سيستمهاي حرارتي و برودتي

جهت تهيه شرايط مناسب براي محيط زندگي و كار در فصول مختلف سال، وسائلي مورد استفاده قرار مي گيرند كه هر كدام نقش خاصي در سيستم تأسيساتي ايفاء مي نمايند. به عبارت ديگر دستگاههائي جهت توليد انرژي گرمائي و سرمائي به كار برده مي شوند انرژي آنها توسط خطوط انتقال به مراكز توزيع برده شده به وسائلي كه عمل توزيع و پخش را انجام مي دهند هواي مشروط را در داخل محيط فراهم مي آورند.

وسائلي را كه در سيستمهاي مختلف تأسيساتي مورد استنفاده قرار مي گيرند به طور كلي مي توان به ۴ بخش متمايز تقسيم نمود.
۱- وسايل توليد انرژي گرمايي و سرمائي (حرارتي و برودتي) و دستگاههاي تابعه (مانند ديگ و چيلر)
۲- خطوط و وسائل انتقال انرژي ، (لوله كشي و كانال كشي، پمپ و هوا رسان)
۳- وسائل تبادل و توزيع گرما و سرما، (رادياتور، فن كويل، هواساز)
وسائل توليد انرژي حرارتي و برودتي
وسائل توليد حرارت (ديگر حرارت مركزي)

از معمولترين مولدهاي گرمائي، ديگر هاي حرارت مركزي مي باشند.
در ديگ ها انرژي حرارتي از سوخت (كه توسط مشعل توليد حرارت مي نمايد) گرفته شده و به آب داده مي شود.

در اين ديگ ها انرژي حرارتي توليد شده توسط مشعل، آب داغ را توليد مي نمايد و سعي مي شود كه از توليد بخار جلوگيري بعمل آيد زيرا در اين ديگر ها كنترل و سوپاپي جهت بخار ايجاد شده وجود ندارد و در صورت توليد بخار به ديگ آسيب مي رسد.

ب- ديگهاي بخار
مورد استفادة اين ديگها در موارد زير است:
۱- در پروژه هائي با ظرفيت خيلي زياد (معمولاً بيش از يك ميليون كالري در ساعت)
۲- در مواردي كه احتياج به توليد بخار باشد (مانند بيمارستانها براي ضذعفوني كردن و آشپزخانه هاي بزرگ براي دم كردن غذا و لباسشوئي ها)
۳- مواقعي كه چيلر جذبي براي سرمايش سيستم استفاده مي شود.

۴- براي مصارف صنعتي
اين مسأله قابل توجه است كه هر كيلو بخار حدود ۵۰۰ كيلوكالري حرارت منتقل مي نمايد.
در داخل اين ديگ ها آب و بخار وجود داشته و آب به طور مرتب به بخار تبديل شده و از طريق لولة خروجي به مصرف مي رسد.
مشعل
توليد گرما در ديگ ها بوسيله مشعل صورت مي پذيرد. مشعل ها معمولا با سوخت هاي مايع كار مي كنند.
نحوة كار در مشعل هاي سوخت مايع بدين صورت است كه ابتدا سوخت از منبع به مشعل هدايت شده و توسط پمپ مشعل، سرعت و فاشرش زياد مي گردد.

اين سوخت تحت فشار از نازل (پستانك سوخت پاش) كه در جلوي مشعل واقع شده به صورت پودر خارج مي شود. در اثر اختلاط اين سوخت و هوائي كه توسط وانيلاتور مشعل به قسمت جلو مشعل رانده شده، عمل احتراق صورت مي گيرد و تنوسط شعله پخش كن با جهت و حركت مناسب، داخل ديگر را گرم مي كند.

جرقة اوليه توسط دو الكترود كه جلوي نازل نصب شده اند توليد مي گردد. فاصلة بين دو ميلة جرقه زن ۳ تا ۴ ميلي متر و فاصلة جرقه زن تا نازل ۶ ميلي متر مي باشد.
وسايل توليد جذبي (آبزرپشن)

اين سيستم داراي يك ژنراتور حرارتي، كندانسور و اواپراتور مي باشد. سيال مبرد (كه در اينجا آب است) در ژنراتور به صورت بخار وارد كندانسور شده و در آنجا به مايع تبديل مي شود. سپس سيال در اواپراتور گرماي محيط را گرفته (بعبارتي ديگر سرما توليد مي كند) سپس جذب مايع جاذب شده و از آنجا دوباره به ژنراتور باز مي گردد. عملاً مي توان گفت كه جاذب، و ژنراتور در مدار بترتيب عمل مكش و رانش يك كمپرسور را انجام مي دهند.

معمولاً در چيلر ابزرپشت، سيال مبرد آب و سيال جاذب ليتيوم بروميد است.
البته هزينه سيستم جذبي نسبت به چيلرهاي تراكمي بيشتر مي باشد ولي با توجه به مخارج راه اندازي و تعمير و نگهداري كم خرج و مخصوصاً مصرف برق خيلي كم آن كه به مراتب از چيلرهاي تراكمي پايين تر مي باشد و همچنين مصرف سوخت ارزان (گاز با گازوئيل) و سادگي و عدم پيچيدگي سيستم در ظرفيت هاي زياد مقرون به صرفه مي باشد.
چيلر ابزرپشن با آب گرم تحت شرايط بخصوص براي توليد گرما در ژنراتور نيز مورد استفاده قرار مي گيرد.
برج خنك كن
اين برج خنك كنها داخل محوطه قرار دارند. گرمائي كه در سيكل كار چيلر توليد شده در كندانسور چيلر، به آب داده مي شود. آبي كه بدين صورت گرم شده به برج خنك كن منتقل مي گردد تا گرماي خود را در آنجا به محيط اطراف بدهد.

