sevda
sevda

آموزش طراحی موتورخانه به زبان ساده

یک از دوره های تخصصی سایت سودا دوره طراحی و راه اندازی انواع موتورخانه ها می‌باشد.تمامی ساعات آموزشی طراحی تاسیسات مکانیکی توسط اساتید باتجربه و مهندسین گرید یک تاسیسات مکانیکی ساختمان برگزار خواهد شد و در پایان دوره تمامی مباحث مربوط به طراحی تاسیسات مکانیکی انواع موتورخانه به دانشجو آموزش داده خواهد شد.

آموزش طراحی موتورخانه توسط اساتید گروه مهندسی سودا از پایه ایی ترین مباحث شروع می‌شود، به طوری که دانشجو حتی با نداشتن پیش زمینه ایی در مورد طراحی تاسیسات مکانیکی موتورخانه پس از پایان دوره آموزش طراحی موتورخانه می‌تواند براحتی هر موتورخانه ایی را بر طبق استاندارهای مهندسی طراحی و اجرا نماید.

لازم به ذکر می‌باشد تمامی هنرجویانی که در دوره شرکت می‌نمایند و یا با خرید پکیج آفلاین و ویدئوهای آموزشی قصد یادگیری طراحی موتورخانه را داشته باشند در گروه تلگرامی عضو خواهند شد و از پشتیبانی نا محدود بهره خواهند برد.

سرفصل های دوره آموزش طراحی موتورخانه

  • آموزش نحوه تعیین قطر و اندازه لوله ها و کلکتورها
  • آشنایی کامل با ابزارهای مورد نیاز برای طراحی و اجرای تاسیسات مکانیکی موتورخانه
  • آشنایی با سیستم های تهویه مطبوع
  • آشنایی با طراحی و محاسبات سیستم های آب و فاضلاب
  • آشنایی با طراحی و محاسبات مربوط به سیستم آتشنشانی و اطفاء حریق
  • آشنایی با طراحی و محاسبات سیستم های گازرسانی
  • تحلیل و بررسی محاسبات سریع طراحی تاسیسات مکانیکی موتورخانه

و آشنایی با مباحث:

انتقال حرارت در ساختمان، محاسبه تلفات حرارتی ساختمان، معرفی انواع سیستم های حرارت مرکزی، محاسبه و انتخاب اجزاء سیستم حرارت مرکزی، حرارت مرکزی با بخار، حرارت مرکزی تشعشعی، انواع سیستم های تهویه مطبوع، طراحی سیستم کانال

طرح و انتخاب وسایل و اجزاء سیستم تهویه مطبوع، سیستم دفع فاضلاب، لوله های تهویه فاضلاب، برآورد سیستم بار گرمایی، محاسبه سریع برای انتخاب کولر گازی، محاسبه سریع بار سرمایی، محاسبه سریع تهویه مطبوع

هدف گروه مهندسی سودا از برگزاری دوره آموزش طراحی تاسیسات مکانیکی موتورخانه چیست؟

امروزه به تمامی دانشجویان و همچنین فارغ التحصیلین ثابت شده است که داشتن یک مدرک دانشگاهی به تنهایی نمی‌تواند ضامن موفقیت شما در بازار کار مهندسی باشد. در حال حاضر داشتن مهارت های کاربردی ملاک انتخاب و استخدام نفرات می‌باشد در واقع بازار کار در اختیار کسانی می‌باشد که در حال کسب مهارت و یادگیری علوم پر درآمد می‌باشند و یکی از این مهارت ها بسیار پر کاربرد در صنعت ساختمان سازی آموزش طراحی موتورخانه می‌باشد.

آشنایی و تسلط به طراحی تاسیسات مکانیکی موتورخانه ساختمان های مسکونی، اداری، تجاری و درمانی یکی از معدود فعالیت هایی می‌باشد که به شدت نیازمند تجربه و دانش فراوانی می‌باشد و آسایش ساکنین یک ساختمان به طراحی مناسب و بهینه تاسیسات مکانیکی یک موتورخانه بستگی دارد.

به طور مثال یک طراح تاسیسات مکانیکی موتورخانه و یا ساختمان باید بتواند با به کارگیری استراتژی های مناسب یک طرح مقرون به صرفه و صد البته با کارایی بالا را ارائه نماید.

اگر شما هم جزو افرادی می‌باشید که قصد دارید آموزش طراحی موتورخانه را به شکلی کاملا اصولی و پله پله یاد بگیرید توصیه میکنیم برای شروع حتما با یکسری از مفاهیم ابتدایی که در ادامه مقاله آموزش طراحی موتورخانه به آن اشاره شده است توجه فرمایید.

آموزش طراحی موتورخانه

فضایی از ساختمان که تجهیزات مکانیکی و الکتریکی شامل دیگ ها، چیلرها، پمپ ها، مبدل ها، سختی گیر، منابع ذخیره آب، بوسترپمپ آبرسانی، پمپ های اطفاء حریق، تابلوهای برق، هواساز، مخزن ذخیره سوخت، منابع کویلی و … ، در آن قرار دارند را موتورخانه گویند.

 

موتورخانه های مرکزی را می توان در دو گروه عمده تک فصلی و دو فصلی طبقه بندی کرد. موتورخانه های تک فصلی اغلب از نوع گرمایشی هستند. زیرا به طور کلی تجهیزات مولد سرمایشی محلی در انواع تبخیری (مانند کولرهای آبی) و تراکمی (مانند کولرهای گازی)، از فراوانی بیشتری برخوردارند. به عنوان مثال برای بسیاری از ساختمان های اداری می توان از تجهیزات مولد سرمایش محلی استفاده نمود، اما در بسیاری از موارد برای همین اماکن مجبور به استفاده از موتورخانه مرکزی برای تأمین گرمایش یا تهیه آب گرم مصرفی می شویم.

