بسمه تعالی
تاسیسات مکانیکی و نحوه محاسبات آن
استاد :
گرد آورنده:
سال95
آشنایی با تاسیسات الکتریکی
در طول دوران بهره وری هر پروژه ساختمانی و صنعتی، استفاده کنندگان به صورت روزمره با تاسیسات در ارتباط هستند. تاسیسات مکانیکی با کیفیت، استاندارد، بهینه سازی شده و مدرن، علاوه بر کسب رضایت مصرف کنندگان مزایای گسترده ای برای کشور و ذخایر انرژی آن خواهد داشت. به همین دلیل ما از تاسیسات مکانیکی به عنوان شریان حیاتی یک پروژه نام می بریم.
تاسیسات مکانیکی چیست ؟
تاسیسات مکانیکی در مجموع به دو دسته ی کلی صنعتی و ساختمانی قابل تقسیم می باشد. تاسیسات مکانیکی صنعتی شامل بخش هایی چون انتقال آب، فاضلاب یا به صورت کلی انواع سیالات، تصفیه ی آب و فاضلاب، تولید انرژی از حرکت سیال و … می باشد. تاسیسات مکانیکی ساختمان شامل تاسیسات بهداشتی، (آبرسانی و فاضلاب)، تهویه مطبوع (سرمایش، گرمایش، تعویض هوا و اگزاست) و همچنین تاسیساتی مانند استخر، سونا، جکوزی و …. می باشد. در دنیای امروز تامین آسایش بشر یکی از هدف های اصلی است نقش تاسیسات مکانیکی به عنوان جزئی از ساختمان ها که افراد به صورت روزمره با آن در تعامل می باشند غیر قابل انکار می باشد.
تاسیسات مکانیکی
تاسیسات مکانیکی ساختمان شامل
* تاسیسات گرمایی
* تاسیسات سرمایی
* تاسیسات بهداشتی
* تاسیسات تهویه مطبوع
* تاسیسات استخر
* تاسیسات آتش نشانی
* تاسیسات گازرسانی
* اجرا و طراحی آسانسور، پله برقی، فواره و آبنما،
* تاسیسات گازهای طبی
* سیستم های بخار
می باشد. تاسیسات مکانیکی به شاخه های مختلفی مانند صنعت، ساختمان، ورزشی، درمانی و مانند این ها تقسیم می شود.
در مورد تاسیسات مکانیکی نظرات مختلفی وجود دارد اما می توان گفت: تاسیسات مکانیکی دانش مبارزه با طبیعت است. بر خلاف جاذبه آب را بالا کشیدن، گرما در فصل سرد و سرما در فصل گرم، هوای تازه در اجتماعی از انسانها، تخلیه گازها از محل تولید و… . تاسیسات مکانیکی دانش رفاه جانداران در مبارزه ای تمام عیار با طبیعت است
در دنیای امروز تامین آسایش بشر یکی از هدف های اصلی بوده و سعی شده است با استفاده و به کارگیری تاسیسات مکانیکی، در طراحی و اجرای ساختمان سازی این امر مهم پی گیری شود؛ لذا فراگیری و شناخت علم تاسیسات مکانیکی برای کلیه دست اندرکاران تاسیسات ساختمانی یکی از مباحث مهم و ضروری محسوب می شود.
رشته دانشگاهی
هنرجویان این رشته در طی دوران تحصیل با طرح، محاسبه، اجرا، راه اندازی، سرویس و نگهداری تاسیسات بهداشتی، تاسیسات گرمایی، تاسیسات گازرسانی ساختمان های مسکونی، راه اندازی و سرویس و تعمیر تاسیسات برودتی خانگی و تجاری، نقشه خوانی و نقشه کشی تاسیسات بهداشتی، حرارتی، گازرسانی و برودتی و… آشنا می شوند.
زمینه ها و عناوین شغلی رشته تاسیسات:
* راه اندازی و تعمیرکاری دستگاه های سردکننده خانگی
* راه اندازی و تعمیرکاری سیستم های حرارت مرکزی
* جوشکاری برق و گاز
* لوله کش آب ساختمان
* برق کاری و راه اندازی دستگاه های تاسیساتی با استفاده از لوله های فلزی و پلیمری
* نقشه کش تاسیسات مکانیکی ساختمان
* طراح، مجری و ناظر لوله کشی گاز خانگی و تجاری
* نصاب و لوله کش تاسیسات حرارت مرکزی
تاسیسات الکتریکی
در تعریف تاسیسات الکتریکی می توان گفت طراحی سیستم های سیم کشی اماکن مسکونی و مراکز صنعتی و شامل مباحثی مانند روشنائی؛ برقرسانی؛ تلفن؛ آنتن مرکزی؛ سیستم اعلام حریق؛ شبکه رایانه ای؛ منبع تغذیه اضطراری و دوربین مداربسته می باشد.
رشته های دانشگاهی
تاسیسات مکانیکی
تاسیسات به عنوان قلب تپنده ساختمان از اهمیت و اعتبار خاصی برخوردار می باشد بطوری که کم توجهی به این بخش منجر به عدم آسایش ساکنین و در نتیجه باعث غیر قابل استفاده شدن فضاهای مفید ساختمان می شود،از این رو محاسبه و انتخاب سیستم تاسیساتی مناسب تصمیم بسیار حساسی است که توسط مهندسین طراح اخذ می شود.در این انتخاب علاوه بر دانش مهندس طراح،نظر کارفرما و یا ساکنین و امکانات و شرایط ساختمان نیز دخالت دارند.عوامل زیادی باید مورد تجزیه تحلیل و قضاوت قرار گیرند که اهم آنها،ایده های شخص یا سازمان سرمایه گذار و جنبه های اقتصادی طرح می باشند.عمده ترین مسایلی که باید مد نظر طراح سیستم تهویه مطبوع قرار گیرند به ترتیب:
1-امکانات مالی کارفرما
2-شرایط معماری ساختمان از نظر فضاهای موجود و موقعیت مکانی پروژه
3-شرایط اقلیمی پروژه از قبیل دما،رطوبت،باد،تابش آفتاب و …
4-میزان بار حرارتی داخل ساختمان از قبیل ساکنین،چراغها و سایر مولدهای حرارت
5-میزان قابلیت ساختمان در ذخیره کردن حرارت اکتسابی
6-جنبه های فیزیکی فضا یا ساختمان از نظر تطبیق با سیستم تهویه مطبوع و تجهیزات آن
وسایل و تجهیزات یک سیستم تهویه مطبوع احتیاج به فضای کافی برای نصب دارند.این مساله باید مورد توجه مهندس طراح سیستم قرار گیرد و قبل از طراحی سیستم،امکانات ساختمان را در تخصیص فضای مناسب برای تجهیزات سیستم تهویه مطبوع مورد بررسی قرار دهد.وسعت فضای مورد نیاز تجهیزات تهویه مطبوع ممکن است آنقدر کم باشد که بتوان آن را حتی در داخل فضای مورد تهویه نصب نمود،مانند فن کویل ،ولی تجهیزات یک سیستم تهویه مطبوع مرکزی که هوای مطبوع مورد نیاز چندین اتاق یا فضای ساختمان را تامین می کند،احتیاج به فضای بیشتری برای نصب دارند.
آیتمهایی که در بخش تاسیسات مکانیکی یک ساختمان طراحی و محاسبه می گردند عبارتند از:
-محاسبه بار سرمایش گرمایش مورد نیاز ساختمان
– انتخاب سیستم سرمایش گرمایش
-محاسبه سیستم کانال کشی و لوله کشی دستگاهها
– محاسبه آبگرم مصرفی مورد نیاز
– منبع ذخیره آب
-اطفا حریق
– محاسبه سیستم لوله کشی آب مصرفی،فاضلاب و تهویه
– محاسبه و انتخاب تجهیزات موتورخانه
-محاسبه بار سرمایش گرمایش مورد نیاز ساختمان:
اولین گام در انتخاب سیستم مناسب محاسبه بار سرمایش گرمایش ساختمان می باشد. بارهای برودتی و حرارتی با کمک نرم افزار CARRIERمحاسبه شده که اطلاعات ورودی نظیر طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا، درجه حرارت طراحی هوای خارج در فصل تابستان و زمستان ، اختلاف درجه حرارت شب و روز در فصل تابستان،رطوبت نسبی هوای خارج،شرایط معماری پروژه نظیر سطح دیوارها و پنجره ها و دربهای خارجی،سقف و کف به نرم افزار داده می شود که از خروجی این نرم افزار می توان بار حرارتی و برودتی فضاهای مورد نظر را بدست آورد.
فضای برنامه carrier
-انتخاب سیستم سرمایش گرمایش:
گام بعدی انتخاب سیستم مناسب سرمایش گرمایش می باشد.مبانی مورد استفاده در طراحی ومحاسبه دستگاهها و تجهیزات تاسیسات حرارتی و برودتی، عمدتاً بر پایه اطلاعات موجود در هندبوکهای متداول این رشته نظیر هندبوکهای ASHRAE و CARRIER بوده و سپس از کاتالوگ شرکتهای سازنده انتخاب می گردند.
