پکیج چگالشی چیست چگونه کار می کند؟
همان طوری که می دانید یکی از محصولات فرآیند احتراق، بخار آب است که از واکنش بین هیدروژن موجود در سوخت با اکسیژن هوا حاصل می گردد .هنگامی که گازهای خروجی سرد گردد بخار آب موجود در آن به قطرات مایع تبدیل می گردد، این آب تقطیر شده به شدت اسیدی است…
و pH آن بین ۳ تا ۴ است
. هدف از ساخت و توسعه پکیج های چگالشی، استفاده از گرمای نهان تبخیر بخار آب موجود در محصولات احتراق است….
پکیج دیواری معمولی بخش قابل توجهی از انرژی را توسط محصولات احتراق و گازهای خروجی از دست می دهد، البته این گرمای خروجی صرف راندن محصولات احتراق به بیرون می شود.
در پکیج چگالشی از این گرما به منظور پیش گرم کردن آب ورودی استفاده می شود. برای حل مشکل خوردگی نیز از یک مبدل حرارتی از جنس فولاد ضد زنگ یا آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود و آب تقطیر شده می تواند به فاضلاب ریخته شود. در نتیجه اولین تفاوت بین پکیج گرمایشی معمولی و پکیج چگالشی در این است…
که پکیج های چگالشی نیاز به یک لوله برای تخلیه آب حاصل از میعان بخار آب دارند، هم چنین مشکل اسیدی بودن آب حاصل از میعان بخار آب را نیز می توان بوسیله یک کیت خنثی کننده حل کرد و pH آب را به نزدیکی ۷ رسانید.
پکیج چگالشی مانند پکیج گرمایشی معمولی یک مشعل دارد و تنها تفاوت آن در وجود یک مبدل حرارتی بزرگ اضافی برای تقطیر بخار آب نسبت به نوع معمولی است.
هم چنین دودکش نیز باید از موادی ساخته شود که در برابر خوردگی مقاوم باشد از جمله این مواد میتوان فولاد ضد زنگ ، CPVC و AL29-4C را نام برد.
راندمان عملکرد پکیج چگالشی
براساس مطالعات و اظهارات ، راندمان پکیج چگالشی می تواند به بیش از ۹۸ در صد نیز برسد.
با اعمال یک سری شرایط سخت می توان به این راندمان دست پیدا کرد که به عنوان مثال بایستی مشعل با راندمان ۲۰ درصد کار کند،
هم چنین بایستی دمای آب برگشتی به پکیج بین ۴۵ تا ۵۰ درجه سانتیگراد باشد تا راندمان به حداکثر مقدار خود برسد. در این صورت می توان به راندمانی حدود ۸۴ تا ۹۲ درصد رسید که در مقایسه با یک پکیج گرمایشی معمولی با راندمان ۸۲ درصد و یک پکیج قدیمی بسیار عملکرد خوبی است.
برای دستیابی به راندمان حداکثر در پکیج های چگالشی، لازم است دمای آب ورودی تا حد امکان پایین باشد در حقیقت دمای آب ورودی بایستی کمتر از دمای شبنم گازهای خروجی باشد.
در بعضی سیستم های خانگی نظیر گرمایش از کف به طور معمول دمای آب ورودی پایین است ..
اما در سیستم های رادیاتوری این مساله وجود دارد که بایستی دمای آب ورودی به پکیج را با استفاده از برخی روش ها کاهش داد، در نتیجه طراحی کلی سیستم گرمایش ساختمان نیز بر روی عمل کرد پکیج چگالشی تاثیر دارد.
همانطور که قبلا گفته شد اگر از گازهای خروجی گرما بگیریم ممکن است در تخلیه آنها با مشکل مواجه شویم به همین دلیل در پکیج های چگالشی برای تخلیه گازهای حاصل از احتراق نیاز به یک فن داریم. هم چنین به دلیل اینکه دمای گازهای خروجی تا حد ممکن پایین است…
می توان بجای استفاده از یک لوله بلند فلزی برای دودکش از یک لوله کوتاه با جنس PVC استفاده کرد که در اینصورت مشکل خوردگی نیز وجود ندارد.
