ آبگرم چدنی

1. عمر زیاد (مقاومت در برابر خوردگی)
2. حمل و نقل اسان (بدلیل پره ای بودن)
3. قابلیت افزایش ظرفیت گرمایی با افزایش پره ها
4. تعویض پره های شکسته به جای تعویض کل دیگ

اگر شما از دیگ چدنی آبگرم در سیستم موتورخانه بهره می برید و یا قصد خرید این نوع دیگ و بویلر را دارید باید توجه داشته باشید که دیگ آبگرم چدنی برای فشارهای پایین و تا حداکثر 5 بار توانایی کارکرد دارد.

همچنین در مناطق سردسیر که روزهای زمستانی سردی را تجربه می کنند و یا مکان هایی که اختلاف دمای آب رفت و برگشت بسیار زیاد باشد، ممکن است بر اثر تنش و شوک حرارتی از آب سرد برگشتی، پره ها دچار ترک خوردگی و شکستگی شوند.

محدودیت های دیگ های چدنی

1. فشار کار پایین
2. نیاز به دقت زیاد در آب بند نمودن پره ها
   مخزن دیگ چدنی آبگرم لازم است که همیشه پر باشد و در صورتیکه بنا به هر دلیل آبی داخل
3. دیگ نباشد و شعله به طور مستقیم به پره ها برخورد کند، در کوتاهترین زمان یعنی کمتر از چند دقیقه پره ها خراب و معیوب می شوند.

۲- دیگ آب گرم فولادی

نوع دیگر دیگ یا بویلر آبگرم فولادی می باشد. دیگ فولادی آبگرم همانطور که از نامش پیداست از ورق و لوله های آلیاژی آتشخوار تهیه شده است. دیگ های فولادی در کارخانه و توسط دستگاه به صورت یکپارچه ساخته می شوند.

دیگ فولادی از ورقه های فولادی با ضخامت های مختلف ساخته می شود. لوله های آتش خوار با جنس آلیاژ مخصوص حرارت ایجاد شده توسط مشعل را به سیال انتقال می دهد.

برای کنترل و ایمنی در دیگ انواع تجهیزات کنترلی نظیر شیر فشار شکن ، شیر تخلیه، ترموستات و … نصب می شود.

برای افزایش راندمان می توان از تجهیزات جانبی نظیر سختی گیر، دی اریتور و … نیز استفاده نمود.

شما می توانید با توجه به نیازتان دیگ فولادی خود را سفارش دهید. به طور مثال دیگ فولادی استخر و دیگ فولادی کوچک از محصولات پر فروش می باشد.

مزایای دیگ های فولادی:

1. طول عمر این دیگ ها بالا تر است.
2. راندمان و بازده حرارتی دیگ های فولادی سه پاس از دیگ های چدنی بیشتر است.
3. ظرفیت آن ها تقریبا نامحدود است.
4. قابلیت تحمل شوک های حرارتی را دارند.
5. فشار های خیلی بالا را می توانند تحمل کنند (مناسب جهت ساختمان های مرتفع)
6. قابلیت تطابق با هر نوع سوخت را دارند.

معایب دیگ های فولادی:

1. قیمت آن ها نسبت به دیگ های چدنی بالاتر است.
2. چون در کارخانه به صورت یکپارچه ساخته می شوند حمل و نقل آن مشکل است.
3. در صورت خرابی هزینه تعمیر آن ها بالاتر است.
4. ظرفیت آن ها ثابت و غیر قابل تغییر است.

در زمان سفارش و طراحی دیگ، ظرفیت گرمایی مورد نظر با بررسی و محاسبات دقیق مشخص شده و سپس نقشه ساخت دیگ آبگرم تکمیل می شود.

اگر از ظرفیت، فشار کار و ابعاد بویلر آبگرم صرف نظر کنیم، دیگ آبگرم فولادی بر حسب نوع کاربری در دو نوع ساخته می شود.

