معرفی و طراحی موتورخانه و شوفاژ
شوفاژ خانه
شوفاژخانه محلی است که در آن آب گرم می شود و به رادیاتورها می آید ودر داخل شوفاژ جریان پیدا می کند ورادیاتور را گرم می کند البته وقتی که پیچ روشن و خاموش کردن رابازکنیم این اتفاق رخ می دهد .
این توضیح مختصری درباره شوفاژ بود. در شوفاژ خانه دیگ(بویلر) بزرگی وجود دارد که برروی آن آمپری وجود دارد که درجه حرارت را نشان می دهد و یک دکمه ای وجود که درجه حرارت را تنظیم می کند. در دیگ شوفاژ خانه گرمایی ایجادمی شود که وقتی آب تانکر وارد این دیگ می شود آب را گرم کرده و به درجه مشخص شده می رساند .
گرمای این موتور از مشعل گرفته می شود و شمعک این مشعل همیشه روشن است.
تعریف موتورخانه
موتورخانه (Mechanical room ) فضا یا اتاقی است در یک ساختمان که به دستگاه های مکانیکی و کنترل کننده های الکتریکی ، اختصاص داده می شود.
موتورخانه ها بنابر کاربری ساختمان و سیستم های تاسیسات آن در اندازه های مختلفی ساخته می شوند.
در ساختمان هایی که از سیستم های حرارت و سرمایش مرکزی استفاده می کنند ابعاد موتورخانه بزرگتر می شود. در این نوع از ساختمان ها تمامی تجهیزات تاسیساتی سیستم به یک فضا انتقال داده می شود که کنترل و تعمیر آن ها را آسان تر می کند. به محل قرار گرفتن این تجهیزات ، موتورخانه گویند.
نمونه شوفاژ دیواری و موتورخانه
اجزای موتورخانه
در زیر به تعدادی از این تجهیزات اشاره می شود:
دیگ بخار
دیگ آب گرم
منبع کویل دار
مبدل حرارتی
لوله
اتصالات
شیرآلات
منبع دو جداره
پمپ
چیلر جذبی
چیلر تراکمی
سختی گیر
معرفی برخی اجزاء اصلی موتورخانه
دیگ بخار (بویلر بخار)
بازه استفاده از دیگ های بخار
انواع دیگ بخار
بویلرهای فایر تیوب بخار
بویلر های واتر تیوب بخار
دسته بندی بویلر های بخار
1- از نظر محل کاربرد: تولید برق، حمل و نقل (لوکوموتیو)، گرمایش، پخت مواد، استریل کردن مواد و …
2- از نظر فشار کاری: فشار پایین تا متوسط، فشار بالا و فشارهای فوق بحرانی. مقادیر عددی مربوط به این دسته بندی با توجه به نوع بویلر ها و خانواده آنها متفاوت است. 3- با توجه به محل تولید شدن بخار (درون لوله های بویلر یا خارج از لوله ها): به دو دسته water tube و fire tube تقسیم می شوند.
4- از نظر نوع سیرکولاسیون سیال: سیرکولاسیون طبیعی، یک طرفه ی اجباری و ترکیبی.
5- از نظر روش احتراق
6- از نظر نحوه ی ساخت: بویلرها از این نظر به دو دسته ی ساخته شده در محل (field-erected) و ساخته شده در کارخانه (workshop-assembled) تقسیم می شوند.
7- از نظر نوع سوخت مصرفی: سوخت جامد، مایع و گاز.
بویلر های بخار فایرتیوب
بویلر فایرتیوب یا لوله آتشین، بویلر هایی هستند که با عبور آتش و دود از درون لوله ها، آب اطراف لوله ها را به درجه حرارت مورد نظر می رساند.
این نوع از بویلر ها برای تولید بخار معمولا به صورت سه پاس و یا چهار پاس ساخته می شوند.
امروزه این نوع از بویلر ها اغلب وت بک Wet back (پشت تر) می باشند.
بویلر های بخار فایرتیوب بر اساس استاندارد BS2790 ساخته می شوند.
بویلر های بخار واترتیوب
بویلرهای بخار واتر تیوب (Water tube boiler) برای کار در فشار های بالا ساخته می شوند. در این نوع از بویلر، آب در درون لوله ها درجریان است و آتش مستقیم به لوله ها برخورد می کند. این بویلر ها در فشار هایی بالاتر از 100 بار نیز ساخته می شوند.
دیگ آب گرم (بویلر آبگرم)
دیگ آب گرم (Hot Water Boiler) یا بویلر آبگرم، یک مخزن تحت فشار می باشد که در آن سیال عامل تحت فشار، گرم شده و مورد استفاده قرار می گیرد. آب به عنوان سیال عامل بیش تر بویلرها با ظرفیت حرارتی بالا توان ذخیره انرژی مورد نیاز را دارد.
