تاسیسات برودتی و حرارتی

قسمت اول

تاسیسات برودتی

 انواع سیستمهای تاسیسات حرارتی و برودتی

 1. وقتی دستگاه حرارتی وبرودتی اختصاص به یک اطاق داشته باشد ، سیستم را با واحدهای محلی گویند . در مورد سیستم هیت پمپ لازم به توضیح است که دستگاه کاملا شبیه کولز گازی است با این تفاوت که توسط وسیله ای به نام معکوس کننده ، مسیر جریان ماده مبرد در تابستان و زمستان عوض می شود. قسمتی که در تابستان سرما ایجاد می کرد در زمستان گرما ایجاد خواهد کرد. به سیکل تبرید در کولرگازی مراجعه شود. 2. در سیستم منطقه ای گرمایش و سرمایش چند اطاق یا چند محل توسط یک دستگاه تامین می شود . هوای گرم ویا سرد تهیه شده توسط کانال کشی به اطاقهای مربوطه ارسال می شود. دستگاه زنت وسیله ای مانند کولر آبی به علاوه یک کویل گرمایی می باشد که کویل گرمایی توسط آب سیستم حرارت مرکزی هوا را گرم می کند . اساس کار دستگاه پکیجد در تابستان مانند کولر گازی است ولی در زمستان از گرمکن برقی یا گازی یا کویل گرمایی ممکن است اسنفاده نماید.

 3. در سیستم مرکزی آب سرد توسط چیلر و آب گرم توسط دیگ تولید می شود .

 آب سرد یا گرم تولیده شده به دو طریق مورد استفاده واقع می شود .

 الف_ آب سرد یا گرم توسط پمپ بین کویل هواساز و چیلر با دیگ گردش می کند عبور هوا از روی کویل هواسازهوای سرد یا گرم تولید می نماید هوای تهیه شده توسط سیستم کانال کشی به اطاقها ارسال می شود.

 ب_ آب سرد یا گرم توسط پمپ بین (( کویل فن کویلها)) و ((چیلر یا دیگ )) گردش می کند. فن کویلها در اطاقهای مختلف نصب شده اند هوای اطاق از روی کویل سر یا گرم فن کویل غبور کرده و سر یا گرم می شود .در این بخش به دستگاههای تولید هوای سرد ، کولرآبی و کولز گازی و دستگاه تولید آب سرد یعنی چیلر می پردازیم .

 کولر آبی

ساختمان کولر آبی

 کولر آبی با کولر تبخیری وسیله ای است که بیشتر برای خنک کردن منازل و اماکن تجاری مورد استفاده قرار می گیرد که درشکل زیر ساختمان و اجزای تشکیل دهنده کولر آبی نشان داده شده است . یک کولر آبی از قسمتهای زیر تشکیل می شود :

1- بدنه : که قسمتهای دیگر روی آن قرار می گیرند .

2- الکتروموتور : که توسط چرخ و تسمه فن ( بادزن ) را می گرداند.

3- فن یا باد بزن : که با افزایش سرعت و فشار هوای آن را به داخل کانال یا سالن هدایت می نماید .

 4- الکترو پمپ جریانی آب : که آب را به قسمت بالای کولر(ناودان ها ) می رساند که از طریق آنها پوشالها را خیس نماید .

5- پوشالها و صفحات قرارگیری آنها : که برای جذب آب و گرفتن گردوخاک هوا به کار می روند .

6- تشتک آب : قسمت پایینی کولر که باید در موقع کار پر از آب باشد . پمپ آب را از این قسمت به قسمتهای بالای کولر می رساند .

7- شیر شناوری : شیر پرکن تشتک که توسط شناور ورود آب را کنترل می نماید . در صورت کم شدن آب پایین افتاده و شیر را باز می کند و در موقع بالا رفتن سطح آب به طرف بالا حرکت کرده وشیر را می بندد .

8- سریز وتخلیه آب : در صورت عمل نکردن شیر شناوری وبالا رفتن سطح آب از این قسمت سریزمی نماید و همچنین این قسمت یرای تخلیه آب تشتک در مواقع لازم نیزمورد استفاده واقع می شود.

