بررسی تجهیزات یک موتور خانه

موتور خانه (Power House)

موتور خانه بخشی از ساختمان است که به عنوان قلب سیستم تهویه مطبوع یا حرارت مرکزی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این بخش ممکن است در زیر زمین یا اتاقی خارج از ساختمان بنا شود و شامل اجزایی مانند چیلر، بویلر، پمپ‌ها، لوله‌ها، مشعل، برج خنک کننده و... می‌شود. در ادامه در مورد اجزای تشکیل موتورخانه توضیحاتی ارائه می‌گردد.

وسایل تولید حرارت – دیگ (Boiler)

از معمول‌ترین مولدهای گرمایی ،دیگ‌های حرارت مرکزی می‌باشند. در دیگ‌ها انرژی حرارتی از سوخت (که توسط مشعل تولید حرارت می‌نماید) گرفته شده و به آن داده می‌شود. بسته به نوع مصرف، آب می‌تواند در دیگ‌ها به آب گرم (87 درجه سیلسیوس)، آب داغ (200 درجه سیلسیوس با افزایش فشار آب) و یا بخار تبدیل شود لذا دیگ‌ها به سه نوع دیگ آبگرم، آب داغ و دیگ بخار تقسیم می‌شوند .در دیگ‌های آب گرم انرژی حرارتی تولید شده توسط مشعل، آب گرم یا داغ را تولید می‌نماید و سعی می‌شود که از تولید بخار جلوگیری به عمل آید زیرا در این دیگ‌ها کنترل و سوپاپی جهت بخار ایجاد شده وجود ندارد و در صورت تولید بخار به دیگ آسیب می‌رسد. دیگ‌ها آب گرم از نظر جنس و ساخت به دو نوع:  دیگ چدنی و دیگ فولادی تقسیم می شوند دیگ‌های موجود با ظرفیت 150000k col با سوخت گاز شهری مشغول به کار می‌شوند و معمولاً دمای مورد نظر روی 80 درجه تنظیم می‌شود.

چیلر (Chiller)

چیلر یک سیستم تبرید است که می‌تواند تراکمی یا جذبی باشد و برای تولید آب سرد به منظور اهداف تهویه مطبوع مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در ماشین‌های مبرد تراکمی، مقداری کار در Comperssor به داده می‌شود، کمپرسور بخار مبرد را متراکم نموده و فشار و دمای آن افزایش می‌دهد. مبرد درCondenser حرارت دریافت کرده را به محیط پس داده و تقطیر می‌شود. مبرد مایع بعد از عبور از شیر انبساط Expantion Valve وارد Evaporator شده و در اثر ازدیاد حجم، حرارت محیط اطراف را کسب می‌کند و در نتیجه هوای اطراف اواپراتور خنک می‌شود. اگر از یک مبدل پوسته لوله در اواپراتور استفاده شود می‌توان آب خنک برای سرمایش ساختمان استفاده نمود.

برج خنک کننده (Cooling tower)

گرمایی که در سیکل کار چیلر در کندانسور دفع شده به آب داده می‌شود آبی که به این‌صورت گرم شده به برج خنک کننده منتقل می‌گردد تا گرمای خود را در آن‌جا به محیط اطراف دهد. نحوه‌ی عمل در برج بدین صورت است که آب از بالا به پایین پاشیده می‌شود و در حین عبور از قسمت‌های داخلی برج، با وزش هوا، قسمتی از گرمای آب به محیط داده می‌شود و مقداری از حرارت باقی‌مانده نیز ضمن تبخیر ذرات آب (که با گرفتن گرما همراه است) خنثی می‌شود، پس از این مراحل آب در تشتک زیر برج جمع شده و جهت برقراری مجدد سیستم وارد چیلر می‌شود . وزش هوا در داخل برج معمولا به وسیله‌ «هوا ده» یا «باد رسان» صورت می‌گیرد. باد رسان‌ها از نوع پروانه‌ای و یا سانتریفوژ هستند.

