23-08-2020, 07:02 PM
(آخرین ویرایش: 23-08-2020, 07:03 PM، توسط amirhossein toranjian.)
![[تصویر: word-image-1.jpeg]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image-1.jpeg)
دیگ های چگالشی،نسل جدیدی از تجهیزات موتورخانه می باشند که برای اولین بار در سال1970تولید شده اند.این تجهیز نسبت به تکنولوژی های قبلی دردیگ های چدنی و فولادی،دارای راندمان حرارتی بالاتر و درتیجه مصرف سوخت کمتر، و همچنین آلایندگی کمتری می باشد .
دراین مقاله سعی شده ضمن مقایسه ی دیگ های چگـالـشی و غیر چگـالـشـی مورد استفاده در تاسیسات ساختمان،به معرفی خصوصیات و اجزاء دیگ های چگالشی به خصوص دیگ های چگالشی سری 400 تولیدی شرکت پـاکـسو پرداخته شود ، همچنین تحـلیلی درباره میزان صـرفه جـویـی مـصـرف گـاز و مـدت زمان بازگشت سرمایه گذاری اولیه جهت بهره گیری از دیگ چگالشی ارائه می شود .
دیگ
دیگ یا بـویـلـر(Boiler) یک تجهیز تاسیساتی است که وظیفه ی آن گرم کردن یک سیال جهت مصارف مختلف می باشد . دیـگ آب گرم،دیـگ بخار و دیـگ روغن ازانواع مختلف دیگ ها محسوب می شود.دیگ هایی که برای مصـارف خـانگـی و ساخـتمانی (غیر از بیمارستان ها و برخی صنایـع) از نوع آب گـرم می باشد که عموما ظرفـیتـی ازچند کیلووات (Kw) تا حداکثر یک مگاوات(Mw) دارند و ظرفیت آن بیانگر مقدار انرژی حرارتی است که به آب منتقل می شود.
ساختار دیگ های آب گـرم که آب را در محدوده ای بین 30 تا 90 درجه سانتیگراد گرم می کنند عبارتند از: یک محفظه تحت فشار مشتمل بر مبدل حرارتی ،مشعل،دودکش و یک سیستم کنترلی.گرمای حاصل از سوزاندن سوخت توسط مشعـل که وظـیفـه تولید وحفـظ شعـله را برعـهده دارد،به روشهای متعدد(با توجه به انواع دیـگ ها) به آب درون لوله ها یا مـبدل انتـقال می یابد. آب گرم خـروجی از دیگ با درجه حرارت (90-80 درجه سانتیگراد)پس از عبور از مصرف کننده ها در یک سیکل باز یا بسته، وبا افت دمای بیشینه (30 درجه سانتیگراد ) مجدد به دیگ باز می گردد .
دسته بندی دیگ های مورد استفاده در تاسیسات ساختمانی به طور کلی از نظر تکنولوژی به ۲ دسته تقسیم می شوند:
دیگ های چگالشی Condensing Boiler
دیگ های غیرچگالشی Non- Condensing Boiler
تفاوت تکنولوژی دیگ چگالشی با دیگ غیر چگالشی
فرآیند احتراق به عنوان مثال در سوختن گاز متان ، مطابق فرمول شیمیایی زیر انجام می گیرد ،
CH4+2O2→2H2O+CO2+Qکه در این واکنش ضمن تولید حرارت (گرمای محسوس سوخت)، مقداری آب نیز به شکل بخار تشکیل می شود ،چنانچه محصولات احتراق خنک شود ، بخار آب موجود در آن به حالت مایع تغییر فاز داده و گرما آزاد می کند که این گرما را گرمای نهان تبخیر می نامند .
![[تصویر: word-image.jpeg]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image.jpeg)
بطور کلی در دیگ های متداول غیر چگالشی، بخشی از گرمای محسوس سوخت به آب منتقل شده ، که این مقدار در دیگ های مختلف با توجه به رانـدمان حرارتـی ، متفاوت بوده و قسمتی از گرمای محسوس سوخت ، به همراه تمام گرمـای نهان از طریق دودکش به محیط بیرون تخلیه می شود. تخلیه گازهای حاصل از احتراق با دمای بالای حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد، تلفات شدید انرژی را به ساختمان تحمیل می نماید.
دربهـتـریـن شرایط عـملکـرد ، حداکـثر راندمان دیگـهای غیر چگـالـشـی ، با ارزش حرارتـی بالا ی سوخت ، در محدوده (% 76- 70 %) می باشد چرا که در این تکنولوژی ،تنها امکان بهره گیری از گرمای محسوس سوخت وجود دارد .
علاوه بر راندمان پایین ، آلایندگی زیست محیطی این دیگ ها و تولید بیش از گاز های آلاینده ( CO و N O x ) به علت احتراق ناقص ،از ویژگی دیگر دیگ های معمولی می باشد .