بطور کلی سیستمهای متداول سرمایش گرمایش در ساختمانها با کاربریهای مختلف را می توان به شرح ذیل تقسیم بندی نمود:
– سرمایش: تبخیری(کولرآبی، زنت یا ایرواشر) و گرمایش:موتورخانه مرکزی یا پکیج آب گرم
-سیستم تهویه مطبوع ( فن کویل،دستگاه هوارسان )
-پکیج های سرمایش-گرمایش
-سیستم کولر گازی یا اسپیلیت یونیت
-محاسبه سیستم کانال کشی و لوله کشی دستگاهها
با توجه به ظرفیت دستگاههای انتخاب شده (هوادهی یا سرمایش گرمایش) بهترین مسیر عبور کانال یا لوله ها با توجه به پلان معماری مشخص شده سپس با استفاده از جداول و نمودارهای مربوطه سایز کانال و لوله های دستگاهها محاسبه می گردد.
محاسبه آبگرم مصرفی مورد نیاز:
آب داغ تولید شده توسط بویلرهای تعبیه شده در موتورخانه مرکزی به داخل منبع کویلدار یا دو جداره وارد شده و پس از تبادل حرارت با آب سرد ورودی به منابع مذکور، آب گرم مصرفی تامین شده و توسط پمپ در داخل ساختمان به گردش در می آید.
جهت محاسبه میزان آب گرم مصرفی مورد نیاز ساختمان،حداکثر مصرف آب گرم را از جدول مربوطه که در ذیل بخشی از آن نشان داده شده است استخراج سپس در ضریب تقاضا ضرب نموده،مقدار واقعی مصرف آب گرم بدست می آید.با ضرب کردن عدد بدست آمده در ضریب ذخیره منبع،حجم منبع آب گرم مصرفی بدست می آید.
-منبع ذخیره آب
جهت ذخیره آب مصرفی و نیز آب مورد نیاز جهت اطفا حریق از منبع ذخیره آب استفاده می گردد.
مقدار ذخیره آب مصرفی برای شرایط ،موارد و مکانهای مختلف فرق می کند. مقدار ذخیره آب مصرفی معمولاً براساس مصرف یک شبانه روز پروژه و جهت اطفا حریق بر اساس مدت زمان مورد نیاز تا زمان رسیدن ماموران آتش نشانی پیشنهاد می گردد.
– اطفاء حریق:
جهت اطفاء حریق از جعبه های آتش نشانی در طبقات و اسپرینکلر در پارکینگها استفاده می شود که فشار آب مورد نیاز آنها توسط بوسترپمپهای مربوطه در موتورخانه مرکزی تامین می شود.
بوسترپمپ
-محاسبه سیستم لوله کشی آب مصرفی،فاضلاب و تهویه
جهت طراحی سیستم لوله کشی آب مصرفی،فاضلاب و تهویه با توجه به نقشه های معماری بهترین مسیر جهت عبور لوله ها انتخاب شده و سپس به کمک جداول و نمودارهای مربوطه(که تعدادی از آنها در فایل pdf نشان داده شده است) سایز لوله ها بدست می آید.
جهت محاسبه سایز لوله های آب مصرفی مقدار SFU را از جدول مربوطه استخراج نموده سپس با مراجعه به نمودار مربوطه مقدار جریان آب برحسبGPM را به دست آورده و نهایتا با مراجعه به نمودار افت فشار لوله های با سطح داخلی ناصاف قطر لوله به دست می آید.
نمونه ای از پلان لوله کشی آب مصرفی
جهت محاسبه سایز لوله های فاضلاب مقدار DFU را از جدول مربوطه (در فایل pdf موجود است) استخراج نموده سپس با توجه به شیب لوله و DFUبدست آمده سابز لوله بدست می آید.
نمونه ای از پلان لوله کشی فاضلاب
-محاسبه و انتخاب تجهیزات موتورخانه:
با توجه به بار سرمایش گرمایش محاسبه شده و نیز بار حرارتی آب گرم مصرفی مورد نیاز ساختمان،بویلر،مشعل،چیلر،برج خنک کن ،منبع کویلدار یا دوجداره،منبع انبساط،پمپ سیرکولاسیون گرمایش و نیز پمپ گردش آب گرم مصرفی و… از کاتالوگ مربوطه انتخاب می گردد
آشنایی با جریان سه فاز
جریان سه فاز در مداری که سیم بندی القاء شونده آن (آرمیچر) از سه دسته سیم پیچ جدا که هر کدام نسبت به هم 120 درجه الکتریکی اختلاف فاز دارند تهیه می شود.
انواع اتصال در سیستم سه فاز
در سیستم سه فاز معمولاً از سه نوع اتصال استفاده می شود :
الف- اتصال ستاره
ب- اتصال مثلث
ج- اتصال مختلط
-محاسبه جریان و ولتاژ در اتصال ستاره
همانطور که می دانیم در اتصال ستاره اختلاف سطح هر فاز با سیم نول ولتاژ فازی (UP) و اختلاف سطح هر فاز با فازی دیگر ولتاژ (Ul) را تشکیل می دهند. مقدار ولتاژ خط از مجموع دو ولتاژ فازی بدست می آید. به همین جهت برای بدست آوردن مقدار Ul باید برآیند دو ولتاژ فازی را رسم و مقدار آن را محاسبه نماییم. بدین ترتیب که یکی از بردارها را در امتداد و به اندازه خودش رسم کرده و سپس بردار را با بردار پهلویش رسم می کنیم. رابطه روبرو برقرار است :
اما جریانی که از هر کلاف عبور می کند همان جریان خط می باشد. یعنی در اتصال ستاره جریان خط مساوی جریان فاز است . IL=IP
-محاسبه جریان و ولتاژ در اتصال مثلث
در این روش کلافهای مصرف کننده یا مولد به شکل مثلث قرار می گیرند. همانطور که می دانیم ولتاژ خط UL در اتصال مثلث همان ولتاژی است که در دو سر کلاف قرار دارد یعنی در اتصال مثلث ولتاژ خط برابر با ولتاژ فاز است : UL = UP
اما جریانی که از هر خط می گذرد مجموع برداری جریان دو کلاف بعدی است. پس جریان هر خط 73/1 برابر جریان هر فاز است :
-اتصال مختلط ترکیبی از اتصالهای ستاره و مثلث می باشد.
توان در مدارهای سه فاز
در یک اتصال سه فاز توان کل از مجموع توانهای هر فاز بدست می آید : P = P1+P2+P3
اگر بار متعادل باشد داریم : P1 = P2 = P3 = Pph
پس توان کل می تواند سه برابر توان هر فاز باشد : P = 3Pph
P = Up.lp.COS ()
در اتصال ستاره توان بصورت زیر بدست می آید :
و ip=iL
در اتصال مثلث هم رابطه بالا صادق می باشد.
روشهای اندازه گیری توان
معمولاً برای اندازه گیری در سیستم سه فاز از دو روش زیر استفاده می کنند :
الف- روش چهار سیم (3 واتمتری)
ب- روش سه سیم (2 واتمتری)
الف- روش چهار سیم :
در این روش با استفاده از 3 واتمتر که سر راه هر فاز قرار می گیرد و سیم نول توان هر فاز جداگانه اندازه گیری شده و مجموع این سه واتمتر توان کل می باشد. اگر بار کاملاً متعادل باشد هر سه واتمتر دارای مقادیر مساوی می شوند. پس در یک بار متعادل فقط از یک واتمتر هم می توان استفاده کرد.
ب- روش سه سیم :
در این روش بدون سیم نول عمل می شود. دو واتمتر که هر کدام بین دو فاز قرار می گیرد البته فاز وسط برای فازهای اول و سوم مشترک است توان کل از مجموع دو واتمتر بدست می آید.
مزایای سیستم سه فاز
1- در جریان تکفاز مقدار قدرت لحظه ای در قسمتهایی به صفر می رسد اما در جریان سه فاز هیچگاه توان لحظه ای صفر نمی شود چون اگر یکی از فازها مقدارش به صفر برسد فازهای دیگر دارای مقادیر هستند.
2- راه اندازی موتورهای آسنکرون : می دانیم که برای گردش موتورهای آسنکرون احتیاج به میدان دوار است که این میدان با جریان تکفاز ساخته نمی شود.
3- تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم : دامنه یکسو در تبدیل سیستم سه فاز به جریان مستقیم دارای ضربان کمتری نسبت به جریان یکسو شده توسط جریان متناوب تکفاز بوده و ضریب بهره آن زیاد است.
عایق کابلها
برای پوشش عایقی سیم ها از پلاستیک / لاستیک و یا از کاغذ استفاده می شود. امروز کابل با عایق پلی وینل pvc بیشتر از کابلهای دیگر بکار می رود. عایق دیگری بنام پلی اتیلن نیز وجود دارد. عایق اکثر کابلهای جریان قوی از کاغذ آغشته به روغن تهیه می شود.
از عایق لاستیکی در جاهایی که احتیاج به چرخش زیاد باشد نیز استفاده می کنند.