 طرز کار کولر آبی

 آب توسط الکترو پمپ ازتشتک به ناودانهای در بالای پوشالها هدایت می شود و سپس بر روی پوشالها می ریزد و آنها را خیس نگه می دارد . با کار الکترو فن هوا از روی پوشالهای مرطوب عبور کرده به طرف کانال و یا داخل سالن هدایت می شود عبور هوا از روی پوشالهای مرطوب موجب تبخیر آب پوشالها و در نتیجه خنک شدن هوا می شود هوای خنک با رطوبت حدود 90 درصد وارد سالن می گردد این کولر در نقاطی که دارای آب و هوای خشک هستند با راندامان خوب کار می کنند . در نقاط مرطوب و کنار دریا کارایی ندارند.

  ظرفیت کولر آبی

 کولرهای آبی را در اندازه های مختلف تا ظرفیت 1300 می سازند و آنها را بر اساس ظرفیت می شناسند عبارت کولر 4500 به معنی این است که ظرفیت هوادهی کولر 4500 فوت مکعب در دقیقه است .

 سیکل تبرید تراکمی

 هرسیکل تبرید از چهار قسمت اصلی تشکیل می شود .اواپراتور (تبخیر کن) کمپرسور(تراکم کننده) ، کندانسور( مایع کن) ، و شیر انبساط .

ماده مبرد مورد استفاده در کولر گازی فریون 22 است . ماده مبرد قبل از شیر انبساط به صورت مایع با فشار زیاد و در دمای محیط است . پس از عبور از شیر انبساط اواپراتور فشاری و دمای آن کاهش یافته در فشار ودمای پایین شروع به تبخیر می نماید. عمل تبخیر در طول اواپراتور ادامه یافته از مقدار مایع کم شده و به مقدار بخار افزوده می شود تا در خروج از اواپراتور ماده مبرد کاملا تبخیر شده و به صورت بخار خواهد بود . گرمای لازم برای تبخیر ماده مبرد از محیط اطراف اواپراتور گرفته می شود بنابراین در صورتیکه محیط اطراف هوا باشد هوا سرد می گردد .

بخار خروجی از اواپراتور وارد کمپرسور می شود در کمپرسور ضمن عمل تراکم فشار و دمای آن افزایش می یاید و وارد کندانسور می شود . در کندانسور به واسطه عمل گرماگیری که با عبور هوا از روی آن انجام می گیرد . دمای مبرد به دمای محیط رسیده و شروع به تقطیر می نماید . در خروج از کندانسور ماده مبرد به صورت مایع تحت فشار زیاد به پشت شیر انباسط می رسد و سیکل تبرید تکرار می شود .

 ساختمان کولر گازی

 1- دستگاه تبرید : شامل کمپرسور، کندانسور، شیر انبساط (لوله موئین ) ، واواپراتور که وظیفه اش گرفتن گرمای هوای داخل (توسط اواپراتور) و انتقال آن به بیرون (توسط کندانسور) است .

2- الکتروموتور: که فن اواپراتور و فن کندانسور را به حرکت در می آورد .

3- فن اواپراتور : هوای داخل اطاق را کشیده و از روی کویل سرد اواپراتور عبور می دهد و دوباره  وارد اطاق می نماید . هوا در خروج از کویل اواپراتور سرد رطوبت گیری شده و تمیز است .

4- فن کندانسور : هوای بیرون را از روی کویل کندانسور عبور می دهد تا باعث انتقال گرما از کندانسور به بیرون شود .

5- کلید راه انداز : کلید چند حالته ای است که می تواند باعث خاموش شدن و روشن شدن الکتروموتور فن گردد و همچنین توسط آن می توان سرعت الکتروموتور را تغیر داد .

6- ترموستات : که دمای هوای ورودی به اواپراتور (هوای اطاق ) را کنترل می نماید و در صورتی که هوای داخل از حد تنظیم ترموستات سردتر باشد کمپرسور را خاموش می کند .