با توجه به محدودیت میزان سوخت های فسـیلی و هزینه تامین آنها و همچنین اهمیت مسائل زیست محیطی ، تولـیدکنندگان دیگ های تاسیساتی، در یک ده گذشته ، کوشیده اند با بکار گیری تکـنولوژی های جدید مانند تکـنولوژی چگالـش در جهت بهبود کیفیت کارکرد این تجهیزات حرکت نمایند .
در تکنولوژی دیگ های چگالشی،با بهره گیری از مشعل های نسل جدید ، (مشعل های Premix) که سبب اختلاط مناسب هوا وسوخت می گردد،واکنش احتراق بصورت کاملتری انجام شده و گرمای محسوس سوخت بالاتری، جذب آب می گردد .
با رخداد فرآیند چگالـش برای بخار آب موجود در محصولات احـتراق ، گرمای نهان تبخـیر آن،به آب منتقل می گردد. با انتقال این گرمای نهان به آب،رانـدمان دیگ بین %(12-10) افزایش یافته و دمای گاز های خروجی از دودکـش به میزان قابل توجهی کاهش می یابد و محصولات احتراق ،در محدوده دمایی ۶۰ تا ۷۰ درجه سانتیگراد به محیط تخلیه می گردد .
دردیگ چگالشی با تجمیع گرمای انتقالی به آب (گرمای محسوس حاصل ازاحتراق و گرمای نهان تبخیر حاصل از چگالش بخارآب محصولات احتراق)،راندمان واقعی دیگ، با درنظر گرفتن ارزش حرارتی بالای سوخت،درمحدوده %(98- 90 ) قرار خواهد گرفت .![[تصویر: word-image-2.jpeg]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image-2.jpeg)
به جزراندمان بالای حرارتی و پایین بودن آلایندگی زیست محیطی دیگهای چگالشی، قابلیت تغییر ظرفیت، کنترل پذیری وکاهش میزان فضای اشغال شده در موتورخانه، سهولت درنصب و راه اندازی، تعمیر و نگهداری آسان،کاهش هزینه های جاری ساختمان و همچنین کاهش میزان سر و صدا از دیگر ویژگی های مهم دیگ های چگالشی می باشند.
دیگ های چگالشی شرکت پاکسو – سری00 4
شرکت طراحی و مهندسی پاکسو (سهامی خاص) طراح و سازنده ماشین آلات ،خطوط تولید صنعتی و محصولات حرارتی و برودتی ، با بهره گیری از توانمندی های علمی جوانان کشور و فن آوری های نوین طی سالیان گذشته حضوری قدرتمند در عرصه تولید صنعتی کشور داشته و همواره در جهت ایجاد آسایش ، ایمنی و رفاه جامعه ایرانی کوشیده است .
اول بودن در ایران ، راهبری فن آوری های پیشرفته در عرصه صنعتی کشور و تبدیل شدن به ” انتخاب اول اهل فن ” از اولویت های اساسی شرکت پاکسو بوده است .
از همین رو با درک نیاز صنعت تاسیسات ساختمانی کشور به تکنولوژی های نوین با راندمان بالا ، و در جهت حفظ سرمایه های ملی و ایجاد آسایش جامعه ایرانی ، با بهره گیری از توان علمی کارکنان و انعطاف پذیری و تنوع در تولید ، اقدام به تولید داخلی دیگ های چگالشی مرکزی ساختمان، برای اولین بار در کشور نموده است.
عرضه ی دیگ های چگالشی سری 400 شرکت پاکسو می تواند نوید بخش پیشرفت در صنعت تاسیسات کشور همگام با دیگرکشورهای صنعتی جهان درآینده ای نه چندان دور باشد.
این محصولات در 2 نوع ، با سیستم کنترل دیجیتال و سیستم کنترل آنالوگ ، متناسب با درخواست مشتریان گرامی به بازار عرضه می گردد .
اجزاء اصلی دیگ چگالشی
مبدل حرارتی :
دیگ های چگالشی سری 400 دارای مبدل حرارتی از جنس استیل ضد زنگ 316 Ti با مقاومت بالا در مقابل شوک های حرارتی وضریب اطمینان مناسب طراحی گردیده است.کیفیت بالای این مبدل ها باعث محافظت ازخوردگی ناشی از میعان شده و طول عمر دستگاه را افزایش می دهد . سطح انتقال حرارت با طراحی خاص لوله ها جهت استهلاک انرژی جنبشی گازهای حاصل از احتراق افزایش یافته است.مسیر خروجی گازهای احتراق درپایین ترین قسمت دیگ می باشد تا با نیروی اجباری فن مشعل،حداکثرانتقال حرارت به آب صورت گیرد.آب ورودی به بویلر نیزدرتماس با حرارت خروجی ازدودکش قرار گرفته و پیش گرم می شود و نهایتاً محصولات احتراق با دمایی کمتر از° c 70 از دودکش خارج می گردد .
