نشریه داخلی شرکت صنایع یکتا تهویه اروند
شماره چهل و هشتم -مردادماه 1391
نشریه اروند
شماره استاندارد بینالمللی 1684 - 4270 :
صاحب امتیاز :شرکت صنایع یکتا تهویه اروند مدیر مسئول :مهندس منوچهر شجاعی سردبیر :مهندس حسن بهرامی
در این شماره میخوانید :
تازههای تهویه 2........................................................... انتخاب و خرید یک پمپ مناسب4.......................................... ترکیب و کاربرد برج خنککننده 8..........................................
آدرس پستی کارخانه و واحد فروش : کرج ،نسیمش��هر ،سهراه آدران ،انتهای خیابان تلفن کارخانه 56585657 - 8 : ی سعد 56584998 ، 56584717 56584198 فکس تدارکات : تلفنهای مستقیم واحد فروش : )021( 56585899 ، 56586036 56584983 - 7 )021( 88739880 - 2 )021( 88802677 - 8 ، 88504770 - 4 فکس )021( 88766794 - 56585079 : www.arvandcorp.com info@arvandcorp.com sales@arvandcorp.com
آشنایی با یاتاقانهای پمپها 14........................................... انواع مبردهای قدیمی و جدید 17.......................................... کندانسورها 23........................................................... تهویه واحدهای اتاقی 28................................................... پدیده کاویتاسیون و بررسی آثار تخریبی آن در پمپها 36.................
عالقهمندان جهت دریافت رایگان این نش��ریه و ارس��ال آثار خود میتوانند با واحد روابط عمومی شرکت یکتا تهویه اروند یا از طریق صندوق پستی 37685 - 113اقدام نمایند. کلیه مسئولیت حقوقی و معنوی مقاالت چاپ شده در نشریه اروند با نشر یزدا میباشد.
ARVAND Internal Magazine Managing Director : M. Shojaei Editor in chief : H. Bahrami
استفاده از مطالب و تصاویر نشریه اروند با ذکر منبع بالمانع است. عالقهمن��دان به درج مطلب در این نش��ریه میتوانند آث��ار خود را به نشانی نشریه اروند ارسال نمایند. اروند در رد ،قبول یا اصالح و ویرایش مقاالت آزاد است. مقاالت ارسالی عودت داده نخواهد شد.
صفحه - 2شماره 48
انرژیهای تجدیدپذی��ر ،این رقم باالترین میزان تولید انرژی فوتوولتائیک این کشور
تازههای تهویه
تا به امروز بوده اس��ت .تغذیه شبکه ملی برق آلمان از طریق این نیروگاهها در تاریخ
توشش��م میتوانس��ت نزدیک به 50 بیس
درصد از نیاز اواس��ط روز ساختمانها به
جریان الکتریس��ته را تامی��ن کند .از این
حیث است که دولت آلمان پس از فاجعه
هستهای سال گذش��ته فوکوشیما ،بر آن
اخبار صنعت و محصوالت پ�روژه 109میلی�ارد دالری عربستان برای گذار به بازار انرژی خورشیدی
به گفته منابع آگاه ،کشور عربستان با
هدف تامین یکسوم از برق مورد نیاز خود از انرژی خورش��یدی تا سال ،2032برای اج��رای پروژه 109میلی��ارد دالری خود، بهدنبال س��رمایهگذار میگردد .این کشور درنظر دارد ،همسو با کاهش میزان مصرف نفت در نیروگاههای برق و تصفیهخانهها، س��طح اس��تفاده از انرژیهای تجدیدپذیر
شده اس��ت تا نیروگاههای برق هستهای
خود را تعطیل کند و در همین راس��تا نیز هشت نیروگاه از 17نیروگاه هستهای این
کش��ور بسته شدهاند .گفته میشود تولید
انرژی خورش��یدی در روزهای اخیر با کل
ظرفیت 20نیروگاه هس��تهای این کشور برابری میکند.
تایید اس�تاندارد بازده انرژی فن AMCA
اس��تانداردهای مل��ی آمری��کا ()ANSI
ق��رار گرف��ت .در اس��تاندارد ANSI/
،AMCA205درجهبن��دی ب��ازده انرژی
( )FEGبرای فنهای دارای پروانههای به
قطر 125 mmیا بیشتری که با توان محور 750 wیا بیش��تر عمل میکنند ،تعریف
میش��ود .گزارشها حاکی از آن است که
قرار اس��ت این اس��تاندارد مورد استفاده
نهادهای قانونگزار قرار گیرد.
تاکید محققان ب�ه پختوپز روی مشعلهای معکوس
به گفته محقق��ان ،اجاقهای گازی،
آالیندههای هوایی تولید میکنند که سبب
تحریک بافتهای ریه انسان میشوند .در تازهتری��ن تحقیق��ات بهعملآمده ،توصیه
شده اس��ت هنگام پختوپز ،فنها روشن
گردن��د و ت��ا حد ام��کان از مش��علهای
معکوس استفاده ش��ود .دکتر گلن سی.
اس��تاندارد بینالمللی انجمن کنترل
موریس��ون ( ،)Glenn C. Morrisonاز
آن فنه��ا به لح��اظ میزان ب��ازده انرژی
معتقد است که هودها درصورت استفاده
و جابهجای��ی ه��وا ( )AMCAکه مطابق
دانش��گاه علوم و فناوری ایالت میزوری،
طبقهبندی میگردند ،مورد تایید موسسه
صحی��ح میتوانند 60تا 70درصد در این
را ارتق��ا بخش��یده و خالق ی��ک صنعت خورشیدی باش��د .قرار اس��ت بزرگترین صادرکننده نفت خام جه��ان در دو دهه آینده ،ظرفیت انرژی خورشیدی خود را به 41هزار مگاوات برساند.
رک�ورد کمس�ابقه تولی�د ب�رق خورشیدی در آلمان
ب��ر پای��ه گزارشه��ای منتش��ره،
نیروگاهه��ای ب��رق خورش��یدی آلم��ان توانس��تهاند در س��اعات میان��ی روزهای توشش��م می ،بالغ توپنجم تا بیس بیس�� ب��ر 22 GWhان��رژی برق تولی��د کنند. به گزارش موسس��ه اندیشمندان صنعت
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 3شماره 48
زمین��ه مفید واقع گردن��د .این تحقیقات نشان میدهد که چطور هفت نوع متفاوت
از متداولترین سیستمهای تهویه قادرند
آالیندهه��ای هوایی از جمله دیاکس��ید
«س��اختمانهای س��بز» ،یک پیشرفت اقتص��ادی حایز اهمیت بهش��مار میرود و در پیش��برد اهداف این کش��ور ،جهت صرفهجوی��ی انرژی ،نقش��ی کلیدی بازی
کربن ،منواکس��ید کرب��ن ،فرمآلدهید و
میکند.
رونق ساختمانهای سبز در چین
مح�رک دور متغی�ر ب�رای سیستمهای خودکار
چی��ن از گس��ترش پروژهه��ای اح��داث
یاس��کاوا امریکا ()Yaskawa America
ذرات دوده را به خود جذب کنند.
بنابر تازهترین اخبار منتش��ره ،دولت
ساختمانهای سبز این کشور در سالهای
آتی خبر داده است .گزارشها حاکی از آن اس��ت که تا سال 2020س��اختمانهای
س��بز 30درص��د از پروژهه��ای جدی��د س��اختمانی را به خود اختصاص خواهند
داد .گفته میش��ود دولت این کش��ور در نظر دارد با اتخاذ سیاس��تهایی در جهت ارای��ه محرکهای اقتصادی ،ارتقا س��طح
اس��تانداردهای ای��ن صنعت ،دس��تیابی ب��ه پیش��رفتهای تکنولوژیکی و توس��عه
صنایع مرتبط ،به روند توس��عه این بخش سرعت بخش��د .به باور تحلیلگران ،این اق��دام بیانگر این حقیقت اس��ت که بازار
چیلــر جذبــی گازســوز
مح��رک دور متغیر Z1000ش��رکت
ب��ا هدف کاربرد در سیس��تمهای خودکار س��اختمان از جمل��ه فنه��ا ،پمپها و برجهای خنککننده طراحی شده است. گفتنی اس��ت این محصول مجهز به یک صفحهکلید LCDقابلخوانش با قابلیت ارایه محیطهای Hand-Off-Autoو یک ساعت بالدرنگ است.
عرضه نرمافزار مدیریت زیرساختی مراکز اطالعاتی
ش��رکت امرس��ون نت��وورک پ��اور
(Power
Network
)Emerson
بهتازگ��ی نرماف��زاری با قابلی��ت مدیریت
مراک��ز اطالعاتی طراحی کرده اس��ت که قادر اس��ت سالمت زیرس��اختها اعم از
شرایط محیطی را گزارش دهد؛ به فرآیند
طراحی تاسیسات ،نقل مکان و جداسازی
تجهیزات کم��ک کن��د و درنهایت اینکه
مجموع می��زان مصرف انرژی ،هزینههای ب��رق و PUE/DCiEمراک��ز اطالعاتی را
محاسبه کند.
پمپهای حرارتی افقی با قابلیت نصب آسان پمپهای حرارتی افقی ش��رکت زندر
ریتلین��گ ( )Zehnder Rittlingجه��ت میرائ��ی امواج صدا و دس��تیابی به میزان
بازدهی که از استانداردهای ASHRAE
90.1نیز فراتر میرود ،طراحی ش��دهاند. نص��ب این پمپه��ا به اش��کال گوناگون
صورت میپذیرد تا متناس��ب با موقعیت
مورد نظر ،به بهبود هرچه بیش��تر کیفیت هوای داخل و کاهش لرزش و امواج صدا
کمک کنند .نصب پمپه��ای جدید این شرکت آسان است و سرویس آنها از سه
جهت امکانپذیر است.
صفحه - 4شماره 48
مقاالت
انتخاب و خرید یک پمپ مناسب قسمت دوم منبعThe Practical Pumping Handbook : برگردان :واحد ترجمه نشر یزدا
فنی را رعای��ت میکند؛ درعوض ،همواره
وضعی��ت هیدرولیک��ی روی میدهند که
فهرس��تی از پیشنهادات در چند پاراگراف
بهندرت و بدون توجه به میزان یکپارچگی
در قسمت مشخصات فنی دیده میشود.
آنها با سیستمی که در آن پمپ باید عمل
اکثر اطالعات کلی از قسمت چپ نوشته
کند ،درباره آن بحث میش��ود .تنشهای
میش��وند و بهدرس��تی بین فروش��نده و
خارجی از نصب یا عملکرد نادرست ناشی
خریدار رابطه برقرار میکنند .این اطالعات
میشوند که دراینباره نیز اطالعات کافی
کلی ،اغلب موضوع بحث و گفتوگوهای
خصوصا درباره اطالعات فنی در دسترس
جدی و تلخ اقتصادی میشوند.
نیست.
باشد .تمرکز روی چنین مسالهای مانع از
.2ممکن است مشخصات فنی مطلوب
.3ممکن اس�ت فروشنده عملکرد پمپ
زمانی دش��وارتر خواهد شد که این همکار
این یک وضعیت جدی است و اغلب،
ضمانتنامه سازنده ،مهمترین مساله
زمان��ی روی میدهد ک��ه اطالعات ناقص
است که مواردی همچون تحویل یک پمپ
اس��ت؛ اما این مس��اله بهمعن��ای امتناع
استاندارد ،خرابشدن تجهیزات و کارکرد
از ارائ��ه اطالع��ات فنی نیس��ت ،بلکه به
قطعات را شامل میشود .این ضمانتنامه
محدودیته��ای ش��ناختی از موقعی��ت
(در تلرانسه��ای مش��خص و در ش��رایط
میدان��ی و درک چگونگی تاثیرگذاری این
بررس��یهای کارخانهای) ،م��وارد دیگری
موقعی��ت ب��ر عملک��رد و اطمینانپذیری
همچون نقص فنی در هد ،دبیNPSH ،
پمپ مربوط میش��ود و مج��ددا بر لزوم
و بعض��ی اوق��ات لرزشهای دس��تگاه در
درنظرگرفتن س��واالتی تاکید میورزد .اما
سطوح ثابت بازده و میزان برق مصرفی را
بای��د به این نکته نیز توجه ش��ود که فقط
دربر میگیرد.
ارزیابی هزینه
وقتی برای خرید بهجای قیمت ،ارزش
کاال را مدنظ��ر قرار میدهی��م ،باید برای
این تصمیم توجیه منطقی داش��ته باشیم که کاری س��اده و راحت است؛ اما توجیه خرید پمپ��ی گرانقیمت برای یک همکار همیش��ه کار آسانی نیس��ت؛ بهخصوص،
اگر عملکرد پمپی دیگ��ر مقرونبهصرفهتر توجه به سایر مسائل میشود .این مشکل از آگاه��ی و ش��ناخت الزم درباره پمپ و سیستمی که با آن کار میکنید ،برخوردار نباش��د .بهتری��ن راه بیرونآم��دن از این
وضعیت ،آن است که تصور کنیم در تمامی ت شده است و پمپها تمامی الزامات رعای فروشنده عملکرد آنها را ضمانت میکند.
در این وضعیت بهتر است ارزانترین پمپ خریداری ش��ود .با این فرضیه سه مساله
بهوجود میآید که در ادامه به بررسی آنها
نباشند.
در محل کار را تضمین نکند.
خواهیم پرداخت.
بهعلت اینکه ی��ک پمپ گریز از مرکز برای
در مواقعی که مشکلی بهوجود میآید،
.1ممکن است الزامات فنی بهطور کامل
تحویل 500گالن در دقیقه خریداری شده
نخس��تین قدم بازگردان پمپ به کارخانه
است ،الزم نیست که در محل عملیات از
اس��ت تا در وضعیتی کنترلشده استفاده
آن استفاده و بهرهبرداری شود.
شود .این امر مس��الهای کامال فهمیدنی
رعایت نشده باشد.
با وجود اظهارنظرهای مثبت تابهحال
بهندرت دیده ش��ده اس��ت که فروش��نده
ادع��ا کند ک��ه برگههای اطالع��ات فنی تجهیزات��ش بهطورکام��ل تم��ام الزامات
تمام مش��کالت پمپها ،از تنشهای
و منطقی اس��ت؛ زیرا فروش��نده بر نصب
داخلی یا تنشهای خارجی ناشی میشود.
و وضعی��ت چگونگی بهرهبرداری در محل
تنشهای داخلی اکثرا بهدلیل برهمخوردن
هیچگونه کنترلی ندارد و درنتیجه عملکرد
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 5شماره 48
پمپ در محل نصبشده بهندرت ضمانت میشود.
