موتورخانه مرکزی

شاید در نگاه اول فضای داخل موتورخانه به شدت گیج کننده و پیچیده باشد. در صورتی که هر سیستم پیچیده ای متشکل از چندین جزء ساده است که به علت تعدد آن ها، درک سیستم در نگاه اول کمی سخت باشد. در این مقاله قصد داریم طرز کار موتورخانه را با زبانی ساده و گویا بیان کنیم به طوری که بعد از خواندن کامل این مقاله می توانید با نگاه  دقیق تر و فنی تری به سیستم موتورخانه نگاه کنید.

ابتدا تمامی مباحث در مورد سیستم حرارت مرکزی گفته می شود و پس از اینکه توضیحات کامل داده شد. نحوه سیستم های سرمایشی نیز گفته می شود که کاملا از نظر سیکل عملکرد شبیه به سیستم حرارت مرکزی است.

شناخت ساختار موتورخانه به روند تعمیر موتورخانه و نگهداری موتورخانه کمک زیادی می کند.

نحوه عملکرد کلی موتورخانه

به صورت کلی طرز کار موتورخانه از سه جز زیر تشکیل شده است:

مولد های حرارتی: در سیستم های حرارتی مولد های گرما دیگ یا بویلر ها هستند که در ادامه به صورت کامل توضیح داده می شوند.

مبدل های حرارتی: گرمای تولید شده در مولد حرارتی از طریق مبدل های حرارتی به داخل ساختمان منتقل می شوند. مبدل های حرارتی به دو دسته کلی تقسیم می شوند که دسته اول جهت گرم کردن آب گرم مصرف داخل خانه هستند مثل منابع کویلی، منبع دو جداره ، آبگرمکن صفحه ای و دسته دوم مبدل های حرارتی جهت گرم کردن واحد و ساختمان هستند مانند رادیاتور ها، فن کوئل ها و هواساز ها.

لوله های رابط: لوله های رابط نقش انتقال گرمای سیال به مبدل های حرارتی و بازگرداندن آن به مولد های حرارتی دارند.

در ادامه تمامی موارد ذکر شده هر کدام به صورت جداگانه معرفی خواهند شد.

طرز کار موتورخانه به صورت کلی

دیگ یا بویلر ( مولد های حرارتی)

قلب یک سیستم حرارت مرکزی دیگ یا بویلر است که تاثیر مهمی در طرز کار موتورخانه دارد. تمامی گرمایش یک ساختمان از این واحد گرفته می شود. بویلر به کمک دستگاهی به اسم مشعل ( که در ادامه معرفی خواهد شد) آب داخلش را گرم می کند. آتش از طریق مشعل آتش در داخل بویلر ایجاد شده و آب پس از عبور از فضای گرم داخل بویلر به دما مورد نظر رسیده و پس از گردش داخل بویلر به سمت مصرف کننده ها(مبدل های حرارتی) حرکت می کند. پس از آن که حرارت از طریق مبدل های حرارتی به فضای ساختمان وارد می شود، مجددا آبی که دمای خود را از دست داده و حرارت خود را به محیط منتقل کرده است مجددا به دیگ باز می گردد تا مجددا گرم شود. این فرآیند گردش آب در داخل دیگ و مبدل های حرارتی به صورت دائم انجام شده و تا زمانی که نیاز به آب گرم مصرفی و گرمایش ساختمان داشته باشیم سیستم به همین صورت کار می کند.

به کمک قطعه ای به نام ترموستات دمای آب موجود در دیگ را تنظیم می کنیم.

دیگ از لحاظ جنس به دو دسته تقسیم می شوند.

• دیگ های چدنی
• دیگ های فولادی

دیگ چدنی

دیگ های چدنی

این دسته از دیگ ها به صورت پره پره هستند( چیزی شبیه به رادیاتور). همان طور که از نام آن ها پیداست از جنس چدن می باشند. ویژگی پره پره بودن آن ها باعث می شود که حمل آن ها بسیار ساده تر باشد. چرا که دیگ تجهیز بسیار سنگینی است و حمل دیگ های فولادی بسیار دشوار است اما، دیگ های چدنی به علت ، قطعه قطعه شدن راحت تر قابل حمل هستند. همچنین به راحتی از درب ورودی موتورخانه ها عبور می کند در صورتی که دیگ های فولادی به صورت یک تکه هستند و در صورتی که ورودی بزرگی برای موتورخانه وجود نداشته باشد، ورود این نوع از دیگ ها به داخل ساختمان نیازمند تخریب و ایجاد باز شو است.

به خصوص زمانی که ساختمان ها بازسازی می شوند و احتیاج است دیگ جدیدی نصب شود، استفاده از دیگ های چدنی کاربرد بالایی دارند چرا که برای ورود آن به داخل ساختمان احتیاجی به تخریب نیست.