![[تصویر: word-image-6.jpeg]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image-6.jpeg)
مشعل پرمیکس Premix:
این مشعل ها به صورت استوانه و با الیاف فلزی جهت افزایش توان تشعشعی ساخته می شوند و مکانیزم انتقال حرارت به سیال بصورت تشعشعی و جابجایی صورت می گیرد.در این نوع مشعل ها امکان مخلوط شدن گازوهوا قبل ازعمل احتراق فراهم می شود .
احتراق کامل صرفاً یک حالت ایده آل بوده و درعمل احتراق به طور ناقص رخ می دهد.
![[تصویر: word-image-7.jpeg]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image-7.jpeg)
اجزاء سیستم مشعل در دیگ های چگالشی
امتیاز احتراق پیش آمیخته این است که امکان کنترل احتراق بسیار بیشتر است. پیش آمیختگی در شرایط کم سوخت از ایجاد دماهای بالا جلوگیری کرده و در نتیجه احتراق با تولید NO کم انجام میشود. به علاوه در این شرایط فقط مقدار کمی دوده تشکیل می شود.
این مشعل ها بواسطه قابلیت ماژولاری ( تنظیم سوخت متناسب با نیاز حرارتی ) امکان بهره گیری از %20 تا % 100 توان حرارتی را متناسب با شرایط مختلف عملکردی دارا بوده و به علاوه ، میزان انتشار گازهای آلاینده نیز تا حد زیادی در آنها کاهش یافته است . مزیت دیگر این مشعل ها سطح صدای بسیار پایین آنها می باشد ، واضح است که مشعل می تواند از حالت شعله آبی تا حالت تشعشع(شعله زرد رنگ) بکار گرفته شود.
![[تصویر: word-image.png]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image.png)
شعله ی مشعلPremix با روکش الیاف فلزی
سیستم کنترلی دیگ های چگالشی :
سیستم کنترلی دیگ های چگالشی دارای قابلیت های فراوانی است که امکان مدیریت و فرماندهی دستگاه را فراهم می کند. کنترل همزمان چندین مدار ازقبیل مدار گرمایشی، مدار استخر، گرمایش از کف، آب گرم مصرفی، سیستم سولار با استفاده از سیستم کنترلی فوق الذکر انجام می پذیرد.قابلیت اتصال به تجهیزاتی از قبیل کامپیوتر، تلفن های هوشمند با سیستم عامل های اندروید یا ios و ویندوز، ترموستات اتاقی،نمایشگر به همراه ریموت کنترل از راه دور جهت مدیریت و برنامه ریزی دیگ و ایجاد آسایش بیشتر مصرف کننده توسط سیستم کنترلی پیشرفته فراهم شده است.
دیگ های چگالشی قادرهستند چندین مدار گرمایشی از قبیل سیستم گرمایش ساختمان (رادیاتور ها یا فن کویل ها و غیره )، آبگرم مصرفی ساختمان ، سیستم گرمایش از کف ، استخر و غیره را با سیستم کنترلی قدرتمند خود کنترل کنند .
مشعل پرمیکس در دیگ های چگالشی دربازه 20% تا 100% زیر بار می رود . بطوریکه متناسب با شرایط آب و هوایی ومیزان تقاضای گرمایـشی ساخـتمان وبراساس فرامـین دریافـتی ازسـنسـورها و تنظیـمات کاربــرمصـرف سـوخت را کنترل می کند، ضمن اینکه صفحه نمایشگر دستگاه دارای گزینه ای Economy می باشد که با انتخاب این حالت، سوخت بطور کاملا بهینه مصرف می گردد .
تنظیم سریع شعله و بالا بودن دامنه تغییرات میزان شعله ( مدولاسیون بالا) که به واسطه برد الکترونیک پیشرفته، دستگاه می توانند با دقت بالا به تولید انرژی گرمایی مورد نیاز بپردازند .
از جمله مزایای این سیستم قابلـیت کارکـرد با کمتر از 20 درصد توان اسمی هر دیگ می باشد که دردیگ های سنتی این میزان معمولاً با روشن وخاموش شدن مشعل صورت می پذیرد که باعث پرت حرارتی وکاهش طول عمرمشعل و نوسانات زیاد در دمای دیگ می شود .این ویژگی در سیستم گرمایش از کف به دلیل نیاز به تزریق حرارت کم و بی وقفه از اهمیت بالایی برخوردار می باشد .