مذاکره درباره قیمت «قیمتت��ان خیلی زیاد اس��ت ».این پاسخ متداول مشتریان در سرتاسر دنیا به هر فروشنده تجهیزاتی است؛ البته ممکن است نوع گفتار آنها با توجه به محصول و
قس��مت ناراحتکننده این اس��ت که
مدتهاس��ت این روند بهس��وی شکستن
خرید مبتنی بر ارزش
خرید مبتنی ب��ر ارزش کمک میکند
هرچه بیش��تر قیمتها پی��ش میرود که
ت��ا اطمین��ان حاص��ل کنی��م ک��ه پمپ
ب��ا مش��اهده تع��داد کارخانجات��ی که از
بازار اس��ت .باید توجه داش��ت که ارزیابی
ادام��ه این رون��د در آنها دیده میش��ود،
بهگونهای بیان ش��ود که همیش��ه تمامی
نه بهنفع سازنده اس��ت و نه بهنفع کاربر.
خدماترس��انی به بازارهای مشخصی که
خودداری میکنند ،میت��وان دریافت که
خریداریش��ده از پمپهای مناس��ب در و مقایس��ه دقیق قیمت پم��پ نمیتواند، اطالعات فنی ارائه شده را نیز مدنظر قرار
کشور متفاوت باشد؛ اما مفهوم آن دقیقا
در این بازارها دیگ��ر پمپهایی با کیفیت
نشدهاند که سالهاست از این جمله ساده
ای��ن مس��اله در طوالنیمدت موجب
باشد؛ اما مالحظات کلی در طوالنیمدت
قیمتهای کم از سوی مصرفکننده نهایی
ب��رای این کار ،باید جنبهه��ای خاصی از
همین است .اکثر فروشندگان هنوز متوجه
خوب یافت نمیشود.
هنگام خرید پمپ اس��تفاده میشود .هر
وفور قطعات یدکی و بهتبع آن پیش��نهاد
این جمله را به زبان میآورد.
خواهد شد.
کارش��ناس خرید ،بدون مشاهده رقمی،
چیلــر جذبــی گازســوز
دهد .در این زمینه ،برخی از تجارب قبلی و شناخت تولیدکننده ممکن است گرانبها
میتواند بهلحاظ مالی ارزش��مند باش��د. تجهیزات را مدنظر قرار داد:
صفحه - 6شماره 48
● ●تناس��ب پمپ از نظ��ر هیدرولیکی با
نق��ص فن��ی میش��ود؛ بنابرای��ن توصیه
ک��رد .همین ارزیابی را میتوان برای انواع
● ●بازده عملیاتی
را در مش��خصات فنی پمپ بگنجاند .این
بهکار برد؛ زیرا برخی از آنها بهلحاظ کارکرد
خدمات
● ●تناسب مکانیکی با خدمات
اکثر کارخانجات در مالحظاتشان برای
فاکتورهای اول و دوم ارزیابیهای متفاوتی
دارند .تنها پیش��نهادی که در این زمینه میتوان داد ،درباره تناس��ب هیدرولیکی پمپ با خدمات است .همانطورکه پیشتر نیز اش��اره شد ،این مساله فقط درصورتی
تحقق مییابد که به هریک از منحنیهای سیستم بهطور خاص توجه شود.
ارزیاب��ی هزینه برق ب��ا توجه به بازده
بهرهب��رداری کام�لا ضروری اس��ت و به
قیمت برقی بستگی دارد که در هر کارخانه بهطور خاص مدنظ��ر قرار میگیرد .برای اطمین��ان از درک ارزش واقعی یک پمپ
کارآمد ،اکیدا توصیه میش��ود که هزینه واقعی مصرف برق برای هر پمپ محاسبه شود.
ب��ا درنظرگرفت��ن هری��ک از عوام��ل
گوناگ��ون اعم از تناس��ب مکانیکی پمپ ب��ا خدمات ،میتوان به ارزیابی بیش��تری
از عواملی پرداخت ک��ه اطمینانپذیری و کارکرد پمپ را ارتقا میدهند.
سادهترین روش ارزیابی ،روشی است
که در آن به عاملی که ممکن اس��ت کمتر ایدهآل باشد ،امتیاز منفی داده شود .این
امتیاز منفی ممکن است اشکال مختلفی
داش��ته باش��د و نس��بتا نظری شخصی باشد؛ اما هرچه ارزیابی بیطرفانهتر باشد،
اعتمادپذیرتر و مطمئنتر خواهد بود.
عوامل موثر در تناسب مکانیکی کاسهنمدهای مکانیکی
کاس��هنمد مکانیکی یک��ی از قطعات
پمپ اس��ت که اغل��ب ازکارافتاده و دچار
میشود ،تولیدکننده ،مدل و جنس مدنظر ام��ر نهتنها به تمامی فروش��ندگان کمک
میکند ،بلکه به ش��ما نی��ز این اطمینان را میده��د که با توجه به نیاز واقعی خود بتوانید مناسبترین جنس موجود در بازار
را تهیه کنید؛ اما اگر نوعی کاس��هنمد به شما پیشنهاد شد ،ویژگیهایی وجود دارد
که با اس��تناد بر آنها میت��وان مدلهای پیشنهادی را شناسایی و بررسی کرد:
.1برای مثال نوع کارتریجی کاسهنمدها ب��ه ن��وع ترکیب��ی آنها ترجی��ح داده
میش��ود؛ زیرا س��ادهتر و استفاده از آن ایمنتر اس��ت .این نوع کاسهنمد
از س��طوح آببن��د در برابر آس��یب محافظ��ت میکند و ب��رای نصب آن
نیازی به مهارت خاص و صرف مدت
زمانی طوالنی نیس��ت .میتوان علت اس��تفادهنکردن از این کاسهنمدها را
اضافهشدن هزینه خرید یک کاسهنمد یدکی عنوان کرد؛
.2هر کاس��هنمدی که کاس��هنمد ثانویه
دینامی��ک دارد ،بهناچار باعث ایجاد
خوردگیهای سایش��ی و آسیبزدن 1
ب��ه محور (ش��فت) میش��ود .با این نوع کاسهنمد ،ش��فت باید با غالفی
که اغلب تعویض میشود ،محافظت
ش��ود .کاسهنمدی که دچار خوردگی
نمیش��ود ،نی��ازی به غ�لاف ندارد.
ازاینرو نیاز به وجود یک قطعه یدکی از بین م��یرود و درعینحال امکان
استفاده از شفتی با قطر بیشتر فراهم میآید.
مختلفی از واشرهای فنری یا فانوسهها نیز به برخی دیگر ارجحیت دارند.
محیط اطراف کاسهنمد
هرچ��ه محفظ��ه کاس��هنمد 2بزرگتر
باش��د ،عم��ر کاس��هنمد مکانیک��ی نیز
طوالنیتر میشود .اگر محفظه پیشنهادی این قابلیت را نداشته نباشد ،میتوان آن
را براس��اس قیمت یک کاس��هنمد یدکی
ارزیابی کرد.
یاتاقانها
در پمپهای زمینی ،دو فاکتور درباره
یاتاق��ان وج��ود دارد که میت��وان آنها را بهراحتی ارزیابی کرد.
ان��دازه (قط��ر ش��فت) و ردیفه��ای
(ع��رض) یاتاق��ان ب��ا قابلیت انتق��ال بار ( )LCC3آن ارتب��اط مس��تقیم دارد .یک
ان��دازه افزای��ش ،باع��ث افزای��ش تقریبا
15درصد قابلیت انتقال بار خواهد ش��د.
دس��تیابی به مقادیر خ��اص در برگههای
اطالع��ات مهندس��ی س��ازنده یاتاق��ان امکانپذیر است .یاتاقانهای بزرگتر عمر طوالنیتری دارند.
وقتی ی��ک یاتاق��ان بهلح��اظ اندازه
ش��عاعی و فش��ار مح��وری ،ی��ک س��ایز کوچکتر از یاتاقانها باشد ،یک مجموعه
یاتاقان در هر س��ال ف��دای یک مجموعه
یاتاقان دیگر خواهد شد.
روانکاری
رابطه طول عم��ر L-10یاتاقانها به
عامل تنظیم اس��ت؛ زی��را در آن به تاثیر روانکاری توجه میش��ود .متعاقبا ،هرجا
وقتی ک��ه کاس��هنمدی سایش��ی به
که از مواد روانکار استفاده میشود ،باید
ارزش خرید غالف در هر دو س��ال ارزیابی
ش��ود .درحالیکه اکثر پمپه��ا کماکان
ن را با شما پیشنهاد میش��ود ،میتوان آ
از آن قس��مت در براب��ر آلودگی محافظت
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 7شماره 48
آنجاییکه لرزش زیاد و تغییر شکل شفت موجب نقص فنی زودهنگام کاس��هنمد و
یاتاقان میش��ود ،درصورت کارکرد دایمی پمپ ،انج��امدادن ارزیابی جدی اهمیت
بیش��تری مییابد .برای مث��ال ،اگر پمپی دارای نسبت باریکشدن بیش از دو و نیم برابر کمترین میزان باش��د ،فاقد کیفیت ِ
الزم است؛ اما اگر نسبت باریکشدن پمپ
بیش از دو برابر کمترین میزان باشد ،باید در اس��تفاده از کاس��هنمدهای کناری در
ن اس��تاندارد میشوند، محفظههای یاتاقا س��ازندگان پمپه��ای باکیفی��ت ب��رای
هزینه یک ش��فت و کاس��هنمد مکانیکی
جدید را نیز محاسبه کرد.
زمان تعمیر و نگهداری
محفظه یاتاقانها جداکنندههایی پیشنهاد محافظت کنن��د .هر یاتاقانی که فاقد این
پاالیشگاه نفت ،هزینهای برابر با 500.000
یاتاقان را به کاربر خود تحمیل میکند.
دس��تمزد کارگ��ران و هزینهه��ای کلی را
میکنند ک��ه میتوانند از م��واد روانکار
تعوی��ض یک کاس��هنمد مکانیکی در یک
جداکنندهها باش��د ،هزینه یک مجموعه
دالر بهدنبال خواهد داشت که این هزینه،
سرعت دورانی
شامل میش��ود؛ درنتیجه کاسهنمدی را
که طول عمر یاتاقان با سرعت دورانی ()N
پمپ رابطه عکس دارد .هر مصرفکنندهای که در نظر دارد در س��رعتهای بیشتری از پمپ بهرهب��رداری کند ،باید هزینه یک
مجموعه یاتاقان را نیز درنظر داشته باشد.
نسبت باریکشدن شفت
نسبت باریکشدن شفت رابطه ساده
کاربردی برای شناس��ایی استحکام شفت آویزان در پمپ گریز از مرکز است .در این
رابطه ،فاصله ( )Dاز خط مرکزی پروانه و نزدیکترین یاتاقان به آن پروانه با قطر موثر ش��فت )L( 4در پیشانی کاسهنمد مقایسه
میشود.
کمبودن نس��بت باریکشدن شفت،
امکان تغییر ش��کل و انحن��ا و نیز دامنه لرزش��ی که ممکن است حین بهرهبرداری
ایجاد ش��ود را به حداقل خواهد رساند .از
چیلــر جذبــی گازســوز
که برای آن 75دالر هزینه ش��ده اس��ت و هرس��ال باید تعویض شود را در مقایسه با
کاس��هنمد دیگری درنظر بگیرید که هزینه کلی آن 2000دالر اس��ت و هر دو س��ال یکبار تعویض میشود .ممکن است هزینه
خرید کاسهنمد اولی کمتر باشد (75دالر)، اما هزین��ه مالکیت پم��پ در بیش از ده سال حدود ( 5.750 × 10دالر) 57.500 دالر خواه��د بود؛ حال آنکه این رقم برای کاسهنمد گرانتر ،برابر با (7000 × 5دالر) 35000دالر است که از قابلیت اطمینان بیش��تری برخوردار اس��ت .این محاسبه اهمیت ساعات تعمیر و نگهداری را نشان میده��د که میتوان��د در طول عمر پمپ اثرگذار باشد.
زمان مرده و هدررفت تولید 5
یدکی درحال بهرهبرداری وجود نداش��ته باشد ،گاهی هزینهای که بابت زمان مرده پرداخت میش��ود ،آنقدر زیاد میشود که در بس��یاری مواق��ع از درنظرگرفت��ن آن بهمنزله یک عامل واقعی ارزیابی خودداری میکنند.
نتایج برخی بر این باورند که تاکنون قطعات یدکی موجود برای سایر پمپها در کارخانه و میزان آشنایی پرس��نل از بهرهبرداری و
براس��اس برآورده��ای انجام ش��ده،
از همان رابطه قبلی میتوان دریافت
میتوان نادیده گرفت .وقتی هیچ وس��یله
6
اگر یک وسیله یدکی نصبشده آماده کار باش��د ،برخ��ی مواق��ع ای��ن عامل را
نگهداری از پمپهای جدید ،درنظر گرفته نشده اس��ت .چنین مالحظاتی فقط باید درصورت��ی انجام پذیرد ک��ه یک اختالف جزئ��ی در ارزش و مقادی��ر ارزیابیش��ده وجود داشته باشد و این ،درحالی صورت میگیرد که تالش میکنیم مطمئن شویم که به قطعات یدکی زیادی نیاز نیس��ت و اینکه مقدار ساعات کاری پمپهای جدید بهشکل بیسابقهای کم است. ب��ا درنظرگرفت��ن تمام��ی عوامل در مالحظات اقتصادی ،مس��اله غیرمعمولی نیس��ت که پمپهای گرانقیمت در چند س��ال اول زیادترین هزینهه��ا را به کاربر تحمی��ل میکنن��د؛ اما هنگام��ی که به ارزش مبتن��ی بر خرید در دورههای زمانی طوالنیمدت توجه میش��ود ،مش��اهده میش��ود که هزینه س��رمایهگذاری اولیه تجهیزات درمقایسه با کل هزینه مالکیت ناچیز است.
پینوشت: 1. Fretting Corrosion 2. Seal Chamber 3. Load Carrying Capability 4. Effective Diameter 5. Downtime 6. Lost Production
صفحه - 8شماره 48
مقاالت
ترکیب و کاربرد برج خنککننده قسمت اول منبعHVAC water chillers and cooling towers : برگردان :واحد ترجمه نشر یزدا
انواع برج خنککننده
تقریبا تمام برجه��ای خنککننده تهویه مطبوع از نوع مکش
مکانیکی با صفحات داخلی آبشاری یا پردهای میباشند .ترکیبات
اساسی برجهای خنککننده تهویه مطبوع براساس:
.1جهت هوا در مقابل جهت جریان آب صفحات داخلی برج و .2مکان فنهای برج است( .تصویر )1
چیدم�ان جریان هوا -آب :دربرجهای جریان مخالف ،جهت
جری��ان هوا مخال��ف جهت جریان آب اس��ت .آب بهطور عمودی
بهس��مت پایین و هوا بهطور عمودی بهسمت باال حرکت میکند. در برجه��ای جریان صلیبی ،ای��ن دو جریان تحت زاویه 90درجه
نس��بت به یکدیگر قرار دارند .آب بهطور عمودی بهسمت پایین و هوا بهطور افقی جریان مییابد.