پس از وارد کردن دیگ های چدنی به داخل ساختمان نیاز است که توسط استاد کار ماهر و اتصالات مخصوص این پره ها به یکدیگر متصل شده و در مکان تعبیه شده نصب گردند.

دیگ های چدنی توانایی تحمل فشار بالا را ندارند و از لحاظ قیمت نسبت به دیگ های فولادی گران تر هستند.

طرز عملکرد بویلر فولادی

دیگ های فولادی

دیگ فولادی نوع دیگری از مولد های گرمایی است. همان طور که گفته شد، این نوع دیگ به صورت یکپارچه است و توانایی تحمل فشار های بالا را دارد. به صورت کلی در ساختمان هایی که امکان جابجایی تجهیزات سنگین را دارند از بویلر های فولادی استفاده می کنند. چرا که از لحاظ قیمت و فشار کاری نسبت به دیگ های چدنی برتری دارند. از لحاظ ساختار بویلر های فولادی به دو دسته بویلر فولادی فایرتیوب و بویلر فولادی واترتیوب تقسیم می شوند.

بویلر فولادی

مشعل ها

بخش دیگر مولد حرارتی مشعل ها هستند. در واقع مشعل ها خود مولد حرارتی اصلی سیستم هستند. این تجهیزات با ایجاد شعله و دمیدن آن در داخل دیگ ها، آب داخل دیگ را به دمای مورد نظر می رساند. مشعل ها روی دیگ نصب شده و مکمل بویلر ها هستند. مشعل ها متناسب با طرز کار موتورخانه ، عمل می کنند.

مشعل ها از نظر عملکردی دارای بخش های زیر می باشند.

• بخش هوارسان
• بخش سوخت رسانی
• بخش ایجاد جرقه
• بخش کنترل سیستم

سه بخش اول هوارسانی و سوخت رسانی و جرقه، مثلث احتراق را تشکیل می دهد و بخش آخر جهت ایجاد کنترل این سه بخش و بالا بردن امنیت می باشد.

بخش هوارسان مشعل

وظیفه این بخش از مشعل، هوارسانی یا اکسیژن رسانی جهت ایجاد شعله بهتر و کیفیت بالاتر است که از اجزای زیر تشکیل شده است.

• فن یا ونتیلاتور
• دمپر یا دریچه هوا
• صفحه چرخش هوا
• الکتروموتور

در مشعل ها تجهیزی به اسم پرشر هوا یا فشار سنج هوا وجود دارد که این تجهیز در صورتی که فشار هوایی که به مشعل می رسد، پایین باشد، از طریق سیستم کنترلی شعله را خاموش می کند.

بخش سوخت رسان

از نظر سوخت رسانی مشعل ها دسته های زیر تقسیم می شوند:

مشعل های گازسوز

مشعل های گازوئیل سوز

مشعل های مازوت سوز

مشعل های دوگانه سوز

که نوع مازوت سوز بسیار قدیمی هستند و در حال حاضر مورد استفاده قرار نمی گیرند. در جایی که دسترسی به گاز شهری نداشته باشیم از مشعل گازوئیلی استفاده می کنیم. در حال حاضر رایج ترین نوع مشعل ها مشعل های گاز سوز هستند. نوع دوگانه سوز هم توانایی کار کردن با سوخت گاز و گازوئیل را دارند.

بخش جرقه زن مشعل

این بخش جهت ایجاد جرقه در مشعل ها است که از یک ترانس جرقه زن و یک الکترود جرقه زن تشکیل شده است.

احتراق مشعل

بخش کنترل سیستم مشعل

این بخش به کمک دستگاهی به نام رله و همراه با تجهیزات کمکی دیگر مثل شیرهای برقی و فتوسل عمل می کند. رله نقش مغز سیستم مشعل را دارد و تمامی پروسه عملکرد مشعل توسط این تجهیز برنامه ریزی شده است.

مراحل کاری مشعل

مشعل ها به دلیل اینکه وظیفه ایجاد احتراق را دارند، نیازمند احتیاط زیاد هستند. چرا که احتراق شدید در آن ها، اگر با کنترل همراه نباشد، بسیار خطرناک می باشد.

مرحله تخلیه اجباری (پرجینگ)

هر گاه که مشعل روشن می شود، اولین مرحله ای در مشعل ها رخ می دهد پرجینگ می باشد. پرجینگ به معنای تخلیه گازهای داخل بویلر است. در این مرحله گازهای ناشی از احتراق های قبلی و گاز سوخته نشده که در داخل دیگ و سیستم موجود است، از آن خارج می شود. این مرحله حدود ۳۰ ثانیه است و در این مدت تنها فن مشعل کار می کند و با دمیدن داخل دیگ، گاز های موجود در سیستم را خارج می کند.