آبشاری کردن دیگ های چگالشی
بواسطه استفاده از کنترلر هوشمند ،این دستگاه ها قابلیت برقرای ارتباط با یکدیگر را داشته و در صورت موازی بودن چند دستگاه و نیاز به تولید میزان کم حرارت، فقط یکی ازدستگاه ها روشن و به تولید حرارتی می پردازد که این امر نوبتی بین دستگاه ها جابه جا می شود.این کار باعث افزایش راندمان عمروافزایش دامنه مدولاسیون خواهد شد.در ضمن این دستگاه ها قابلیت نصب به انواع کنترلرها و ترموستات های اتاقی را داشته که باعث کنترل آسان از راه دور می شود .
سـیسـتم آبشـاری که به آن سـیسـتم مـدولار نیزگفـته می شود ، مجموعه ای ازچندین دیگ است . به کمک این فناوری توان خروجی از 40% توان ماکزیمم مربوط به کوچکترین دیگ،تا مقادیر زیاد به طور پیوسته افزایش می یابد. با فرض استفاده ازدیگ های سنتی،در مواقعی که به توان گرمایش اندک نیاز داریم،کل سیستم روشن می شود و پس ازمدت کوتاهی خاموش می گردد که نشان دهنده عدم تعادل درتولید ومصرف حرارت است.ولی در سیستم نصب آبشاری دیگ های چگالشی، تعداد دیگ هایی که روشن هستند دقیقاً مطابق با نیاز گرمایشی ساختمان است و رفتار آنها بصورت الکترونیک کنترل می شود. لذا از خاموش و روشن شدن متوالی جلوگیری می شود وسیستم به طور یکنواخت به کار خود ادامه می دهد .کنترلر مرکزی زمان خاموش و روشن شدن دیگ ها را تعیین می کند .
تحقیقات نشان داده است که در فصل سرد در 80% مواقع، فقط به 50% توان دیگ و مشعل نیاز است و درتمام طول سال ، تنها از 30% توان موتورخانه استفاده می شود.این مطلب نشان دهنده استفاده نادرست و کارکرد با بازدهی پایین می باشد. اولویت روشن شدن دیگ ها نیز قابل تعیین است و در نهایت می توان این اولویت را در روزهای متفاوت بطور اتوماتیک تغییر داد تا فشار کاری به صورت یکنواخت در همه دیگ ها تقسیم شود .
به وسیله اتصال کنترلر مرکزی به سنسور دمای محیط تنظیم سیستم گرمایشی به صورت هوشمند و با تغییر دمای محیط ، تغییر می کند .در صورت تغییر دمای بیرون ، دمای آب رفت به سیستم گرمایشی بر اساس تنظیمات صورت گرفته توسط کاربر تغییر می کند و نیازی به تنظیم مجدد دما با تغییر شرایط جوی و تغییر فصل نمی باشد .همچنین امکان تنظیم دمای متفاوت برای سیستم گرمایش درساعات مختلف وهمچنین روزهای مختلف وجود دارد.به عنوان مثال درساختمانهای اداری که در ساعات مشخصی از روز مورد استفاده قرار می گیرند،می توان با تنظیم دمای بهینه فقط دراین ساعات،صرفه جویی قابل توجهی در مصرف سوخت نمود.درواقع در ساعات غیر اداری ، سیستم گرمایش بر روی مینیمم توان و در حالت آماده به کار تنظیم می باشد .کنترلر مرکزی قادر به هدایت حداکثر 16 دستگاه می باشد .
این سیستم قابل تنظیم به خاطر مجموعه هیدرولیکی متصل به آن به سادگی قابل نصب می باشد . گرمای خروجی حداکثر ، مصرف سوخت کم درنتیجه تنظیم درجه حرارت و توان قابل دستیابی و سادگی زیاد در نصب،همچنین مدیریت کاربردی جامع دیگ های چگالشی این امکان را می دهد که دیگ ها هم به صورت ترکیبی و یا به صورت تکی جهت حصول به میزان مشخصی از توان خروجی مورد نیاز به سیستم اضافه یا کم شوند .
استفاده در مناطق مختلف جهان
امروزه دراروپا وامریکای شمالی دیگ های معمولی درسیستم های حرارت مرکزی خانگی در حال جایگزینی با دیگ های چگالشی می باشند. و هلند احتمالاً اولین کشوری بود که این جایگزینی را در مقیاس بزرگ انجام داد. در اروپا نصب دیگ های چگالشی توسط گروه های حامی کاهش مصرف سوخت و دولت ها حمایت می شود. برای مثال در انگلستان از سال 2005 به بعد همه دیگ های حرارت مرکزی باید از نوع دیگ های چگالشی با بازدهی بالا باشند . در ایالات متحده نیز در بعضی از ایالت ها دولت فدرال بواسطه استفاده از دیگ های چگالشی در مالیات ها تخفیف می دهند .