مکان فن :برج زمانی از نوع مکش اجباری اس��ت که فنهای
آن ه��وا را بهس��مت جل��و میدمن��د .در این ترکی��ب ،فنها در
ورودی(های) برج و صفحات داخلی تحت فشار مثبت میباشند. در برجهای مکش القایی ،فن(ها) در ورودی(های) برج و صفحات
داخلی تحت فشار منفی میباشند.
تصاویر ( 1تا )4چهار ن��وع ترکیب رایج برجهای خنککننده
تهوی��ه مطبوع را نش��ان میدهند :برجه��ای خنککننده جریان مخال��ف با مکش اجباری و القایی و برجهای خنککننده صلیبی با مکش القایی.
برجهای خنککننده جریان مخالف و جریان صلیبی
مزای��ا و معایب برجهای خنککنن��ده جریان مخالف و جریان
برخوردار است و این بهمعنای فضای کمتر برای نصب برج میباشد.
بااینوجود ،این امتیاز اندازه بزرگی در زمان نیاز به چندین س��لول
برج جهت تامین بار خنککنندگی آن از بین میرود:
.1ممکن اس��ت برجهای جریان مخالف کوچ��ک نیاز به هوای
ورودی از یک سمت را داشته باشد و چیدمان برجهای مرکب
خطی نس��بتا ساده باشد و برای نگهداری به فاصله 4فوت از
یکدیگر نصب شوند؛
.2ب��رای برجهای جری��ان مخالف بزرگتر ،دو س��لول به یکدیگر
متصل ش��ده که بهطور موثری هوا ورودی هر س��لول را از 4 سمت به 3سمت کاهش میدهد .درصورت نیاز به بیش از 2
سلول ،یک یا دو سلول بعدی باید با حداقل فاصلهای بهاندازه
عرض یک برج نصب شوند تا هوای ورودی کافی تامین شود؛
. 3سلولهای برج جریان صلیبی مرکب پهلوبه پهلو بههم متصل ش��ده تا یک برج دلخواه را تش��کیل دهند؛ بااینوجود ،بهتر
اس��ت این چیدمان پهلوبهپهلو به 3تا 4س��لول محدود شود ت��ا یک جریان هوای مناس��ب فراهم ش��ود و بای��د فاصلهای
بهاندازه عرض یک برج بین هر س��ری از سلولها ایجاد شود. درصورت اتصال بیش از 4س��لول ،یک جریان هوای معکوس در سلول(های) میانی ایجاد میشود.
اس�ب بخار فن -انرژی :معموال برجهای خنککننده جریان
مخالف ،از افت فشار استاتیک بیشتری برای جریان هوا نسبت به
برجهای خنککننده جریان صلیبی برخوردارند که نیازمند اس��ب
بخار بیش��تر فن و مصرف انرژی بیش��تر آن است .این افت فشار
بیشتر یا مصرف انرژی بیش��تر ،بهواسطه بلندتربودن برج ،ارتفاع
صلیبی در جدول ( )1ارایه ش��ده اس��ت .بااینوج��ود ،بزرگترین
بیشتر صفحات داخلی برج و پاشش آب تشتک فوقانی برج است.
چیدمان -اندازه بزرگی :برجهای جریان مخالف با هر ظرفیت
خنککننده جریان مخالف ،نیازمند فشار آب 5پی اس آی ()PSI
تفاوتهای برجهای خنککننده در این جدول آمده است.
معینی از سطح قاعده کوچکتری نسبت به برجهای جریان صلیبی
اس�ب بخار پم�پ -ان�رژی :نازله��ای تش��تک فوقانی برج
جهت پاش��ش صحیح آب اس��ت و از طرفی ،برجهای خنککننده
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 9شماره 48
تصویر .1برج خنککننده جریان هوای صلیبی مکش اجباری (شرکت بالتیمور)
تصویر .4برج خنککننده جریان هوا مخالف مکش القایی (شرکت ایواپکو)
جریان مخالف بلندتر میباشند .دو موضوع فوق منجر به افزایش هد
پمپ ،اسب بخار پمپ و مصرف انرژی میشود .بهطورکل ،برجهای
جریان مخالف بهتر میباش��ند؛ زیرا مصرف انرژی فن کمتر ،پمپ
کوچکتر با مصرف انرژی کمتر و نگهداری آن آس��انتر اس��ت .برج جریان مخالف میتواند از وسایل و دستگاههای صرفهجوکننده آب
اس��تفاده کند ،فضای کمتری را برای نصب اشغال کند و با مشکل
یخزدگی روبهرو نشود؛ همچنین میتواند اختالف دمای آب ورودی
کندانسور و دمای دماسنج مرطوب ورودی را به کمتر از 5°Fکاهش دهد.
تصویر .2برج خنککننده جریانهای صلیبی مکش القایی (شرکت مارلی)
مکش مکانیکی
تقریب��ا تم��ام برجهای خنککنن��ده تهویه مطب��وع از مکش
مکانیکی استفاده میکنند؛ زیرا اندازه بزرگ و دودکش مکشی بلند
مورد نیاز برجهای مکش طبیعی در بیشتر ساختمانها غیرممکن اس��ت .برجهای جریان صلیبی از مکش اجباری یا القایی استفاده
میکنند .برجه��ای جریان مخالف مکش اجباری تکجریان (تک
س��لول) از فنهای پروانهای با ظرفیتهای کمتر از 30تا 250تُن
استفاده میکنند .این فن(ها) بهطور عمودی در ورودی هوای برج
نصب ش��ده و هوا را بهداخل صفحات داخلی برج میراند تا از آن سوی از برج خارج ش��وند .با افزایش بار خنککنندگی ،به سطح
انتقال حرارتی بیش��تری نیاز میباشد و برج جریان صلیبی جریان
مضاعف با ظرفیت س��لول 1100تن متداول است؛ زیرا استفاده
از یک س��لول بزرگ ارزانتر از دو س��لول کوچکتر اس��ت .در این
تصویر .3برج خنککننده جریان هوای مخالف مکش اجباری (شرکت تکنوبرج)
چیلــر جذبــی گازســوز
ترکیب ،اس��تفاده از یک فن بزرگ برای الق��ای جریان هوای برج بهجای فنهای مرکب جهت راندن جریان هوا کارآمدتر است .فن
مکش القایی در باالی برج نصب شده و جریان را از هر سر از میان
صفحه - 10شماره 48
جدول .1برجهای خنککننده جریان مخالف و جریان صلیبی معایب
مزایا
گرفتگی بالقوه سوراخها توزیع ضعیف آب روی سطوح داخلی آلودگی بیولوژیکی -سطح قاعده بزرگتر سازه
هد پمپ کمتر دسترسی راحتتر به تشتک فوقانی برج نگهداری بهتر -صرفهجویی آب
جریان
ترکیب
آب
جریان صلیبی
سطح بزرگ کرکرههای ورودی باعث دشوارشدن -افت فشار استاتیک کمتر توان کمتر فنکنترل یخزدگی میشود. مصرف کمتر انرژی مکش کمتر گردش کمتر -سلولهای کمتر برای ظرفیتهای بزرگتر
هوا
افزایش هد پمپ بهواسطه نازلهای پاشش ،توان -توزیع پاششی بهبود اندازه قطرات آبپمپ و انرژی پمپ دسترسی دشوار برای تمیزکردن نازلهای پاشش -ب��رج بلندتر و ارتفاع بلندتر برای ایجاد اختالف کمتر بینآب رفت کندانسور و دمای دماسنج مرطوب ورودی
آب
افت فشار استاتیک بیشتر مصرف انرژی بیشترفن س��رعت زیاد هوای ورودی باعث کشیدهش��دنآشغالها بهداخل تشتک تحتانی برج میشود. توزیع نامساوی هوا برای صفحات داخلی برج -کاهش کارآیی برج
-بهبود انتقال حرارت
صفحات داخلی و محفظه یا مسیر هوای خروجی القا میکند. ممکن اس��ت برجه��ای جریان مخال��ف از مک��ش القایی یا اجباری تا ظرفیت 1300تن در یک سلول استفاده کنند .فنهای س��انتریفیوژ و پروانهای برای مکش اجباری مناس��باند؛ ولی نوع پروان��های برای مکش القایی نیز بهکار میرود .در ترکیبات جریان مخالف مکش اجباری با فنهای پروانهای ،فنها در ته برج نصب میشوند که مستلزم یک طرح تشتک تحتانی خاص است؛ زیرا باید
هوا
برجهای مکش اجباری با فنهای سانتریفیوژ بههیچوجه مناسب
نمیباش��ند .فنهای مکش اجباری در جریان هوای سرد ورودی
قرار میگیرند (بهجای قرارگرفتن در جریان هوای گرم خروجی) که
باعث مستعدشدن آنها برای یخزدگی و آسیبهای مکانیکی بالقوه
بوهوای س��رد ،استفاده از برج مکش میش��ود .بنابر این ،برای آ القایی بهتر است؛ زیرا احتمال یخزدگی کمتر است و اقدامات الزم برای کنترل یخزدگی آسانتر میباشد.
هوا از میان تش��تک عبور کند .در این برجها ،سیستم جمعآوری
ظرفیت و پارامترهای اجرایی
داخلی به یک مخزن یا تشتک تحتانی محصور مجاور منتقل کند.
مطبوع مطرح است:
آب با کانالهای شیبدار باالی فنها میتواند آب را از ته صفحات برجهای جریان مخالف مکش القایی ترکیبات خیلی سادهتری دارند .فن در باالی برج نصب شده و ورودیهای هوا بین قسمت فوقان��ی تش��تک تحتانی و قس��مت تحتانی صفح��ات داخلی در هر چه��ار طرف قرار میگیرند .همانن��د برجهای جریان صلیبی، بزرگترین سلول برج تک جریان 1100تن است.
جریان مخالف
دو فاکتور بهعن��وان الزامات اجرایی ب��رج خنککننده تهویه
.1ب��ار خنککنندگی برج توس��ط میزان جریان آب کندانس��ور
و ح��دود افزایش دمای آب کندانس��ور و کاه��ش دمای برج
خنککننده مشخص میشود؛
.2اختالف بین دمای ورودی آب کندانس��ور و دمای دماس��نج مرطوب بیرونی.
معموال امتیازی برای مکش اجباری نس��بت به مکش القایی
افزایش دمای آب کندانسور و اختالف دمای رفت آب کندانسور و
خنککنن��ده در فص��ل زمس��تان و احتم��ال مس��اله یخزدگی،
یک اختالف دما بین آب ورودی برج (برگشت آب کندانسور) و
و ی��ا برعکس وجود ندارد؛ با این وجود ،برای اس��تفاد از برجهای
دمای دماسنج مرطوب ورودی برج
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 11شماره 48
آب خروجی برج (رفت آب کندانسور) و یک اختالف دما بین رفت
و برگشت کندانسور درنظر گرفته شود تا انتخاب ایدهآل مشخص
این اختالف دماها در تصویر ( )5ارایه شده است.
مرط��وب هوای ورودی نس��بت به هرگونه اخت�لاف دمای رفت و
آب کندانس��ور و دماس��نج مرطوب هوای ورودی برج وجود دارد.
ش��ود .بااینوجود ،اگر اختالف دمای رفت کندانس��ور و دماسنج
بیشتر سیستمهای آب کندانسور تهویه مطبوع برای تغییرات
برگشت کندانس��ور کمتر از 5درجه فارنهایت باشد ،اندازه بزرگی
جریانه��ای دلخواه آب لولههای کندانس��ور و حفظ اختالف بین
در 3درجه فارنهایت هیچگونه کاهش��ی برای اختالف دمای رفت
س��طح باالی معقول ایجاد شدهاند .معیار انتخاب استاندارد برای
فعلی برجهای خنککننده امکانپذیر نیست.
دمای 10°Fطراحی میش��وند که س��الها قبل براساس سرعت
رف��ت آب کندانس��ور و دماس��نج مرطوب ه��وای ورودی در یک
چیلرهای آبی برابر اس��ت با رفت آب کندانس��ور 85°Fبا تغییرات
10°Fکه منجر به برگشت کندانسور 95°Fمیشود.
چون دم��ای طرح دماس��نج مرطوب محیطی ثابت اس��ت،
اختالف دمای بین رفت آب کندانس��ور و دماسنج مرطوب هوای ورودی با تغییر اختالف دمای بین برگش��ت آب کندانسور و رفت
آب کندانسور یا میزان جریان آب کندانسور تغییر میکند .تصاویر
( 1ت��ا )5نش��ان میدهد که یک تع��ادل بی��ن دو اختالف فوق
وج��ود دارد .افزایش اختالف دومی (اخت�لاف دمای بین رفت و برگش��ت کندانسور) مشخصه برج را کاهش میدهد؛ ولی افزایش
آن میتوان��د دمای رفت کندانس��ور را کاهش دهد و آنگاه کاهش اخت�لاف دما بین رفت آب کندانس��ور و دماس��نج مرطوب هوای
ورودی بهسرعت باعث افزایش مشخصه برج میشود.
اگر اختالف دمای رفت و برگش��ت کندانس��ور و میزان جریان
آب کندانس��ور براساس یک طرح اس��ت ،بهتر است تعدادی برج
خنککننده ب��ا تغییرات 8تا 14درجه فارنهایت برای دمای رفت
برج بهطور نمایی یا توانی نسبت به یک ظرفیت افزایش مییابد و
کندانسور و دماس��نج مرطوب هوای ورودی با توجه به تکنولوژی
دمای دماسنج مرطوب محیطی
بای��د تم��ام برجهای خنککننده بر اس��اس دمای دماس��نج
مرطوب محیطی انتخاب شوند؛ ولی دمای دماسنج مرطوب هوای
مجدد مجدد باالتر است .همیشه گردش ورودی بهواسطه گردش ّ ّ
ه��وا وجود دارد ،ولی معموال آنقدر کوچک اس��ت که میتوان از آن صرفنظر گرد .برای مثال ،دماهای دماس��نج مرطوب ورودی
یکس��ان اس��تغ بااینوجود ،برج ضعیف میتوان��د گردش مجدد
اضافی را ایجاد کند و دمای دماس��نج مرطوب ورودی چند درجه باالتر از دمای محیطی باشد.