 کولر گازی

 کولر گازی یا (( واحد تهویه اطاقی )) دستگاهی است که در میان دیوار، یا در پنجره نصب می شود. برای سرد کردن هوای اطاق به کار می رود. هوای سرد را به طور مستقیم یا از طریق کانال کوتاهی حدود 2/1 متر به اطاق می رساند. وسیله تولید سرما در این دستگاه بر اساس سیکل تبرید تراکمی کار می کند .

ظرفیت کولر گازی

کولرهای گازی متداول دارای ظرفیت 1 تا 2 تن ..سرمایی است که هر تن سرمایی معادل 12000 یا 353 وات است.

 چیلر

 چیلر دستگاهی است که آب مورد نیاز هواساز و یا فن کویلها را تامین می کند. در هواساز قسمت سرد کننده عبارتست از کویلی که معمولا آب سرد در آن جریان دارد. هوا توسط فن ( بادزن ) از روی کویل سرمایی عبور داده می شود و پس از سرد شدن توسط کانال کشی به اطاقها و قسمتهای مورد نیاز فرستاده شود. در مورد فن کویل هوای اطاق توسط فن از روی کویل سرمایی عبور کرده و خنک می شود.

دستگاه سرکننده چیلر بر اساس سیکل تبریدی عمل می کند که در گولر گازی توضیح داده شد. با این تفاوت که اوپراتور کولر گازی هوا را خنک می کند ولی اوپراتور چیلر آب را سرد می کند.

 اوپراتور چیلر

 در شکل 34-5 جزئیات قسمت سرد کن چیلر نشان داده شده است . این نوع سرد کن اوپراتور پوسته و لوله نامیده می شود که پوسته عبارتست ازلوله فولادی که در داخل آن یک سری لوله های مسی بین دو صفحه مدور در دو سر قرار گرفته اند. آب از یک طرف وارد پوسته شده واز طرف دیگر خارج می شود. مایع مبرد(فریون 22) پس از خروج از شیر انبساط از یک طرف وارد لوله های مسی وپس از تبخیردر داخل آنها از طرف دیگر خارج می شود. ماده مبرد گرمای لازم برای تبخیر را از آب جریانی در پوسته می گیرد و آب را سرد می کند . در ضمن کار آب معمولا با دمای 120 درجه وارد و با دمای 7 درجه خارج می شود .

 ساختمان و طرز کار چیلر

 1- الکتروموتور : میل لنگ کمپرسور را به حرکت در می آورد حرکت دورانی میل لنگ باعث حرکت رفت وبرگشت پیستون در داخل سیلندر می گردد در نتیجه گاز مبرد در کمپرسور متراکم می شود .

2- کوپلینگ : جفت کننده محور الکترو موتور با محور میل لنگ کمپرسور است .

3- کمپرسور: گاز خروجی از اواپراتور را متراکم کرده وارد کندانسور می کند .

4- لوله رانش : گاز خروجی از کمپرسور را به کندانسور هدایت می کند.

5- کندانسور : کندانسور این چیلر از نوع پوسته و لوله است در داخل پوسته گازمبرد و در داخل لوله ها آب خنک جریان دارد . گاز داغ و متراکم توسط لوله وارد پوسته کندانسور می شود . به علت تماس با لوله های مسی حاوی آب خنک ، خنک شده به مایع تبدیل می شود و از پایین از طریق لوله خارج می شود . آب جریانی از طریق لوله وارد  کندانسور شده واز طریق لوله خارج می شود . آب خروجی از کندانسور به برج خنک کن هدایت می شود تا پس از خنک شدن دوباره به کندانسور برگردد .

6- لوله خروج مایع مبرد از کندانسور

7- شیر سرویس کندانسور : برای بستن لوله خروج مبرد از کندانسور در مواقع سرویس و تعمیرات و توقف طولانی دستگاه مورد استفاده قرار می گیرد .

8- شیر تغذیه ماده مبرد : برای شارژ سیستم استفاده می شود .