مرحله اطمینان

در این مرحله، ابتدا از طریق پرشر گاز و پرشر هوا، میزان فشار سوخت و هوا بررسی شده و در صورتی میزان آن مناسب باشد اجازه خروج گاز توسط رله داده شده و شیر برقی باز شده و گاز وارد سیستم می شود( در صورتی که میزان فشار گاز یا هوا مناسب نباشد دستگاه خاموش شده یا به اصطلاح ریست می شود). به طور همزمان ترانس جرقه زن هم فعال شده و باعث ایجاد احتراق می شود. تجهیزی به اسم فتوسل در مشعل ها، مسئولیت تشخیص وجود آتش در داخل مشعل را دارند. در صورتی که شعله ایجاد نشود و فتوسل وجود شعله را تشخیص ندهد بعد از چند ثانیه مشعل ریست می کند و خاموش می شود.

مرحله کار دائم

پس از عبور از مرحله اطمینان و پس از اینکه فتوسل وجود شعله را تشخیص داد و تمامی بخش های هوارسان و سوخت رسان و جرقه به درسته کار خود را انجام دادند، مشعل وارد کار دائم شده و تا مدت زمانی که آب را به دمای تعیین شده برسانند کار می کنند.

مبدل های حرارتی

بخش اصلی دیگر موتورخانه که در طرز کار موتورخانه تاثیر مهمی دارند مبدل های حرارتی هستند که وظیفه آن ها دریافت سیال با دمای بالا، و انتفال حرارت آن می باشد.

حرارت تولید شده در تمامی موتورخانه های رایج دو کاربرد اصلی دارند:

• گرم کردن آب گرم مصرفی
• گرم کردن محیط ساختمان

گرم کردن آب گرم مصرفی

تمامی ساختمان ها، نیازمند آب گرم برای مصارف دوش ها و شیرآلات بهداشتی ساختمان هستند. گرمایش این آب ها از طریق تجهیزی به نام آبگرمکن ها انجام می شود. البته این آبگرمکن های دیواری یا زمینی که قبلا می شناخته اید تفاوت دارد.

نکته بسیار مهم: در طرز کار موتورخانه، آبی که در داخل دیگ ها و سیستم موتورخانه به گردش در می آید با آبی که از طریق دوش ها و شیرآلات ساختمان استفاده می کنیم متفاوت است. در واقع ما در داخل موتورخانه دو نوع آب داریم: نوع اول آب داخل خود سیستم موتورخانه ( که سیاه رنگ و غیر قابل نوشیدن است) و نوع دوم آب شرب منازل و ساختمان است که شیر آلات بهداشتی خارج می شود. آب گرم دیگ وارد آب گرمکن شده و بدون برخورد مستقیم، گرمای آن به آب مصرفی منتقل می شود. برای اطلاعات بیشتر توضیحات آبگرمکن ها را به دقت بخواهید و تصاویر را مشاهده کنید.

در کشور ایران به صورت کلی ما سه نوع آبگرمکن داریم که مورد استفاده هستند:

• منبع کویلی
• منبع دوجداره
• آبگرمکن صفحه ای

منبع کویل دار

این مدل از منابع به صورت استوانه ای شکل هستند. حجم زیادی از آب مصرفی در داخل آن موجود است. یک کویل مسی در داخل آن وجود دارد که آب گرم دیگ وارد آن شده و پس از داخل آن عبور کرده و از طریق این کویل مسی، گرمای آن به آب مصرفی منتقل می شود.

منبع دوجداره

همان طوری که از اسم آن پیداست، منبع دوجداره دارای دو منبع جداگانه است که در داخل هم هستند. منبع بیرونی، دارای آب گرم دیگ است و منبع داخلی، دارای آب مصرفی است. گرمای آب داخل منبع بیرونی به منبع داخلی منتقل می شود و باعث گرمایش آن می شود.

مبدل صفحه ای

این نوع از آبگرمکن های حجم بسیار کمی دارند و از صفحات نازکی تشکیل شده اند. آب گرم مصرفی و آب گرم دیگ به صورت جداگانه وارد آن شده و بدون برخورد مستقیم، با یکدیگر انتقال حرارت دارند.

مبدل حرارتی صفحه ای

گرم کردن محیط ساختمان

دسته دوم مبدل های حرارتی، جهت گرم کردن محیط ساختمان در زمستان ها هستند که در ادمه به معرفی رایج ترین مبدل های حرارتی جهت گرمایش محیط اشاره خواهد شد.

رادیاتور ها

رادیاتور ها یا شوفاژ بسیار رایج می باشند. آب گرم تولید شده در دیگ های موتورخانه وارد آن شده و به کمک پره های رادیاتور گرمای آب داخل رادیاتور به محیط منتقل می شود. آب گرم پس از اینکه دمای خود را از دست می دهد به موتورخانه برگشته تا مجددا گرم شود.