ساختمان کابلهای فشار قوی و حفاظت آنها :
قسمت اصلی ساختمان کابلها هادی و عایق آن است. ضمناً کابل را باید در مقابل پدیده های زیر حفاظت نمود :
الف- حفاظت در مقابل فشار و ضربه های مکانیکی
ب- حفاظت در مقابل زنگ زدگی و اکسید شدن هادی
پ- حفاظت در مقابل اثرات شیمیایی و پوسیدگی
ت- حفاظت در مقابل اثرات میدان الکتریکی و اتصال کوتاه شدن و میدان های خارجی و جریان زیاد
علایم اختصاری کابلها
علایم اختصاری کابلهای لاستیکی و پلاستیکی به شرح زیر است :
1-کابل با هادی مسی مطابق استاندارد VDE
N
2-کابل با هادی آلومینیومی مطابق استاندارد
NA
3-عایق پروتودور PVC اولین Y در توالی حرف
Y
4-عایق پروتونن PET اولین Y2 در توالی حرف
Y2
5-علامت کاغذ متالیزه دور عایق سیم
H
6-باندراژ محافظ فولادی
F
7-باندراژ محافظ فولادی
R
8-باندراژ محافظ فولادی به شکل نوار
B
9-هادی مسی متمرکز در کابلهای فشار ضعیف
C
10-علامت سیم صفر که بصورت لوله دور عایق سه سیم دیگر پیچیده شده
C
11-سیم زمین
C
12-کابل خرطومی
CW
13-غلاف مسی
S
14-مفتول نگهدارنده برای کابلها در هوا
T
15-غلاف پروتودور
Y
16-روپوش پروتونن
Y2
بعد از حروف اختصاری تعداد سیم های داخل کابل و مقطع آنها با عدد مشخص و نوع مقطع با حروف زیر تعیین می شود :
r : مقطع گرد s : مقطع مثلثی e : هادی یک رشته ای m : هادی چند رشته ای
معمولاً ولتاژ نامی فازی را با Vo و ولتاژ خطی را با حرف V بعد از علامات اختصاری ذکر می کنند.
مثال : مشخصات کابل زیر را بخوانید. NYY 3*50+ 25 sm
(0/6 / 1kv)
کابل سه فاز با هادی مسی به مقطع 50 میلی متر مربع و سیم نول به مقطع 25 میلی متر مربع با مقطع مثلثی چند رشته ای با عایق و غلاف پروتودور (pvc) برای ولتاژ 6/0 کیلو وات فازی و 1 کیلو ولت خطی بدون محافظ. چون این کابل دارای نوار محافظ نیست در جایی مصرف می شود که هیچگونه فشار مکانیکی به آن وارد نشود.
فیوز
از فیوز برای محافظت سیم و کابل ودستگاههای اندازه گیری؛ ترانسفورماتور؛ ماشینهای الکتریکی و دیگر مصرف کننده ها در مقابل جریانهای اضافی و اتصال کوتاه استفاده می شود. البته فیوز در جایی بکار می رود که ارزش نصب یک رله و یا یک کلید جریان را نداشته باشد.
فیوزها براساس مقدار ولتاژ و نوع ساختمان قطع کننده شان به انواع زیر تقسیم می شوند :
الف- فیوز حرارتی ذوب شونده
ب- فیوز حرارتی (بی متال)
پ- فیوز مغناطیسی
ت- فیوز توان بالا NH
ث- فیوز فشار قوی HH
الف- فیوزهای حرارتی ذوب شونده :
در فیوز ذوب شونده یک سیم حرارتی وجود دارد که سر راه جریان بسته می شود و در اثر عبور جریان زیاد گرم شده و در درجه حرارت معینی ذوب می شود و مدار را قطع می کنند جرقه ای که در زمان قطع ایجاد می شود باعث سوختن وسیاه شدن کنتاکت و عایق های اطراف می شود که بایستی برطرف گردد.
برای برطرف نمودن اثر جرقه سیستم حرارتی را در داخل یک فشنگ چینی یا سفالی عبور می دهند و اطراف سیم را با ذرات کوارتز پر می کنند جرقه ایجاد شده در اثر قطع توسط براده کواتز خنک شده و از بین می رود.
برای تشخیص فیوز ساخته از پولک نشانه استفاده می کنند. این پولک توسط سیم نازکی محکم شده است.
این سیم نازل در هنگام ذوب شدن سیم داخل فیوز پاره شده و پولک توسط نیروی فنر کوچک که در زیر آن قرار گرفته قدری به خارج پرتاب می شود و نشان می دهد که فیوز سوخته است. ضمناً رنگ پولک فیوز نشان دهنده جریان اسمی فیوز است. (جدول1-1)
جریان نامی
2
4
6
10
16
رنگ پولک
صورتی
قهوه ای
سبز
قرمز
خاکستری
جریان نامی
20
25
35
50
63
رنگ پولک
آبی
زرد
سیاه
سفید
مسی
جریان نامی
80
100
125
160
200
رنگ پولک
نقره ای
قرمز
زرد
مسی
آبی
ب-فیوز حرارتی بی متال
فیوز حرارتی بی متال برای حفاظت در مقابل بار اضافی مدار را قطع می کند. بی متال در مقابل حرارت ناشی از بار اضافی لحظه ای تغییر شکل داده و باعث قطع مدار می شود.
پ-فیوز مغناطیسی
فیوزهای مغناطیسی نیز تابع شدت جریان هستند. در اثر بروز اضافه بار میدان مغناطیسی سیم پیچی فیوز قوی شده و براساس خاصیت جذب یک هسته آهنی مدار را قطع می کند. در این فیوزها زمان قطع خط را می توان بوسیله فنر تنظیم کرد. در بین فیوزهای مغناطیسی فیوز سریع نیز وجود دارد که قطع مدار در زمان معینی تنظیم نمی شود بلکه فیوز با عبور جریان بیشتر از نامی خط فوراً قطع می گردد.
ت- فیوز توان بالا
در شبکه های فشار ضعیف با توان زیاد از فیوزهای NH استفاده می شود. این فیوزها دارای دسته ای می باشند که توسط آن فیوزها در جای خود می اندازند و یا خارج می کنند و به آن فیوزکش گویند.
ث- فیوز فشار قوی
فیوزهای H.H برای فشار قوی مورد استفاده قرار می گیرند و خیلی بلندتر از فیوزهای معمولی تا 500 ولت است. برای حفاظت ترانسفورماتورهای توزیع و اندازه گیری مورد استفاده قرار می گیرند.
فیوز H.H فقط در جایی بکار برده می شود که قدرت اتصال کوتاه از MVA400 تجاوز نکند. ساختمان فیوز H.H شبیه فیوز فشار ضعیف است. در داخل یک لوله چینی یا فیبری بزرگ سیم فیوز بصورت مارپیچ قرار گرفته و در دو انتها به دو کلاهک فلزی محکم شده است. سیم فیوز بطور آزاد در داخل براده کوارتز قرار گرفته یا مدار در داخل لوله دندانه است و سیم از داخل دندانه ها عبور کرده است. فیوزهای فشار قوی دارای یک سیم فرعی اند که با قطع شدن آن دکمه ای به خارج پرتاب می شود و نشان می دهد که فیوز سوخته است. می توان از حرکت این دکمه برای مدار فرعی استفاده کرد که از قطع فیوز در داخل اطاق فرمان اطلاع حاصل کرد.
انتخاب نوع فیوز
برای خطوط ساده فیوزهای ذوب شونده جهت حفاظت کافی است. اما در شبکه های گسترش یافته با مصرف کنندگان صنعتی تنها فیوزهای ذوب شونده کافی نیست. زیرا در صورت سوختن یکی از سه فیوز قبل از دو فیوز دیگر موتور تحت ولتاژ دو فاز باقی مانده و خطر سوختن آن در بین است. باید از فیوز بی متال و مغناطیسی استفاده کرد مقدار فیوز برای کابل یا سیم معلوم با توجه به شدت جریان مجاز عبوری از سیم و جریان نامی فیوز انتخاب می شود.
جداول زیر جریان مجاز سیم و فیوز را مشخص می کنند.
تعیین افت ولتاژ مجاز و انتخاب سطح مقطع هادی
خطوط هادی الکتریسیته در حقیقت مقاومتهای الکتریکی هستند که از آنها جریان عبور می کند. با اتصال مصرف کننده به چنین خطوطی و عبور جریان از آنها در خط افت ولتاژ پدید می آید.
با توجه به قانون اهم : مقاومت خط × جریان مصرفی = افت ولتاژ
U = l.R
در انتهای خط ولتاژ به اندازه U2 کمتر از ولتاژ ابتدای خط است. آنچه که برای مصرف کننده مهم است تامین توان نامی آن است.
برای رسیدن به انی امر باید نکات زیر را درگرفت :
الف- سطح مقطع کابل و در نتیجه مقاومت آن را باید طوری انتخاب کرد که افت توان از حد معینی تجاوز نکند و در ضمن حرارت ایجاد شده در اثر عبور جریان از حد معینی تجاوز نکند.