در کشور ما نیز در چند سال اخیر در بیشتر ساختمان های مدرن و بعضی از ساختمان های دولتی روند بکار گیری از تکنولوژی چگالشی در کشور آغاز گردیده است .
براساس مصوبه ی هیات دولت (براساس بند 17 مصوبه شماره 212326ت/46320هـ مورخ 16/12/1390 هیئت وزیران) کلیه وزارتخانه‌ها، سازمان‌ها، موسسات و شرکت‌های دولتی ،نهادهای انقلاب اسلامی و استانداری‌های سراسر کشور ملزم به افزایش بازدهی وسایل گازسوز مصرفی در جهت صرفه جویی در مصرف گاز خود شده اند . یکی از راهکار های اساسی جهت نیل به این هدف ، استفاده از دیگ های چگالشی در این مراکز خواهد بود .
محاسبات هزینه سالانه انرژی
در این پروژه یک ساختمان 3 طبقه 3 واحدی واقع در منطقه‌ی یک شهرداری تهران که متراژ مفید هر واحد آن 180 مترمربع است به‌عنوان نمونه‌ی مطالعاتی در نظر گرفته شده است. بار گرمایشی و بار گرمایی مربوط به آب گرم مصرفی برای این پروژه به شرح زیر محاسبه میشود :
برای تعیین مقدار آب گرم مصرفی و بار گرمایی مربوط به ساختمان به ترتیب از رابطه‌های زیر استفاده میشود:
مبدل حرارتی :
دیگ های چگالشی سری 400 دارای مبدل حرارتی از جنس استیل ضد زنگ 316 Ti با مقاومت بالا در مقابل شوک های حرارتی وضریب اطمینان مناسب طراحی گردیده است.کیفیت بالای این مبدل ها باعث محافظت ازخوردگی ناشی از میعان شده و طول عمر دستگاه را افزایش می دهد . سطح انتقال حرارت با طراحی خاص لوله ها جهت استهلاک انرژی جنبشی گازهای حاصل از احتراق افزایش یافته است.مسیر خروجی گازهای احتراق درپایین ترین قسمت دیگ می باشد تا با نیروی اجباری فن مشعل،حداکثرانتقال حرارت به آب صورت گیرد.آب ورودی به بویلر نیزدرتماس با حرارت خروجی ازدودکش قرار گرفته و پیش گرم می شود و نهایتاً محصولات احتراق با دمایی کمتر از° c 70 از دودکش خارج می گردد .
این مشعل ها به صورت استوانه و با الیاف فلزی جهت افزایش توان تشعشعی ساخته می شوند و مکانیزم انتقال حرارت به سیال بصورت تشعشعی و جابجایی صورت می گیرد.در این نوع مشعل ها امکان مخلوط شدن گازوهوا قبل ازعمل احتراق فراهم می شود .
احتراق کامل صرفاً یک حالت ایده آل بوده و درعمل احتراق به طور ناقص رخ می دهد.
امتیاز احتراق پیش آمیخته این است که امکان کنترل احتراق بسیار بیشتر است. پیش آمیختگی در شرایط کم سوخت از ایجاد دماهای بالا جلوگیری کرده و در نتیجه احتراق با تولید NO کم انجام میشود. به علاوه در این شرایط فقط مقدار کمی دوده تشکیل می شود.
این مشعل ها بواسطه قابلیت ماژولاری ( تنظیم سوخت متناسب با نیاز حرارتی ) امکان بهره گیری از %20 تا % 100 توان حرارتی را متناسب با شرایط مختلف عملکردی دارا بوده و به علاوه ، میزان انتشار گازهای آلاینده نیز تا حد زیادی در آنها کاهش یافته است . مزیت دیگر این مشعل ها سطح صدای بسیار پایین آنها می باشد ، واضح است که مشعل می تواند از حالت شعله آبی تا حالت تشعشع(شعله زرد رنگ) بکار گرفته شود.
شعله ی مشعلPremix با روکش الیاف فلزی
سیستم کنترلی دیگ های چگالشی :
سیستم کنترلی دیگ های چگالشی دارای قابلیت های فراوانی است که امکان مدیریت و فرماندهی دستگاه را فراهم می کند. کنترل همزمان چندین مدار ازقبیل مدار گرمایشی، مدار استخر، گرمایش از کف، آب گرم مصرفی، سیستم سولار با استفاده از سیستم کنترلی فوق الذکر انجام می پذیرد.قابلیت اتصال به تجهیزاتی از قبیل کامپیوتر، تلفن های هوشمند با سیستم عامل های اندروید یا ios و ویندوز، ترموستات اتاقی،نمایشگر به همراه ریموت کنترل از راه دور جهت مدیریت و برنامه ریزی دیگ و ایجاد آسایش بیشتر مصرف کننده توسط سیستم کنترلی پیشرفته فراهم شده است.