دفع گرمای آب کندانسور
نوع��ا ح��دود تغییرات رفت و برگش��ت کندانس��ور 10درجه
فارنهایت اس��ت .در این ح��دود ،میزان جریان آب کندانس��ور بر
حسب گالن در دقیقه هر تن بار سرمایی مشخص میشود( .طبق جدول )2
برگشت آب کندانسور CDWR
اختالف دما بین برگشت و رفت کندانسور = ∆T wbT هوای ورودی ∆T رفت آب کندانسور CDWS
تشتک تحتانی برج تشتک تحتانی برج
اختالف دما بین رفت کندانسور و دماسنج مرطوب هوای وروی برج
تصویر .5تعاریف دو اختالف دمای سیستم آب کندانسور
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 12شماره 48
برای سالیان سال ،وضعیت آب کندانسور استاندارد براساس
توصیه میشود که البته فاقد جامعیت یا تنوع کاربرد با پمپاژ
گاهی واژگان قدیمیتر به تُن ب��رج خنککننده بهصورت 15000
در سیس��تم برجهای مجزا ،پمپهای آب کندانس��ور مجزا و
موازی مشترک است.
چیلرهایی با توان ورودی 0.8کیلووات در تن طرحریزی میش��د.
بیتییو در ساعت اشاره دارند؛ ولی سازندگان فعلی اساس 3گالن
در دقیقه در تن را بهعنوان مقدار جریان اس��تاندارد قبول دارند. هیچکدام از این اطالعات قدیمی دیگر معتبر نمیباش��ند .چیلرها
با ت��وان وردی 0.4کیلووات در تن خریداری میش��وند؛ بنابراین
مقدار جریان واقعی کندانسور برای هر کاربردی باید براساس توان ورودی واقعی کمپرسور باش��د (جدول .)2در واقع ،این موضوع
لولهکشی آب رفت و برگشت کندانسور بین هر چیلر و برج مربوطه مورد نیاز میباشد .هزینه این لولهکشی نوعا از هزینه لوپ یا حلقه
بزرگتر لوله رفت کندانسور بیشتر است که در خدمت تمام چیلرها از تمامی برجها است.
روش چندسلولی چند مزیت اجرایی /عملیاتی دارد:
.1چند س��لول میتوان��د در خدمت یک چیلر باش��د ،دماهای
کمت��ری برای رفت آب کندانس��ور فراهم کند و مصرف انرژی
باعث بهحداقلرسیدن انرژی پمپاژ و اندازه بزرگی برج خنککننده میشود.
چیلر را کاهش دهد؛
.2نقص س��لول برج ضرورتا بهمعنای عدم اس��تفاده از یک چیلر
ترکیب برج خنککننده -چیلر
خاص نیس��ت؛ چون تمام س��لولهای ب��رج در خدمت تمام
وقتی یک چیلر وجود دارد ،تنها معیار انتخاب برج خنککننده
کندانسور چیلر است .با اینوجود ،وقتی چند چیلر وجود دارد سه
چیلرها میباشند؛
.3یک س��لول برج اضافی و بیکار میتوان��د درصورت نقص یک
انتخاب برای طراحی سیستم آب کندانسور وجود دارد( .تصویر )6
س��لول برج ،بهعنوان پش��تیبان عمل کند یا دمای مورد نیاز
.2برجه��ای خنککننده مرک��ب یا یک برج بزرگ چند س��لولی
انتظار دماسنج مرطوب حفظ کند.
.1هر چیلر می تواند یک برج خنککننده مجزا داشته باشد.
میتوانند به یک سیستم آب مشترک کندانسور متصل شوند تا
آب رفت کندانسور را در مدت زمانهای بیشتر از دمای مورد
.4فقط یک سیستم کنترل آب تغذیه برج مورد نیاز است (بهجای
در خدمت تمام چیلرها باشد .بنابراین ،باید چیلر دو شیر کنترل
یک سیستم کنترل آب تغذیه برای هر برج تحت انتخاب )1که
تنوع کاربرد است؛ یعنی هر برج و هر پمپ میتواند در خدمت
.5یک یا چند س��لول را میتوان برای نگ��هداری خاموش کرد،
.3برجه��ای خنککننده مرک��ب یا برجهای بزرگ چندس��لولی
عیب روش چندس��لولی آن است که کنترل اتوماتیک دو شیر
ایزوله دو وضعیتی داشته باشد .امتیاز چنین ترکیبی جامعیت یا
الزامات نگهداری را کم میکند؛
هر چیلری باشد (شیر کنترل ایزوله :شیر کنترل جداساز).
بدون آنکه در بهرهبرداری از یک چیلر خاص دخالت شود.
میتوانند به یک سیس��تم آب مشترک کندانسور با یک پمپ
ایزول��ه دو وضعیتی در ورودی و خروجی هر س��لول برج ضروری
ایزوله را برطرف میکند و برای چیلرها با ظرفیتهای مختلف
غیرفعال را برطرف میکند.
مجزا برای هر چیلر متصل شوند .این ترکیب نیاز به شیرهای
میباش��د .این ش��یرهای ایزوله عب��ور جریان آب از س��لولهای
جدول .2میزان جریان آب کندانس��ور بهازای حدود تغییرات 10درجه فارنهایت برای رفت و برگش��ت کندانسور درصد کاهش Fcdw (گالن در دقیقه در تن بار سرمایی)
Fcdw (گالن در دقیقه در تن بار سرمایی)
کل گرمای دفع شده (بی تی یو در تن)
توان ورودی کمپرسور (کیلووات در تن)
(افزایش یا حدود دمای طرح آب کندانسور × ÷ )500کل گرمای دفع شده = Fcdw
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 13شماره 48
(الف) برج خنککننده شماره 1 پمپ آب کندانسور cdw چیلر شماره1
برج خنککننده شماره 2 پمپ آب کندانسور cdw چیلر شماره 2
برج خنککننده شماره 3 پمپ آب کندانسور cdw
چیلر شماره 3
تصویر ( .6الف) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )1؛(ب) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )2؛(پ) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )3 (ب) برج برج برج خنککننده خنککننده خنککننده سلول سلول سلول شماره 3شماره 2شماره 1
شیر ایزوله چیلر (شیر جداساز چیلر)
برج برج برج خنککننده خنککننده خنککننده شماره 1 شماره 1 شماره 1
چیلر شماره 1
چیلر شماره 2 پمپهای آب کندانسور
چیلر شماره 3
ادامه تصویر ( .6الف) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )1؛(ب) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )2؛(پ) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )3
چیلــر جذبــی گازســوز
پمپ CDW
پمپ CDW
پمپ CDW
چیلر شماره 1
چیلر شماره 2
چیلر شماره 3
ادامه تصویر ( .6الف) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )1؛(ب) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )2؛(پ) ترکیب برج /چیلر مرکب (انتخاب )3
صفحه - 14شماره 48
مقاالت
آشنایی با یاتاقانهای پمپها قسمت دوم منبعThe Practical Pumping Handbook : برگردان :واحد ترجمه نشر یزدا
روانکاری با گریس
میکند.
گری��س روانکاری 1لزوم��ا یک عامل
غلیظکنن��ده صابون��ی در روغ��ن معدنی یا س��نتزی اس��ت .هنگام انتخاب گریس صحی��ح ،روغ��ن پای��ه بای��د ب��ا الزامات روغنکاری یاتاقان مطابقت داشته باشد. با توجه به تفاوت مواد تشکیلدهنده و نگهدارندههای کارب��ردی ،ترکیب انواع مختلف گریسها توصیه نمیشود. موسس��ه مل��ی گری��س روانکاری ( )NLGI2با درنظرگرفت��ن ابعاد پمپها و ش��رایط عملیاتی ،درج��ات متفاوتی از غلظت را پیشنهاد میدهد. ● ●NLGI No 1؛ ب��رای یاتاقانه��ای ت کم عمل میکنند. بزرگی که با سرع ● ●NLGI No 2؛ ب��رای یاتاقانه��ای غلتک��ی و بلبرینگهای ک��ه در ابعاد متوسط تا بزرگ عمل میکنند. ● ●NLGI No 3؛ ب��رای بلبرینگها در ابعاد کوچک تا متوسط ،همچنین در پمپهای عمودی ،ی��ا پمپهایی که لرزش زیادی ایجاد میکنند.
بهوج��ود میآورد که گریس بهمیزان کافی
از فاصله آزاد حفاظ عب��ور کند تا یاتاقان
T = K< 1410 # 106 F - 4d n# d :Tعمر گریس (برحسب ساعت)
روغنکاری شود و روغن اضافی از یاتاقان
:Kضریب نوع یاتاقان (برای بلبرینگ
این چیدمان باید با احتیاط اس��تفاده
)10 :nسرعت دوران پمپ :dقطر دهانه یاتاقان (برحسب )mm با وجود انجامدادن این محاس��بات، گریسکاری باید هنگامی که یاتاقانها در دماهای زیاد کار میکنند یا محور یاتاقان عمودی اس��ت یا اگر آلودگی وجود داشته باشد ،در بازههای بیش��تری انجام شود. درمقاب��ل ،وقت��ی یاتاقانه��ا در دماهای کمت��ر کار میکنند یا اگ��ر ،گریسهایی با کیفیت یا دمای زیاد اس��تفاده میش��ود، بازه محاسبهشده میتواند ،افزایش یابد. در ه��ر 2000س��اعت یا هر س��ه ماه کارکرد باید گریسکاری صورت گیرد؛ اما
بگذرد.
شود؛ زیرا برخی از طرحهای جدیدتر حفاظ
ب��رای تزریق کام��ل گریس به فش��ارهای
بیشتری نیاز دارند؛ باوجوداین ،فشار زیاد
میتواند حفاظ را از بین ببرد.
عمر یاتاقان
عمر یاتاقان برحس��ب مالک «»L10
در مقایس��ه با عم��ر ازکارافتادگی تعیین
میشود .عمر L-10که انتظار میرود 90
درصد یاتاقانهای مش��ابه آن را بهدس��ت آورند ،بهش��کل زیر محاسبه میشود .به
بیان دیگر ،فقط 10درصد از این یاتاقانها نمیتوانند به ساعات کارکرد محاسبهشده برسند.
باید توجه ش��ود که گریسکاری فقط باید زمانی صورت گیرد که پمپ کار نمیکند.
یاتاقانهای پوششدار
3
معادله زیر یک محاسبه عمومی از بازه
وجود یک حفاظ روی یاتاقان میتواند
زمان��ی بین گریسزدن یاتاق��ان روی یک
مقدار ورودی گریس را کنترل کند .یاتاقان
پم��پ افقی را ارائه میده��د که بر دمای
بای��د ط��وری در پمپ قرار داده ش��ود که
) 70°C (158°Fیاتاق��ان مبتنی اس��ت و
حفاظ در س��متی قرار گی��رد که بهطرف
از یک گریس با کیفیت متوس��ط استفاده
گریسدان است .این مساله این امکان را
تصویر .16یاتاقان پوششدار
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 15شماره 48
P L - 10 = A23 9 C C # 1.000.000 P 60 # n :A23ضریب بازدهی روغنکاری
:Cنسبت بار دینامیک پایه
4
:Pمقدار بار دینامیکی معادل یاتاقان :pت��وان در معادل��ه ل��وف 3( 5برای بلبرینگها) :nسرعت دوران پمپ سالهاست که برخی از عوامل تنظیم در محاس��به س��اعات کارک��رد یاتاقانها معرفی شدهاند .یکی از این عوامل مبتنی ب��ر ارتباط می��ان چس��بندگی الزم برای روغنکاری کافی و چسبندگی واقعی مورد استفاده ،اس��ت .درعینحال ،با انتخاب
آلودگی روغن میش��ود .این مساله نشان
میدهد که تحت آنچه «ش��رایط عملکرد
طبیعی» خوانده میش��ود 40 ،درصد از عمر یاتاقان کاهش مییابد و با تمیزکردن
اطراف یاتاقان میتوان بهبود درخورتوجهی را در عمر آن شاهد بود. شرایط
عامل تنظیم
بسیار تمیز
1.0
تمیز
0.8
زمانی که آلودگی آبی مشکلساز است،
عادی
0.6
ح��ذف فقط 0.002درصد از محتوای آب
آلوده
0.1-0.5
در روغ��ن مرط��وب به ازدس��ترفتن 48
آلودگی زیاد
0
روغنی که بهمیزان الزم چسبندگی دارد،
باید متذکر شد که هدف این است که
افزایش و بهش��کل فوقالع��ادهای کاهش
آنه��ا در فرم��ول عم��ر یاتاقان ،با س��ایر
میت��وان عمر یاتاق��ان را به دو و نیم برابر
این عوامل پیش از بهکارگیری مس��تقیم
داد.
دادهه��ای مرب��وط به چس��بندگی روغن
عامل دیگر ،ش��امل اثر درجات متغیر
روانکار ترکیب شوند.
تصویر .17یاتاقان آببند
درصد عمر یاتاقان منتهی میش��ود؛ زیرا 3درصد محت��وای آب 78 ،درصد از عمر یاتاق��ان را میکاهد .تمامی این عوامل بر ل��زوم حفاظت از کیفی��ت روغن کاربردی تاکید میکنند تا از مطمئنبودن پمپهای گریز از مرکز اطمینان حاصل شود.
حفاظت از روغن روانکاری
ب��رای دور نگهداش��تن آلودگیه��ا از
روانکارها روشهای متعددی وجود دارد.
یاتاقانهای آببند درصورت وجود یاتاقانهای دوردیفه و شیارعمیق ،یاتاقانهای آببند 6میتوانند یاتاقانهای مناسبی باشند .برای افزایش ط��ول عمر یاتاقانه��ا ،آنه��ا را آببندی میکنند .در ای��ن وضعیت ،حفره یاتاقان
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 16شماره 48
محفظه کامال آببندی شود.
جداکننده یاتاقان کمترین آس��یب را درزگیر غیرتماسی
مارپیچ یا جداکنن��ده یاتاقان وارد میکند ک��ه در طرحهای متن��وع وج��ود دارند. تمام��ی آنها روتوری دارند ک��ه با اورینگ
به ش��فتی محکم میش��وند ک��ه روتور را بدون هیچگونه آس��یب ناشی از ساییدگی
میچرخانند .بخش ثابت یاتاقان ،سیالی که بهواسطه نیروی گریز از مرکز در خارج
تصویر .18درزگیر لبهدار معمولی
ح��دود 25درصد تا 35درصد با گریس پر
میش��ود .این امر برای آنهایی که معموال
یاتاقانه��ا را از گری��س س��رریز میکنند، میتواند راهنمای خوبی باشد .بااینهمه، عمر مورد انتظ��ار یاتاقانه��ا کماکان به عمر ازکارافتادگی L-10یاتاقان و کیفیت
از روتور جمع ش��ده اس��ت را به خارج از
عملکرد درزگیر در یاتاقان ،دورنگهداشتن آلودگیها از محفظه است ،نه نگهداشتن روغن روانکار در آن. درزگیر لبهدار برای عمر از کارافتادگی L-10معادل 100ساعت کارکرد طراحی میشود .در پمپی که بهصورت مداوم کار
گریس بستگی دارد.