ب- هادیها باید استحکام مکانیکی کهفی داشته باشند. حداکثر افت ولتاژ به درصد در شبکه های گوناگون مطابق جدول زیر می باشد :
ولتاژ نامی شبکه
220/330
KV6
KV30
KV60
حداکثر افت ولتاژ
%5/3
%5
%10
%10
افت ولتاژ قابل در فشار ضعیف برای مصرف کننده های مختلف چنین است :
1- افت ولتاژ در مورد مصرف کننده های روشنایی 5/1 درصد
2- افت ولتاژ در مورد مصرف کننده های الکترومغناطیسی مانند موتور و غیره 3 درصد
موازی بستن آلترناتورها :
اتصال یک آلترناتور با آلترناتور دیگر بطور موازی و یا اتصال آلترناتوری به یک شبکه جریان متناوب را عمل سنکرونیزاسیون می نامند. و برای سنکرونیزاسیون مناسب شرایط زیر لازم است :
الف- تساوی ولتاژ موثر آلترناتورها
ب- متناسب بودن سرعت به طوری که فرکانسها باهم برابر باشند.
پ- تساوی فازها
بخش دوم : وسایل کنترل ساده
کلیدها
جهت کنترل وسایل الکتریکی و مصرف کننده ها از وسایل مختلفی استفاده می شود که ساده ترین این وسایل کلیدها هستند. بطور کلی کلید وسیله ای است که با تغییر حالتی که در این وسیله ایجاد می شود. باعث قطع یا وصل مدار می شود. عمل تغییر حالت کلید از نیروی مکانیکی ناشی می شود و نیز اینکه این نیروی مکانیکی مستقیماً به کلید اعمال شود و یا توسط انرژی دیگر مثل الکتریسیته.
می توان کلیدها را کلاً به دو دسته تقسیم نمود :
الف- کلیدهای ساده :
برای تغییر حالت احتیاج به انرژی مکانیکی دارند که بصورتهای یک پل و دو پل و سه پل و … ساخته می شوند که از نظر ساختمان خود نیز به چند دسته تقسیم می گردند.
ب- کلیدهای مرکب :
این کلیدهای نیروی مکانیکی را جهت تغییر حالت از انرژی واسطه ای دریافت می کنند مثل رله ها و کنتاکتورها.
انواع کلیدهای ساده :
کلیدهای ساده بطور کلی به دو دسته تقسیم بندی می شوند :
کلیدهای لحظه ای (شستی ها)
کلیدهای دائمی که معمولاً از نظر ساختمان بصورتهای اهرمی و غلطکی و زبانه ای ساخته می شوند که در مورد هرکدام توضیحاتی داده می شود.
1-کلید اهرمی ساده
کلید اهرمی ساده از جمله ساده ترین کلیدها بوده و بوسیله اهرمی که به تیغه های کلید نیرو وارد می کند ارتباط برقرار می نماید. تیغه های کلید به صورت یکنواخت به کنتاکتهای ثابت وصل می شوند. معمولاً از کلیدها بیشتر برای جداکردن مدارهای کم جریان استفاده می کنند. در صنعت اغلب به این "کلید چاقویی" و یا "کلید کاردی" می گویند. در کلیدهای جریان کمتر با استفاده از دو کنتاکت که با فاصله قرار دارند با بستن رشته سیم نازکی عمل فیوز را برای هر تیغه انجام می دهند و در کلیدهای قدرت بالاتر از فیوزهای کاردی (NH) در زیر تیغه استفاده می کنند.
2-کلیدغلطکی
ساختمان این کلیدها از یک استوانه عایق که حول محوری بصورت غلطک حرکت می کند تشکیل شده در روی استوانه در قسمتهای لازم قطعات هادی بصورت نوار قرار داده شده فرم استوانه و قطعات هادی بصورتی است که با حرکت استوانه در حول محورش می تواند کنتاکتهای ثابتی را به هم وصل و یا از هم جدا نماید.
3-کلید زبانه ای
در کلید غلطکی به خاطر تماس و سائیدگی که بین نوار هادی و کنتاکتهای ثابت بوجود می آید از عمر کلید کاسته می شود. به همین خاطر از کلید غلطکی کمتر استفاده می شود و بجای آن از کلید زبانه ای استفاده می شود.
در این کلید بجای قراردادن نوار هادی روی استوانه استوانه را طوری طراحی می کنند که دارای برجستگی و فرورفتگی هایی می باشد که این استوانه حول محور خود حرکت کرده و زبانه هایی را بالا و پائین می برد. زبانه مزبور کنتاکتهای متحرک را به کنتاکتهای ثابت وصل و یا آنها را از هم جدا می کند. این کلید بصورتهای روکار و توکار بکار می رود.
راه اندازی الکتروموتور با استفاده از کلیدهای ساده :
مصرف کننده های سه فاز و الکتروموتورهای با قدرت کم را می توان بطور مستقیم به شبکه وصل کرد. در راه اندازی به طور مستقیم از انواع کلیدهای ساده استفاده می کنند. معمولاً این گونه کلیدها 6 کنتاکت دارند که سه کنتاکت ورودی با حرفهای R,S,T و سه کنتاکت خروجی به حرفهای U,V,W مشخص و دارای دو حالت قطع و وصل می باشند که با علامتهای (O) برای قطع و (I) برای وصل. در نقشه های الکتریکی کلیدها را در حالت قطع نشان می دهند.
راه اندازی موتورها با استفاده از کلید ستاره – مثلث :
همانطوریکه گفته شد موتورهای قدرت پائین را می توان بطور مستقیم به شبکه وصل کرد.
اما الکتروموتور با قدرتهای بالاتر را به علت جریان نسبتاً زیاد در راه اندازی نباید مستقیماً به شبکه وصل کرد بلکه بطور تدریجی، که روشهای مختلفی برای این کار وجود دارد که ساده ترین آنها راه اندازی به روش ستاره مثلت است که هم با کلیدهای ساده و هم مرکب قابل اجرا می باشد.
کلیدهای ستاره- مثلث ساده نیز معمولاً بصورت غلطکی و زبانه ای ساخته می شدند.
این کلید ابتدا سیم پیچهای موتور را بصورت ستاره به شبکه وصل می کند. پس از اینکه موتور به سرعت نرمال خود رسید، با تغییر حالت کلید سیم پیچهای موتور را به حالت مثلث در شبکه قرار می دهد.
پس کلید دارای سه حالت قطع – ستاره و مثلث می باشد.
بخش سوم : کلیدهای مرکب
کلیدهای مرکب
همانطور که گفته شد کلیدهای مرکب نیروهای مکانیکی جهت قطع و وصل را از انرژی واسطه ای مانند الکتریسیته دریافت می کنند مانند رله و کنتاکتور.
تعریف رله :
بطور کلی رله به دستگاهی گفته می شود که در اثر تغییر کمیت الکتریکی و یا کمیت فیزیکی مشخص تحریک شده و موجب بکار افتادن دستگاه یا ماشینی بشود.
تعریف کنتاکتور :
کنتاکتور نیز یک رله است (کلید بوبین دار) که مانند کلید ساده سه فاز دارای سه کنتاکت برای وصل مدار قدرت و کنتاکتهای کمکی جهت مدار فرمان می باشد و اساس کارش بر مبنای بوبین سیم پیچی شده با هسته آهنی است.
-سیم پیچ کنتاکتور ممکن است با جریان مستقیم یا متناوب و یا ولتاژ های 330، 220، 127، 110 و … و با جریان کم تحریک شود. هسته آهنی از دو قسمت که یکی ثابت و دیگری متحرک است ساخته شده.
قسمتی که در زیر قرار گرفته ، ثابت و قسمت بالائی متحرک است و توسط فنر از قسمت ثابت فاصله می گیرد. سیم پیچ کنتاکتور روی قرقره پیچیده در وسط هسته جای می گیرد. زمانی که این بوبین تحریک شود بخش ثابت هسته بخش متحرک را به سمت خود می کشد و هنگامی که بوبین از منبع انرژی قطع شود.
فنرها قسمت متحرک را مجدداً به جای خود برمی گردانند.
بر روی قسمت متحرک، کنتاکتهای کنتاکتور نصب شده است که با حرکت هسته بالا و پائین می روند.
و با کنتاکتهای ثابتی که در اطراف کنتاکتور قرار دارد تماس برقرار می کنند. بدین ترتیب که کنتاکتهایی که از نظر الکتریکی باز بودند، در اثر جذب هسته بالایی بسته و کنتاکتهای بسته باز می شوند.
کنتاکتهای یک کنتاکتور به دو دسته اصلی و فرعی تقسیم می شوند :
کنتاکتهای اصلی برای ورود جریان سه فاز از شبکه به مصرف کننده و کنتاکتهای فرعی به عنوان کنترل در مدار فرمان عمل می کنند. معمولاً جریانی که کنتاکتهای فرعی می توانند از خود عبور دهند کمتر از جریانی است که کنتاکتهای اصلی از خود عبور می دهند.