آموزش موتورخانه به زبان ساده

به منظور تثبیت دمای دلخواه و مناسب در داخل ساختمان باید ابتدا میزان تلفات حرارتی ساختمان را محاسبه نمود تا بتوان بر مبنای آن، ظرفیت وسایل حرارتی مورد نیاز را برآورد کرد. پس از محاسبه تلفات حرارتی ساختمان باید آن را به نحوی جبران کنیم تا دمای اتاق ها و فضاهای مورد نظر در حدود مناسب و دلخواه تثبیت شود. زمانی می توان ایجاد شرایط دمایی مناسب در داخل ساختمان را تضمین نمود که بر روی تمامی مراحل تولید و انتقال حرارت کنترل مدوام صورت گیرد، و بهترین راه رسیدن به این هدف، تمرکز عملیات تولید حرارت در موتورخانه مرکزی ساختمان است.

پروسه تولید و انتقال حرارت در یک سیستم مرکزی بدین صورت است که گرمای لازم جهت جبران تلفات حرارتی ساختمان توسط دیگ در داخل اتاقی به نام موتورخانه، به آب در چرخش داده می شود و توسط لوله های تاسیساتی به مبدل های گرمایی مستقر در اتاق ها از قبیل رادیاتور یا فن کویل منتقل می گردد. آب سیرکوله پس از انجام تبادل حرارت و خنک شدن مجددا به دیگ برگشت داده می شود تا چرخه فوق بار دیگر تکرار شود. تمام مراحل این عملیات را می توان با وسایلی از قبیل ترموستات و غیره به طور موثری کنترل نمود. پروسه سرمایش مرکزی ساختمان نیز به همین صورت است فقط چیلر جایگزین دیگ آب گرم می شود، و به جای آب گرم، آب سرد به مبدل های داخل اتاق ها فرستاده می شود.

جهت تولید آب گرم مصرفی نیز یک لوله از کلکتور خروجی از دیگ به سمت منابع کویلدار می رود، در آنجا آب سرد ورودی به منابع کویلدار با آب ورودی از دیگ به صورت غیر مستقیم (آب سرد ورودی داخل منبع ذخیره و آب ورودی از دیگ داخل کویل حرکت میکند ) تبادل حرارت می کند، و پس از گرم کردن آب مصرفی و از دست دادن حرارت مجددا به دیگ بازگشته و این چرخه تکرار می شود.

طراحی سیستم آبرسانی

موتورخانه قلب تپنده ساختمان بوده و لذا از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. بنابراین اختصاص فضای مناسب از نظر ابعاد و ارتفاع و دسترسی جهت نصب و اجرا و متعاقبا سرویس و نگهداری حائز اهمیت فراوان است. در ضمن موقعیت قرارگیری موتورخانه، عایق کاری صوتی و حرارتی و ارتعاشی آن نیز باید مد نظر قرار بگیرد.

مزایا و معایب موتورخانه مرکزی در آموزش طراحی موتورخانه

قبل از اینکه به سراغ آموزش طراحی موتورخانه و شرح موتورخانه مرکزی و تجهیزات به کار رفته در موتورخانه برویم، بهتر است تا مزایا و معایب موتورخانه های مرکزی را بیان کنیم تا بدانیم در کدام ساختمان ها بهتر است از سیستم موتورخانه مرکزی استفاده کنیم و در چه جاهایی سیستم محلی (Local) اولویت دارد.

در آنالیزهایی که توسط موسسات معتبر بین المللی در زمینه تاسیسات و تهویه مطبوع مانند اشری (ASHRAE) انجام شده است، در ساختمان های مسکونی که بیش از ۱۰ واحد دارند از نقطه نظر اقتصادی و نیز مصرف انرژی نصب موتورخانه در مقایسه با سیستم های محلی مانند پکیج های حرارتی یا بخاری ها مقرون به صرفه تر بوده و از طرفی بسیار ایمن تر از سیستم های محلی می باشد.

در سیستم های حرارت مرکزی، آب یا هوا جهت گرمایش به داخل فضا ارسال می شوند، در حالی که در سیستمهای محلی، گاز مستقیما به درون ساختمان فرستاده می شود و بدیهی است خطرات نشت گاز خام، نشت گاز مونوکسید کربن یا کمبود اکسیژن به صورت بالقوه همواره وجود دارد، اما در سیستم های حرارت مرکزی این معضلات وجود ندارد.

متاسفانه به دلیل اینکه لازم است بخشی از فضای ساختمان بدین منظور اشغال شود، کارفرمایان علاقه مند به استفاده از این سیستم نیستند. ولی باید به این نکته توجه داشت که در واقع فضایی که باید در سیستم مرکزی توسط سازنده به موتورخانه اختصاص یابد، در سیستم های محلی در فضاهای مسکونی داخل واحد مانند بالکن، آشپزخانه و یا حتی سالن پذیرایی پخش می شود.