میکند ،این می��زان برابر با دورهای کمتر
درزگیر لبهدار
از شش هفته است .اگرچه این طول عمر
رایجتری��ن روش مورد اس��تفاده برای
دورنگهداش��تن آلودگیه��ا از محفظ��ه
یاتاقان ،بهکارگیری درزگیر لبهدار 7است؛
هرچند که ثابت ش��ده اس��ت که این نوع درزگی��ر برای پمپهای گریز از مرکز گزینه
مناس��بی نیس��ت .بای��د متذکر ش��د که
به کیفیت روغ��نکاری درزگیر لبهدار نیز بس��تگی دارد ،اکثر پمپهای فرآیندی در ناحیه نزدیک این قسمت بهمیزان اندکی روانکاری میش��وند یا اص�لا روانکاری
بیش��تر ای��ن درزگیره��ا بدینمنظور
طراحی ش��دهاند ک��ه در پروانههای افقی بههم��راه س��وراخی ک��ه الزم اس��ت ،در
پایینترین قسمت نصب شود ،عمل کنند. در طـرحه��ای اولـیـ��ه ،هنـگـ��ام
خاموشبودن پمپ ،بخش داخلی محفظه
یاتاق��ان در مع��رض ش��رایط خارجی قرار
میگی��رد .این مورد در بس��یاری از موارد
مقبول اس��ت؛ اما در مناطق��ی با میزان رطوبت زیاد ،رطوبتی که وارد پمپ ش��ده مشکلساز میشود .برای جلوگیری از بروز
این مس��اله ،طرحهای دیگ��ری نیز وجود
نمیش��وند ک��ه ای��ن مس��اله ب��ه خرابی
دارد ک��ه هنگامی که پمپ درحال حرکت
درزگیر لبهدار یک درزگیر تماس��ی اس��ت
در چنی��ن وضعیتی ،آببن��دی کالهک
زودهنگام آنها منتهی میش��ود .بهعالوه،
نیس��ت ،محفظه آنها ،آببندی میشود.
که بهشکل اجتنابناپذیری در شفت شیار
هواگیر 9راهحلی منطقی است.
ایجاد میکند.
درزگیرهای مغناطیسی
8
ای��ن یک ط��رح قدیمی اس��ت که به اس��تفاده از آن در پمپهای گریز از مرکز، اخیرا بهمنزل��ه گزینهای بهج��ای درزگیر لبهدار ،توجه ش��ده اس��ت .طرح درزگیر تصویر .19یاتاقان جداکننده
محفظه هدایت میکند.
مضاعف ،وجوه درحال دوران را در تماس کامل با مغناطیس س��اکن قرار میدهد تا
پینوشت: 1. Lubricationg Grease 2. National Lubricationg Grease Institute 3. Shielded Bearing 4. Basic Dynamic Load Rating 5. The Lofe Equation 6. Sealed Bearings 7. Lip Seal 8. Magnetic Seals 9. Breather Cap
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 17شماره 48
انواع مبردهای قدیمی و جدید
مقاالت
قسمت پنجم
منبعHVAC troubleshooting guide, c2009: برگردان :واحد ترجمه نشر یزدا
سرعت راهاندازی
برقی بهطور مس��تقیم ب��ا روند صنعتی در
برای همه وسایل برقی که دارای هزینه بیش از 50 lbهستند ،میزان نشت که در ذیل آمده اس��ت ب��رای دوازه ماه قابلاجرا است( .جدول )12 جدول .12میزان نشت trigger نوع وسیله خنککننده تجاری روند خنککننده صنعتی سرمای مطلوب سایر وسایل برقی
میزان نشت trigger 35درصد 35درصد 15درصد 15درصد
ارتباط هستند .این بخش همچنین شامل ماشینهای یخساز صنعتی و وسایل برقی
هستند که بهطور مس��تقیم در تولید برق
استفاده میشود .اگر حداکثر پنجاه درصد
از ظرفیت وسیله برقی در روند خنککننده صنعت��ی اس��تفاده ش��ود ،وس��یله برقی
بهعن��وان تجهی��زات خنککننده صنعتی
درنظر گرفته میش��ود و سرعت راهاندازی 35درصد است.
تجهی��زات خنککنن��ده صنعت��ی و
چیلره��ا بای��د آزمایشهای اولی��ه و پس از آن را انج��ام دهن��د .ای��ن آزمایشه��ا
درمـجـم��وع ،مالـکی��ن و افـ��راد
ب��رای اطمنیانحاصلک��ردن از تعمیرات
روز از زمان ش��روع نش��ت تعمیر کنند یا
مواردی که روند صنعتی باید متوقف شود،
روز تهیه کنید و عملیات مربوط به نشت را
دوره تعمی��ر 30روزه کرد .هر نوع وس��یله
مصرفکنن��ده باید نش��ت را در ظرف 30 برنامهای برای بهبودسازی آن در مدت 30 براساس همان برنامه در مدت یک سال از تاریخ تهیه برنامه به اتمام رسانید .هرچند برای رون��د خنککننده تجهیزات صنعتی و بعضی چیلرها ممکن است زمان اضافی موجود باشد.
صورتگرفت��ه حایز اهمیت هس��تند .در دوره تعمی��ر 120روزه را میتوان جایگزین
برق��ی که نیاز به زمان اضافی دارد ،ممکن
است به گزارش یا ثبت گزارش نیاز داشته
در مدت زمان 30روز از زمان نشت برنامه تاخیر اختیاری که بیش از سرعت راهاندازی است تهیه شود .یک نسخه کپی از برنامه باید در سایت نگهداری شود .نسخه اصلی برنامه باید با درخواس��ت در اختیار EPA
قرار بگی��رد .فعالیتهای مرب��وط به این برنامه بای��د در مدت دوازده م��اه بهپایان برس��د (از روز تهیه برنامه) .اگر درخواست در مدت زمان ش��ش م��اه از انقضای 30 روز اولی��ه انج��ام بگیرید ،زم��ان اضافی برای مال��کان و مصرفکنندگان تجهیزات خنککننده و چیلره��ا در موارد زیر بیش از دوازده م��اه موجود اس��ت EPA :زمان اضافی را وقتی در روند کار بهدلیل س��ایر قوانی��ن ایالتی ،فدرال یا محلی خللی وارد میش��ود ،یا وقتی خنککنن��ده جایگزین مناس��بی براس��اس قوانین بخش 612در دسترس نیست ،مجاز میداند EPA .یک زمان دوازده ماه��ه اضافی را وقتی درنظر
باشد.
میگیرد که وس��یله برقی سفارش��ی تهیه
هنگامی که نیاز به زمان اضافی است
شده باش��د و عرضهکننده وسیله از تاریخ
زمان اضافی برای برطرفکردن نشت،
رون��د خنککننده صنعت��ی بهعنوان
هنگامی است که قسمتهای نیاز به تعمیر
در مواد ش��یمیایی ،دارویی ،پتروشیمی و
در مدت زمان 30تا 120روز در دس��ترس
وس��ایل برقی پیچیده تعریف میش��ود که
با توجه ب��ه قانون ایالتی ،فدرالی یا محلی
صنایع استفاده میش��ود .این نوع وسایل
نباش��ند .اگر مالکان یا مصرفکنندگان،
چیلــر جذبــی گازســوز
بهبودس��ازی وسایل را انتخاب کنند ،باید
درخواس��ت کاال وعده دریافت آن را بیش از س��ی هفته مقرر کرده باش��د .در بعضی موارد EPA ،ممکن است وقتی درخواست در پایان م��اه نهم این مدت اضافی مطرح ش��ود ،زمان اضافی را بی��ش از این زمان
صفحه - 18شماره 48
درنظر بگیرد.
این برنامه توس��ط شرکت تهویه مطبوع و
رهایی از بهبودسازی وسایل و تجهیزات
خنککننده ( )ARIارائه میش��ود .برنامه
مالکان یا مصرفکنن��دگان تجهیزات
خنککننده صنعتی یا چیلرها میتوانند از بهبودسازی وسایل و تجهیزات رهایی یابند اگر: ● ●دومین تالش برای رفع همان نشت
ک��ه بار اول ب��ه تعمی��ر آن مبادرت ورزیده شد ،موفقآمیز باشد.
● ●در ظ��رف ص��د و هش��تاد روز از آزمای��ش ناموفق بع��دی ،مالکان یا مصرفکنن��دگان می��زان نش��ت را کمتر از س��ی و پنج درصد تشخیص
میدهن��د .در این م��ورد ،مالکان و مصرفکنندگان باید به EPAاعالم کنند و باید اطالعات را ظرف س��ی
روز از آزمایش ناموفق ارائه دهند.
بستن سیستم
برای هم��ه تجهیزات که نیاز به تعمیر
نشت دارند ،ممکن است اگر وسیله مورد نظر با بس��تن سیس��تم مواجه شود ،خط زمان با تعلیق مواجه شود .بستن سیستم به این معنا اس��ت که قطع آگاهانه وسیله خنککنن��ده ب��رای مدت زم��ان طوالنی
داوطلب توسط ARIارائه میشود و هر سه ماه یکبار آزمون برقرار میشود و نمونههای خنککننده تعمیرشده بهصورت تصادفی انتخ��اب میش��ود .گواهی ش��خص ثالث میتواند جذابیت برنامه را با ارائه ارزشیابی عینی ارتقا بخشد.
خنککنندههای جدید
با آگاهی هم��گان از آسیبرس��اندن
EPAاف��راد را تش��ویق میکن��د در برنامه داوطلب شخص ثالث شرکت کنند.
اس��تفاده میشود ،بهکار میرود .این ماده
همچنین در مصارف کم دما بهعنوان یک محلول نمکی مورد استفاده قرار میگیرد
و در فش��ارهای کاری نس��بتا پایین بهکار میرود .این ماده نیازی به تعویض ندارد.
ش��ده اس��ت که میتوان آنها را جایگزین نمونههای جدید و بهویژه تجهیزات موجود
مطبوع خانگی و تجاری از قبیل یخچالها،
مشکالتی وجود دارد.
و بس��تنی ،آبسردکنها ،دس��تگاههای
مبردهای پیش��ین ک��رد .در تنظیمکردن
ماده عمدتا در سیس��تمهای تبرید و تهویه
ب��ا خصوصیات ترکیب مبرده��ای جدید،
دستگاههای نگهداری از موادغذایی منجمد
بهعنوان مث��ال جایگزینکردن R-12
تهویه مطبوع هوای اتاق و سایر تجهیزات
س��الها موضوع اصلی در تجهیزات مبرد
کمپرس��ورهای پیس��تونی با توان کمتر از
خودرو توانست برای R-12قانون جدیدی
کوچک مورد استفاده قرار میگیرد .امروزه
بهطور مستقیم دش��وار است .این مشکل
مش��ابه بهکار میرود .فرئ��ون 12غالبا در
بوده است .هرچند ،صنعت تهویه مطبوع
800hpو کمپرس��ورهای دوار ب��ا ابع��اد
ایجاد نماید تا بتواند جایگزین مناس��ب آن
اس��تفاده از فرئ��ون 12در سیس��تمهای
یعنی R-134aرا عرضه نماید.
تعمیر خنککننده با گواهی EPA
درج میشود.
ی��ا چندمرحلهای با ظرفیت باالی 100تن
پرمصرفترین مبردهای فرئون اس��ت .این
خنکس��ازی من��ازل و تهوی��ه مطبوع و
دستگاه آنها به تعمیر نیاز دارد در فهرست
که در آنها از کمپرسورهای سانتریفیوژ یک
مضاعفی برای دستیابی به مبردهای جدید
میشود.
میکنند ،به روز میشود .اسامی افرادی که
سیستمهای تهویه مطبوع صنعتی و تجاری
-21.7°F (-30°C) ،12اس��ت و یک��ی از
هستند ،عامل اصلی رشد فزاینده صنعت
خنککنندههای دیگر نی��از به تعمیر پیدا
74.8°F (24°C) ،11اس��ت و عمدت��ا در
مبرده��ای فرئ��ون ب��ه الی��ه ازن ،تالش
درنظ��ر گرفته ش��ده اس��ت .هرچند خط
فهرس��ت تعمی��ر EPAوقت��ی
فرئ�ون :11دم��ای ج��وش فرئ��ون
فرئ�ون :12دم��ای ج��وش فرئ��ون
مبردهای فرئون
زمان بار دیگر با بازگش��ت سیستم تنظیم
مبردهای پرمصرف میپردازیم:
مبردهای��ی ک��ه از خان��واده فرئونها
همچنین صنعت تبرید تجاری هس��تند. خ��واص قابلاطمینان این مبردها س��بب گردیده تا بتوان در مواردی که اس��تفاده از مبردهای اش��تعالپذیر و سمی ،خطرناک است ،از مبردهای فرئون استفاده نمود.
طبقهبندی فرئونها
در اینج��ا ب��ه طبقهبن��دی برخ��ی از
خنککننده و سیس��تمهای تهویه مطبوع گسترش یافته است.
فرئ�ون :Bدمای ج��وش فرئون ،13
) -114.6°F (-98°Cاست .این ماده عمدتا
در کاربردهای کمدما و در کمپرس��ورهای پیس��تونی بههمراه فرئون 12یا فرئون 22
مورد استفاده قرار میگیرد.
فرئ�ون :21دم��ای ج��وش فرئ��ون
48°F (8.8°C) ،21اس��ت .این ماده در سیس��تمهای تبرید خانگی ب��ا توان چند
اسب بخار و در آب سردکنهایی که دارای
کمپرسورهای دوار هستند ،مورد استفاده
ق��رار میگی��رد .همچنین فرئ��ون 21در
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 19شماره 48
سیستمهای تهویه مطبوع جذبی که در آنها
نمکی که دارای کمپرسورهای سانتریفیوژ
فرئون :115دمای جوش فرئون ،115
از جاذب دی متیل اتر یا تترا اتیلن گلیکول
هستند ،بهکار میرود .همچنین این ماده
) -37.7°F (-38.72°Cاس��ت .این ماده
استفاده میشود ،بهکار میرود.
در مصارف با ولتاژ پایین مورد استفاده قرار
بس��یار پایدار است و س��بب کاهش دمای
میگیرد.
خروجی کمپرسورهای پیستونی میگردد.
فرئ�ون :22دم��ای ج��وش فرئ��ون -41.4°F (-40.7°C) ،22اس��ت .ای��ن
فرئ�ون :114دم��ای ج��وش فرئون
توان تبری��د این م��اده در دماهای پایین،
ماده در کلیه سیس��تمهای تهویه و تبرید
38.4°F (3.5°C) ،114اس��ت .این ماده
50درصد بیش��تر از فرئون 12اس��ت .از
خانگی و تجاری که دارای کمپرس��ورهای
بهعنوان مبرد در سیستمهای تبرید خانگی
جمل��ه کاربرده��ای این م��اده میتوان به
پیستونی هس��تند ،بهکار میرود .خواص
با توان پایین و آبس��ردکنهایی که دارای
یخچالهای خانگی و سیس��تمهای تهویه
ترمودینامیک��ی منحصربهف��رد ای��ن ماده
کمپرس��ورهای دوار هستند بهکار میرود.