ساختمان داخلی کنتاکتور بصورت زیر می باشد :
قاب نگهدارنده کنتاکتهای بالایی
تیغه اصلی
بوبین
هسته
حلقه اتصال کوتاه
کنتاکت اصلی
کنتاکت فرعی
بست نگهدارنده
فنر
قاب نگهدارنده کنتاکتهای پایین
کانال جداکننده
پین نگهدارنده
کنتاکت اصلی
کنتاکت فرعی
بست نگهدارنده
نحوه اندازه گیری رطوبت نسبی هوا
هوای اتمسفری مخلوطی از گاز های مختلف ، بخار آب و آلاینده های متعددی است . صرف نظر از آلاینده ها …
نحوه اندازه گیری رطوبت نسبی هوا
هوای اتمسفری مخلوطی از گاز های مختلف ، بخار آب و آلاینده های متعددی است . صرف نظر از آلاینده
ها که از یک محل به محل دیگر بسیار متفاوت است ، ترکیب هوای خشک نسبتا ثابت بوده و با توجه به زمان ، مکان و ارتفاع ، مختصری تغییر می یابد در عمل هوا مخلوطی از هوای خشک و بخار آب است . مقدار بخار آب ممکن است از صفر تا مقدار حداکثری که تابع دما و فشار مخلوط است ، تغییر یابد .
میزان بخار آب موجود در هوا به عنوان رطوبت شناخته شده است .
روش های اندازه گیری رطوبت نسبی
روش های اندازه گیری رطوبت نسبی در هوا به دو دسته کلی تقسیم می شوند :
– روش مستقیم
– روش غیر مستقیم
روش مستقیم در این روش از وسایلی استفاده می گردد که به طور مستقیم قادر به اندازه گیری رطوبت نسبی هوا می باشند . در این وسایل ، از موادی استفاده می گردد که نسبت به رطوبت هوا حساسیت زیادی دارند و با تغییر رطوبت هوا برخی از پارامتر های فیزیکی آنان تغییر می کند ( مانند طول ، مقاومت ، سطح و … ) . نظیر :
هیدروگراف ← براساس اندازه گیری تغییر طول جنس موی خاصی از انسان عمل می کند . یا بر اساس تغییر مساحت سطح مشخصی از پوست قورباغه ( که در حال کشش می باشد ) عمل می کند .
ترموهیدر دیجیتالی : دارای سنسوری است که در اثر تغییر رطوبت هوا ، جریان الکتریکی تولید می کند . میزان جریان الکتریکی متناسب با رطوبت موجود در هوا است . این وسیله در سنجش رطوبت هوا در مقابل دمنده سیستم های تهویه کاربرد زیادی دارد .
روش های غیر مستقیم
در روش غی مستقیم اندازه گیری دو پارامتر : دماسنج خشک و دماسنج تر چرخان ، مقدار رطوبت نسبی به کمک روابط ، جداول ، خط کش و نمودار تعیین می شود . در اندازه گیری دمای خشک و تر چرهان لازم است جریان هوای اجباری با سرعت 2.5 متر ر ثانیه از سطح بخش حساس دما سنج ها عبور داده شود . بدین منظور رطوبت سنج به گونه ای طراحی گردیده است تا دو دمتسنج خشک و تر در کنار یکدیگر قرار گرفته و سرعت مورد بنسظر هوا از سطح مخزن آنها عبور داده شود . رطوبت سنج هایی که بر این اساس عمل می کنند به دو صورت کلی : رطوبت سنج چرخان ( whiring hygrometer ) و رطوبت سنج آسمن ( assman higromete ) ساخته و ارائه شده اند .
1- رطوبت سنج چرخان: مرکب از دو دماسنج است که مخزن یکی از آن ها با فتیله ای با قابلیت رسانایی آب پوشش یافته وبه عنو ان دماسنج تر استفاده می شود (در ضمن رطوبت سنج چرخان با مخزن وبدون مخزن داریم ) ومجهز به دسته ای می باشد که می توان آن را حول محور بازو به حرکت در آورد وبدین ترتیب تهویه لازم در سطح مخزن ها که بخشی حساس دماسنج هاست را تامین می کند .
2- رطوبت سنج آسمن :
تفاوت این رطوبت سنج با رطوبت سنج چرخان در اینست که در نوع مکش جریان هوا به کمک یک باد بزن که پس از کوک شدن عمل می کند از روی مخزن دماسنج عبور می کند .
علاوه بر این در رطوبت سنج آسمن فتیله به روش دستی مرطوب می شود و مخزن آب وجود ندارد . فن موجود در این رطوبت سنج جریان هوا را با سرعت یکنواخت (5/2متر بر ثانیه ) در سطح دماسنج ها تامین می نماید
نکاتی مهم در مورد این رطوبت سنج ها :
در رطوبت سنج ها باید هردو دماسنج مورد استفاده از یک نوع ویک اندازه وساخت یک نوع شرکت باشند در خصوص دماسنج تا 1/0دمای درجه سانتی گراد انجام گیرد در خصوص رطوبت سنج آسمن دقت شود که هواکش مربوط حرکتی یکنواخت داشته وتهویه کافی را در دماسنج ها ایجاد کند در رابطه با رطوبت سنج چرخان سرعت گردش،یکنواخت وکافی باشد
وسایل مورد نیاز آزمایش:
1- رطوبت سنج آسمن
2- رطوبت سنج چرخان
3- خط کش تعیین رطوبت نسبی
4- جداول تعیین رطوبت نسبی
5- نمودار سایکرومتری در ارتفاع سطح دریا
6- آب مقطر
شرح آزمایبش اول
اول ما فتیله دماسنج چرخان را با آب مقطر خیس می کنیم و بعد به مدت 3 الی 5 دقیقه دسته آنرا می گیریم و حول محور بازو می چر خانیم و بعد دمای دماسنج ترو خشک را ثبت می کنیم ( همیشه دمای دماسنج خشک از تر بیشتر است ) ما برای رطوبت سنج چرخان سه بار آزمایش انجام دادیم و برای هر آزمایش از روش مختلف تعیین رطوبت نسبی استفاده کردیم .
در بار اول بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج چرخان حول محور بازو دما ها به شرح زیر بوده :
دمای دماسنج تر = 13 درجه سانتی گراد دمای دماسنج خشک = 22 درجه سانتی گراد
در این بار اول از روی نمودار تعیین رطوبت نسبی استفاده می کنیم که روش آن به این صورت است :این نمودارها از مهم ترین خصوصیات آنها اختصاصی بودن هر کدام از آنها در یک ارتفاع خاص از سطح دریا است . و با توجه به نمودار رطوبت نسبی محیط کار ما برای ما 38 درصد می باشد .
در بار دوم بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج چرخان دمای اندازه گیری شده
دمای دماسنج تر = 13 درجه سانتی گراد
دمای دماسنج خشک =21 درجه سانتی گراد
این بار از روی جداول : این جداول معمولا براساس دمای تر و اختلاف میان دمای خشک و تر چرخان ارائه شده است اول اختلاف تر و خشک را حساب می کنیم و با وصل کردن دمای تر چرخان (عمودی ستون ) و تفاضل دمای خشک و تر چرخان (افقی ستون ) به دست می آوریم .
اختلاف: 8 =13-21 رطوبت نسبی محیط کار ما حدودا 37 % می باشد .
در بارسوم بعد از 5 دقیقه چرخاندن رطوبت سنج دما ها را ثبت می کنیم .
دمای تر :12.5 درجه سانتی گرا د
دمای خشک : 20 درجه سانتی گراد
این بار از روش خط کش که عمدتا توسط کمپانی casella ساخته می شود محاسبه می کنیم . دراین روش خط کش دارای دو خط عمودی Aو B می باشد که هر کدام دارای دامنه دمایی مشخص می باشد که A:15-30 وB:30-60.
در این آزمایش یک یاز دو خط فوق را روی مقدار دمای خشک که در اینجا 20 ردجه سانتی گراد می باشد تنظیم نموده که دراینجا روی خط A می باشد سپس در دمای تر روی همان خط افقی میزان رطوبت را از روی منحنی مربوطه قرائت می نمایئم.
که در اینجا میزان رطوبت ما 35 % می باشد .
شرح آزمایش دوم
در این آزمایش ما می خواهیم از طریق رطوبت سنج آسمن میزان رطوبت نسبی محیط کار را محاسبه کنیم .با روشن کردن رطوبت سنج به مدت 5 دقیقه ما دمای دماسنج های تر و خشک را بدست می آوریم .
دمای دماسنج تر :16 دمای دماسنج خشک :21
با توجه به روش خط کش رطوبت نسبی = 57 %
با توجه به روش جداول رطوبت نسبی = 58%
با توجه به روش نمودار رطوبت نسبی = 60% می باشد .
نکته : در هر دو آزمایش ما که از نمودار استفاده کردیم فقط جهت آشنایی با نمودار و کار با "آن بود چون هر نمودار در ارتفاعات مشخصی از سطح دریا می باشد و ممکن است عدد بدست آمده ما از روی نمودار دقیق نباشد .