9- فیلتر درایر یا صافی رطوبت گیر : وجود مواد جامد و رطوبت در دستگاه تبرید موجب بروز اشکالاتی می گردد که برای جلوگیری آن از وسیله ای به نام فیلتر برای گرفتن مواد جامد و درایر برای گرفتن رطوبت موجود در سیستم استفاده می شود .

10- شیر برقی : که در صورت وصل بودن جریان الکتریکی مسیر عبور مایع مبرد را باز نگه می دارد این شیر برقی از ترموستات فرمان می گیرد .

11- شیشه رویت یا سایت گلاس : میزان تغذیه ماده مبرد در سیستم و همچنین وجود رطوبت بیش از حد را در سیستم مشخص می نماید .

12- اواپراتور : ماده مبرد پس از عبور از شیر انبساط وارد اواپراتور چیلر می شود ودر داخل لوله های مسی تبخیر شده و به صورت بخار از اواپراتور خارج می شود . تبخیر در اواپراتورباعث سرد شدن آب جریانی در پوسته می گردد . آب سرد شده از محل بطرف هواساز و فن کویلها جریان می یابد و در برگشت از هواسازیا فن کویلها از محل وارد اوپراتور چیلر می شود .

13- شیر انبساط ترموستاتیک : که از دمای گاز خروجی از اواپراتور تاثیر گرفته مقدار ماده مبرد ورودی به اواپراتور را تنظیم می نماید .

14- لوله مکش : که گاز خروجی از اواپراتور از طریق لوله وارد قسمت مکش کمپرسور می گردد .

15- تابلو وسایل اندازه گیری و کنترل فشار : که مانومترهای فشار زیاد و فشارکم کنترل فشار کم و زیاد و منترل فشار روغن روی آن نصب شده اند .

16- تابلو برق : که سیم کشی الکترو موتور کمپرسور و کنترلهای سیستم در آن انجام می گیرد و بر روی جعبه آن چراغهای سیگنال و کلید راه انداز قرار گرفته است .

17- محل خروج آب از کندانسور

18- محل ورود آب به کنداسور

19- محل برگشت آب سرد به اواپراتور

20- محل خروج آب سرد از اواپراتور

21- ترموستات کنترل درجه حرارت آب سرد : عضو حس کننده این ترموستات در معرض آب برگشت از هواساز و فن کویلها قرار می گیرد و روی درجه 120 سانتیگراد تنظیم می گردد .

22- ترموستات ضدیخ زدگی ( آنتی فریز ) : این ترموستات یک کنترل ایمنی است و در صورت عمل نکردن ترموستات آب برگشتی و پائین آمدن درجه حرارت آب کمپرسور را خاموش می نماید تا از رسیدن آب به درجه انجماد و خسارات ناشی از انجماد جلوگیری به عمل آید .

 کوره هوای گرم

 کوره هوای گرم دارای مشعل گازی و گازوئیلی ، برای تولید حرارت می باشد. حرارت تولید شده در اتاقک احتراق ، پس از عبور از جداره آن به هوایی که در بیرون اتاقک احتراق را احاطه کرده است منتقل می شود وآنرا به دمایی مثلا60 درجه می رساند . این هوا توسط کانال به اتاق ها می رود تا پس از تبادل حرارت با دمایی پایین تر مثلا 18 درجه برای کسب حرارت مجدد به دستگاه برمی گردد . عامل حرکت هوا یک بادبزن یا ونتیلاتور می باشد. شکل ساده یک کوره هوای گرم را در شکل 35-5 مکرر ملاحضه می نمایید.

 هواساز

 درهواسازحرارت تولید شده در اتاقک احتراق دیگ به آب می رسد سپس آب گرم شده توسط الکتروپمپ وارد کویل هواساز می گردد تا هوایی را که توسط ونتیلاتور از روی کویل عبور می کند گرم کند.

درصورتی که بخواهیم هوای سرد تهیه کنیم آب سرد تهیه شده در چیلر را توسط الکتروپمپ از داخل کویل سرد هواساز عبور می دهیم در این حالت هوایی که توسط ونتیلاتور از روی کویل سرد هواساز عبور می کند سرد شده وارد سیستم کانال کشی ساختمان می گردد .