مطبوع اتومبیل اشاره کرد.
سبب گردیده تا بتوان در مواردی که سایز
همچنین این ماده در سیس��تمهای تهویه
فرئ�ون :502فرئون 502یک مخلوط
دستگاهها حایز اهمیت است ،از تجهیزات
مطبوع صنعتی و تجاری و خنککنندههای
همج��وش حاوی 48.8درصد وزنی فرئون
کوچکتر استفاده نمود.
آب و محلولهای نمک��ی تا دمای -70°F
22و 51.2درصد وزنی فرئون 115اس��ت
فرئون :113دمای جوش فرئون ،113
) (-56.6°Cک��ه دارای کمپرس��ورهای
ودمای ج��وش آن )-50.1°F (-45.61°C
) 117.6°F (47.5°Cاس��ت .این ماده در
س��انتریفیوژ چند مرحلهای بوده و ظرفیت
اس��ت .از آنجا که تان تبری��د فرئون 502
سیستمهای تهویه مطبوع تجاری و صنعتی
آنها بیش از 100تن اس��ت ،مورد استفاده
مش��ابه فرئون 22ب��وده و دمای خروجی
و خنککنندهه��ای آب و محلوله��ای
قرار میگیرد.
آن همانند فرئون 12اس��ت ،این ماده در
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 20شماره 48
تجهیزات نگ��هداری و انجماد مواد غذایی کمدما که دارای کمپرس��ورهای پیستونی هستند ،مورد استفاده قرار میگیرد.
دمای ش��عله مورد نیاز جهت تجزیه بخار
فرئون 1382°F (750°C) ،است و حتا در
این دما نیز بخار فرئون به کلرید هیدروژن و فلوئوریر هیدروژن تجزیه میش��ود .این
خواص فرئونها
مبردهای فرئون ،بیرنگ و غالبا بیبو
هس��تند و دمای جوش آنها بس��یار متغیر اس��ت .این مبرده��ا در هن��گام مصرف، غیرس��می ،غیرخورن��ده و اش��تعالناپذیر بوده و سوزشآور نیستند .این مواد در اثر جایگزین��ی کلر یا هیدروژن توس��ط فلوئور تهیه میش��وند .مبردهای فرئ��ون از نظر ش��میایی ،خنثا بوده و تا دماهای باالتر از دمای کاربردیشان ،دارای پایداری حرارتی هس��تند .البته چنانچ��ه این م��اده وارد اتمسفر ش��ود ،مضر خواهد بود؛ زیرا الیه
ترکیبات س��وزشآور هستند؛ اما بهراحتی در آب حل میشوند .مخلوط هوا و فرئون،
نمیس��وزد و سبب احتراق نمیشود و لذا فرئون ،اشتعالپذیر نیست.
زمان فشرده شود تا یک توان تبرید معین
ایجاد گردد ،بهدالیلی از قبیل فشردهپذیری،
هزینه تجهیزات ،کاهش اصطکاک دارد و همچنین سرعت کمپرسور باید حداالمکان
پایین باشد .جابهجایی حجمی فرئون ،12 نس��بتا پایین اس��ت و لذا میت��وان از این
ماده در کمپرس��ورهای پیستونی کوچک
و کمپرس��ورهایی با ظرفیت کمتر از 800
می�زان مبرد مای�ع در گ�ردش :الزم
تن از قبیل کمپرس��ورهای ب��هکار رفته در
فرئ��ون اندک اس��ت ،ولی ای��ن امر نقطه
نم��ود .با اس��تفاده از فرئ��ون 12میتوان
بهذکر است که محتوای حرارتی مبردهای
ضع��ف محس��وب نمیش��ود .پایینبودن محت��وای حرارتی این مبرده��ا بدان معنا
اس��ت که حجم مایع مورد نی��از در واحد زم��ان بهمنظور تولید توان تبرید مورد نظر باید بیشتر باشد و به میزان مبرد موجود در
ازن ،اطراف زمین را از بین میبرد و سبب
سیستم ارتباطی ندارد .درواقع ،استفاده از
سطح زمین شوند.
دارند ،بهویژه در سیس��تمهای کوچکتر یا
میشود اش��عههای مضر ماوراءبنفش وارد
مبردهایی که محت��وای حرارتی پایینتری
خواص فیزیکی :فشار مورد نیاز جهت
سیس��تمهای با تناژ پایی��ن ،یک مزیت به
اثرگذار اس��ت .ت��وان تبری��د و حجم ویژه
در گردش سیس��تم بیشتر باشد ،میتوان
کمپرس��ور اس��ت .گرمای تبخیر و حجم
اس��تفاده نمود .در ج��دول ( ،)13مقادیر
در ش��یرهای کنترل فش��ار یا سایر اجزای
(دقیقه) در شرایط اس��تاندارد آورده شده
اشتعالپذیری :فرئون در تماس با شعله
جابهجای�ی حجم�ی (پیس�تون):
صنعت تبری��د خانگی و تجاری اس��تفاده کمپرس��ورهای دوار ب��ا ابع��اد تج��اری را
تولید نم��ود .بهطورکل��ی ،مبردهایی که
دارای جابهجای��ی حجمی پایین هس��تند
(مبرده��ای پرفش��ار) در کمپرس��ورهای
پیستونی و مبردهایی که دارای جابهجایی حجمی باال هس��تند (مبردهای کمفشار)
در کمپرس��ورهای سانتریفیوژ با تناژ باال و
مبردهای��ی ک��ه دارای جابهجایی حجمی متوس��ط هس��تند (مبرده��ای با فش��ار
میعان بخار مبردها بر طراحی سیس��تمها
شمار میرود؛ زیرا هرچه مقدار مبرد مایع
بخار مبردها تعیینکننده میزان جابهجایی
از مکانیزمهای تنظیم با حساس��یت کمتر
وی��ژه مبردهای مایع ب��ر میزان مبردی که
مب��رد در گردش سیس��تم در واحد زمان
تجهیزات سبک که بر نحوه مصرف توان،
سیستم جریان دارد ،تاثیر میگذارد.
است.
از فش��ار چگال��ش پایین اس��تفاده نمود.
یا س��طوح داغ فلزی ،اشتعالپذیر نیست.
بهطورکلی ،حج��م گازی که باید در واحد
مبرد
پوند گسترشیافته در هر دقیقه
مایع
میروند .استاندارد خاصی در زمینه نحوه
کاربرد مبردها وجود ندارد.
فش�ار چگال�ش :بهمنظور س��اخت
فشردهپذیری و نصب تاثیر میگذارند ،باید
افزایش فشار با گذشت زمان سبب نشتی در بخشهای کمفش��ار و پرفشار سیستم
میگ��ردد .همچنین میزان فش��ار از نظر س��میت و اش��تعالپذیری مبرد نیز حایز
جدول .13کمیت مبرد محاسبهشده برای هر دقیقه با توجه به استاندارد تان مایع گسترشیافته در هر دقیقه
متوس��ط) در کمپرس��ورهای دوار ب��هکار
جاذبه مخصوص مایع
اهمیت است.
بهطورکلی ،جابهجایی حجمی پایین با
یک فش��ار چگالش باال همراه اس��ت و لذا
در هنگام انتخاب مبرد باید حد بهینه این دو کمیت مدنظ��ر قرار گی��رد .فرئون 12
دارای جابهجایی حجمی و فش��ار چگالش
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 21شماره 48
متع��ادل اس��ت و این مبرد ب��ه تجهیزات
) -247°F (-155°Cاست.
ب��رای CFC-12مورد پذیرش قرار گرفت و
بسیار سنگین نیازی ندارد؛ لذا میتوان از
دمای بحرانی
تا اواس��ط دهه 1990کلیه تولیدکنندگان
این ماده در تجهیزات سبک استفاده نمود و نیازی به جایگزینی این ماده با یک مبرد کمفشار نیست. فش�ار تبخیر :بهمنظ��ور جلوگیری از ورود رطوبت و هوا به درون سیستم تبرید و تشخیص وجود نشتی در سیستم ،باید از فشار تبخیر باالتر از فشار اتمسفر استفاده نمود .این نکته بهویژه در سیستمهای باز حایز اهمیت اس��ت .ورود هوا به سیستم سبب افزایش فشار خروجی و لذا عملکرد نامناس��ب میش��ود و ممکن است عمل روانس��ازی را مختل کن��د .ورود رطوبت به سیس��تم نیز س��بب خوردگی و انجماد میش��ود و عملکردسیس��تم را متوق��ف میکند. بهطور کلی ،هرچه فشار تبخیر بیشتر باشد ،فشار چگالش در یک دمای مشخص بیش��تر خواهد بود؛ ل��ذا بهمنظور کاهش فش��ارخروجی و مثبتترش��دن فش��ار در بخشهای کمفشار سیستم ،دمای جوش مبرد انتخابی در فشار اتمسفر باید در شرایط کاری استاندارد ،حداقل باشد .فرئون 12با دمای جوش ) -21.7°F (-29.83°Cاز این لحاظ در کلیه سیس��تمهای مبرد ،ایدهآل محسوب میشود .در مواردی که به دمای کاری کمت��ری نیاز اس��ت ،بهتر اس��ت از مبردهایی با دمای جوش پایینتر استفاده نمود.
خواص مبردها
دمای انجماد مبرد باید کمتر از دمای
سیستم باشد .دمای انجماد کلیه مبردها به جز آب [) ]32°F (0°Cو دیاکسیدکربن [) ]-69.9°F (-56.61°Cکمت��ر از دم��ای کاری آنها است .دمای انجماد فرئون ،12
چیلــر جذبــی گازســوز
دمای بحرانی عبارت اس��ت از حداکثر
دمای��ی ک��ه در آن مب��رد صرفنظر از یک فش��ار باالتر ،به مایع تبدیل میشود .این دم��ا باید باالتر از حداکث��ر دمای چگالش در سیس��تم باشد .بهطورکلی ،این دما در کندانس��ورهایی که با هوا خنک میشوند
اتومبیل ،تنها از مبرد R-134aاس��تفاده میکردن��د .ام��روزه 300میلیون اتومبیل دارای سیس��تم تهویه مطبوع هستند که در آنه��ا از مبردهای جدیدتری اس��تفاده میشود.
گرمای نهان تبخیر
بیشتر از ) 130°F (54.44°Cاست .هرچه
گرمای نهان تبخیر یک مبرد در واحد
دم��ای بحرانی کمتر باش��د ،افت راندمان
وزن باید باال باشد تا میزان مبرد در گردش
ناشی از فوق گرمایش بخار مبرد در هنگام
در سیستم بهمنظور ایجاد یک توان تبرید
تراکم و انبس��اط کنترلش��ده مایع بیشتر
مشخص ،کم باشد .از آنجا که گرمای نهان
خواهد بود.
تبخیر با حجم مایع مورد نیاز جهت گردش
کلی��ه مبرده��ای مت��داول بهغی��ر از
در سیستم ارتباط دارد ،این کمیت بسیار
دیاکس��یدکربن [) ]87.8°F (31°Cو اتان
حایز اهمیت است و بر توان تبرید تاثیرگذار
[) ]89.8°F (32.11°Cدمای بحرانی باالیی
است؛ البته عوامل دیگر نیز در این زمینه
دارند.
نقش دارند که جداگانه مورد بررس��ی قرار
ای��ن دو مب��رد ب��ه کندانس��ورهایی
میگیرند.
نیاز دارن��د که تا دماهای کمت��ر از دمای
توان تبری��د یک مب��رد در واحد وزن
بحرانیشان خنک ش��وند و لذا معموال از
(پوند) در ش��رایط استاندارد ،تعیینکننده
آب استفاده میشود.
مق��دار مبرد تبخیرش��ده در واح��د زمان
هیدروفلوئوروکربنه�ا
از
(دقیقه) اس��ت .توان تبری��د در واحد وزن
مبرده��ای هیدروفلوئوروکربن��ی (نظی��ر
(پوند) عبارت از اختالف در میزان Btuبخار
)R-134aبهمنظور رفع مش��کالت ناشی
اشباع خارجشده از اواپراتور [](-15°C)5°F
از ت��راوش مبردها به درون اتمس��فر تهیه
و مب��رد مایع قبل از عبور از ش��یر تنظیم
شدهاند ،R-134a .مبردی است که به الیه
اس��ت .علیرغم اینکه توان تبرید Btuدر
ازن آس��یب نمیرس��اند و در سیستمهای
واحد وزن (پوند) ،مس��تقیما تعیینکننده
تهویه مطبوع اتومبیلها بهکار میرود .نام
وزن مب��رد تبخیر ش��ده در یک بازه زمانی
تجاری دوپونت ( ،)Dupontسووا ()Suva
مشخص است ،اما حجم بخار مبرد مورد
است و این محصول در کارخانهای واقع در
نیاز بسیار مهمتر از وزن مبرد مایع است.
کورپوس کریس��تی ( )Corpus Christiدر
با توجه ب��ه حجم مبرد م��ورد نیاز جهت
تگزاس و همچنی��ن در چیبا ( )Chibaدر
ایجاد ش��رایط اس��تاندارد ،میتوان فرئون
ژاپن تولید میشود .طبق آنچه در وبسایت
12و سایر مبردها را از نظر سایز اوریفیس
دوپونت آمده اس��ت ،در اوایل دهه ،1990
مایع در شیرهای تنظیم ،سایز خطوط لوله
R-134aاز س��وی کلی��ه تولیدکنندگان
حاوی مبرد مایع و غیره مقایسه کرد.
برخ��ی
اتومبی��ل در جه��ان بهعن��وان جایگزینی
در انتخ��اب یک مبرد ع�لاوه بر توان
صفحه - 22شماره 48
تبرید در واحد وزن (پوند) ،باید حجم مبرد
توصیه میش��ود مایع را قب��ل از تبخیر و
مایع در واحد وزن (پوند ) را بهمنظور تعیین
توسط تبادل حرارتی با گازهای سردی که
حجم مبرد تبخیرش��ده مدنظ��ر قرار داد.
از اواپراتور خارج میشوند ،خنک کنند.
علیرغم اینکه توان تبرید فرئون 12پایین
در سیستمهای مبرد متداول ،انبساط
است ،اما این امر یک نقطهضعف محسوب
مایع پرفش��ار تا فشارهای پایینتر و تبدیل
نمیشود؛ زیرا بدین ترتیب مقدار مبرد مایع
آن به بخار و مایع کمدما ،درون تجهیزات
مورد نیاز جهت گردش در سیستم و ایجاد
کتنرل نظیر ش��یر انبس��اط رخ میدهد.