از مهمترین علل خطا در آزمایش با این وسایل :
1) خطاهای دماسنج
2) خطای حاصل از عدم تهویه کافی
3) خطای مربوط به آب ( ممکن است آب مورد استفاده آلوده یا شور باشد)
4) فتیله دماسنج نامرغوب و کثیف باشد
5) خطای موجوددر عدم قرائت صحیح دمای دماسنج ها
روش های مخلف محاسبه رطوبت نسبی
داد هی به دست آمده از رطوبت سنج چرخان را می توان به روش های مختلفی به رطوبت نسبی تبدیل نمود . عمده ترین آنها عبارتند از :
1
– محاسبه بر اساس روابط ریاضی
با دانستن دمای تر و خشک و فشار هوا می توان رطوبت نسبی را با استفاده از رابطه زیر به دست آورد :
RH = 100 / PSW [ PSW – (TA – TW )(PA – PS ) / 1547.6-1.478TW ]
TA : دمای هو (درجه سانتی گراد )
TW : دمای تر (درجه سانتی گراد )
PA : فشار جو بر حسب ( Kpa )
PS : فشار خار آب در دمای خشک بر حسب ( Kpa )
PSW : فشار بخار آب در دمای تر ( Kpa )
محاسبه بر اساس جداول :
به منظور تعیین میزان رطوبت نسبی از طرف به منظور تعیین رطوبت نسبی از طرف مراکز مختلف ، جداولی ارائه شده است که می تواند مستقیما در صد رطوبت را به کمک آن تعیین نمود . این جداول معمولا براساس دمای تر و خشک چرخان ارائه شده است . به هنگام استفاده از این جداول باید به محدودیت های آن دقت نمود .
محاسبه بر اساس خط کش
یکی از راه های تعیین رطوبت نسبی استفاده از خط کش است که توسط کمپانی های مختلف از جمله casella ارائه شده است . خط کش فوق دارای دو خط عمودی A و B می باشد که هر کدام دارای دامنه دمایی مشخصی هستند . جهت محاسبه رطوبت لازم است طبق دستور العمل یکی از دو خط فوق را روی مقدار دمای خشک ( که روی محور افقی نشان داده شده است ) تنظیم نموده و سپس در دمای تر روی همان خط افقی میزان رطوبت را ازمنحنی مربوطه قرائت کرد .
خط عموی A برای دماهای بین 30 تا 15- درجه سانتی گراد و خط B برای دماهای بین 15 تا 60 درجه سانتی گراد استفاده می گردد .
محاسبه با استفاده از نمودار
در این روش از یکسری نمودارهایی که بهمین منظور تهیه شده است ( نمودارهای سایکومتری ) استفاده می گردد . از مهمترین خصوصیات این نموگرام ها اختصاصی بودن هر کدام از آنها در یک ارتفاع خاص از سطح دریاست ( یا به عبارتی فشار های مختلف ) ، که باید به آنها توجه نمود .
نتیجه گیری :
با توجه به انجام آزمایش های بالا ما می دانیم اگر رطوبت محیط کار ما تغییر نکند رطوبت محیط کار ما آزار دهنده نمی باشد و با توجه به استاندارد ها رطوبت نباید بالاتر از 50 % باشد و در کار با این وسایل می دانیم که رطوبت سنج آسمن دمای تر محیط را نسبت به چرخان بیشتر نشان می دهد .
آرایش یک موتورخانه
محل ساختمان موتورخانه باید به گونه ای انتخاب شود که حتیالامکان به پر مصرف ترین قسمت ساختمان نزدیک باشد. همچنین محل قرارگیری موتورخانه باید به گونه ای انتخاب شود که با کمترین دقت و هزینه، بهره برداری از آن ممکن باشد. به عبارت دیگر باید مکان موتورخانه کوتاه ترین فاصله را با ساختمان مصرف کننده داشته باشد و دسترسی به تجهیزات آن ساده باشد. برای محقق شدن موارد فوق باید معیارهای زیر در طراحی ساختمان موتورخانه مورد توجه قرار گیرد.
ارتفاع موتورخانه
باید به اندازهای باشد که مرتفعترین تجهیزات به راحتی در آن قرار گیرد و در عین حال فضای کافی بالای آن وجود داشته باشد. برخی از استانداردها حداقل فضای مرتفع ترین دستگاه در موتورخانه تا سقف ان را 2 متر پیشنهاد میکنند. این ارتفاع اضافی از آن جهت است که امکان حرکت جرثقیل برای نصب دستگاههایی که ممکن است در آینده نصب شوند وجود داشته باشد و در ضمن هوای کافی به راحتی در موتورخانه گردش نماید. به تجربه ثابت شده است که معمولا ارتفاع 6-4 متر برای موتورخانه مناسب است.
دربهای موتورخانه
اندازه درب موتورخانه باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا عبور تجهیزات از آن به راحتی ممکن باشد. اگر قرار است درب موتورخانه در قسمت استقرار بویلرها باشد، باید این درب در محلی که جلوی بویلرها است نصب شود. بهتر است درب موتورخانه کشویی در نظر گرفته شود.
پنجره های موتورخانه
در موتورخانه برای گردش طبیعی هوا و خروج هوای گرم و کثیف که معمولا در بالای موتورخانه و زیر سقف آن جمع میشوند، باید در صورت امکان در دیوارهای طولی موتورخانه نصب نمود. بهترین نوع پنجره، پنجرهای است که در زیر سقف و ارتفاع حداکثر 1 متر و به طور نواری در طرفین موتورخانه نصب میشود و باید تعدادی از آنها بازشو باشند.
برای حالتی که موتورخانه در طبقات زیر همکف قرار دارد و امکان نصب پنجره به هوای خارج وجود ندارد؛ از طریق اگزوز فن هوای موتورخانه به بیرون هدایت میشود و اگر امکان استفاده از اگزوز فن وجود نداشته باشد در پایین درب موتورخانه یک دریچه جهت گردش هوا تعبیه میشود.
کف موتورخانه
معمولا کف موتورخانه از بتن غیر مسلح ساخته میشود و بهتر است در محل نصب دیگها یک شبکه آرماتور نصب گردد.
مشخصات و ابعاد شبکه آرماتور با توجه به وزن دیگها و قتی پر از آب هستند؛ تعیین میشود.
دیوارهای موتورخانه
معمولا آجری یا پلاستر سیمان و یا کاشی هستند.
محل استقرار بویلرها در موتورخانه
قبل از تعیین محل استقرار بویلرها باید تعداد و ابعاد آنها را مشخص کرد. همچنین ابعاد مخزن سوخت روزانه و دستگاههای تصفیه آب نظیر سختیگیرها باید مشخص شوند. سپس بویلرها با رعایت فاصله بین خودشان و با دیوارهای اطرافشان به گونهای قرار گیرند که جلوی آنها در یک امتداد قرار گیرد به طوری که اگر طول دیگها متفاوت باشد؛ نایکنواختی باید پشت دیوار قرار گیرد.
به عنوان یک اصل کلی؛ حتیالمقدور باید از نصب تجهیزات در جلو و پشت دیگها اجتناب کرد.
کانالهای کف موتورخانه
کلیه لولهها غیر از لولههای فاضلاب باید در بالای کف و در ارتفاع مناسب نصب شوند. در کف موتورخانه از یک کانال آبرو جهت هدایت و تخلیه آبهای زاید استفاده خواهد شد. این کانال باید حدود 1 درصد شیب داشته باشد و روی آن نیز باید توسط ورق آجدار به ضخامت 5 میلیمتر پوشانده شود.
لولههای تخلیه باید درون کانال کف موتورخانه بوده و هرگز نباید در زمین دفن شوند زیرا دستیابی به آنها در هنگام پوسیدگی یا گرفتگی مشکل خواهد شد.
فضای لازم در موتورخانه
آرایش یک موتورخانه با رعایت مسایل ایمنی، فنی و در نظر گرفتن فاصله لازم برای تعمیرات و نگهداری و بنا به نظر طراح مشخص میشود. به طور کلی در یک موتورخانه اجزایی از قبیل بویلرها، چیلرها، منبع ذخیره آبگرم، منبع سوخت روزانه، سختیگیر، منابع انبساط بسته در صورت وجود و تعدادی پمپ قرار میگیرد. فاصله تجربی استاندارد بین بویلرها یا چیلرها 1 متر است.
هوای لازم برای موتورخانه
مقدار هوای لازم برای موتورخانه جهت احتراق سوختها به ظرفیت حرارتی مشعل بستگی دارد. معمولا برای هر کیلو وات آن، 0.5 لیتر در ثانیه در نظر گرفته میشود که باید به صورت طبیعی و از طریق شبکههای تعبیه شده بر روی درب یا پنجره موتورخانه و یا دریچه ورود هوا تامین شود.سرعت ورود این مقدار هوا به موتورخانه نیز باید بین 2-1 متر بر ثانیه باشد که در این صورت میتوان به طور تجربی به ازای هر مگاوات ظرفیت حرارتی مشعل، 0.6 مترمربع سطح مفید برای دریچه هوای ورودی در نظر گرفت.
هوای مورد نیاز جهت تهویه موتورخانه و جلوگیری از بیش از حد گرم شدن ان نیز برابر با مقدار هوای لازم جهت احتراق سوخت است و سطح مفید لازم برای دریچههای ورودی نیز برابر 0.6 مترمربع میباشد.دریچه های ورودی هوا به موتورخانه باید در سطح پایین و نزدیک کف کار شده و دریچههای لازم جهت خروج هوای تهویه و اگزوز آنها باید در نزدیکی سقف موتورخانه نصب شوند.
1- فصل اول- محاسبات بار گرمایش
1-1- بارگرمایشی ساختمان
Q1=800000 BTU/Hr.