 نقشه خوانی

 انواع شبکه های لوله کشی تاسیسات حرارتی و برودتی

 شبکه دو لوله ای با برگشت معکوس :در این نوع طول مسیر حرکت رفت وبرگشت اب کلیه رادیاتورها از دیگ یکسان می باشد . در نتیجه افت فشار آنها تقریبا مساوی توزیع آب در رادیاتورها متعادل خواهد بود . ازاین شبکه برای کلیه ساختمانهای بزرگ و کوچک بخصوص برای ساختمانهای با زیربنای زیاد استفاده می گردد .

 شبکه دو لوله ای با برگشت مستقیم : رادیاتورهایی که نسبت به دیگ دورتر قرار می گیرند به طور طبیعی آب کمتری در یافت می نمایند .در نتیجه توزیع آب نا متعادل می باشد که باید هم در طرح و هم در راه اندازی حتی الامکان رادیاتورها را متعادل کرد.

 نقشه خوانی لوله کشی تاسیسات حرارتی و برودتی

 در شکل  پلان معماری یک ساختمان یک طبقه با مقیاس 1.100 نشان داده شده است مطابق شکل 40-5 لوله کشی آب گرمایش برای این ساختمان به روش برگشت معکوس و در شکل 41-5 به روش برگشت مستقیم انجام گرفته است.

در این نقشه ها از علائم معرفی شده در شکل 18-3 استفاده گردیده است . لوله رفت با خط پر ولوله برگشت با خط چین کشیده شده است . در اندازه گذاری لوله ها ترتیب قرار گیری اندازه ها به ترتیب قرارگیری لوله ها است. یعنی اولین اندازه نوشته شده از چپ مربوط به اولین خط لوله از چپ (نسبت به نقشه) خواهد بود. عبارات نوشته شده در داخل اطاق مشخصات رادیاتور نصب شده درآن اطاق را معین می کند. مثلا بدین معنی است که رادیاتور نصب شده از مدل 200*500 انتخاب شده تعداد پره های آن 9 عدد ، طول کل رادیاتور 45 سانتی متر و شیر رادیاتور یک دوم می باشد .

 نمونه 2

 در اشکال پلان لوله کشی یک ساختمان سه طبقه با زیرزمین نشان داده شده است ، شکل مربوط به پلان لوله کشی زیرزمین می باشد ، موتورخانه در گوشه راست و پائین نقشه قرار گرفته است ، لوله اصلی رفت از دیگ به قطر 2 می باشد این لوله رادیاتورهای نصب شده در طبقه زیرزمین ورایزرهای ( لوله های بالارونده ) مختلف را تغذیه می نماید . آب برگشتی از رادیاتورهای طبقه زیرزمین و رایزرها توسط یک لوله برگشت به قطر 2 به دیگ در موتور خانه بر می گردد . سیستم لوله کشی به صورت برگشت معکوس می باشد.

 برای صرفه جویی و جلوگیری از طولانی شدن مسیر لوله کشی تغذیه رادیاتور در طبقات توسط رایزرهای ( لوله بالارونده ) انجام گرفته است. رایزرها با علامت مشخص شده اند وظیفه رسانیدن آب گرمایش به یک یا چند رادیاتور نزدیک خود را به عهده دارند. برای مشخص شدن اندازه رایزر از عبارتی استفاده شده است که عدد بالایی خط اندازه لوله مربوط به طبقه بالا و اندازه پایین خط اندازه لوله مربوط به طبقه پایین را نشان می دهد . در صورتی که در بالا یا پایین اندازه ای نوشته نشده باشد به معنی ادامه نداشتن رایزر به طرف بالا یا پایین خواهد بود.