یکی دیگر از مزایای موتورخانه وجود سیستمهای رزرو در موتورخانه می باشد. به طور مثال اگر در زمستان در یک واحد که از پکیج دیواری برای گرمایش واحد و تأمین آب گرم مصرفی استفاده می کند پکیج خراب بشود، تا تعمیر پکیج و تعویض قطعه معیوب یا برد پکیج که در بعضی از مواقع چندین روز به طول می انجامد، ساکنین واحد فوق به علت نبود سیستم گرمایشی و نیز آب گرم مصرفی با مشکلات جدی مواجه خواهند شد. در صورتی که در سیستم موتورخانه مرکزی در اکثر مواقع برای تجهیزات اصلی موتورخانه یک دستگاه رزرو نیز در نظر گرفته میشود که در صورت خرابی یکی از دستگاه ها، دستگاه رزرو وارد مدار شود.

یکی دیگر از مواردی که موجب می شود که سازندگان به سراغ سیستم های محلی از قبیل پکیج بروند استقلال واحدها از یکدیگر می باشد. چون در سیستم موتورخانه مرکزی در صورت عدم تعامل واحدها با یکدیگر برای پرداخت شارژ و عدم مدیریت مناسب در آپارتمان، امکان دارد که بهره برداری از این سیستم را با مشکل مواجه نماید. هر چند میتوان این مشکل را با نصب دستگاه های اندازه گیری انرژی (انرژی میتر) برای هر واحد به صورت جداگانه مرتفع نمود.

ویدئو جلسه دوم دوره آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه:

 

از دیگر مزایای موتورخانه مرکزی این است که در مناطقی که لوله کشی گاز انجام نشده است و یا در مواقعی که امکان کاهش فشار و یا قطع گاز وجود دارد، در صورتی که مشعل دیگ دوگانه سوز باشد، موتورخانه می تواند روشن باشد.

از دیگر مزایای موتورخانه مرکزی این است که امکان استفاده از سیستم لوله کشی گرمایش جهت سرمایش ساختمان در تابستان نیز وجود دارد.

معمولا هزینه اولیه خرید و اجرای سیستم مرکزی بیشتر از سیستم محلی می باشد ولی همان طور که گفته شد مصرف انرژی سیستم مرکزی کمتر از سیستم های محلی است. مثلا یک مجتمع مسکونی ۶۰ واحدی که متراژ مفید هر واحد آن ۸۰ مترمربع است و در تهران واقع شده، حدودا به یک چیلر آبی ۱۰۰ تا ۱۲۰ تن تبرید نیاز دارد که کمپرسور آن حداکثر ۸۵ کیلووات خواهد بود، و با پمپ برج و پمپ سیرکولاتور و فن برج و توان موتور فن کویل ها، برق مصرفی کل ساختمان حدود ۱۰۰ کیلووات می شود. ولی اگر بخواهیم از کولرهای گازی بدین منظور استفاده کنیم بایستی برای هر واحد حداقل یک کولر گازی ۲۴۰۰۰ بی تی یو بر ساعت در نظر بگیریم که هر کولر حداقل یک موتور ۲٫۷ کیلوواتی لازم دارد، در این صورت برق مصرفی کل ساختمان ۱۶۲ کیلووات می شود.

آموزش طراحی موتورخانه-تجهیزات موتورخانه

دیگ ها

انواع دیگ موتورخانه

دیگ یک مخزن تحت فشار بوده که مهمترین جزء سیستم گرمایش مرکزی می باشد و وظیفه آن گرم کردن آب جهت ارسال به مبدل ها (رادیاتورها، فن کویل ها، منابع کویلدار و …) می باشد. بنابراین محاسبه ظرفیت حرارتی دیگ و متعاقبا انتخاب نوع آن از اهمیت بسزایی برخوردار است. طبقه بندی دیگ ها بر اساس جنس دیگ صورت می گیرد و به دو دسته دیگ های چدنی و دیگ های فولادی تقسیم می شود.

دیگ های چدنی برای فشارهای پایین و حداکثر ۵ بار استفاده می شوند. این دیگ ها در مصارف خانگی و تولید آب برای مصارف صنعتی سبک مورد استفاده قرار می گیرند. بهتر است برای مناطقی که زمستان های سرد دارند و اختلاف دمای آب رفت و برگشت ممکن است زیاد باشد استفاده نشوند، زیرا تنش های حرارتی ناشی از آب برگشتی نسبتا سرد ممکن است باعث ترک خوردگی پره های آنها شود.

دیگ های چدنی به دلیل اینکه پره ای هستند امکان افزایش ظرفیت حرارتی آنها وجود دارد و حمل و نقل و نصب آنها به آسانی صورت می گیرد.

دیگه های چدنی دارای مقاومت خوبی در مقابل خوردگی هستند و در مقایسه با دیگ های فولادی دارای عمر طولانی تری هستند. معمولا دیگ های چدنی برای ظرفیت های کمتر از ۴۰۰٫۰۰۰ بی تی یو بر ساعت پیشنهاد می شوند.

ویدئو جلسه سوم دوره آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه:

 

دیگ های فولادی برای فشارها و ظرفیتهای حرارتی متوسط تا زیاد کاربرد دارند.

برای کاربردهایی که فشار بالاست بهتر است از دیگ های فولادی استفاده کرد، ولی باید از قبل برای حمل و نصب دیگ چاره ای اندیشیده شود. چون دیگ های فولادی یکپارچه هستند باید امکان انتقال آنها به فضای مورد نظر حتما مد نظر قرار گیرد، و برای تعویض دیگ در آینده نیز راهکاری در نظر گرفته شود.

انواع دیگ و مشعل

دیگ باید بر روی فونداسیونی بتنی که حداقل از هر طرف دستگاه ۳۰ سانتی متر طولانی تر باشد نصب شود. این فونداسیون در طرف مشعل باید حدود ۹۰ سانتی متر امتداد یابد. ارتفاع فونداسیون حداقل باید ۱۰ سانتی متر باشد.