2- بارگرمایشی آبگرم مصرفی ساختمان:
Q2=8.33×GPH (Actual hot water consumption) ×80ºF…….= BTU/Hr
Q2=570000 BTU/Hr.
گرمایش و محاسبات استخر:(١
حجم آب استخر:
A (GROSS SEC. OF POOL) =300 m2 H=2 m V=600 m3 V=160000 gal
Vt =160000 GAL
استخر مناسب برای استفاده 170 نفر با وزن تقریبی(lb.) 155است.
تعداد دفعات گردش آب استخر در روز4 بار می باشد.
مدت زمان گرمایش استخر در زمان راه اندازی24 ساعت می باشد.
Inlet water temperature: 40ºf
Pool water temperature: 80ºf
Change pre day: 24hr÷4=6hr
Flow rate =160000÷6=27000 GPH or 440 GPM
Pool pump capacity: 440 GPM
The quantity of makeup water required for pool: (70(person) ÷8.33 (gal/lb.) × 155lb÷60min=22GPM
Pool heating load: ((Q3= 8.33×20×440 GPM ×40ºF=2932160 BTU/Hr
Hot water flow rate: 2932160 ÷9996=293 GPM
In power
In voltage
Gal. Cap.
Model
50w
220/50Hz
225000
CS-225
: با توجه به حجم استخر دستگاه یونیزاسیون مورد نیاز جهت تصفیه آب داخل استخر مدل CS -75از محصولات شرکت آب و فاضلاب ایران است
گرمایش و محاسبات استخر کودکان:(١
حجم آب استخر:
V=16 m3 V=4200 gal
Vt =4200 GAL
تعداد دفعات گردش آب استخر در روز6 بار می باشد.
مدت زمان گرمایش استخر در زمان راه اندازی24 ساعت می باشد.
Inlet water temperature: 40ºf
Pool water temperature: 80ºf
Change pre day: 24hr÷6=4hr
Flow rate =4200÷4=1050 GPH or 18 GPM
Pool pump capacity: 18 GPM
Pool heating load: ((Q3= 8.33×20×18 GPM ×40ºF=120000 BTU/Hr
Hot water flow rate: 120000 ÷9996=12 GPM
In power
In voltage
Gal. Cap.
Model
30w
220/50Hz
75000
CS-75
: با توجه به حجم استخر دستگاه یونیزاسیون مورد نیاز جهت تصفیه آب داخل استخر مدل CS -75از محصولات شرکت آب و فاضلاب ایران است
حجم آب جکوزی :
V=6 m3 V=1600 gal
تعداد دفعات گردش آب جکوزی در روز48 بار می باشد.
مدت زمان گرمایش جکوزی در زمان راه اندازی2 ساعت می باشد.
Inlet water temperature: 40ºf
Whirlpool water temperature: 100ºf
Change pre day: 24hr÷48=0.5hr
Flow rate =1600÷0.5=3200 GPH or 53 GPM
Whirlpool pump capacity: 53 GPM
The quantity of makeup water required for whirlpool:
10(person× (155lb /8.33(lb/gal)/60) =3 GPM
Whirlpool heating load: ((Q3= 8.33×15×53 GPM ×60ºF= 400000 BTU/Hr
Hot water flow rate: 400000÷9996=40 GPM
: با توجه به حجم جکوزی دستگاه یونیزاسیون مورد نیاز جهت تصفیه آب داخل جکوزی مدل CS-75 از محصولات شرکت آب و فاضلاب ایران است.
In power
In voltage
Gal. Cap.
Model
30w
220/50Hz
75000
CS-75
3- انتخاب دیگ
Total heating load = (Q1+ Q2+ Q3+ Q4) =4760000 BTU/Hr.
1.1: safety factor for piping heat loss
Two boilers to be used in project, each boiler should have a heat capacity equal to:
(QB(1)+ QB(2)=4760000×0.66=3350000 BTU/Hr (840000 Kcal/hr)
To be considered two boiler : MODEL (HW10) -Manufacture made HARARATGOSTAR) EFF=85% & WATER PRESSER LOSS=2 FT .W
مشخصات دیگ آبگرم فولادی
وزن دیگ
طول دیگ
عرض دیگ
قطر دودگش
حجم آبگیر دیگ
ظرفیت دیگ
مدل
4650 KG
2950 mm
1700 mm
30 CM.
4000 LIT.
1000000 KCAL/HR
HW10
5-انتخاب مشعل
Burner heat capacity: QB (Btu/hr.) ÷ 0.85(efficiency) =3350000÷0.85=4000000 Btu/hr
The required gas amount of burner = 4000000 Btu/hr ÷1055 Btu/ft3 =4000 ft3/hr
To be considered two double fuel burner: MODEL (DP-2A -Manufacture made IRAN RADIATOR
6- انتخاب منبع کوئلی
Hot water tank capacity: 1500 LIT
To be considered two tank: MODEL (1500LIT) -Manufacture made HARARAT GOSTAR
Domestic hot water flow rate in each tank: 380 GPH
To be considered: Heat exchanger Model (TCWH-1036) Manufacture made Hararat Gostar
7- محاسبه حجم منبع انبساط باز جهت گرمایش
Vt= Volume of expansion tank (gal)
Vs= Volume of water in system (gal)
v2= specific volume of water at higher temperature ()
v1= specific volume of water at lower temperature ()
T1= Lower temperature of system (Tambient)
T2= Higher temperature of system
= Liner Coefficient of thermal expansion,
= 6.5 × 10-6 for steel pipe
= 9.5 × 10-6 for copper pipe
V t (actual) = V t ×A
A: 10 percent excess volume for storage water system.
= 1.03058 T1 = 40-50°F
T2 = 180 °F
Vs = 100 gal Vt = 23.15Lit
SLOVE: TO BE:
Volume of water in system (Vs) =2000 gal (بر اساس پروژه های نمونه)
2000÷100=20→ VT= 20×23.15Lit=500lit
V t (actual) = 500 lit
To be considered: ONE UNIT Open Expansion Tank: VT1= 500LIT
ج- محاسبات انتخاب پمپ ها
1- انتخاب پمپ آب گرم برای هواساز و دستگاه های گرمایشی:
Q Hot = 800000 Btu/hr. ÷9996 =80 GPM
To be used two pump (one pump is stand by) with flow rate equal to =80 GPM=18 m3/hr
Total pump head = Piping (P.D) +BOILER +AHU+Header (P.D)=300ft×0.075+5ft+5ft+10ft=43 ft
دو دستگاه پمپ زمینی ساخت گراندفوس با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: NB 32-125.1/110 فلنچ ورودی: 11/2"
قدرت موتور: 1.1kw فلنچ خروجی: 11/4"
دور موتور: 2900rpm قطر پروانه :——
Q=18m3/hدبی: H=13m هدپمپ:
2- انتخاب پمپ جهت منبع کوئلی
Q= (510000 Btu/hr.) ÷9996= 51GPM
To be used Two pump (one pump is stand by) with flow rate equal to=51GPM=12 m3/hr.
Total pump head= Piping (P.D) +Boiler (P.D) +Heat exchanger (hot water generator) (P.D) +Header (P.D) =50 ft×0.075+5+2ft (max) +6ft. =20 ft=6 m.H2o
دو دستگاه پمپ خطی ساخت کارخانه گراندفوس با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: NB-32-125/142 فلنچ ورودی: 1, 1/2"
قدرت موتور: kW 3 فلنچ خروجی: 1, 1/4"
دور موتور: 2900 rpm قطر پروانه : —
Q=12 m3/hr.دبی: H=6 m هدپمپ:
3- انتخاب پمپ برگشت آب گرم مصرفی
Total fixture unit (domestic hot water) =60F.U
For 20FU compute 1G.P.M
60FU÷20F.U=3G.P.M
Total pump head= Piping (P.D) +Hot water generator (P.D) +Header (P.D) =200ft×0.075 +1(max) +4ft=20ft=7 m.H2o
دو دستگاه پمپ خطی ساخت کارخانه گراندفوس با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: UPS-25-80 فلنچ ورودی: 1"
قدرت موتور: hp 0.2 فلنچ خروجی: 1"
دور موتور: 1450rpm قطر پروانه : —
Q=3 GPMدبی: H=20 ft هدپمپ:
5- انتخاب پمپ گرمایش جکوزی و استخر( از دیگ به مبدلها)
Whirlpool heating load: Q4= 8.33×15×217 GPM ×60ºF= 400000 BTU/hr.
Pool heating load: Q3= 8.33×20×512 GPM ×40ºF=3050000 Btu/hr.