 نمونه 3

 شکل  پلان لوله کشی سیستم حرارتی و برودتی یک طبقه از یک ساختمان چند طبقه را نشان می دهد. در لوله کشی فن کویل علاوه بر لوله های رفت و برگشت لوله سومی وجود دارد که لوله تخلیه (درین) گفته می شود. این لوله برای جمع آوری آبهای جمع شده در تشتک فن کویل در زمان کار تابستانی در نظر گرفته شده است.همانطورکه ملاحضه می گردد فن کویلهای این طبقه توسط سه رایزر تغذیه می شوند که از لوله کشی افقی ساختمان که معمولا در سقف زیرزمین یا کف طبقه اول قرار می گیرد منشعب می گردند.

 نقشه خوانی کانال کشی تاسیسات حرارتی وبرودتی

 علائم کانال کشی

 برای آشنایی و بررسی نقشه های کانال کشی هوا لازم است که با علائم رایج در این قسمت آشنا شویم. در شکل علائم کانال کشی آمده است .

  کانال هوای رفت

 هوای گرن تهیه شده در کوره هوای گرم وهوای گرم یا سرد در دستگاه هواساز توسط این کانال به قسمتهای مختلف ساختمان هدایت می شود و از طریق دریچه هایی که در سرهای انتهای کانال نصب می شود در محل مورد نظر توزیع می گردد.

 کانال هوای برگشت

 هوای گرم یا سرد توزیع شده در ساختمان پس از تبادل حرارت از طریق این کانال به دستگاه کوره هوای گرم یا هواساز بر می گردد ، از برگشت هوای بعضی از قسمتهای ساختمان از قبیل توالت و آشپزخانه به دستگاه هواساز و کوره باید جلوگیری نمود بهمین جهت این عمل محل مجهز به یک یا چند هواکش می شوند تا هوای آلوده قبل از آنکه فرصت ورود به کانال برگشت را داشته باشند به بیرون تخلیه شود.

 کانال هوای تازه

 هوای محیط زندگی انسان باید حاوی مقدار کافی اکسیژن و درجه حرارت معقولی باشد برای تامین اکسیژن فضای مسکونی گردش هوا و جایگزینی هوای قدیمی با هوای تازه نهایت اهمیت را دارد . در گذشته این هوای تازه از درز درب و پنجره ها وارد ساختمان می شد ولی اخیرا نوع ساختمان آنها طوری شده است بدین منظور از کانال هوای تازه استفاده می شود تا هوای بیرون از طریق این کانال به ورودی دستگاه هواساز یا کوره هوای گرم برسد و پس از مخلوط شدن با هوای برگشت ضمن عبور از دستگاه گرم یا سرد شده توسط کانال رفت در ساختمان توزیع شود . شکل  طرز تهیه هوای یک ساختمان را نشان می دهد.

 کانال هوای آلوده

 در بعضی کارخانجات که بر اثر کار دستگاههای سمی وگرد و غبار تولید می شود برای جلوگیری از بخش این مواد در فضای کارخانه و اختلال در امر تنفس کارکنان در نزدیکی محل تولید گاز یا گردو غبار دریچه های قرارمی دهند تا مواد آلوده به داخل کانال مکیده شده و از آنجا به فضای بیرون فرستاده شود در این شکل از یک دستگاه هواساز برای گرم کردن محل استفاده شده است که دارای دمپر هوای برگشت، دمپر هوای تازه ، فیلتر، کویل آبگرم ونتیلاتور می باشد.

 دمپر

 عبارت از صحافاتی است که جهت تنظیم میزان جریان هوا در کانال کشی مورد استفاده قرار می گیرد با نصب این صفحات بر روی دریچه های خروجی هوا می توان میزان وجهت هوای خروجی را تنظیم نمود ، در صورتی که عامل حرکت پره ها نیروی انسانی (دمپرسی ) گفته می شود در صورتی که برای حرکت پره ها از نیروی الکتروموتور با فرمان از کنترل کننده ها استفاده نماییم دمپر اتوماتیک نامیده می شود . در دمپرهای جلوگیری از حریق در صورت بالا رفتن درجه حرارت بواسطه حریق مسیر کانال بسته می شود تا از سرایت حریق به قسمتهای دیگر از سیستم کانال کشی جلوگیری به عمل آید.