آموزش طراحی موتورخانه-مشعل ها

مشعل صنعتی گازسوز

مشعل ها با احتراق سوخت وظیفه تامین حرارت لازم برای تولید آب گرم داخل دیگ را دارند. مهمترین مشخصات مشعل ها ظرفیت حرارتی و دبی سوخت مصرفی آنهاست.

مشعل ها از نظر سوخت مصرفی به دو دسته گازسوز و دوگانه سوز (گاز و گازوئیل) تقسیم می شوند.

آموزش طراحی موتورخانه-منابع انبساط

در سیستم های گرمایی با آب، در اثر افزایش دما حجم آب افزایش یافته و این افزایش حجم باید به محفظه ای هدایت شود، وهنگامی که سیستم خاموش و سرد می شود و کاهش حجم اتفاق می افتد مجددا به درون سیستم انتقال یابد. به این محفظه ها منابع انبساط گفته می شود که به دو نوع منابع انبساط باز و منابع انبساط بسته تقسیم می شوند. منابع انبساط علاوه بر جبران انبساط و انقباض آب، تأمین و تثبیت فشار سیستم و آبگیری سیستم را نیز انجام می دهند.

منبع انبساط چیست؟

منابع انبساط باز از یک سو با هوای آزاد و از سوی دیگر با سمت مکش پمپ در اراتباط است و باید در ارتفاعی بالاتر از بالاترین مبدل حرارتی (مثلا فن کویل طبقه آخر) نصب شود. حداقل ارتفاع استاتیکی سطح نرمال آب منابع انبساط باز از بالاترین مبدل حرارتی باید ۱۲۰ سانتیمتر باشد. این منابع باید عایقکاری مناسب شوند زیرا تلفات حرارتی زیادی دارند، علاوه بر این باید در مقابل یخ زدگی هم محافظت شوند.

با توجه به محدودیتهایی که در ارتباط با استفاده از منابع انبساط باز وجود دارد، مانند محدودیت در دما و فشار، اتلاف حرارتی به واسطه تبخیر آب و انتقال حرارت، حجم لوله کشی زیاد از موتورخانه تا روی بام و … ، ممکن است به جای منبع انبساط باز از نوع بسته استفاده کرد. منابع انبساط بسته با هوای آزاد ارتباطی ندارند و می توانند تحت فشاری بالاتر از فشار جو کار کنند، بنابراین ارتفاع نقشی در تامین فشار سیستم نداشته و این منابع می توانند در هر ارتفاعی نصب شوند، ولی معمولا این منابع را در داخل موتورخانه قرار می دهند تا طول لوله کشی کاهش یابد.

منبع انبساط دیواری

به منظور تامین فشار در منابع انبساط بسته از یک گاز بی اثر یا ازت استفاده می شود. راه اندازی و سرویس و نگهداری این منابع تخصصی تر و پیچیده تر از منابع انبساط باز می باشد، به همین علت در جاهایی که امکان استفاده از منابع انبساط باز می باشد، معمولا سراغ اجرای منابع انبساط بسته نمی روند.

 

آموزش طراحی موتورخانه-چیلرها

چیلر دستگاهی است که برای سرد کردن و کاهش دمای آب به کار می رود. در چیلرها سیال عاملی به نام مبرد جریان دارد که در اواپراتور به صورت مایع بوده و نقطه جوش آن کمتر از آبی (آب سیستم فن کویل ها و …) است که می خواهد خنک شود. بنابراین مبرد درون اواپراتور با گرفتن گرما از آب (برگشتی از سیستم فن کویل ها و …) ، به جوش آمده و تبخیر می شود و باعث کاهش دمای آن می شود.

عمده ترین روش دسته بندی چیلرها بر اساس فرایندهایی است که روی سیال عامل آنها صورت می گیرد. بدین ترتیب چیلرها به دو دسته عمده چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می شوند. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی تولید سرما می کنند. لذا بسته به شرایط آب  و هوایی، منطقه جغرافیایی، هزینه تامین انرژی، هزینه تامین آب و … یکی از انواع چیلرها انتخاب می شود.

چیلرهای تراکمی خود به دو دسته چیلرهای آب خنک و چیلرهای هوا خنک تقسیم می شوند. در چیلرهای آب خنک که در موتورخانه نصب می شوند، مبرد موجود در کندانسور توسط آب ورودی از برج های خنک کننده روی بام سرد می شود، ولی در چیلرهای هوا خنک که معمولا روی بام ساختمان نصب می شوند، مبرد با جریان هوا روی کویل های کندانسور سرد می شود.

عملکرد چیلرهای تراکمی بدین صورت است که مبرد در اواپراتور بر اثر گرفتن گرما از آب تبخیر شده و به گاز تبدیل می شود، سپس در اثر مکش پیستون وارد سیلندر کمپرسور شده و متراکم می شود و در نتیجه دما و فشار آن بالا می رود. بعد از آن مبرد وارد کندانسور شده و گرمای خود را به آب درون کندانسور که از برج خنک کننده می آید (در چیلرهای آب خنک) و یا هوای جاری روی کویل ها (در چیلرهای هوا خنک) پس می دهد و به مایع تبدیل می شود. این مایع به طرف شیر انبساط حرکت کرده و در آنجا برای اینکه بتواند در اواپراتور با گرفتن گرما از آب تبخیر شود فشار مبرد کاهش می یابد (زیرا در سیالات با کاهش فشار نقطه جوش آنها هم کاهش می یابد). بعد از کاهش فشار، مبرد وارد اواپراتور شده و بدین ترتیب سیکل تبرید ادامه پیدا می کند.