انواع دیگ آبگرم فولادی از لحاظ ساختار دیگ و گرمایش

1. دیگ‌های آب گرم فولادی فایر تیوب (لوله آتشی)
2. دیگ‌های آب گرم فولادی واتر تیوب (لوله آبی)

دیگ فایر تیوب/دیگ فولادی لوله آتشی

جریان شعله مشعل به همراه دود آن از درون لوله‌های دیگ (بویلر) عبور می‌کند و گرمای شعله مشعل به آب انتقال می‌یابد.

درون دیگ‌های آب گرم فایر تیوب تعدادی لوله فولادی وجود دارد. که حرارت تولید شده توسط مشعل در کوره دیگ از لوله‌های فولادی عبور می‌کند و آب مخزن دیگ را داغ می‌کند.

از لحاظ هزینه تولید، بازدهی بالایی دارد و مقرون‌ به‌ صرفه هست. چون نگهداری و تعمیرات آن از دیگر دیگ‌ها راحت‌تر است و معمولاً برای حداکثر فشار ۳۰ بار مناسب است.

این مدل دیگ آبگرم متداول ترین نوع بویلر در صنعت تاسیسات ساختمان بشمار می آید.

دیگ واتر تیوب/دیگ فولادی لوله آبی

دیگ فولادی لوله آبی یا واتر تیوب در ظرفیت های بالا در پروژه های صنعتی کارایی دارند. این نوع دیگ فولادی آبگرم نیز از محفظه و لوله های فولادی تهیه شده که درون لوله های آن آب در جریان بوده و اطراف آن یعنی داخل محفظه گازهای حاصل از احتراق در جریان است و آب از این طریق گرمای لازم را دریافت می نماید.

دیگ آبگرم فولادی واتر تیوب برای کاربردهایی که به فشار بالا نیاز دارد مناسب است. که می‌توانند در نیروگاه‌ها تا دمای ۵۵۰ درجه و فشار کار ۱۰۰ بار کار کنند.

این دو مدل بویلر آبگرم با یک هدف یعنی تامین آبگرم مورد نیاز مدار گرمایشی فعالیت دارند اما دارای تفاوت های ساختاری مختص به خود می باشند.

قابل ذکر است که بویلر آبگرم فولادی به دلیل نوع آلیاژ بکار رفته در بدنه ی آن از مقاومت بالاتری در برابر شوک حرارتی بالا و نیز فشارهای خیلی بالا برخوردار می باشد. همچنین این سری از دیگ آبگرم با هر نوع سوخت قابلیت عملکرد بدون محدودیت را دارند.

بویلر آبگرم فولادی در ظرفیت های بالا و نامحدود تهیه می شوند که به طور عمده در پروژه های بزرگ، مجتمع های مسکونی کارایی موثری دارند.

همانطور که اشاره شد بدنه ی این نوع دیگ آبگرم از فولاد تهیه شده که این آلیاژ دارای وزن سنگین تر در عین حال بازدهی و حرارت دهی مطلوب تری می باشد.

در دسته‌بندی دیگر دیگ‌های آبگرم فولادی به دو نوع زیر تقسیم‌بندی می‌شوند:

1. دیگ آب گرم فولادی wet back
2. دیگ آب گرم فولادی Dry back

دیگ آبگرم فولادی wet back یا عقب تر

در دیگ آبگرم وت بک (Wet back) میان بخش انتهای دیگ و بخش احتراق، آب قرار دارد. بازدهی گرمایشی بالاتری دارد و همچنین به تعمیرات و نگهداری کمتری نیاز دارد و قیمت بالاتری دارد.

دیگ آبگرم فولادی Dry back یا عقب خشک

در این مدل دیگ در بخش انتهایی کوره دیگ، آجرنسوز و یا سیمان‌کار شده است. در ظرفیت‌های کم (ساختمان‌های کوچک) از این مدل استفاده می‌شود.

دیگ‌های آب گرم مطابق با دسته‌بندی دیگر به شرح زیر هستند. که بر اساس مسیرهایی است که هوای گرم حاصل از سوخت مشعل دیگ جریان می‌یابد تا اینکه از دودکش دیگ خارج گردد.