دیگ های چگالشی قادرهستند چندین مدار گرمایشی از قبیل سیستم گرمایش ساختمان (رادیاتور ها یا فن کویل ها و غیره )، آبگرم مصرفی ساختمان ، سیستم گرمایش از کف ، استخر و غیره را با سیستم کنترلی قدرتمند خود کنترل کنند .
مشعل پرمیکس در دیگ های چگالشی دربازه 20% تا 100% زیر بار می رود . بطوریکه متناسب با شرایط آب و هوایی ومیزان تقاضای گرمایـشی ساخـتمان وبراساس فرامـین دریافـتی ازسـنسـورها و تنظیـمات کاربــرمصـرف سـوخت را کنترل می کند، ضمن اینکه صفحه نمایشگر دستگاه دارای گزینه ای Economy می باشد که با انتخاب این حالت، سوخت بطور کاملا بهینه مصرف می گردد .
تنظیم سریع شعله و بالا بودن دامنه تغییرات میزان شعله ( مدولاسیون بالا) که به واسطه برد الکترونیک پیشرفته، دستگاه می توانند با دقت بالا به تولید انرژی گرمایی مورد نیاز بپردازند .
از جمله مزایای این سیستم قابلـیت کارکـرد با کمتر از 20 درصد توان اسمی هر دیگ می باشد که دردیگ های سنتی این میزان معمولاً با روشن وخاموش شدن مشعل صورت می پذیرد که باعث پرت حرارتی وکاهش طول عمرمشعل و نوسانات زیاد در دمای دیگ می شود .این ویژگی در سیستم گرمایش از کف به دلیل نیاز به تزریق حرارت کم و بی وقفه از اهمیت بالایی برخوردار می باشد .
آبشاری کردن دیگ های چگالشی
بواسطه استفاده از کنترلر هوشمند ،این دستگاه ها قابلیت برقرای ارتباط با یکدیگر را داشته و در صورت موازی بودن چند دستگاه و نیاز به تولید میزان کم حرارت، فقط یکی ازدستگاه ها روشن و به تولید حرارتی می پردازد که این امر نوبتی بین دستگاه ها جابه جا می شود.این کار باعث افزایش راندمان عمروافزایش دامنه مدولاسیون خواهد شد.در ضمن این دستگاه ها قابلیت نصب به انواع کنترلرها و ترموستات های اتاقی را داشته که باعث کنترل آسان از راه دور می شود .
سـیسـتم آبشـاری که به آن سـیسـتم مـدولار نیزگفـته می شود ، مجموعه ای ازچندین دیگ است . به کمک این فناوری توان خروجی از 40% توان ماکزیمم مربوط به کوچکترین دیگ،تا مقادیر زیاد به طور پیوسته افزایش می یابد. با فرض استفاده ازدیگ های سنتی،در مواقعی که به توان گرمایش اندک نیاز داریم،کل سیستم روشن می شود و پس ازمدت کوتاهی خاموش می گردد که نشان دهنده عدم تعادل درتولید ومصرف حرارت است.ولی در سیستم نصب آبشاری دیگ های چگالشی، تعداد دیگ هایی که روشن هستند دقیقاً مطابق با نیاز گرمایشی ساختمان است و رفتار آنها بصورت الکترونیک کنترل می شود. لذا از خاموش و روشن شدن متوالی جلوگیری می شود وسیستم به طور یکنواخت به کار خود ادامه می دهد .کنترلر مرکزی زمان خاموش و روشن شدن دیگ ها را تعیین می کند .
تحقیقات نشان داده است که در فصل سرد در 80% مواقع، فقط به 50% توان دیگ و مشعل نیاز است و درتمام طول سال ، تنها از 30% توان موتورخانه استفاده می شود.این مطلب نشان دهنده استفاده نادرست و کارکرد با بازدهی پایین می باشد. اولویت روشن شدن دیگ ها نیز قابل تعیین است و در نهایت می توان این اولویت را در روزهای متفاوت بطور اتوماتیک تغییر داد تا فشار کاری به صورت یکنواخت در همه دیگ ها تقسیم شود .
به وسیله اتصال کنترلر مرکزی به سنسور دمای محیط تنظیم سیستم گرمایشی به صورت هوشمند و با تغییر دمای محیط ، تغییر می کند .در صورت تغییر دمای بیرون ، دمای آب رفت به سیستم گرمایشی بر اساس تنظیمات صورت گرفته توسط کاربر تغییر می کند و نیازی به تنظیم مجدد دما با تغییر شرایط جوی و تغییر فصل نمی باشد .همچنین امکان تنظیم دمای متفاوت برای سیستم گرمایش درساعات مختلف وهمچنین روزهای مختلف وجود دارد.به عنوان مثال درساختمانهای اداری که در ساعات مشخصی از روز مورد استفاده قرار می گیرند،می توان با تنظیم دمای بهینه فقط دراین ساعات،صرفه جویی قابل توجهی در مصرف سوخت نمود.درواقع در ساعات غیر اداری ، سیستم گرمایش بر روی مینیمم توان و در حالت آماده به کار تنظیم می باشد .کنترلر مرکزی قادر به هدایت حداکثر 16 دستگاه می باشد .