یک اثر خنککنندگی مش��خص ،بیش��تر
در این فرآیند ،انرژی حاصل از انبس��اط،
خواهد بود .درواقع ،جریانداشتن مقادیر
بازیافت نمیش��ود و از آنجا که این انرژی،
زیادی از مبرد در داخل سیستم یک مزیت
کار خارجی انجام نمیدهد ،سبب کاهش
بهش��مار میرود؛ زیرا ه��ر چه حجم مبرد
توان تبرید میشود.
بیشتر باشد ،میتوان از مکانیزمهای کاری
توان مصرفی
با حساس��یت کمتر و تنظیم بحرانی کمتر استفاده نمود. مبردهایی که توان تبرید ( )Btuباالتری دارن��د ،همیش��ه مطلوب نیس��تند و این امر بهویژه در تجهی��زات کوچک تجاری و خانگی صادق است؛ زیرا مقادیر مبرد مایع در گردش سیس��تم ،کمت��ر خواهد بود و کنترل دقیق جریان مبرد از شیر تنظیم با مشکل مواجه خواهد شد .در سیستمهای کوچک تجاری و خانگی ،تنظیم اوریفیس شیر تنظیم برای مبردهایی که Btuباالیی دارند بسیار حایز اهمیت است.
گرمای ویژه
در سیس��تم ایدهالی ک��ه در محدوده
دمایی 5الی -15( -86°Fالی )-65.55°C
اهمی��ت این دو عامل که س��بب افزایش
توان مصرفی سیس��تم میشوند ،در انواع
مبردها متفاوت اس��ت .اما میتوان گفت که هرچه افت انبس��اطی بیش��تر باشد،
افت تراکم کمتر خواه��د بود و بالعکس. تمامی مبردها (بهغیر از دی اکسیدکربن و
آب) در سیکل دمایی 5الی ،-86°Fتوان
تئوری مشابهی دارند .تفاوتهای تئوریک
بسیار جزئی هستند و لذا سایر عوامل در
تعیین میزان اختالف در راندمان مبردها، از اهمیت بیشتری برخوردار هستند.
هرچه دمایی که تحت آن گرما از یک
جس��م سرد خارج میش��ود افزایش یابد، میزان کار مورد نیاز جهت تولید یک توان
تبرید مشخص نیز افزایش مییابد؛ لذا در
کار میکند ،حداکثر سرمایش بهکار رفته
س��یکل دمایی 5الی ،-86°Fهنگامی که
5.74Btuاس��ت .ای��ن مق��دار ،حداکثر
میش��ود ،راندمان کاهش و توان مصرفی
راندمان ماکسیمم (مانند سیکل کارنت)
صحیح ی��ک مبدل حرارتی ،ت��وان تبرید
جه��ت راهان��دازی سیس��تم خنککننده
یک گاز تحت فش��ار تا دم��ای 86°Fگرم
«ضریب عملکرد» تئوری در سیکلهایی با
افزایش مییاب��د .البته میتوان با مصرف
است .حداقل توان تبرید0.821hp/ton ،
حاصل از گرمایش را بازیافت نمود.
اسب بخار است .اگر کلیه مبردها قابلیت مصرف در سیکلهایی با حداکثر راندمان را داش��تند ،ضریب عملکرد تئوری آنها با یکدیگر برابر بود. بااینوجود ،بهدلی��ل محدودیتهای
حجم مایع در گردش
حج��م مایع مورد نی��از جهت گردش
در سیس��تم و تولی��د ی��ک ت��وان تبرید مش��خص باید پایین باش��د .بدینترتیب از مشکالت ناش��ی از جریان سیال (افت
هرچ��ه گرم��ای ویژه یک مب��رد کمتر
مهندس��ی ،مبرده��ا در س��یکلهایی با
باش��د ،آن مب��رد مطلوبت��ر خواهد بود.
حداکث��ر ضریب عملکرد تئ��وری کمتر از
فشار) جلوگیری میشود و میزان تغییرات
چنانچه نس��بت گرمای نهان یک مایع به
5.74ب��هکار میروند .س��یکلی که عمدتا
مب��رد کاه��ش مییابد .در ماش��ینهای
گرمای ویژه آن پایین باش��د ،بخش زیادی
ب��هکار م��یرود ،از جهات زیر با س��یکل
کمظرفیت ،حجم مای��ع در گردش نباید
از گرمای نهان صرف کاهش دمای مایع از
کارن��ت تف��اوت دارد .1 :همانگون��ه که
خیلی کم باش��د تا مش��کالتی در کنترل
دمای کندانس��ور تا دمای اواپراتور خواهد
گفته ش��د ،در این س��یکل عمل انبساط
شد .این امر س��بب کاهش توان تبرید در
ب��دون دریافت ی��ا خروج ح��رارت از یک
تجهیزات اندازهگیری مایع ایجاد نشود.
واحد وزن (پوند) مبرد میش��ود و چنانچه
منبع خارجی ص��ورت میگیرد؛ .2تراکم
ب��ه ازای ی��ک توان تبرید مش��خص،
فرض کنیم س��ایر پارامترها ثابت باش��ند،
آدیاباتیک (تراکم ب��دون دریافت یا خروج
داش��تن چگالی باالیی از ی��ک مایع بهتر
ظرفی��ت و راندمان کاهش خواهند یافت.
گرما از یک منبع خارجی) تا زمانی که گاز
از حجم کمتر اس��ت؛ البته هرچه چگالی
در مواردی که این نس��بت پایین اس��ت،
ت��ا دمای چگالش ،ح��رارت دریافت کند.
افزایش حجم مایع در گردش خواهد شد.
دقیق جریان مایع از شیر انبساط و یا سایر
باالتر باش��د ،با کاهش توان تبرید س��بب
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 23شماره 48
کندانسورها
مقاالت
قسمت اول
منبعHVAC troubleshooting guide, c2009: برگردان :واحد ترجمه نشر یزدا
کندانسورها از جمله تجهیزات انتقال
کندانسور خنکش��ونده با هوا نشان داده
وارد ای��ن لولهها میش��وند .هنگامی که
حرارت هس��تند که بهمنظور خنکسازی
شده اس��ت .در تصویر ( )2برخی از انواع
هوا به پرهها برخورد میکند ،پرهها خنک
کمپرسورها و کندانسورها نشان داده شده
میش��وند و لذا گرمای گاز فشردهشده در
اس��ت .ممکن است این تجهیزات ،خارج
لوله ،به پرهها منتقل میشود.
بخاره��ای داغ مبرد مورد اس��تفاده قرار میگیرند و بخار را به مایع تبدیل میکنند. سه روش اصلی جهت خنکسازی گازهای داغ کندانس��ور وج��ود دارد .طبقهبندی کندانسورها با توجه به روش بهکار رفته در خنکس��ازی مبرد و تبدیل آن به فاز مایع صورت میگیرد: ● ●کندانسورهای خنکشونده با هوا
● ●کندانسورهای خنکشونده با آب بهمنظور خنکسازی مبرد میتوان از برجهای خنککن نیز استفاده نمود .اغلب
از فضای خنکش��ونده نصب شده باشند
گرمای انتقال یافت��ه از بخار مبرد به
و بدینترتیب ،ه��وای گرم میتواند از این
محیط چگالش ،شامل گرمای جذبشده
محدوده خارج شود .بهخاطر داشته باشید
در اواپراتور و گرمای فشردهس��ازی است.
کندانس��ور ،دارای یک دمنده با تیغههای
لذا ب��ار کندانس��ور از حاص��ل جمع این
په��ن اس��ت ک��ه ه��وا را درون پرهه��ای
مقادیر گرما بهدس��ت میآید و بدینترتیب
کندانس��ور بهحرکت درمیآورد .این پرهها
گرمای کمپرسور بیش از گرمای تولیدشده
به لولههای مارپیچی آلومینیومی یا مسی
در اواپرات��ور اس��ت .گرم��ای خروجی از
متصل شدهاند و مایعات و بخارهای گازی
کندانسور ( )Btuبرحس��ب گرما در واحد
دستگاههای تهویه مطبوع با مصارف تجاری
سبب تولید هوای گرم در خارج میگردد
و خانگی ،توس��ط هوا خنک میش��وند؛
مایع
البته میتوان در خنکس��ازی مبرد از آب نیز اس��تفاده نمود و این عمل در مواردی اواپراتور
صنعتی ،گازهای کندانس��ور با آب خنک
کندانسور
خنککردن مبردهای گازی فشرده ،سبب تبدیل آنها به فاز مایع میشود.
صورت میگیرد که منابع آب نسبتا تمیز، در دس��ترس باش��ند .غالبا در کاربردهای
سبب تولید هوای خنک در داخل میگردد.
گرمکردن مبرد مایع سبب تبدیل آن به گاز میشود.
میش��وند و بهمنظ��ور تبدی��ل گازه��ای کندانس��ور به ف��از مای��ع ،از فرآیند تبخیر (برجهای خنککن) استفاده میگردد.
انواع کندانسورها کندانسورهای خنکشونده با هوا
در تصوی��ر ( )1فرآیند تبرید درون یک
چیلــر جذبــی گازســوز
بخار
دمنده داخلی
گاز فشرده
دمنده خارجی کمپرسور
تصویر .1سیکل تبرید
صفحه - 24شماره 48
دقیق��ه بهازای هر ت��ن از ظرفیت اواپراتور بیان میشود و این کمیت بهازای دماهای
مختل��ف مکش و چگالش در کندانس��ور تعیین میگردد.
هرچه س��طحی از کندانس��ور که در
مس��یر جریان هوا قرار دارد بزرگتر باشد، دمای مبرد در هنگام خروج از کندانس��ور
(الف)
(ب)
پایینتر خواهد بود .دمای هوای خروجی از کندانس��ور به ب��ار منطقهای که درحال خنکشدن است بستگی دارد .اگر گرمای
اضافی ابتدا وارد اواپراتور ش��ده و س��پس کندانسور شود ،کندانسور باید این گرما را
به هوای عبوری از سطح پرهها انتقال دهد.
(د)
افزای��ش دمای ماده بوری از کندانس��ور، مس��تقیما با بار کندانسور متناسب است
و با میزان ماده چگالش و گرمای ویژه آن
(ج)
تصویر 2تصویر کندانسور دمنده و کمپرسور موجود در یک دستگاه خنککننده.
نسبت عکس دارد.
غالب��ا بهمنظ��ور خروج گرم��ا و عدم
گرمایش مجدد سطح سردشده ،کندانسور را خ��ارج از محی��ط تهوی��ه ش��ونده قرار
میدهند .بهعنوان مثال ،در یک ساختمان
مجهز به سیستم تهویه مطبوع ،کندانسور را روی پشتبام و یا روی یک سطح بتنی
واحدهای چندگانه روی بام
واحد روی بتن قالبی در سطح پایه
با شیب مشخص قرار میدهند( .تصویر )3 برخی از کندانس��ورها توس��ط جریان
هوای طبیع��ی خنک میش��وند ،در این زمینه میتوان به سیستمهای خنککننده خانگی اشاره نمود .انتقال حرارت در این
کندانس��ورها توسط یک س��طح صاف یا لولهه��ای مجهز به پره ص��ورت میگیرد.
(تصویر )4
کندانس��ورهای خنکش��ونده با هوا
که مجه��ز به پره هس��تند ،ب��ه دو گروه متصل و مجزا تقس��یم میش��وند .تصویر
یک کندانسور متصل در تصویر ( )2نشان
داده شده است .در این نوع از کندانسور، کمپرس��ور ،ف��ن و کندانس��ور درون یک
واحد روی بتن قالبی در سطح پایه
تاسیسات بام
تصویر .3کندانسورهای نصب شده روی پشتبام و سطوح با شیب مشخص.
دستگاه نصب شدهاند. تصویر یک کندانس��ور مجزا در تصویر ( )3نش��ان داده ش��ده اس��ت .ظرفی��ت کندانس��ورهای مج��زا و خنکش��ونده با ه��وا در محدوده 1الی 100تن و ظرفیت
کندانسورهای متصل ،کمتر از 1تن است.
کندانسورهای خنکشونده با آب
ای��ن قبیل کندانس��ورها توس��ط آب
خنک میش��وند .یکی از روشهای مورد
اس��تفاده ،خنکس��ازی کندانسور توسط
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 25شماره 48
خازن
آب ش��هری و س��پس تخلیه آب به درون فاضالب اس��ت .این روش ،هزینه باالیی دارد و غیرقانون��ی محس��وب میش��ود. درصورت بروز مشکل در سیستم فاضالب
ترموستات
از قبیل کاهش ظرفیت دس��تگاه تصفیه فاض�لاب و ی��ا خشکش��دن فاض�لاب، استفاده از این روش امکانپذیر نیست.
اواپراتور فریزر
روش گردش مجدد آب در کندانس��ور جهت خنکس��ازی و اس��تفاده مجدد از
کمپرسور
آن ،کاربردیت��ر اس��ت؛ البت��ه در روش
کولر
گردش مجدد آب ،الکتریس��یته مورد نیاز
رله و بارگذاری
جهت پمپاژ آب به سیستم ،سبب افزایش
خشککننده فیلتر مبدل حرارتی
هزینهها میگردد. انواع کندانسورهای خنکشونده با آب عبارتاند از: ● ●کندانس��ورهای دارای دو لول��ه هم
محور ● ●کندانسورهای دارای محفظه و کویل
اواپراتور یخچال
لوله فاقد اکسیدان
تصویر .4یک کندانسور مسطح ،دارای کویل با گردش هوای صلیبی که در سیستمهای خنککننده خانگی مورد استفاده قرار میگیرد.
● ●کندانسورهای دارای محفظه و لوله کندانس��ورهایی ک��ه دارای دو لول��ه هس��تند ،متش��کل از دو لول��ه ت��و در تو هستند( .تصویر )5 در این کندانس��ورها آب به درون لوله داخلی و مبرد به درون لوله خارجی پمپاژ میش��ود و مس��یر جریان مب��رد و آب در
تصویر .5کندانسور خنکشونده با آب ،دارای دو لوله هممحور .این کندانسور در سیستمهای خنککننده و تهویه مطبوع در یک فضای محدود بهکار میرود.
خالف جهت یکدیگر است (تصویر .)6 کندانس��ورهای خنکش��ونده با آب ک��ه دارای دو لول��ه هممح��ور هس��تند، جهت اس��تفاده در دس��تگاههای تقطیر
مبرد
سیستمهای خنککننده و تهویه مطبوع در یک فضای محدود ،طراحی ش��دهاند. ای��ن کندانس��ورها را میت��وان بهصورت عمودی ،افق��ی و یا تحت زاوی��ه دلخواه نصب نمود. امکان اس��تفاده از این کندانسورها در برجهای خنککن نیز وجود دارد .چنانچه
چیلــر جذبــی گازســوز
آب آب
تصویر .6مسیر جریان مبرد و آب در یک کندانسور خنکشونده با آب ،دارای دو لوله هممحور.