تفاوت بین این دو طرح در این است که در شکل سمت راست برای جریان هوا از فن دمشی و در طرح سمت چپ برای به جریان در آوردن هوا و محصولات احتراق از فن مکشی استفاده شده است.
هم چنین در شکل سمت چپ از دو مبدل حرارتی جداگانه برای قسمت های چگالشی و غیر چگالشی استفاده شده است.
در حقیقت پکیج چگالشی و پکیج با تولید مشترک کوچک (Micro CHP) هر دو از یک روش برای افزایش راندمان استفاده می کنند و آن این است که هر دو از گرمایی که ممکن است …
به هدر برود را استفاده می کنند. در پکیج های با تولید مشترک کوچک این گرما به برق تبدیل می شود اما در پکیج های چگالشی این گرما صرف پیش گرم کردن آب ورودی می گردد.
یکی از نکات بارز استفاده از پکیج چگالشی، کمک به کاهش گرم شدن جهانی کره زمین است.
به این صورت که این پکیج ها با استفاده از این اصل که بخار آب را تبدیل به آب می کنند،
می توانند از ورود هر چه بیشتر بخار آب (که خود یکی از گازهای گلخانه ای است) به اتمسفر جلوگیری کنند.
پکیج های چگالشی به دلیل اینکه دارای یک مبدل حرارتی اضافه هستند و به دلیل پیچیدگی بیشتر گران قیمت تر هستند اما از طرفی قابلیت اعتماد کمتری در طول دوره عمر خود دارند.
در انگلستان قوانین تاکید می کنند که بایستی پکیج های مورد استفاده در مصارف خانگی از تاریخ آپریل ۲۰۰۵ همگی دارای رده انرژی A یا B باشند،
این بدان معناست که بایستی پکیج های مورد استفاده از نوع چگالشی باشند.
هم چنین در برخی کشورهای پیشرفته ، دولت با ایجاد طرح های مالی در جهت تشویق شهروندان به استفاده از پکیج های چگالشی برآمده است.
انواع پکیج های چگالشی
دو نوع اصلی از پکیج های چگالشی نوع سیستمی و ترکیبی هستند.
پکیج چگالشی ترکیبی:
این نوع از پکیج چگالشی نیازی به یک مخزن آبگرم ندارند بدین معنی که زمانی که آبگرم مورد نیاز است شروع به گرم کردن آب می کند. مانند زمانی که شما شیر آبگرم را باز می کنید.
در این صورت لازم نیست برای گرم شدن آب زمان زیادی را صرف کنید و هم چنین به دلیل اینکه مخزن آبگرم ندارند، کوچک تر هستند …و فضای کمتری را اشغال می کنند.
این نوع پکیج های چگالشی دارای راندمان بیشتری نسبت به نوع سیستمی هستند اما دارای ظرفیت کمتر نیز می باشند که در این صورت برای استفاده در خانه های کوچک مناسب است.
شکل بالا برشی از یک پکیج چگالشی ترکیبی را نشان می دهد. در بالا سمت چپ، لوله PVC تخلیه دود به روشنی پیداست. همچنین در سمت راست مخزن آب گرم کوچک که توسط فوم عایق بندی شده است و کویل درون آن دیده می شود.
در پایین پکیج چهار لوله وجود دارد که توسط یکی گاز به بویلر می رسد و توسط دو لوله دیگر آب گرم و سرد برای سیستم گرمایش در جریان است.
هم چنین یک لوله پلاستیکی جهت تخلیه آب حاصل از میعان بخار آب نیز وجود دارد.