این سیستم قابل تنظیم به خاطر مجموعه هیدرولیکی متصل به آن به سادگی قابل نصب می باشد . گرمای خروجی حداکثر ، مصرف سوخت کم درنتیجه تنظیم درجه حرارت و توان قابل دستیابی و سادگی زیاد در نصب،همچنین مدیریت کاربردی جامع دیگ های چگالشی این امکان را می دهد که دیگ ها هم به صورت ترکیبی و یا به صورت تکی جهت حصول به میزان مشخصی از توان خروجی مورد نیاز به سیستم اضافه یا کم شوند .
استفاده در مناطق مختلف جهان
امروزه دراروپا وامریکای شمالی دیگ های معمولی درسیستم های حرارت مرکزی خانگی در حال جایگزینی با دیگ های چگالشی می باشند. و هلند احتمالاً اولین کشوری بود که این جایگزینی را در مقیاس بزرگ انجام داد. در اروپا نصب دیگ های چگالشی توسط گروه های حامی کاهش مصرف سوخت و دولت ها حمایت می شود. برای مثال در انگلستان از سال 2005 به بعد همه دیگ های حرارت مرکزی باید از نوع دیگ های چگالشی با بازدهی بالا باشند . در ایالات متحده نیز در بعضی از ایالت ها دولت فدرال بواسطه استفاده از دیگ های چگالشی در مالیات ها تخفیف می دهند .
در کشور ما نیز در چند سال اخیر در بیشتر ساختمان های مدرن و بعضی از ساختمان های دولتی روند بکار گیری از تکنولوژی چگالشی در کشور آغاز گردیده است .
براساس مصوبه ی هیات دولت (براساس بند 17 مصوبه شماره 212326ت/46320هـ مورخ 16/12/1390 هیئت وزیران) کلیه وزارتخانه‌ها، سازمان‌ها، موسسات و شرکت‌های دولتی ،نهادهای انقلاب اسلامی و استانداری‌های سراسر کشور ملزم به افزایش بازدهی وسایل گازسوز مصرفی در جهت صرفه جویی در مصرف گاز خود شده اند . یکی از راهکار های اساسی جهت نیل به این هدف ، استفاده از دیگ های چگالشی در این مراکز خواهد بود .
میزان صرفه جویی در هزینه ها
به طور معمول قیمت یک دیگ چگالشی نسبت به دیگ سنتی گرانتر می باشد که این اختلاف قیمت بسته به نوع و ظرفیت دیگ و قیمت سوخت و هزینه های نصب در هر کشور متفاوت می باشد . تحقیقات صورت گرفته در کشور های مختلف ، نشان می دهد که می توان بعد از 2- 7 سال از طریق صرفه جویی که در مصرف سوخت اتفاق می افتد ، هزینه های اولیه خرید ، جبران شود. البته این موضوع بستگی به قیمت سوخت ، آب و هوای منطقه ای ، بازدهی کلی سیستم و …. در آن کشور دارد.
با توجه به تفاوت محسوس هزینه‌ی حامل‌های انرژی در ایران نسبت به سایر نقاط دنیا، یکی از دغدغه‌های کارفرمایان و مشاوران فعال در زمینه‌ی ساختمان‌ها اقتصادی بودن استفاده از تجهیزات جدید در شرایط ایران است. بنابراین در این قسمت به بررسی توجیه اقتصادی استفاده از دیگهای چگالشی در شرایط ایران ( در شهر تهران) و مقایسه‌ی آن با دیگهای چدنی پرداخته شده است.محاسبات هزینه سالانه انرژی
در این پروژه یک ساختمان 3 طبقه 3 واحدی واقع در منطقه‌ی یک شهرداری تهران که متراژ مفید هر واحد آن 180 مترمربع است به‌عنوان نمونه‌ی مطالعاتی در نظر گرفته شده است. بار گرمایشی و بار گرمایی مربوط به آب گرم مصرفی برای این پروژه به شرح زیر محاسبه میشود :
برای تعیین مقدار آب گرم مصرفی و بار گرمایی مربوط به ساختمان به ترتیب از رابطه‌های زیر استفاده میشود:
![[تصویر: word-image-2.png]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image-2.png)
این مقدار محاسبه شده بار حداکثر ساختمان است و انتخاب مدل بر اساس آن و اعمال ضرایب پرت حرارتی انجام می‌گردد، لذا برای این ساختمان دیگ چدنی مدل E 160 و دیگ چگالشی مدل 412 از محصولات شرکت ایرفو ، به ترتیب با بازدهی 80% و 107 % ( راندمان براساس (LHV) انتخاب میشود.