شاید واژه ی پاس دیگ فولادی برایتان آشنا باشد و اما مفهوم آن چیست. در نوع دیگری از تقسیم بندی دیگ ها و بویلرها، بویلرها بر حسب تعداد مسیری که گازهای حاصل از احتراق مشعل در دیگ طی می کند تا وارد دود کش شوند به انواع تک پاس (از رده خارج شده و دیگر تولید نمی شوند)، دو پاس و سه پاس تقسیم می شوند.

پاس در دیگ فولادی به معنی عبور و جابه جایی آب در بویلر آبگرم می باشد. هر بار که شعله طول دیگ را طی می کند یک پاس گویند، لوله های پاس دوم به آنهایی گفته می شود که گازهای حاصل از احتراق بعد از خارج شدن از کوره به جلو هدایت می شوند.

دیگ آبگرم فولادی در مدل های تک پاس، دو پاس، سه پاس، دیگ آبگرم برگشتی تقسیم می شوند.

1. دیگ آب گرم فولادی تک پاس
2. دیگ آب گرم فولادی ۲ پاس
3. دیگ آب گرم فولادی برگشتی
4. دیگ آب گرم فولادی ۳ پاس

دیگ آب گرم فولادی تک پاس

در ابتدا دیگ‌های آب گرم مدل تک پاس ساخته شدند. یعنی هوای گرم حاصل از سوختن مشعل فقط یک‌بار در داخل دیگ جریان می‌یابد و سپس از دودکش دیگ خارج می‌شود. (البته امروزه دیگر کاربرد ندارد.)

دیگ آبگرم فولادی دو پاس

در این نوع دیگ هوای داغ ۲ بار در داخل دیگ جریان می‌یابد. و سپس از دودکش دیگ خارج می‌گردد. بدین‌صورت که بار اول هوای داغ از سمت مشعل به سمت دیگر دیگ می‌رود و سپس در درون کوره توسط لوله‌های انتقال‌دهنده گرما به طرف مشعل هدایت و سپس خارج می شوند.

دیگ آبگرم فولادی برگشتی

در این سیستم، هوای داغ به سمت انتهای کوره دیگ جریان می‌یابد و با برخورد به انتهای محدبی شکل دیگ به سمت جلو برگشت می‌خورد و سپس توسط پاس لوله‌ها به طرف دودکش دیگ هدایت می‌گردد. که به همین علت بازدهی گرمایشی بیشتری دارد.

دیگ آب گرم فولادی سه پاس

هوای داغ حاصل از سوختن مشعل دیگ، ۳بار در داخل کوره دیگ جریان می‌یابد و در آخر از دودکش دیگ خارج می‌گردد.

دیگ آبگرم سه پاس از همه دیگ‌های بالا دارای بازدهی گرمایشی بیشتری است. به همین دلیل کاربرد بیشتری نیز دارد.

در ادامه به ساختار بویلر آبگرم فولادی واتر تیوب و فایر تیوب اشاره خواهیم داشت.

دیگ آبگرم فولادی از اجزایی شامل بدنه دیگ، لوله ها، صفحات نگهدارنده لوله ها، کوره دیگ، اتصالات لوله رفت و برگشت، اتصال لوله انبساط، شیر اطمینان و شیر تخلیه، دریچه های بازرسی، محفظه دود، درب های جلو و عقب، اتصال دودکش عایق و روکش، شاسی تشکیل شده است.

تجهیزات موتورخانه دیگ آبگرم (بویلر) چیست؟

انتخاب مکان مناسب برای ساخت تاسیسات و موتورخانه آبگرم

در انتخاب محل موتورخانه باید موارد زیر تا حد امکان رعایت شود:

1. محل موتورخانه را در قسمت های پائین ساختمان و به گونه ای انتخاب شود که بتوان از امکانات سیرکولاسیون طبیعی استفاده نمود و لوله ها را نیز با شیب استاندارد از زیر سقف بر روی کلکتورها مونتاژ شوند.
2. همه دیگ های فولادی کوچک را می توان بوسیله ۲ الی ۴ نفر از راه پله ها حمل و در هر نوع موتورخانه زیرزمینی، مونتاژ سرویس- تعویض و تعمیرات مربوطه را انجام داد ولیکن باید فضای مورد نظر برای درب ورودی و انتقال تجهیزات را در نظر گرفت.
3. موتورخانه می بایست دارای پنجره و روزنه ی کافی به فضای بیرون جهت تهویه و تامین هوای احتراق باشد.
   وجود چنین پنجره هایی ایمنی سیستم را نیز افزایش می دهد که در صورت خرابی شیرهای گاز یا شیلنگ و غیره نشتی گاز اتفاق بیفتد امکان تراکم گاز و خطرات تخریبی به حداقل برسد.
4. در کف موتورخانه ها کفشور فاضلاب جهت تخلیه سرریز حتما منظور گردد. محل نصب دیگ آب گرم باید کاملا تراز باشد تا هیچ نیروی اضافی به پمپ و مشعل وارد نشود.
   اگر دیگ آبگرم تراز نباشد در درازمدت شاهد شکستگی لوله‌ها و آسیب دیدن اتصالات خواهیم بود.
   علاوه بر تراز بودن، دیگ باید حداقل ۱۰ سانتی متر از کف زمین فاصله داشته باشد. داشتن جریان هوای مناسب هم برای انجام بهتر عملیات احتراق الزامی است.

تجهیزات موتورخانه دیگ آبگرم یا اتاق بویلر (Boiler Room) عبارتند از:

1-دیگ آبگرم (بویلر) با مشعل گازی یا گازوئیلی

2-مخزن ذخیره آبگرم مصرفی (مخزن دو جداره یا منبع کوئلی)

3-الکتروپمپ خطی یا زمینی جهت سیرکوله آبگرم

4- منبع انبساط

یکی از تجهیزات جانبی موتورخانه آبگرم است. منبع انبساط مخزنی است که فشار اضافی سیالات گرم شده را بالانس کرده و کمبود آب در گردش درون سیستم های حرارت
مرکزی را جبران می کند.

انواع مختلفی از مخازن انبساط وجود دارد که به طور کلی در دو دسته مخازن انبساط باز و مخازن انبساط بسته تقسیم بندی می شوند.

منبع انبساط باز

این منابع از نوع مخازنی هستند که به طور مستقیم با هوای آزاد در ارتباط هستند و در واقع فشار هوای وارد شده از بیرون بر روی سطح آن ها و مایعات در گردش موجود در آن ها اعمال می شود.
منبع انبساط باز باید همیشه در ارتفاعی بالاتر از آخرین مبدل حرارتی در ساختمان قرار داده شود تا بتواند به بهترین شکل ممکن فشار کل سیستم را بالانس کرده و از هدر رفتن آب جلوگیری کند.

به همین دلیل این نوع مخازن را معمولا روی پشت بام نصب می کنند. تا هم ارتفاع آن ها نسبت به سایر اجزای سیستم گرمایشی حفظ شود و هم در ارتباط مستقیم با هوا باشد.

منبع انبساط بسته

همان طور که از نام آن مشخص است منبعی است که با هوای آزاد تبادلی ندارد و فشار موجود در مخزن توسط یک مکانیسم به وسیله بالشتک های هوا و یا گازی مانند ازت تامین می شود.
منبع انبساط بسته شامل مخزنی است که در آن بخشی برای قرار گیری یک گاز بی اثر تعبیه شده.

در قسمت دیگر بخشی برای وارد شدن آب در حال گردش در سیستم گرمایشی وجود دارد. در این نوع مخازن فشار سیستم در اثر ایجاد تعادل بین فشار بخش گازی و آب در گردش تنظیم می شود.

به همین دلیل مخارن انبساط بسته باید در قسمت هایی در موتورخانه و یا نزدیکی دیگ نصب شوند و در ارتفاعی بالاتر از آب ورودی دیگ قرار داشته باشند.

5- منبع کویل دار

منبع کویل دار یکی دیگر از تجهیزات جانبی موتورخانه آبگرم است. منبع کویل دار یا منبع کویلی نوع ساده تر از مبدل های حرارتی پوسته و لوله (shell &tube) می باشد.

از منابع کویل دار برای تولید و ذخیره آبگرم مصرفی در مصارف خانگی، تجاری و صنعتی سبک و نیمه سنگین استفاده می شود.

