انواع دیگ های آب گرم
دیگ های آب گرم چدنی
این دیگ ها برای ظرفیت های کم (عمدتا کاربردهای مسکونی) مناسب هستند و در ظرفیت های بین ۲۰۰۰۰ – ۱۳۰۰۰۰۰ kCal/hr (یعنی بین ۲۵ و ۱۵۱۱kw) ساخته میشوند.
این دیگ ها از یک سری صفحات چدنی و موازی با هم در کنار یکدیگر قرار میگیرند تشکیل شده اند که هر یک از صفحات اصطلاحا (پره) نامیده میشوند. این پره ها به صورت تو خالی و با استفاده از فرایند ریخته گری ساخته میشوند که با کم و زیاد کردن تعداد پره ها می توان ظرفیت دیگ های چدنی را کاهش یا افزایش داد.
آب ورودی از قسمت پایین دیگ وارد آن شده و در هریک از پره ها توزیع می شود. سپس این آب از پایین پره به سمت بالای آن حرکت میکند و با گاز های داغ حاصل از احتراق که از داخل بخش تو خالی (بخش تیره تر) حرکت می کنند تبادل حرارتی انجام میدهد و گرم میشود.
در نهایت آّب گرم شده از بخش بالایی پره خارج می شود.
دور این پره ها عایق بندی شده و نهایتا در داخل پوششی قرار می گیرند. چیزی که معمولا در بازدید از موتورخانه ای که دارای دیگ چدنی باشد مشاهده میشود همین پوشش و محفظه خارجی است که از لایه نازکی از فلز می باشد.
شکل های زیر ساختمان و اجزای دیگ های چدنی را نشان می دهند :
نکته : مزیت دیگ های چدنی نسبت به دیگ های فولادی، پایین بودن قیمت آن هاست.بنابراین توصیه میشود اگر فشار کاری پاسخگو باشد، در ظرفیت هایی که می توان هم از دیگ های چدنی و هم از دیگ های فولادی استفاده کرد، دیگ های چدنی را به کار ببریم.
نکته : در ساختمان های مرتفع که فشار کاری سیستم بالاست، دیگ های چدنی مورد استفاده قرار نمی گیرند.
علت آن است که چدن ماده ایی شکننده است و با افزایش فشار کاری سیستم احتمال شکست آن و اختلال در عملکرد سیستم وجود خواهد داشت.
دیگ های فولادی
در شرایطی که دیگ های چدنی پاسخگوی نیاز ما نباشند، دیگ های فولادی مورد استفاده قرار میگیرند.
دیگ های فولادی در ظرفیت های بین ۸۷۵۰۰۰۰kcal/hr – ۱۵۰۰۰۰kcal/hr ساخته شده و همانگونه که مشاهده می شود نسبت به دیگ های چدنی دارای ظرفیت بیشتری هستند.
از طرفی هم با توجه به خواص فولاد این نوع دیگ ها می توانند در محدوده فشاری بالاتری (۴bar – 16bar) نسبت به دیگ های چدنی مورد بهره برداری قرار گیرند.
اساس کار دیگ ها، مشابه با بویلر های لوله آتشین (Fire Tube Boiler) می باشد.
مطابق شکل در این نوع دیگ ها، در یک کوره عملیات احتراق صورت گرفته و گاز های داغ حاصل از احتراق در لوله ها حرکت میکنند.
آب نیز در محفظه ایی که برایش در نظر گرفته شده وارد گردیده و با گاز های داغ تبادل حرارتی انجام میدهد تا به دمای مطلوب برسد و سپس خارج می شود.
با توجه به نکاتی که در مبدل های حرارتی وجود دارد، دیگ های فولادی می توانند به صورت پاس های مختلف طراحی و ساخته شوند که در شکل های زیر نمونه هایی از این چینش های مختلف نمایش داده شده اند.
مشعل ها
مشعل ها وظیفه ایجاد احتراق موردنیاز برای آب گرم کن ها را بر عهده دارند. ساختارهای مختلفی از مشعل ها وجود دارد که متدوال ترین نوع مورد استفاده، مشعل های فن دمشی یا Forced-Draft هستند.
در این نوع مشعل ها هوا به وسیله ی فنی که قبل از محفظه احتراق وجود دارد به داخل دمیده می شود.این فن ها به دلیل آن که در ورودی نصب شده و هوا را به داخل می کشد فن دمشی نامیده می شود.
نوع دیگری از مشعل ها، مشعل های اتمسفریک هستند. در این نوع مشعل ها فن وجود نداشته و حرکت هوا به صورت طبیعی (اختلاف چگالی) انجام می شود. مزیت آن ها این است که چون فن ندارند عملکردشان بدون سر و صدا است ولی چون میزان هوای ورودی به این مشعل ها در مقایسه با سایر انواع فن دار میزان کمتری است راندمان احتراق پایین تری نسبت به بقیه دارند و هوا و سوخت نمی توانند با نسبت بهینه با هم ترکیب شوند.
به همین دلیل باعث آلودگی محیط زیست شده و از این رو تولید این نوع مشعل ها در حال حاضر متوقف شده است.
در مشعل های فن مکشی یا Induced-Draft، فن به جای ورودی در خروجی نصب شده است و اصطلاحا فن آن به صورت مکشی عمل می کند. مزیت این مشعل ها توزیع یکنواخت تر جریان هوا در داخل کوره می باشد، افزون بر این که راندمان احتراق بالاتر و مصرف سوخت پایین تری هم دارند.
مشعل های فن مکشی در کنار مزایا، معایبی نیز دارند:
۱ – چون فن با گازهای داغ سر و کار دارد، انرژی بیشتری مصرف می کند.
۲ – در تماس بودن پره های فن با گاز های داغ مستلزم آن است که جنس پره ها و موتور الکتریکی مربوطه از موارد مقاومی باشند.
۳ – به علت وجود بخار آب در گاز های داغ حاصل از احتراق احتمال خوردگی هم به وجود می آید.
گفتنی است این نوع مشعل ها کمتر در ایران کاربرد دارند.
تصاویر ذیل شماتیک انواع مختلف مشعل هایی را که به آنها اشاره شد نشان می دهند.
نکته : آغاز به کار مشعل ها با فرایند جرقه زنی است. در صورتی که به هر دلیل جرقه زده نشود شیر کنترلی که به وسیله سولونویید کار می کند، مسیر ورود سوخت را می بندد تا از خطر های احتمالی جلوگیری به عمل آورد.
علاوه بر این شیر، شیر ها و تجهیزات دیگری نیز برای کنترل نسبت هوا و سوخت و احتراق بهینه وجود دارند.