نحوة عمل در برج بدين ترتيب است كه آب از بالا به پائين پاشيده مي شود و در حين عبور از قسمتهاي داخلي برج، با وزش هوا، قسمتي از گرماي آب به محيط داده مي شود و مقداري از حرارت باقيمانده نيز ضمن تبحير ذرات آب (كه با گرفتن گرما همراه است) خنثي مي شود. پس از اين مراحل آب در تشتك زير جمع شده و جهت برقراري مجدد سيستم به چيلر مي رود.
برج ها را در انواع گوناگون فلزي و چوبي ساخته شده و گاهي اوقات از قطعات پلاستيكي نيز توليد مي گردند.

دو عامل در انتخاب برج خنك كن مهم مي باشد.
اف- ظرفيت: با توجه به ظرفيت چيلر بر حسب تن تبريد، مقدار آبي كه در برجي خنك كن جريان مي يابد بدست مي آيد. معمولاً به ازاي هر تن ظرفيت چيلر معادل ۳ الي ۴ گالن در دقيقه (CPM) دبي آب چيلر را درنظر مي گيرند.
ب- درجه حرارت مطبوع هواي خارج (WB): عامل مهم ديگر در انتخاب برج، همان درجه حرارت مربوط هواي حارج است كه در رابطه با آن درجه حرارت آب ورودي، و خروجي برج خنك كن تعيين مي شود و اين درجه حرارت خروجي و ورودي در انتخاب چيلر كاملاً مؤثر مي باشد. اختلاف بين درجه حرارت آب خورجي از برج خنك كن و درجه حرارت مرطوب هواي خارج از (approoch) مي گويند و به طور متوسط معادل ۱۰ درجه فارنهايت انتخاب مي وشد. اين مقدار اختلاف درجه حرارت در كاتالوگ كارخانه سازنده مشخص شده و نهايتاً نبايد از ۶ درجه فاز نهايت كمتر شود.

وز هوا در داخل برج معمولاً بوسيلة هواده يا بادرسان صورت مي گيرد. بادرسان ها از نوع پروانه اي و يا سانتريفوژ هستند ولي بيشتر از بادرسان پروانه اي در برج ها استافده مي شود.
خطوط و وسائل انتقال انرژي
انتقال گرما و سرما توسط دو عامل آب و يا بخار (لوله كشي) و هوا (كانال كشي) صورت مي گيرد.
وسيلة ايجاد فشار در لوله كشي، پمپ و در كانال كشي، بادرسان مي باشد. آب بوسيله ديگ گرما و يا بواسطه چيلر سرما گرفته و توسط خطوط لوله كش به قسمت هاي مورد نياز منتقل مي شود. ايجاد فشار بوسيلة پمپ صورت مي گيرد.
معمولا در ظرفيت هاي كم (تا حدود ۱۰۰GPM و ۳۵FT) از پمپ خطي كه در فضاي آزاد روي مسير خط لوله نصب مي شود استفاده شده و در ظرفيت هاي بزرگ تر پمپ زميني بكار مي رود. پمپ زميني روي فونداسيون نصب شده و قبل از اتصال به سيستم لوله كشي معمولا لرزه گير بكار مي برند تا لرزش پمپ به شبكه لوله كشي منتقل نگردد.
در مواقعي كه احتياج به فشار زياد باشد از پمپ هاي چند مرحله اي استفاده مي شود. عموماً پمپم ها را متعدد انتخاب مي كنند و يكي را رزرو قرار مي دهند تا در صورت احتياج به تعميرات، كليه سيستم از كار نيفتد.
انتقال انرژي مي تواند توسط هوا صورت گيرد در اين حالت هواي سرد و يا گرم توسط كانال به قسمت هاي مورد نياز مي رسد. بادرسان در اين سيستم فشار شبكه را تأمين مي كند.
عموماً از بادرسان هاي سانتريفوژ براي انتقال هوا در هواسازها استفاده مي شود.

وسايل تو.زيع سرما و گرما

هواساز:
اين ساختمان در هر طبقه دو دستگاه هواساز دارد. دستگاه هواساز عمل تهويه مطبوع زمستاني و تابستاني را انجام مي دهد. هواي تازه با هوائي كه توسط كانال هاي برگشتي جمع آوري شده در محفظة اختلاط، مخلوط شده و پس از عبور از كويل حرارتي و يا برودتي و رطوبت زن، بوسيلة بادرسان به كانال رفت داده شده و از آنجا هواي مشروط كه داراي شرايط مورد نياز مي باشد به اتاق هاي مختلف توزيع مي شود.

اين سيستم بيشتر در ساختمانهائي به كار مي رود كه اتاق ها داراي شرايط يكسان نباشند.
استفاده از اين دستگاه در مناطق مرطوب بهتر از فن كويل است زيرا سيستم فن كويل داراي شبكه لوله كشي بوده و رطوبت محيط و زمين سبب پوسيدگي زودرس آن شده است و درنتيجه از بين مي رود درحاليكه كانال كشي در سيستم تهويه مطبوع، سالهاي زيادي دوام مي يابد. در مناطق مرطوب مي بايست از كويل مسي با پرة مسي استفاده شود زيرا پره هاي آلومينيومي بعلت اكسيد شدن مناسب نبوده و در مناطق با هواي خشك استفاده مي شوند.