پکیج چگالشی سیستمی(مخزن باز):
این نوع از پکیج چگالشی دارای یک تانک ذخیره آبگرم هستند و برای استفاده در خانه های بزرگ تر که دارای چندین حمام و دستشویی هستند و معمولا به طور همزمان مورد استفاده قرار می گیرند مناسب تر است.
در این صورت شما نیاز به فضایی جهت نصب و جانمایی تانک آبگرم خواهید داشت.
نکات نصب پکیج چگالشی:
به دلیل اینکه پکیج های چگالشی انصافا سبک هستند به راحتی می توان آنها را بر روی یک دیوار نصب کرد.
پکیج چگالشی دارای دودکش کوتاهتری است به همین دلیل باید بر روی یک دیوار خارجی نصب شوند.
هم چنین قرار گرفتن در سطح زمین مانند فضای زیر پله ها نیز می تواند مناسب باشد. پکیج چگالشی نیاز به یک لوله جهت تخلیه آب حاصل از میعان دارد که بایستی به به لوله فاضلاب متصل شود.
ممکن است در هنگام ساخت ساختمان نیاز به برنامه ریزی برای مکان و موقعیت نصب پکیج چگالشی باشد بالاخص آنکه در بعضی موارد باید دودکش تا یک متر از بالاترین سطح سقف ساختمان ارتفاع داشته باشد و این امر ممکن است به زیبایی ساختمان لطمه وارد کند و از خیابان قابل مشاهده باشد.
پکیج چگالشی نیز مانند بقیه وسایل گازسوز نیاز به بررسی و سرویس سالانه دارد. هم چنین بایستی دودکش از نظر تمیزی و سالم بودن بررسی شود و یک شخص متخصص بایستی وضعیت پکیج را از لحاظ ایمنی و راندمان بررسی کند.
ممکن است این سوال مطرح شود که سایز پکیج چگالشی مناسب برای یک خانه چقدر است؟
در پاسخ می توان گفت که : با توجه به اینکه در هر خانه تعداد مختلفی شوفاژ و حمام و موارد مصرف آبگرم وجود دارد لذا تعیین سایز پکیج مشکل است…
اما متخصص و نصاب پکیج با توجه به میزان مصرف آبگرم و فضای خانه و تعداد اتاق ها و تعداد شوفاژها و … می تواند سایز مناسب را به شما بگوید. سایز معمول پکیج های چگاشی بین ۱۲ تا ۴۰kw است.
تجهیزات کنترل کننده یک پکیج چگالشی:
در سیستم های گرمایشی که از پکیج چگالشی برای گرمایش استفاده می شود نیاز به تجهیزاتی برای کنترل عملکرد سیستم می باشد که عبارتند از:
تایمر الکترونیکی یا یک پروگرامر که اجازه می دهد سیستم بین حالت گرمایشی و مصرف آبگرم سوییچ کند.
در سیستم های گرمایش با پکیج چگالشی نیاز به یک ترموستات اتاقی می باشد.
یک شیر ترموستاتیک رادیاتور (TRVs) برای رادیاتور ها:
ترموستات برای آب گرم مصرفی:
هم چنین سایر وسایل کنترلی از قبیل کنترل هوشمند سیستم حرارت مرکزی، یک سیستم پیش بینی کننده وضعیت آب و هوا، یک سیستم مدیریت مصرف انرژی پکیج و… نیز می تواند برای کنترل بهتر سیستم مورد استفاده قرار گیرد.
مزایای استفاده از پکیج چگالشی:
مزیت اصلی استفاده از پکیج های چگالشی نسبت به نوع غیر چگالشی این است که حداقل ۲۵ درصد بازده بیشتری دارند. این سطح از راندمان با توجه به استفاده از گرمای تلف شده در دودکش بدست می آید و آب ورودی را پیش گرم می نماید.