دیگ های آبگرم در سیستم های گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد و با جاسازی آن در موتورخانه ساختمان می توان گرمایش محیط را تامین کرد.
دیگ های آبداغ نیز از انواع دیگر بویلر ها هستند که در فشار های بالاتر آب بالای 100 درجه سانتی گراد تولید می کنند.
منابع کویل دار (Domestic Hot Water)
متداول ترین روش برای تولید آبگرم بهداشتی مصرفی و ذخیره آب، می باشد.
در منبع کویل دار ، آب گرم یا بخار تهیه شده توسط بویلر، داخل یک کویل حرارتی که معمولا از چند شاخه لوله رفت و برگشتی که از جنس مس می باشد گردش نموده و پس از تبادل حرارت با دیوار لوله های مسی از کویل خارج می گردد. تبادل حرارت انجام شده باعث گرم شدن لوله مسی و در نهایت گرم شدن آب سرد خارج لوله که آنرا احاطه کرده است می شود.
جنس منبع کویل دار از ورق گالوانیزه می باشد اما در صورت استفاده از ورق سیاه (فشارهای بالاتر) داخل منابع را با پوشش اپوکسی می پوشانند. ضخامت ورق فولادی بکار رفته در منابع نیز بر حسب فشار کاری دستگاه، دمای کاری و ضریب خورندگی آب بر اساس استاندارد مخازن تحت فشار محاسبه می شود. این مخازن در دو نوع عمودی و افقی بر حسب محل نصب آنها بکار گرفته می شود.
مبدل حرارتی
مبدل حرارتی (Heat exchanger) دستگاهی است که انرژی حرارتی را از سیالی به سیال دیگر منتقل می کند. سیال ممکن است مایع یا گاز باشد. به این صورت که دو سیال با دمای مختلف را وارد محفظه می کنند و میان آن ها انتقال حرارت صورت می گیرد.
کاربرد مبدل حرارتی در پالایشگاه ، نیروگاه ، موتورخانه ساختمان ، یخچال ، سیستم های تهویه مطبوع، ها و… می باشد.
طراحی موتورخانه
برای طراحی موتورخانه ، پس از تعیین تجهیزات مورد نیاز باید سستم پمپاژ و لوله کشی انتخاب گردد و سپس به تعیین جانمایی مورد نظر در موتورخانه پرداخت.
طراحی سه بعدی موتورخانه با نرم افزار PDMS
الزاماتی در طراحی جانمایی یک موتورخانه باید در نظر گرفته شود که در مجموع به طراحی موتورخانه منجز خواهد شد.
طراحی سه بعدی موتورخانه
دیاگرام ارتباطی موتورخانه
ارتباط کلی اجزای موتورخانه را به هم و لوله کشی آن ها را مشخص می کند و همچنین این امکان را به ما می دهد که مکان قرار گیری تجهیزات را بشناسیم و بتوانیم تصوری درست از جانمایی آن ها در اختیار داشته باشیم.
نکاتی در مورد نصب و جانمایی بویلر و تجهیزات مربوطه در موتورخانه ها
نکاتی در مورد نصب و جانمایی بویلر و تجهیزات مربوطه در موتورخانه ها که در مبحث چهاردهم مقررات ملی ساختمان موجود می باشد:
فرآیند نصب
1- نصب دیگ آب گرم و بخار باید طبق دستورالعمل های سازنده صورت گیرد.
2- سیستم کنترل دستگاه باید توسط نصب کننده تنظیم و آزمایش شود .نصب کننده باید نسخه کامل دیاگرام کنترل دستگاه را، همراه با دستورالعمل بهره برداری، تحویل دهد.
3- دستگاه باید روی فونداسیون مسطح و مقاوم برای تحمل وزن در حال کار دستگاه و توزیع این وزن روی فونداسیون، سوار شود. فونداسیون زیر دستگاه باید از جنس نسوز باشد.
4- دستگاه باید به طور اطمینان بخش و پایدار به اجزای سازه ساختمان مهار شود.
5- اگر دستگاه لرزش داشته باشد باید زیرپایه های آن لرزه گیر مناسب در برابر لرزش دستگاه و مورد تایید نصب شود.
6- اتاقی که دستگاه در آن نصب می شود باید کفشوی و یا هر دهانه تخلیه دیگر، مناسب برای تخلیه آب دستگاه و مورد تایید، داشته باشد.
فرآیند فاصله اطراف دستگاه
1- به منظور بازرسی، سرویس، تعمیر، تعویض و مشاهده لوازم اندازه گیری، باید در اطراف دستگاه فاصله کافی پیش بینی شود.
2- راه عبور بدون مانع در اطراف دستگاه نباید از ۵٠ سانتیمتر کمتر باشد.