انواع چیلرهای صنعتی

در چیلرهای جذبی، برای سرد کردن مستقیما از حرارت استفاده می شود و به انرژی الکتریکی نیاز نیست. از آنجایی که این نوع چیلرها هیچ لرزشی ندارند، می توان آنها را در هر مکانی که منبع حرارت در اختیار باشد مورد استفاده قرار داد. عملکرد چیلر جذبی مقداری پیچیده است و خارج از حوصله مخاطبان این مقاله می باشد. به امید خدا در یک مقاله جداگانه عملکرد کامل چیلر جذبی را شرح خواهیم داد.

چیلر جذبی

به علت پیچیدگی و هزینه های بالای تعمیر و نگهداری چیلرهای جذبی، معمولا هنگامی که بار سرمایشی ساختمان کمتر از ۱۰۰ تن تبرید باشد، چیلرهای تراکمی بر چیلرهای جذبی ترجیح داده می شوند. در ظرفیت های بالاتر تا حدود ۳۰۰ تن تبرید، انتخاب بین این دو نوع چیلر به چگونگی تأمین و در دسترس بودن منبع انرژی آنها بر می گردد، به طوری که اگر تأمین برق آسان تر و هزینه آن کمتر باشد از چیلرهای تراکمی و اگر تأمین گاز آسان تر و هزینه آن کمتر باشد استفاده از چیلرهای جذبی اولویت دارد. در ظرفیت های بالاتر از ۳۰۰ تن تبرید نیز معمولا چیلرهای جذبی ترجیح داده می شوند مگر آنکه شرایط طراحی و منابع انرژی باعث استفاده از چیلرهای کمپرسوری شوند.

آموزش طراحی موتورخانه-برج های خنک کننده

وظیفه برج خنک کننده، خنک کردن آب خروجی از کندانسور چیلر تراکمی (یا جذبی) است. همان طور که توضیح دادیم مبرد با جوشش و تبخیر در اواپراتور حرارت آب برگشتی از فن کویل ها را میگیرد، این حرارت در کندانسور چیلر به وسیله آب ورودی از برج خنک کننده از مبرد گرفته می شود و مبرد برای استفاده مجدد آماده می شود. آب جریانی در برج خنک کننده نیز عمدتا به واسطه تبخیر (همانند مکانیزم کولرهای آبی) خنک می شود.

برج خنک کننده چیست؟

آموزش طراحی موتورخانه-پمپ ها

پمپ دستگاهی است که برای انتقال و یا سیرکولاسیون مایعات به کار می رود. در انتخاب پمپ ها پارامترهای زیادی دخالت دارند که مهمترین آنها دبی (مقدار حجم آبی که پمپ در واحد زمان از خود عبور میدهد) و هد (میزان فشار ایجاد شده توسط پمپ) می باشد.

پمپ های تامین فشار یا بوسترپمپ ها

پمپ های موجود در موتورخانه از لحاظ کاربرد به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

– پمپ های تامین فشار یا بوسترپمپ ها

– پمپ های سیرکولاسیون یا گردش آب

دسته بندی پمپ ها

پمپ های جابه جایی مثبت

پمپ های گریز از مرکز

پمپ های سانتریفیوژ

پمپ های گریز از مرکز

پمپ و پمپاژ یکی از مقوله های علمی پرکاربرد در صنایع گوناگون است که مهندسین را به خود مشغول ساخته است

پمپ را از دو دیدگاه می‌توان مورد نقد و بررسی قرار داد.

  • بررسی هیدرودینامیک مایع و یا سیال داخل پمپ و بررسی اجزای مختلف پمپ
  • بررسی و تحلیل انواع پمپ ها و نحوه انتخاب مناسب ترین پمپ جهت بوجود آوردن بهینه ترین سیستم موجود

پمپها به روشهای مختلفی دسته بندی می شوند ولی در حالت کلی براساس مکانیزم عملکردشان به دو دسته کلی

پمپ های حرکتی یا دینامیک و پمپ های جابجایی مثبت تقسیم بندی می‌شوند.

پمپ های جابجایی مثبت

در این پمپ ها در اثر مکش، مقدار مشخصی از سیال یا مایع وارد پمپ شده و در بین دو قطعه قرار گرفته خواهد شد. سپس با حرکت و جابه جایی یکی از این قطعات سیال (مایع) مورد نظر تحت فشار شدیدی قرار خواهد گرفت و سپس به محض اینکه فشار مایع یا همان سیال به مقدار مشخصی برسید از پمپ خارج خواهد شد.

پمپ های پیستونی

از این پمپ ها جهت جابه جایی مستقیم آب استفاده می‌شود. آبپاش های قوی نمونه بسیار پرکاربرد این پمپ ها می‌باشد.

عمده مصرف این پمپ ها در مصارف خانگی، کارواش ها،مخازن و… می‌باشد.

پمپ های دیافراگمی

کاربرد این نوع پمپ ها معمولا برای تزریق مواد شیمیایی نظیر کلر در استخرهای شنای خانگی و صنعتی و یا تزریق مواد شیمیایی به آب تغذیه بویلرها می‌باشد.

پمپ های دوار

در این پمپ ها اساس کار به این صورت می‌باشد که یک یا چند روتور در داخل یک محفظه قرار دارند و با چرخش روتورها سیال و یا مایع از یک طرف با فشار کم وارد محفظه شده است با گیر کردن بین روتورها بسیار فشرده خواهد شد و بتدریج فشار آن بالا خواهد رفت و به طرف خروجی پرتاب می‌شود.