در واقع در نوع چگالشی۱۰تا ۱۱ درصد بیشتر از نوع غیر چگالشی گرمای سوخت جذب می شود به همین دلیل راندمان این نوع پکیج بیشتر از ۹۰ درصد می گردد…
و باعث کاهش مصرف سوخت و آلایندگی می گردد. راندمان پکیج های گرمایشی معمولی جدید حداکثر به ۷۸ درصد می رسد که این رقم در انواع قدیمی حداکثر به ۶۵ درصد می رسد.
پکیج های چگالشی آلودگی هوا توسط کربن را کاهش می دهند. با نصب یک پکیج چگالشی بجای پکیج گرمایشی معمولی آن می توان سالانه از ورود بیش از ۱۲۰۰ کیلوگرم کربن به جو جلوگیری کرد. هم چنین مقدار دوده نیز کاهش پیدا می کند.
به دلیل اینکه پکیج های چگالشی به خوبی عایق بندی شده اند و اکثرا هوای مورد نیاز برای احتراق را از بیرون از فضای خانه دریافت می کنند لذا از نظر ایمنی بسیار مناسب هستند.
هم چنین به دلیل اینکه آب تقطیر شده که نسبتا دارای خاصیت اسیدی است به فاضلاب ریخته می شود لذا خطر تماس با مایعات سمی نیز وجود ندارد.
اکثر مدل های پکیج چگالشی برای نصب نیاز به فضای کمتری نسبت به پکبج گرمایش معمولی دارند. هم چنین در نوع ترکیبی پکیج های چگالشی که مخزن آبگرم ندارد، نیاز به فضا برای نصب کمتر هم می شود که در اینصورت میتوان آنها را در آشپزخانه نیز نصب نمود.
به دلیل اینکه اکثرا قطعات این نوع پکیج های گرمایشی دارای مواد آهنی نیستند و اغلب از جنس فولاد ضد زنگ هستند لذا خوردگی کمتری در آنها اتفاق می افتد و لذا هزینه تعمیر و تعویض قطعات به شدت کاهش پیدا می کند.
پکیج های چگالشی نیازی به تایمر و کنترلر پیچیده ندارند زیرا به راحتی با باز شدن شیر آبگرم شروع به تهیه آبگرم می نمایند.
این نوع از کیج های گرمایشی قابلیت گسترش دارند به طور مثال ترکیب با کلکتورهای خورشیدی، پمپ های حرارتی و…
یکی از ویژگی های پکیج های چگالشی این است که می توان این نوع پکیج را در سیستم حرارت مرکزی هوای گرم نیز استفاده کرد.
معایب استفاده از پکیج های چگالشی:
بعضی عقیده دارند که تا زمانی که یک پکیج دیورای معمولی به کار عادی خود ادامه می دهد و هیچ مشکلی ندارد نباید آن را با یک پکیج چگالشی تعویض نمود. نکته دیگر این است….
که در آب و هوای بسیار سرد لوله خروجی آب تقطیر شده می تواند دچار یخ زدگی گردد.
یکی از نکات دیگر در مورد عیوب پکیج های چگالشی، پیچیدگی پکیج چگالشی است:
یکی از پیچیدگی های این نوع پکیج، افزایش سایز و تعداد مبدل های حرارتی است. هم چنین نوع موادی که این مبدل های حرارتی از آن ساخته می شود نیز مهم و پیچیده است.
این نوع پکیج دارای یک فن برای خروج دود است زیرا با کاهش دمای دود نیروی شناوری که در جهت خروج دود کمک می کند کاهش پیدا می کند اگرچه وجود فن در پکیج های معمولی نیز رایج است.
در پکیج چگالشی برای تخلیه آب تقطیر شده که خاصیت اسیدی دارد نیاز به یک لوله و دسترسی به فاضلاب وجود دارد.
با توجه به این پیچیدگی ها هزینه خرید و نصب و را ه اندازی و سرویس این نوع پکیج تا پنجاه درصد افزایش پیدا می کند.
لذا برای استفاده در مدت زمان کمتر استفاده از پکیج های غیر چگالشی از نظر هزینه ای بهینه تر خواهد بود.