فاصله ایمنی بالای دستگاه
1 – فاصله بالای دیگ آب گرم ، از نوع یک پارچه، بدون دریچه آدم رو روی پوسته بالای آن، با ظرفیتی کمتر از یکی از مقادیر 1250000 کیلوکالری بر ساعت 5000000 بی تی یو در ساعت) انرژی ورودی از سقف نباید کمتر از ۶٠ سانتیمتر باشد.
2- فاصله بالای دیگ بخار ، از نوع یک پارچه، بدون دریچه آدم رو روی پوسته بالای آن، با ظرفیتی کمتر از یکی از مقادیر 2268 کیلوگرم در ساعت بخار یا 93
متر مربع سطح حرارتی، انرژی ورودی از سقف نباید کمتر از ۶٠ سانتیمتر باشد.
3- فاصله بالای دیگ آب گرم یا بخار، با دریچه آدم رو روی پوسته بالای آن، با ظرفیتی کمتر از یکی از مقادیر مندرج در بند 1 از سقف نباید کمتر از ٩٠ سانتیمتر باشد.
4- فاصله بالای دیگ بخار پرفشار با ظرفیتی کمتر از یکی از مقادیر مندرج در بند 1 از سقف نباید کمتر از ٩٠ سانتیمتر باشد.
5- فاصله بالای دیگ بخار کم فشار و میان فشار و دیگ آب گرم، با ظرفیتی بیشتر از یکی از مقادیر مندرج در بند 1 از سقف نباید کمتر از ٩٠ سانتیمتر باشد.
6- فاصله بالای دیگر بخار پرفشار، با ظرفیتی بیشتر از یکی از مقادیر مندرج در بند 1 از سقف نباید کمتر از ٢١۵ سانتیمتر باشد.
7- مخزن انبساط باید در محل نصب، به کمک پایه، آویز و بست هایی مناسب، به اجزای ساختمان مهار شود و در وضعیت پایدار و مستقر قرار گیرد.
8- مخزن انبساط باز باید در ترازی نصب شود که سطح آب داخل آن، در وضعیت کار عادی سیستم، دست کم ١٢٠ سانتیمتر از بالاترین اجزای سیستم گرمایی بالاتر باشد.
9- کنترل دمای حد بالا و کنترل سطح پاینی آب در این دیگ ها باید در محلی و به ترتیبی نصب شود که عملیات آزمایش، سرویس و تعویض این کنترل ها، بدون تخلیه آب سیستم، امکانپذیر باشد. (این شرط در مورد ساختمان های مسکونی کوچکتر از ۶واحد لازم نیست رعایت شود.)
10- بین دیگ یا مخزن تحت فشار و شیر اطمینان نباید هیچ نوع شیر دیگری نصب شود.
11- روی لوله تخلیه بعد از شیر اطمینان نباید هیچ نوع شیر دیگری نصب شود.
سیستم هوشمند
سیستم کنترل هوشمند موتورخانه، سامانه ای است که از طریق آن تجهیزات داخل موتورخانه متناسب با نیاز حرارتی داخل ساختمان به کارگرفته می شوند، تشخیص این نیاز از طریق سنسورهای داخل و خارج ساختمان و با توجه به شرایط محیطی توسط سیستم هوشمند انجام می پذیرد، این امر باعث می گردد تا علاوه بر کاهش مصرف سوخت موتورخانه میزان استهلاک تجهیزات کاهش یافته و آسایش حرارتی داخل ساختمان در حد استاندارد خود تنظیم گردد.
با توجه به عدم کارایی دقیق و محدودیت های کنترلرهای دستی، ضرورت استفاده از سیستم های کنترل هوشمند به منظورهای زیر آشکارتر می گردد :
ایجاد محیطی مطلوب برای افراد حاضر در ساختمان
استفاده بهینه از تجهیزات و افزایش عمر مفید آنها
ارائه سیستم کنترلی با قابلیت عملکرد برنامه ریزی زمانی
کاهش چشمگیر هزینه های مربوط به نگهداری و بهینه سازی و صرفه جویی در مصرف انرژی
عدم نیاز به پیمانکار دائمی ساختمان
امکان مانیتورینگ (نمایش) و کنترل تمامی نقاط تحت کنترل سیستم
امکان مشاهده مشکلات اساسی موجود در موتورخانه بر روی نمایشگر دستگاه به دلیل وجود سیستم عیب یاب
با توجه به یکپارچه سازی موتورخانه، تمام تجهیزات بصورت هماهنگ کارکرده و امکان تداخل و بروز مشکلات ناشی از عدم هماهنگی از بین می رود، بطور مثال در صورت نصب سیستم هوشمند دیگر عدم هماهنگی بین تامین آب گرم مصرفی (بهداشتی) و آب گرم چرخشی در رادیاتورها وجود نخواهد داشت.
راهبری و کنترل صحیح تجهیزات موتورخانه شامل کنترل مشعل ها و پمپ ها
کاهش تولید و انتشار آلاینده های زیست محیطی و …
پایان