پمپ های گریز از مرکز

دامنه استفاده از این پمپ ها در سیستم هایی همچون سیستم آبرسانی، آتشنشانی، پمپ های گردشی برای کاربردهایی همچون گرمایش و سرمایش، پمپ های شناور، پمپ های لجن کش و…. می‌باشد.

با این تفاسیر می‌توان حدس زد دامنه کاربرد این پمپ ها بسیار وسیع بوده و استفاده فراوانی در طراحی تاسیسات مکانیکی موتورخانه دارد.

همچنین پمپ های گریز از مرکز را می‌توان از نظر نوع پوسته، نوع پروانه و چگونگی قرار گرفتن محور و تعداد طبقات به انواع زیر تقسیم بندی نمود:

 

  • از نظر نوع پوسته
  • از نظر تعداد برش پوسته
  • از نظر دهانه مکش و رانش
  • ساختمان مکانیکی پروانه
  • تقسیم بندی پروانه ها از نظر ورود مایعات به پمپ
  • تقسیم بندی پروانه از نظر جهت جریان مایع
  • تقسیم بندی پمپ های گریز از مرکز از نظر تعداد طبقات
  • تقسیم بندی پمپ ها با توجه به جهت دوران پروانه

برای توزیع آب مصرفی یا آتش نشانی در طبقات ساختمان باید از پمپ استفاده شود، و از آنجا که این پمپ یا مجموع ای از پمپ ها نه برای گردش آب بلکه به منظور تامین فشار مورد نیاز استفاده می شوند، آن ها را پمپ های تامین فشار یا بوسترپمپ می نامند. در سیستم تحت فشار با باز شدن هر یک از شیرهای برداشت آب و کاهش فشار، پمپ یا پمپ ها روشن شده و با بسته شدن شیر و افزایش فشار خاموش می شوند. روشن و خاموش شدن پی در پی پمپ ها منجر به ایجاد شوک های هیدرولیکی و الکتریکی می شود، بنابراین برای جلوگیری از این عارضه از منابع تحت فشاری که حدود یک سوم آن از ازت یا هوا پر شده است استفاده می شود. لذا در صورت باز شدن شیر آب قبل از اینکه پمپ روشن شود، انرژی ذخیره شده در منبع فشار لازم را تأمین می کند و مانع از روشن شدن پمپ می شود، مگر اینکه فشار از حد مشخصی کمتر شود که در این صورت پمپ روشن شده و فشار مورد نیاز را تامین می کند.

ویدئو جلسه چهارم دوره آموزش طراحی تاسیسات موتورخانه:

 

پمپ های سیرکولاسیون وظیفه به گردش درآوردن آب در مدار سیستم های گرمایشی و سرمایشی ساختمان را بر عهده دارند. محاسبه و انتخاب درست و بهینه پمپ می تواند به عملکرد مناسب سیستم منجر شود و از طرفی کاهش مصرف انرژی را به دنبال خواهد داشت.

در موتورخانه های دوفصلی معمولا چندین گروه از پمپ های سیرکوله وجود دارند که عبارتند از: پمپ های سیرکوله مدار فن کویل ها و دیگ یا چیلر، پمپ های سیرکوله مدار منابع کویلدار و دیگ، پمپ های سیرکوله مدار برج خنک کننده و کندانسور چیلر، پمپ های سیرکوله مدار برگشت آب گرم مصرفی و  . . .

پمپ سیرکولاسیون

آموزش طراحی موتورخانه-مبدل های حرارتی

مبدل های حرارتی برای انتقال حرارت بین دو سیال با دماهای مختلف کاربرد دارند. انواع مبدل ها شامل منابع کویلدار، منابع دوجداره، مبدل پوسته-لوله، و مبدل های صفحه ای می باشد، که دو نوع منابع کویلدار و منابع دوجداره بیشتر برای تولید آب گرم مصرفی کاربرد دارند، و دو نوع مبدل های پوسته-لوله و مبدل های صفحه ای بیشتر در موتورخانه های استخر کاربرد دارند که در مقاله های بعدی به آنها خواهیم پرداخت.

منابع کویلدار شامل یک مخزن ذخیره آب و یک یا چند کویل حرارتی می باشند. عملکرد این منابع بدین صورت است که آب ورودی از دیگ از یک طرف کویل وارد شده و از طرف دیگر خارج می شود، بدین ترتیب آب سرد ورودی از آب شهر که از سمت پایین وارد منبع می شود در داخل منبع کویلی گرم می شود، و پس از گرم شدن از بالای منبع خارج می شود و به سمت رایزر آب گرم مصرفی واحدها می رود.

طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان

منابع دوجداره در واقع از دو استوانه درون هم تشکیل شده اند و برای ظرفیت های کوچک تولید آب گرم مصرفی از آنها استفاده می شود. راندمان آنها خیلی کم می باشد و مزیت آن نسبت به منابع کویلدار قیمت کمتر و افت فشار بسیار پایین آنهاست.

محاسبات موتورخانه

آموزش طراحی موتورخانه-سختی گیر

به مجموع املاح کلسیم و منیزیم موجود در آب سختی آب گفته می شود، و دستگاهی که این سختی را از بین می برد سختی گیر نام دارد. از آنجایی که در سیستم های گرمایشی بر اثر حرارت دیگ های آب گرم املاح کلسیم و منیزیم باعث ایجاد رسوب (داخل لوله ها، روی لوله ها و کوره دیگ و …) می شود که مانع از انتقال حرارت می شود، و بدین ترتیب باعث تلفات حرارتی و افزایش هزینه مصرف سوخت و انرژی و کاهش راندمان موتورخانه می شود، پس باید سختی آب را حذف نمود. بدین منظور از روش های مختلفی جهت جلوگیری از ایجاد رسوب استفاده می شود که قدیمی ترین و موثرترین آنها روش تبادل یونی یا سختی گیر رزینی است. نوع دیگری از جلوگیری از ایجاد رسوب، استفاده از سختی گیرهای الکترونیکی یا مغناطیسی است.