مشعل (Burner)

تولید گرما در دیگ‌ها به وسیله‌ی مشعل صورت می‌پذیرد. مشعل‌ها معمولا با سوخت‌های مایع (Oil Burner) یا گاز کار می‌کنند. در مناطقی که دسترسی به گاز آسان باشد از مشعل‌های گازی (Gas Burner) استفاده می‌شود. در مشعل های گازی عمل احتراق به وسیله‌ی گاز صورت می‌پذیرد. به علت خطرات بیش‌تری که گاز نسبت به گازوئیل دارد کنترل آن از حساسیت زیادی برخودار است. معمولاً دارای یک ترموکوپل برای کنترل شعله می‌باشد و در صورتیکه شعله از خاموش شود فرمان قطع جریان گاز را می‌دهد.

خطوط و وسایل انتقال انرژی

انتقال گرما و سرما توسط دو عامل بخار (لوله کشی) یا هوا (کانال کشی) صورت می‌گیرد. وسیله‌ی ایجاد فشار در لوله کشی پمپ و در کانال کشی، باد رسان (فن) می‌باشد. آب به وسیله دیگ گرم و یا به واسطه چیلر سرد شده و توسط خطوط لوله کشی به قسمت‌های مورد نیاز منتقل می‌شود. ایجاد فشار به وسیله Pump صورت می‌گیرد معمولا در ظرفیت‌های کم (تا حدود 100GPM) از پمپ خطی که در فضای آزاد روی مسیر خط لوله نصب می‌شود استفاده شده و در ظرفیت‌های بزرگتر پمپ زمینی (Base Mounted pump) به کار می‌رود.

پمپ زمینی روی فونداسیون نصب شده و قبل از اتصال به سیستم لوله کشی معمولا لرزه گیر به کار برده می‌شود تا لرزش پمپ که باعث ایجاد خستگی و شکستن لوله‌ها می‌شود به شبکه لوله کشی منتقل نگردد. در مواقعی که احتیاج به فشار زیاد باشد از پمپ‌های چند مرحله‌ای (Multi stage pump) استفاده می‌شود. عموما پمپ‌های موتور خانه طبق برنامه زمان‌بدی شده به نوبت در مدار قرار گرفته می‌شدند. این گونه پمپ‌ها در مکش دارای گیج فشار (مانومتر)، شیرفلکه، صافی (Strainer) ولرزه گیر می‌باشند و در رانش نیز دارای لرزه گیر شیر یک‌طرفه شیر فلکه و مانومتر می‌باشد Cheak valae یا شیر یکطرفه برای جلوگیری از به قوچ یا پدیده می‌باشد  ـ مانومتر فشار را مشخص می‌کند ـ  شیر کشویی برای قطع یا وصل آب و شیر فلکه سوزنی برای تنظیم و دبی آب استفاده می‌شود ـ صافی یا استریز برای جلوگیری از ناخالصی آب به داخل پمپ نصب می‌شود.

وسایل تبادل و توزیع گرما و سرما

آب، بخار و یا هوا. بعد از عبور از شبکه‌های انتقال به وسایل توزیع گرما و سرما رسیده تهویه مطبوع محیط را فراهم می‌آوردند وسایل توزیع سرما و گرما در اینجا فن کویل و هوا ساز می‌باشد. از فن کویل برای گرمایش در زمستان و هم برای سرمایش در تابستان مورد استفاده می‌شود. آب سرد و گرمی که در دستگاه‌های مولد انرژی (دیگ ـ چلیر) تولید می‌شود توسط پمپ و شبکه لوله کشی به فن کویل رسیده و پس از عبور از کویل‌های پره دار به وسیله وزش اجباری هوا روی کویل‌ها، سرما و گرما را به محیط می‌دهد.