Hot water flow rate: 3450000 ÷9996=345 GPM
To be used two pump (one pump is stand by) with flow rate equal to =345 GPM=79 m3/hr
Total pump head= Piping (P.D) +Boiler (P.D) + Whirlpool Heat exchanger (P.D) +3 Control V. (P.D) +Header (P.D) =100 ft×0.075+5+4ft (max) +10+ 10 ft. =36.5 ft ×1.1=40 ft=11 m.H2o
دو دستگاه پمپ زمینی ساخت شرکت پمپ ایران با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: : NB-65-125/127 فلنچ ورودی: 21/2"
قدرت موتور: 5.5kw فلنچ خروجی: 2"
دور موتور: 2900rpm قطر پروانه :—–
Q=80 m3/hدبی: H=12m هدپمپ:
7- انتخاب پمپ جهت مدار تصفیه و گرمایش جکوزی
Whirlpool pump capacity: 53 GPM
To be used two pump with flow rate equal to=53 GPM=12 m3/hr
Total pump head= Piping (P.D) + Sand filter (P.D) + Whirlpool Heat exchanger (P.D) +Header (P.D) =150 ft×0.075+30ft+5ft (max) +6 ft=52ft=16 m.H2o
دو دستگاه پمپ زمینی ساخت شرکت پمپ ایران با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: 121/ NB32-125-1 فلنچ ورودی: 11/4"
قدرت موتور: 1.5 kw فلنچ خروجی: 11/2"
دور موتور: 2900rpm قطر پروانه :—–
Q=12 m3/hدبی: H=17m هدپمپ:
7- انتخاب پمپ جهت مدار تصفیه و گرمایش استخر
Whirlpool pump capacity: 440 GPM
To be used two pump (one pump is stand by) with flow rate equal to=440 GPM=100 m3/hr
Total pump head= Piping (P.D) + Sand filter (P.D) + pool Heat exchanger (P.D) +Header (P.D) =300ft×0.075+30ft+5 ft (max) +6 ft=63ft=20 m.H2o
دو دستگاه پمپ زمینی ساخت شرکت پمپ ایران با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: 137/ NB65-125 فلنچ ورودی: 21/2"
قدرت موتور: 7.5 kw فلنچ خروجی: 2"
دور موتور: 1450rpm قطر پروانه :——
Q=100m3/hدبی: H=23.5m هدپمپ:
8- انتخاب پمپ جهت نازلهای جکوزی
Total flow rate of water jets: 15 GPM ×16=240GPM
To be used one pump with flow rate equal to=240GPM≈56 m3/hr
Total pump head= Piping (P.D) + Water jets output .P + pressure required for water resistance +Header (P.D) =150ft×0.075+50+15ft (max) +10ft=86ft ×1.1=95ft=29 m.H2o
یک دستگاه پمپ زمینی ساخت شرکت پمپ ایران با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: 150/ NB50-160 فلنچ ورودی: 21/2"
قدرت موتور: 7.5 kw فلنچ خروجی: 2"
دور موتور: 1450rpm قطر پروانه :——
Q=55 m3/hدبی: H=29 m هدپمپ:
9- انتخاب پمپ جهت مدار تصفیه و گرمایش استخرکودکان
Child pool pump capacity: 18 GPM
To be used two pump (one pump is stand by) with flow rate equal to=18 GPM=4 m3/hr
Total pump head= Piping (P.D) + Sand filter (P.D) + pool Heat exchanger (P.D) +Header (P.D) =150 ft×0.075+30ft+5 ft (max) +6 ft=52 ft=16 m.H2o
دو دستگاه پمپ زمینی ساخت شرکت پمپ ایران با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: 2/ TP32-230 فلنچ ورودی: 11/4"
قدرت موتور: 0.75 kw فلنچ خروجی: 11/4"
دور موتور: 1450rpm قطر پروانه :—–
Q=4 m3/hدبی: H=17m هدپمپ:
10- انتخاب پمپ جهت مدار تصفیه حوضچه آب سرد
Change pre day: 24hr÷4=6hr
Flow rate =700÷6=117 GPH or 2 GPM
Cold water pump capacity: 2 GPM
To be used one pump with flow rate equal to=2 GPM=0.5 m3/hr
Total pump head= Piping (P.D) + Sand filter (P.D) + pool Heat exchanger (P.D) +Header (P.D) =150 ft×0.075+30ft+5 ft (max) +6 ft=52 ft=16 m.H2o
دو دستگاه پمپ زمینی ساخت شرکت پمپ ایران با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
مدل: 2/ TP32-160 فلنچ ورودی: 11/4"
قدرت موتور: 0.55 kw فلنچ خروجی: 11/4"
دور موتور: 1450rpm قطر پروانه :—–
Q=0.5 m3/hدبی: H=16m هدپمپ:
د- محاسبات انتخاب مبدلهای حرارتی وفیلتر شنی
1- انتخاب مبدل حرارتی استخر
Tube 🙁 Tin=40◦ F, Tout=80◦ F, GPM=440)
Shell 🙁 Tin=180◦ F, Tout=160◦ F, GPM=293)
Pool heating load: Q3= 8.33×20×440GPM ×40ºF=2930000Btu/hr.
To be used two heat exchanger with capacity equal to=2930000 BTU/hr.
Select heat exchanger: MODEL-(WU-89-24 TYPE (A) From Manufacture TEHRANMOBADEL
2- انتخاب مبدل حرارتی استخر کودکان
Tube 🙁 Tin=40◦ F, Tout=80◦ F, GPM=108)
Shell 🙁 Tin=180◦ F, Tout=160◦ F, GPM=72)
Pool heating load: Q3= 8.33×20×108 GPM ×40ºF=720000 Btu/hr.
To be used One heat exchanger with capacity equal to=2930000 BTU/hr.
Select heat exchanger: MODEL-(WU-63-23 TYPE (A) From Manufacture TEHRANMOBADEL
3- انتخاب مبدل حرارتی جکوزی
Tube 🙁 Tin=40◦ F, Tout=100◦ F, GPM=107)
Shell 🙁 Tin=180◦ F, Tout=160◦ F, GPM=80)
Whirlpool heating load: Q4= 8.33×15×107 GPM ×60ºF= 800000 BTU/Hr
To be used one heat exchanger with capacity equal to=800000 BTU/Hr
Select heat exchanger: MODEL-(WU-64-23)) From Manufacture khan Iran
4- انتخاب فیلتر شنی جهت استخر
Change pre day: 24hr÷4=6hr
Flow rate =160000÷6=27000GPH or 440 GPM
The required sand filter – bed area=440GPM÷10gal/ (min.ft2) =44 ft2
To be used two sand filter with flow rate &bed area equal to=220 GPM& 22 ft2
To be considered: MODEL (SAF-170) -Manufacture made SAF AB IRAN
5- انتخاب فیلتر شنی جهت جکوزی
Change per day: 24hr÷48=0.5hr
Flow rate =6500÷0.5=52000 GPH or 217GPM
The required sand filter – bed area=217GPM÷10gal/ (min.ft2) =22ft2
To be considered: MODEL (SAF-170) -Manufacture made SAF AB IRAN
6- انتخاب فیلتر شنی جهت استخر کودک
Change per day: 24hr÷6=4 hr
Flow rate =26000÷4=6500 GPH or 108 GPM
The required sand filter – bed area=108 GPM÷10gal/ (min.ft2) =11 ft2
To be considered: MODEL (SAF-120) -Manufacture made SAF AB IRAN
7- انتخاب فیلتر شنی جهت حوضچه آب سرد
Change per day: 24hr÷4=6 hr
Flow rate =700÷6=117 GPH or 2 GPM
The required sand filter – bed area=2 GPM÷10gal/ (min.ft2) =0.2 ft2
To be considered: MODEL (SAF-120) -Manufacture made SAF AB IRAN
8- انتخاب سختی گیر
Water hardness (PPM) ×Washing cycle (hr) ×60 × (GPM) ّFlow rate =water softener capacity
17.1
Total flow rate = water loss in steam boiler =1 GPM
Water loss in boiler =560 GPM×0.2%=1 GPM
Water hardness=400 PPM
Water hardness (PPM) =70000 grain ×48(hr) ×60 1GPM× =water softener capacity
17.1
یک دستگاه سختی گیر مدل PWS-30 ساخت کارخانه پاکمن با مشخصات زیر انتخاب می کنیم:
ظرفیت :Grain 75000 حجم رزین :3.5ft3
دبی متوسط: 10.5GPM نمک لازم: 14Lb
دبی ماکزیمم: 17.5GPM ارتفاع دستگاه: 180cm
دبی شستشو: 122GPM سطح مورد نیاز: 80×40cm
اندازه لوله ها"3/4 افت فشار: 19Kpa
قطر ستون: 30cm
*- انتخاب شیرهای کنترل.
1- مبدل استخر
FLOW RATE: 293 GPM
WATER P.D AT COIL = 7 PSI
CV = GPM/ (1.5×P.D) 0.5
CV= 90
3WAY MIXING VALVE DN125 Equal Percent: Manufacture Honeywell
2- مبدل استخر کودکان
FLOW RATE: 12 GPM
WATER P.D AT COIL = 5 PSI
CV = GPM/ (1.5×P.D) 0.5
CV= 4.5
3WAY MIXING VALVE DN125 Equal Percent: Manufacture Honeywell
3- مبدل جکوزی
FLOW RATE: 53 GPM
WATER P.D AT COIL = 5 PSI
CV = GPM/ (1.5×P.D) 0.5
CV= 20
3WAY MIXING VALVE DN100 Equal Percent: Manufacture Honeywell
منبع:
www.jalali-hse.blogfa.com
سایت ویکی پدیا
تاسیسات مکانیکی دکتر جابری دانشگاه شوش
17