سختی گیر چیست؟

همان طور که گفته شد آبگیری سیستم سرمایشی و گرمایشی موتورخانه از طریق منابع انبساط صورت می گیرد، لذا بایستی منابع انبساط را با آب خروجی از سختی گیرها تغذیه نمود تا آبگیری کل سیستم با آب سختی گیری شده (یا به اصطلاح آب نرم) صورت گیرد.

آموزش طراحی موتورخانه-موقعیت موتورخانه

بدیهی است که در صورت امکان موقعیت موتورخانه باید نسبت به موقعیت ساختمان، مرکزیت داشته باشد، زیرا که طول لوله کشی ها کاهش یافته و بنابراین افت فشار و متعاقبا توان و برق مصرفی پمپ های سیستم کاهش خواهد یافت و نیز دسترسی به آن آسان تر خواهد بود.

به دلیل اینکه گازهای خروجی از دودکش دیگ ها ممکن است باعث آلودگی محیط زیست و آزار و اذیت سایر قسمت ها شود، در انتخاب موقعیت موتورخانه باید به وزش باد غالب توجه کرد و حتما به این نکته توجه شود که موتورخانه در مکانی واقع شود که باد محصولات احتراق را به فضاهای اداری و مسکونی انتقال ندهد و یا توسط سایر دستگاه ها مثل کولر و هواسازها مکیده نشود که به داخل فضا انتقال یابد.

از نظر مکانی ممکن است موتورخانه در زیرزمین، کف، و یا در طبقات قرار گیرد. در حالتی که در زیرزمین واقع می شود حتی المقدور باید نسبت به جلوگیری از آب گرفتگی فضای موتورخانه، قابل حمل و نقل بودن دستگاه ها (در صورت نیاز به تعمیرات و یا تعویض) و نیز عایق صوتی جداره های آن توجه کرد. در صورت نصب موتورخانه در طبقات، علاوه بر موارد فوق می بایست نسبت به میرا کردن ارتعاشات حاصل از دستگاه ها و نیز ایزولاسیون کامل کف تمهیدات لازم اندیشیده شود و نیز طراحی سازه های ساختمان بر اساس تحمل وزن دستگاه ها و لرزش های آنها صورت گیرد.

آموزش طراحی موتورخانه-مساحت موتورخانه

تعیین مساحت و فضای مورد نیاز موتورخانه به پارامترهای زیادی از قبیل نوع دستگاه ها، ابعاد و تعداد آنها، محدودیت های مکانی، نظرات کارفرما و … بستگی دارد، ولی به صورت تقریبی می توان از نمودار زیر استفاده کرد.

محاسبات طراحی موتورخانه

در این راستا برخی منابع حداقل حجم بویلر روم را ۱۶ برابر حجم بویلرها ذکر کرده اند و حداقل حجم برای سایر تجهیزات را ۱۲ برابر آنها ذکر کرده اند. بنابراین با داشتن حجم تقریبی دستگاه ها و ارتفاع محل می توان مساحت لازم را بدست آورد.

استاندارد اشری مقدار مساحت کل برای تجهیزات مکانیکی و الکتریکی ساختمان را ۴% تا ۹% مساحت کل ساختمان پیشنهاد می کند، که این مقدار در اکثر ساختمان ها بین ۶% تا ۹% قرار می گیرد. البته باید توجه داشت که مساحت فوق شامل کلیه تجهیزات تهویه مطبوع، برقی، آبرسانی، آتش نشانی و داکتهای عمودی انتقال لوله ها و کانال های تاسیسات مکانیکی و خطوط برق نیز می شود.

برای محاسبه دقیق تر مساحت موتورخانه، باید ابعاد و اندازه دستگاه ها و فواصل آن ها از دیگر تجهیزات و دیوارها را داشت.

آموزش طراحی موتورخانه-طرز کار سیستم تولید آب گرم موتورخانه

ابتدا آب خام ورودی از سیستم آب شهری وارد دستگاه سختی گیر می شود. پس از آنکه سختی آن به صورت تبادل یونی توسط سختی گیر گرفته شد، وارد منبع انبساط می شود. آب گیری سیستم و کمبود آب توسط منبع انبساط انجام می شود. آبی که وارد دیگ شده توسط حرارت مشعل گرم شده و دمای آن افزایش می یابد. سپس وارد کلکتور آب گرم رفت می شود و بعد از آن توسط پمپ سیرکولاسیون جهت انتقال به رادیاتورها و فن کویل ها پمپاژ می شود. پس از تبادل حرارت آب گرم سیرکولاسیون با محیط و خنک شدن آن، مجددا به داخل دیگ برگشته و گرم می شود و سیکل به همین ترتیب ادامه می یابد.

همچنین یک لوله خروجی از کلکتور آب گرم رفت توسط پمپ سیرکوله وارد منبع کویلی یا منبع دوجداره می شود و بعد از گرم کردن آب مصرفی، مجددا به داخل دیگ بر می گردد.