مکانیزم اصلی کارکرد منبع کویل دار به این گونه است که آب گرم شده توسط بویلر در سیستم، به داخل کویل ها جریان می یابد و سبب افزایش دمای آب سرد ورودی که در بین کویل ها داخل منبع جریان دارد، می گردد.

مخزن کویلی از یک استوانه فلزی ایستاده یا افقی بستگی به فضای موتورخانه، دو عدد عدسی محدب در بالا و پایین و یک یا چند رشته کویل دار تشکیل شده است.

بدنه منبع کویلی از جنس ورق گالوانیزه گرم می باشد که از ضخامت ۳ تا ۱۶ میلیمتر بسته به ابعاد ظرفیت، فشار و…  قابل تولید می باشد.

کویل ها می تواند از جنس مس، استیل یا گالوانیزه بر حسب نوع مصرف انتخاب شود. شکل ظاهری منبع کویل دار نیز مارپیچ یا اسپیرال، حلزونی و یو شکل می باشد.

6- ایرسپراتور(Air Separator)

ایرسپراتور دستگاهی است جهت جدا نمودن و خارج ساختن هوای محلول در آب، که در سیستم های حرارتی با بویلرهای آبگرم بکار می رود.

ایرسپراتور با فیلتر استانلس استیل سطح تنش سیال را کاسته و ذرات آلاینده جامد معلق در هوا که رسوب آن، باعث کاهش انتقال حرارت و خرابی اجزای سیستم و افزایش نویز می گردد را از سیستم دور می کند.

با جدا سازی هوای محلول در آب، هزینه بهره برداری از سیستم کاهش و عمر تجهیزات افزایش می یابد.

تجهیزات ایرسپراتور:

شیر ورودی

شیر خروجی

شیر زیر تخلیه برای ابکشی

صافی داخلی از جنس استنلس استیل

مزایای استفاده از (Air Separator):

محافظت از سیستم گرمایشی و تجهیزات انتقال و پمپاژ در برابر ضایعاتی مانند کاویتاسیون

حذف نویز و صدا از سیستم

تامین انتقال حرارت بهتر

کاهش هزینه انرژی

7- مخزن ذخیره گازوئیل یا تاسیسات گازرسانی

برای ذخیره سوخت به منبعی با ظرفیت مناسب نیاز است تا بتواند برای مدت معینی جوابگوی مصرف سوخت مشعل باشد.

حجم این منبع به میزان مصرف سوخت توسط مشعل و زمانی که لازم است سوخت ذخیره داشته باشیم بستگی دارد.

ویژگی های منبع ذخیره گازوئیل

1. طول مسیر مکش پمپ سوخت نباید بیش از ۳۰ متر باشد.

2. مخزن زیر زمینی سوخت مایع باید روی پایه های محکمی نصب شود.

3. مخازن فولادی زیر زمینی باید اتصالات زمین داشته باشند.

راهنمای انتخاب منبع ذخیره و گازوئیل

۱. منابع ذخیره گازوئیل با توجه به نیاز پروژه ها بصورت مکعب مستطیل قابل تولید می باشد.

۲. در منابع ذخیره سوخت جهت کنترل سطح سیال نیاز به شیر شناور در فلوتر یا لول کنترل می باشد.

۳. منبع ذخیره سوخت بر اساس نوع کاربرد بصورت افقی، هوایی و زمینی مورد استفاده می گردد.

در یک موتورخانه آبگرم لوله رفت آب گرم از قسمت بالای دیگ آب گرم (بویلر) به کلکتور رفت آب گرم متصل می شود.

از کلکتور رفت، لوله رفت آب گرم به مخزن دو جداره و لوله رفت آب گرم به طرف رادیاتورهای ساختمان، انشعاب گرفته شده است.

آب گرم ورودی به جداره خارجی مخزن دوجداره، پس از تبادل حرارت با آب درون استوانه میانی، از طریق لوله برگشت آب گرم به کلکتور برگشت متصل می گردد.

جهت دریافت فایل پی دی اف مقاله لینک زیر را مشاهده کنید.