رادیاتور ها در انواع آلومینیومی، فولادی، شیشه ای و دکوراتیو و… بازار موجود است.

فن کویل ها

این مدل از مبدل های حرارتی همان طور که از اسم آن پیداست دارای دو جزء فن و کویل می باشد. فن آب گرم از داخل کویل های مسی موجود در آن گذشته و به کمک یک فن که بر روی کویل ها می وزد گرمای آن را به محیط منتقل می کنند. فن کوئل ها به صورت ها زمینی، سقفی و دیواری در بازار موجود است.

هوا ساز ها

هواساز ها معمولا روی پشت بام یا محیط های باز نصب می شود. هواساز ها دارای حجم هوادهی بالایی می باشند و یک یا چند دستگاه آن می توان گرمایش یا سرمایش یک ساختمان را تامین کند. هوا ساز ها نیز دارای کویل های مسی می باشند و دارای فن های قدرتمندی هستند که هوا را از طریق کانال ها به نقاط مختلف ساختمان منتقل می کنند. همچنین هواساز ها دارای فیلتر می باشند که باعث جذب ذرات در ورود به ساختمان می شود.

پمپ ها

در سیستم های موتورخانه، پمپ به دو نوع اصلی تقسیم می شوند:

• پمپ های تامین فشار یا بوستر پمپ
• پمپ های سیرکولاسیون یا گردشی

پمپ های تامین فشار یا بوستر پمپ

فرض کنید ساختمانی ۱۰ طبقه نیاز به آب مصرفی دارد. فشار آب شهری توانایی رساندن آب را به این طبقه ندارد، پس به کمک بوستر پمپ ها فشار آن را افزایش داده تا آب طبقات بالا نیز برسد.

پمپ های سیرکولاسیون

این دسته از پمپ ها وظیفه ای متفاوت از بوستر پمپ ها دارند. وظیفه این دسته از پمپ ها تامین فشار نیست بلکه این پمپ ها ایجاد گردش بیشتر و افزایش انتفال حرارت را دارند. این پمپ ها در سیستم موتورخانه و معمولا روی خط برگشت نصب می شوند و این نوع پمپ ها معمولا به صورت دائم کار می باشند و در تمام مدتی که موتورخانه فعال است خاموش نمی شوند.

منبع انبساط

منبع انبسط جز بسیار مهم و تاثیرگذار سیستم موتورخانه است.

کاربرد منبع انبساط

زمانی که آب داخل موتورخانه گرم شده، این گرمایش همراه با انبساط آب است. آب منبسط شده و حجم آن افزایش می یابد. اگر حجم آب افزایش یابد و راهی برای کنترل آن نباشد سیستم موتورخانه که می ترکد. برای همین از طریق منبع انبساط، میزان افزایش و یا کاهش حجم آب را کنترل می کنند.

منبع انبساط باز

منبع انبساط در موتورخانه به دو صورت است.

• منبع انبساط باز
• منبع انبساط بسته

منبع انبساط باز

این دسته از منابع انبساط معمولا بر روی پشت بام نصب می شوند و با محیط در ارتباط هستند و تحت فشار نمی باشند. دو لوله رفت و برگشت دیگ، یک لوله پر کن، یک لوله سر ریز و یک لوله تخلیه روی آن نصب می شود.

شماتیک یک موتورخانه آب گرم

منبع انبساط بسته

این دسته از منابع انبساط در داخل موتورخانه و روی کلکتور دیگ نصب می شود. فشار کاری آن ها بالاتر است. داخل آن ها یک تیوپ لاستیکی است که فشار آب به وسیله این تیوپ کنترل می شود.

کلکتور ها

کلکتور ها در موتورخانه نقشیم تقسیم و توزیع آب را دارند. از یک لوله بزرگ تشکیل شده اند که انشعابات زیادی از روی آن ها گرفته می شود و هر کدام با توجه میزان مصرف، سایز لوله متفاوتی دارند. کلکتور ها روی دیگ ها، پمپ ها و هر جایی که قصد توزیع آب به چند مصرف کننده را داریم مورد استفاده قرار می گیرند.

کلکتور

موتورخانه سیستم سرمایشی

تا اینجا تنها به معرفی طرز کار موتورخانه گرمایشی پرداخته شد در حالی که موتورخانه دارای بخش سرمایشی نیز است.

سیستم سرمایشی ساختمان دقیقا مشابه با سیستم گرمایشی است، در این سیستم همانند سیستم گرمایشی که برای تولید آب گرم از دیگ یا بویلر استفاده می کردیم، اینجا از چیلر برای تولید آب سرد استفاده می کنیم.