جهت کنترل دمای آب درون دیگ از ترموستاتی که روی آن است بهره می برند و ترموستات فرمان خاموش و روشن مشعل را می دهد. برای کنترل دمای آب گرم مصرفی نیز ترموستاتی که روی لوله خروجی آب گرم مصرفی متصل شده، به پمپ سیرکوله منابع کویلی فرمان می دهد و اگر دما از یک مقدار تعیین شده ای بیشتر شد، فرمان خاموش شدن پمپ ها  را می دهد.

آموزش طراحی موتورخانه-چیدمان تجهیزات موتورخانه

دیگ ها بهتر است به گونه ای نصب شوند که مشعل آنها نزدیک درب یا فضای آزاد باشد تا به راحتی هوای تازه را مکش نمایند.

فواصل دیگ ها از هم طوری باشد که علاوه بر امکان بازدید، تعمیرات و سرویس های لازم، کارکرد مشعل ها در کار یکدیگر اختلال ایجاد نکنند و در هر صورت راه عبور بدون مانع در اطراف دستگاه نباید کمتر از ۵۰ سانتیمتر باشد.

تجهیزاتی مانند منابع انبساط بسته و پمپ های سیرکولاسیون و منابع کویلی، بهتر است نزدیک دیگ ها باشند تا طول لوله کشی و میزان افت فشار کاهش یابد.

تابلوی برق جهت خنک کاری در نزدیکی فضای آزاد باشد و دقت شود در مکانی قرار گیرد که در صورت نشتی آب و بخار، دچار آسیب نشده و به علاوه از صدمات فیزیکی به دور باشد.

سختی گیرها نزدیک آب تغذیه ورودی شهر به موتورخانه باشند.

به دلیل سرویس دیگ ها، مخصوصا سیخ زنی لوله ها و نیز تعویض احتمالی لوله ها لازم است فاصله جلو و پشت دیگ حداقل به گونه ای باشد که این امکان را فراهم کند. در ضمن فاصله پشت دیگ از دیوار یا تجهیزات دیگر حداقل ۱ متر باشد.

آموزش طراحی موتورخانه-ملزومات موتورخانه

درب های موتورخانه اید به طرف بیرون بازشو بوده و فلزی باشند. علاوه بر این بهتر است قسمت پایین درها به صورت گریل افقی باشند تا تأمین هوای احتراق به آسانی صورت گیرد.

ابعاد درها باید به گونه ای باشند که امکان جابجایی بزرگترین دستگاه داخل موتورخانه از طریق آن وجود داشته باشد. حداقل ابعاد درب موتورخانه ۱*۲ متر باشد و حداقل مقاومت درها در مقابل آتش باید ۳ ساعت باشد.

از آنجایی که عمر تجهیزات تاسیساتی مخصوصا دیگ ها معمولا کمتر از ۲۰ سال می باشد و عمر ساختمان ها خیلی بیشتر از این است، بنابراین در ساختمان هایی که از دستگاه های بزرگ مانند دیگ های فولادی و چیلرها استفاده می کنند، ممکن است در مراحل اولیه و ابتدایی دیگ ها و دستگاه های سنگین را در داخل ساختمان و مکان نصب خود قرار دهند ولی در آینده برای تعویض و جابجایی آنها مشکل وجود خواهد داشت. بنابراین بایستی حتما نسبت به جابجایی آسان آنها چاره ای اندیشیده شود.

ارتفاع موتورخانه بایستی متناسب با ارتفاع بلندترین تجهیز و لوله کشی های روی آن باشد.

ارتفاع موتورخانه دو فصلی نباید کمتر از ۳ متر باشد. اگر چیلر موتورخانه از نوع جذبی باشد این ارتفاع حداقل باید ۴ متر باشد.

سقف موتورخانه به منظور جابجایی آسان تجهیزات دارای استحکام مناسب باشد و تمهیدات لازم اندیشیده شود.

برای تجهیزات و دستگاه ها فونداسیون مناسب (از نظر طول، عرض، ارتفاع، نوع بتن از لحاظ عیار سیمان، مش بندی آرماتورها، قطر و فاصله آنها و …) پیش بینی شود. در استانداردها پیشنهاد شده که ابعاد فونداسیون به گونه ای باشد که از هر طرف حدود ۲۰ تا ۳۰ سانتیمتر از شاسی دستگاه طولانی تر باشد.

نصب پلیت های فولادی مناسب بر روی فونداسیون و کلاف بندی فونداسیون با نبشی انجام گیرد.

در موتورخانه باید جهت هدایت آب و فاضلاب حاصل از نشتی ها و یا شستشوی سختی گیرها و زیرکشی دیگ ها و تعمیرات، تمهیداتی اندیشیده شود، که برای این منظور پیشنهاد می گردد در موتورخانه یک کانال به ابعاد مناسب با شیب ۲ تا ۳ درصد تعبیه گردد و به شیر زیرکشی دیگ ها و سختی گیرها نزدیک باشد. همچنین بایستی روی کانال را با حفاظ مناسب پوشانید و کانال را به سمت چاه جذبی موتورخانه هدایت نمود.

منابع و مآخذ:

– کتاب راهنمای آموزش طراحی موتورخانه آب گرم مهندس داریوش هادی زاده

– کتاب طراحی آموزش طراحی موتورخانه محمدرضا سلطاندوست

– کتاب محاسبات تاسیسات ساختمان مهندس سید مجتبی طباطبایی

– کتاب مرجع کامل طرح و اجرای تأسیسات مکانیکی مهندس داریوش هادی زاده

– مرجع محاسبات تاسیسات مکانیکی ساختمان مهندس وحید وکیل الرعایا

میانگین امتیازات ۵ از ۵
از مجموع ۱۴ رای
ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

ده + 4 =