با توجه به سردی منطقه ، برای محاسبه هزینه ،5ماه نیاز به گرمایش و آب گرم مصرفی و 7 ماه نیاز به تامین آب گرم مصرفی را درنظر می‌گیریم. کارکرد دیگ را به‌صورت 20 ساعت کار 100% ظرفیت در هر روز فرض میکنیم . چون اساس بازدهی هر دو دیگ یکسان است قبل از انجام محاسبات نسبت بازدهی دو دیگ چگالشی و چدنی نسبت به‌یکدیگر را تعیین می‌نماییم تا تنها با محاسبه سوخت مصرفی یکی از دو دیگ بتوان به‌راحتی سوخت مصرفی دیگری را نیز محاسبه کرد. بنابراین نسبت بازدهی دیگ چدنی به دیگ چگالشی به صورت زیر می‌باشد.
74.8% X100= =نسبت بازدهی
بنابراین در شرایطی که دو دیگ بتوانند در بهترین شرایط کار کنند، دیگ چگالشی 25.2% سوخت کمتری مصرف خواهد کرد. برای دیگ چدنی E 160 مصرف سوخت ماهانه با توجه به ارزش حرارتی پائین گاز طبیعی به صورت زیر محاسبه می شود.
Q = 370,000/4 = 92,500 Kcal/hrبار حرارتی کل
با در نظر گرفتن ارزش حرارتی گاز متان (8130 Kcal/hr) میزان مصرف ماهیانه برابر با :
mx20x30 = 6827 =میزان مصرف سوخت ماهیانه
هزینه سوخت مصرفی ، بر اساس میزان مصرف و با در نظر گرفتن اقلیم شهر تهران (3) و تعرفه‌های پلکانی شرکت ملی گاز محاسبه می شود .
![[تصویر: word-image-4.png]](http://irfu.ir/wp-content/uploads/2018/07/word-image-4.png)
برای 7 ماهه‌ی گرم سال تنها به آبگرم مصرفی معادل 35% بار کل نیاز است. بنابراین برای دیگ چدنی و چگالشی به ترتیب مقدار مصرف ماهانه برابر 2768 و 2071 مترمکعب خواهد بود و هزینه گاز مصرفی ماهیانه هر واحد در 7 ماهه‌ی گرم سال به ترتیب برای دیگ چدنی و چگالشی برابر4,116,372و 3,014,880 ریال در ماه خواهد شد.
مجموع هزینه‌های دیگ چدنی و دیگ چگالشی در دوره یک ساله برای هر واحد به ترتیب برابر 95,542,977 و 60,212,810 ریال می‌باشد. بنابراین می‌بینیم که استفاده از دیگ چگالشی هزینه‌های سوخت را سالانه 41% کاهش می‌دهد.
نتیجه‌گیری
دیگهای چگالشی که در سال‌های اخیر با محبوبیت زیادی رو به رو بوده و در عمده کشورهای صنعتی و پیشرفته دنیا به وفور استفاده می‌شوند، پتانسیل بالایی در کاهش مصرف انرژی و کاهش آلاینده‌ها دارند. در ضمن با توجه به تعرفه‌های انرژی در ایران دیگهای چگالشی توانایی کاهش تقریبی 25% در مصرف سوخت و 41 درصدی در هزینه‌ها به صورت سالانه را دارند.
البته این محاسبات برای شرایطی است که طراحی مناسبی صورت گرفته و بتوان از تمام پتانسیل دیگ چگالشی و بالاترین مقدار بازدهی آن بهره‌مند شد.
نکته قابل تامل دیگر آنکه ،در این مثال راندمان مربوط به دیگ غیر چگالشی 80% فرض گردید ، حال آنکه براساس تحقیقات میدانی صورت گرفته در موتورخانه های ساختمان های دولتی شهر تهران در اکثر موارد ، به علت تنظیم کردن چشمی مشعل ها توسط پرسنل تاسیسات در دیگ های غیر چگالشی و عدم استفاده از ابزار کنترلی مانند (Gas Analyzer) ، توان مشعل در محدوده 50 % توان اسمی قرار داشته ، در نتیجه راندمان حرارتی این دیگ ها افت بسیار زیادی خواهند داشت . درحالی که در دیگ ها چگالشی این نقص وجود ندارد .
با توجه به موضوعات و مزایای دیگری که دیگهای چگالشی ارائه می‌دهند مانند کاهش آلاینده‌ها به‌نظر می‌رسد که راهکار بسیار مناسبی برای شرایط ایران بوده و در آینده نزدیک سهم بالایی از بازار دیگ‌ها را به خود اختصاص دهد.