فن کویل را معمولا زیر پنجره قرار داده و پشت آن دریچه هوای تازه نصب می‌نمایند. عیب سیستم فن کویل نسبت به تهویه مطبوع (دستگاه هواساز) این است که در فن کویل نمی‌توان روی رطوبت هوا کنترل داشت. این دستگاه در ساختمان‌هایی مورد استفاده قرار گیرد که درجه حرارت هر یک از اتاق‌ها را مستقلا بخواهند کنترل نمایند. کنترل درجه حرارت در سیستم فن کویل به دو صورت انجام می‌گیرد، یکی نصب شیر برقی روی لوله رفت و برگشت که به علت هزینه‌ی زیاد معمولا اجرا نمی‌گردد و دیگری نصب ترموستات اتاقی در داخل است که به باد رسان فن کویل دستور قطع و وصل می‌دهد ولی آب سرد و گرم کماکان در داخل آن جریان دارد.

سختی گیر

سختی آب به مجموعه املاح منیزیم و کلسیم موجود در آب گفته می‌شود به عبارت دیگر املاح فلزات چون آهن، کلسیم، منیزیم، آلومینیم در آب ایجاد سختی می‌کنند. در آب‌های صنعتی بالا بودن سختی سبب رسوب سخت روی جدار لوله‌ها و دیگ‌های بخار می‌گردد که علاوه بر افزایش افت فشار در طول لوله باعث کاهش ضریب انتقال حرارت نیز می‌گردد.

تقریبا نیمی از حجم سختی گیر رزین می‌باشد و در مواقع لزوم آب سخت دارای املاح وارده سختی گیر شده و از سمت دیگر به صورت آب نرم از آن خارج می‌شود و در اثر کارکرد زیاد بعد از مدتی رزین‌های سختی گیر اشباع شده و دیگر عمل نرم کردن انجام نمی‌گیرد که گویند رزین اشباع شده یعنی بعد از مدتی رزین‌ها یون‌های سدیم خود را که کاملا تعویض نموده‌اند و دیگر رزین قادر به جذب کلسیم نمی‌باشد جهت احیاء و استفاده مجدد آن روی رزین‌های اشباع شده آب نمک با غلظت مناسب وارد می‌نمایند تعویض یونی صورت می‌گیرد و یون‌های سدیم نمک جایشان را با یون‌های کلسیم و منیزیم رزین اشباع شده عوض می‌نمایند بدین صورت رزین دوباره احیاء می‌گردد.

هوا ساز (Air Handler Unit)

دستگاه هواساز عمل تهویه مطبوع زمستانی و تابستانی را انجام می‌دهد. هوای تازه با هوایی که توسط کانال‌های برگشتی جمع آوری شده و در محفظه اختلاط (Mixing box) مخلوط شده و پس از عبور از کویل حرارتی و یا برودتی و رطوبت زن (Humidifier) به وسیله باد رسان به کانال رفت داده شده و از آن‌جا هوای مطبوع (Conditioned Air) که دارای شرایط مورد نیاز می‌باشد به اتاق‌های مختلف توزیع می‌شود سرعت هوا روی کویل سرد معمولا 500fpm اختیار می‌شود.

در هوا سازهای مربوط به موتور خانه عمل رطوبت زنی توسط روش (Steamjet) صورت می‌گیرد که این روش بخار مستقیماً وارد محیط می‌شود، در صورتی که عمل رطوبت زنی توسط لوله آب و افشانک‌های متعدد صورت پذیرد روش بهتری است. زیرا از روش بخار معمولاً در صنایع استفاده می‌شود.

منبع انبساط بسته

آب در اثر افزایش دما، انبساط حجمی پیدا می‌کند و این انبساط موجب ترکیدگی در لوله‌ها و بویلرها می‌شود که به این منظور از منبع انبساط استفاده می‌کنند منابع انبساط در انواع باز و بسته موجود هستند که معمولا در موتور خانه شوفاژ از منبع انبساط باز استفاده می‌شود. همچنین در صورت کاهش آب موجود در سیستم آب از طریق منبع انبساط وارد سیستم خواهد شد. در هنگام سرمایش نیز یک دستگاه منبع انبساط بسته سرمایی مورد استفاده قرار می‌گیرد که کمبود آب سیستم را جبران می‌کند.