صفحه - 26شماره 48
افت فش��ار آب کمت��ر از 5psiبوده و دبی
چنانچه شکل لوله آب نامنظم باشد،
آن 3گال��ن -تن در دقیقه باش��د ،گرمای
چرخ��ش و گ��ردش جری��ان آب از تجمع
خروجی از کندانسور ماکسیمم خواهد شد.
رس��وبات درون لوله جلوگی��ری میکند.
مس��یر جریان آب و مب��رد در خالف جهت یکدیگر اس��ت و در تصویر ( )7دیده میش��ود که دمای ورودی مبرد105°F ، ) ،(41°Cدمای ورودی آب85°F (30°C) ،
و دمای خروجی آن ) 95°F (35°Cاست.
بدین ترتیب لولههای ب��هکار رفته در این قبیل کندانسورها مسدود نخواهند شد. در تصوی��ر ( ،)8اش��کال مختل��ف لولههای کندانسور نشان داده شده است.
دو لـولـه هـممحور این کندانس��ورها
س��بب افزای��ش ولت��اژ دس��تگاههای
خنککنن��ده میگردن��د .در تصوی��ر ()9
اش��کال مختلف این کندانس��ورها نشان
داده شده است: ● ●مارپیچی
● ●حلقوی
(تصویر )7 جریان غیر همجهت آب و مبرد سبب
مبرد
افزایش قابلیت انتقال حرارت در کندانسور میگردد. ساختار لولهها سبب افزایش استحکام
آب
مکانیکی آنها میگردد .مسیر جریان آب، متالطم است و این امر سبب تمیزترشدن سطح لولهها میگردد .همچنین ،ساختار مذکور از مقاومت باالیی در برابر فشارهای وارده از سوی سیستم برخوردار است. جنس لولهها در کندانسور نشان داده
تصویر .7دمای آب و مبرد در یک کندانسور خنکشونده با آب ،با جریان غیر همجهت.
شده در تصویر ( )5میتواند متفاوت باشد. فهرستی از انواع فلزات به کار رفته در این کندانسور در جدول ( )1آورده شده است. لولههای مسی در سیستمهای حاوی آب ت��ازه و در برجهای خنکک��ن و لولههایی از جنس م��س -نیکل در سیس��تمهای خنککننده حاوی آبشور مورد استفاده قرار میگیرند. جدول .1انواع فلزات بهکار رفته در لولههای
رابط برق سهگانه
رابط برق دوگانه
رابط برق واحد
تصویر .8انواع لولههای بهکار رفته در کندانسورهای خنکشونده با آب و دارای دو لوله هممحور
کندانسورهای خنکشونده با آب جنس لوله داخلی
جنس لوله خارجی
فوالد مس فوالد مس فوالد فوالد زنگنزن
مس مس مس -نیکل مس -نیکل فوالد زنگنزن ن فوالد زنگنز
شیپوری
مارپیچی
حلقوی
تصویر .9اشکال مختلف کندانسورهای خنکشونده با آب.
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 27شماره 48
● ●شیپوری
کندانس��ور را خنک کرد .همچنین ،برج
خنککننده یا تهویه مطبوع 1/3تن تا 3تن
به محل ورود آب و مبرد توجه کنید .با
خنکک��ن میتوان��د آبی ک��ه درون لوله
استفاده از یک برج خنککن جهت تامین
داخل��ی جری��ان دارد را خن��ک کند .این
در کندانس��ورهای دارای محفظ��ه
آبی که با لوله خارجی تماس دارد میتوان
کندانسور در مواردی که ظرفیت سیستم
و کوی��ل ،ی��ک لوله ب��دون روکش یا یک
ورود بخار مبرد
کویل
پوشش
است مورد استفاده قرار میگیرد.
لوله پ��رهدار درون ی��ک محفظه فوالدی قرار گرفته اس��ت (تصویر .)10آب ،درون کویله��ا جری��ان دارد و بخار مب��رد وارد محفظه میش��ود .بخ��ار داغ به لولههای خنککننده برخورد کرده و تقطیر میشود
خروج آب
تا آنگاه بخ��ار چگال��ش از کویلها خارج شده ،روی کف مخزن یا محفظه میچکد
ورود آب
و س��پس توس��ط یک اواپراتور از سطوح خنک عب��ور میکن��د.در اغلب م��وارد، سیستم را توس��ط مواد شیمیایی محلول
خروج مبرد مایع
تصویر .10تصویر یک کندانسور دارای محفظه و کویل
چیلــر جذبــی گازســوز
در آب تمیز میکنند زیرا مواد ش��یمیایی، رسوبات تشکیل شده روی دیواره لولهها را در خود حل میکنند.
صفحه - 28شماره 48
تهویه واحدهای اتاقی
مقاالت
قسمت اول
منبعASHRAE Handbook (HVAC Systems and Equipment) : برگردان :واحد ترجمه نشر یزدا
واحده��ای اتاق��ی ،فضا را ب��ا توزیع ه��وا و آب از سیس��تمهای مرک��زی ب��ه واحدهای نصبش��ده در فضای مسکونی در سرتاسر ساختمان ،تهویه میکنند .در برخی سیس��تمها ،هوا بهصورت مستقیم و ن��ه از طریق واح��د اتاقی ،در فضا توزیع میشود .واحدهای اتاقی معموال یک فضا را بهصورت جداگان��ه تهویه میکنند ،اما برخی از آنها (مانند واحد فنکویلی بزرگ) میتوانند چندین فضا را تهویه کنند .هوا و آب در اتاقه��ای تجهیزات مرکزی مورد سرمایش یا گرمایش قرار میگیرند .هوای
دارند .این سیس��تمها در ساختمانهای اداری ،بیمارس��تانها ،هتلها ،مدارس،
ساختمانهای آپارتمانی و آزمایشگاههای
تحقیقات��ی بهخوب��ی عم��ل میکنند .در بوهوایی ،این سیستمها بیشتر شرایط آ
در فض��ای پیرامون��ی س��اختمان نص��ب
میشوند و جهت تامین:
.1کلیه نیازهای سرمایشی و گرمایشی
فضا؛
.2هوای بیرون برای تهویه؛
.3گرمای��ش و س��رمایش همزمان در
بخشه��ای مختل��ف س��اختمان در طی
رفت بهعنوان ه��وای اولیه یا هوای تهویه
فصول معتدل طراحی میشوند.
نامیده میش��ود ،آب سرد رفت ،بهصورت
مزایا:
نی��ز میتواند ب��هکار رود .گاهی یک کویل
امکان را فراهم میآورد که هر ترموستات
استفاده میش��ود .این قس��مت ،کویلی
پایین تنظیم شود.
تشریح میکند.
برای هوای اولیه و آب ثانویه امکان انتخاب
آب اولیه یا ثانویه ش��ناخته میشود .بخار
کنت��رل جداگان��ه دمای ات��اق این
گرمای��ش جداگانه در عوض کویل آب داغ
ب��رای یک دمای متفاوت با هزینه نس��بتا
استفادهش��ده در سیس��تمهای اتاق��ی را
منابع گرمایش و سرمایش جداگانه
ای��ن سیس��تمها در فضاهای��ی از
گرمایش یا سرمایش را برای ساکنان فراهم
مرتبط با خارج ساختمان هستند (فضاهای
هنگامیک��ه مقدار ه��وای رفت با
جایی که کنت��رل دقیق رطوبت مورد نیاز
اولیه س��رعت باال ،کاهش داده میشود،
گاهی اوقات در فضاهای داخلی نیز کاربرد
نیاز اس��ت .کانال هوای برگشت کوچکتر
است و برخی مواقع میتواند حذف شود یا
با سیستم هوای برگشت برای دیگر فضاها مانند فضای داخلیترکیب شود.
دستگاه هواساز مرکزی (برای تامین
هوای اولیه) نس��بت به سیستم تمام هوا ب��هاین دلیل که هوای کمتری باید در هر
موقعیت تهویه شود،کوچکتر است.
رطوبتزدای��ی ،فیلتراس��یون و
رطوبتزن��ی بهص��ورت مرک��زی دور از
فضاهای مورد تهویه انجام میشود.
هوای تهویه بهصورتی تامین میشود
که میتواند با مقادیر ثابت پیشنهادش��ده هوای بیرون مطابقت داشته باشد.
فضای م��ورد نظ��ر میتواند بدون
عملکرد سیستم هوا با استفاده از سیستم مدار آب ثانویه گرمایش ش��ود .از عملکرد فن در ش��ب در ساختمان خالی از سکنه
جلوگیری میش��ود .ب��رق اضطراری برای گرمایش ،اگر الزم باش��د ،بس��یار کمتر از
مق��دار الزم برای سیس��تمهای تمام هوا
میباشد.
س��اختمان که دارای حداق��ل یک جدار
میآورد.
پیرامونی) و دارای بارهای محسوس باال و
استفاده از آب ثانویه برای سرمایش و هوای
واحده��ای اتاق��ی مح��دود ب��ه فضاهای
نباش��د مورد اس��تفاده قرار میگیرند؛ اما
فضای کمتری برای سیس��تم توزیع مورد
دیگر فضاها الزم است.
معایب:
ب��رای بس��یاری از س��اختمانها،
پیرامونی هستند ،سیستمهای مجزا برای کنت��رل بیشت��ری نس��بت ب��ه
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 29شماره 48
سیستمهای تمام هوا مورد نیاز است.
مق��دار ه��وای رفت اولی��ه معموال
بهصورت ثابت است؛ بدون اینکه کنترلی برای زمان خاموش��ی درنظر گرفته ش��ده باش��د .این مورد در کاربردهای مسکونی
ی��ک عی��ب بهش��مار م��یرود :جایی که
ساکنان یا مهمانان اتاقهای هتل ترجیح
میدهند که دس��تگاه تهوی��ه را خاموش
کنند ،یا جایی که مدیریت س��اختمان یا هتلترجیح میدهد این کار را برای کاهش
هزینهها انجام دهد.
دم��ای پایی��ن آب س��رد اولیه و یا
کویلهای آب سرد با ردیفهای زیاد جهت
کنترل رطوبت فضا نیاز است.
این سیس��تمها ب��رای فضاهایی با
الزامات تخلیه باال مناسب نیستند (مانند
آزمایش��گاههای تحقیقات��ی) ،مگر اینکه ه��وای تهویه جبرانی درنظر گرفته ش��ده
باشد.
رطوبتزدای��ی مرک��زی ،رطوب��ت
تقطیرش��ده را روی س��طح انتقال حرارت
آب ثانوی��ه تح��ت ش��رایط حداکث��ر ب��ار نهان طراح��ی از بین میب��رد؛ اما منابع غیرعادی رطوبت (پنج��ره باز ،پخت و پز
یا تجمع افراد) میتواند باعث ایجاد تقطیر ناراحتکننده یا مضر شود .بنابراین ،یک
تش��تک تقطیر باید برای این سیس��تمها درنظر گرفته شود.
ه��وای اولی��ه دما پایی��ن ،نیازمند
کانالهایی ،با عایق زیاد هستند.
مص��رف انرژی برای سیس��تمهای
القایی نسبت به سایر سیستمها ،بهدلیل قدرت زیاد الزم جهت تحویل هوای اولیه
در مقابل افت فشار واحدهای اتاقی ،باالتر است.
هزینه اولیه برای یک سیستم القایی
چهارلولهای نسبت به بیشتر سیستمهای
چیلــر جذبــی گازســوز
تمام هوا ،بیشتر است.
باره�ای تهوی�ه مطب�وع نواحی پیرامونی:
تهویه در باره��ای تهویه مطبوع برای
فضاه��ای پیرامون��ی س��اختمان موجب تغییرات چشمگیری در الزامات سرمایشی و گرمایشی فضا میشود؛ حتا در اتاقهایی که دارای مقدار تماس مش��ابهی با محیط بیرون هستند .بنابراین ،کنترل محیطی دقیق در فضاهای پیرامونی نیازمند کنترل جداگان��ه اس��ت .بارهای اصل��ی زیر باید مدنظر قرار گیرند:
باره�ای داخل�ی :کس��ب گرم��ا از
روشنایی همیشه جزء بار سرمایشی است و در بیشتر س��اختمانهای غیرمسکونی در طول روز نس��بتا ثابت اس��ت .چراغها هنگامیکه مورد نیاز نیس��تند ،میتوانند بهص��ورت دس��تی ی��ا خ��ودکار خاموش ش��وند کهاین امر بار روشنایی را متغیرتر میکند .کس��ب گرما از طریق ساکنان نیز بار سرمایشی است و معموال تنها بار اتاق اس��ت که دارای جزء نهان نیز میباش��د. دریاف��ت گرم��ا از کامپیوتره��ا و دیگ��ر تجهیزات تولیدکنن��ده گرما بهطور زیادی متغیر هستند و یک عامل مهم در طراحی ساختمان بهشمار میروند.
باره�ای خارج�ی :کس��ب گرم��ای
مج��اور ،درختان یا س��تونهای خارجی و پیشآمدگیه��ای غیریکنواخت ،باعث تغییرات چشمگیری در بار خورشیدی بین اتاقهای مجاور در س��مت تابش مش��ابه میشود. بار هدایت��ی میتواند تلف��ات گرما یا کس��ب گرما باش��د که بس��تگی به دمای بیرون دارد. فش��ارگذاری متوس��ط ،یکس��ان و مثبت س��اختمان با هوای تهویه ،معموال برای حذف نفوذ ب��ه داخل ،هوای بیرون تابس��تانی کافی خواهد بود .در زمستان، با این حال ،نفوذ به داخل میتواند باعث افت گرم��ای زیادی ش��ود ،مخصوصا در طبقات پایینتر ساختمانهای بلندمرتبه. بزرگ��ی این جزء ب��ا اثر ب��اد و دودکش و همچنی��ن ب��ا اخت�لاف دم��ا روی دیوار خارجی ،تغییر میکند. برای عملک��رد موفق ،یک سیس��تم تهوی��ه مطبوع باید تغیی��رات این بارها را ت و کلیه بهصورت اتاق به اتاق درنظر گرف عوامل موث��ر در عملکرد سیس��تم را نیز مانند کنترل رطوبت ،فیلتراسیون ،حرکت هوا ،تهویه و صدا بهخوبی برآورد کرد.
شرح سیستم:
یک سیس��تم اتاق��ی میتوان��د تنها
متشکل از یک فنکویل اتاقی و یک سیستم
خورش��یدی همیش��ه یک بار سرمایش��ی
توزیع آب یا میتواند شامل واحدهای اتاقی
اس��ت .معموال بار اصلی س��رمایش است
با تجهی��زات تهویه مطبوع مرکزی ،و یک
و بهطور زی��ادی متغیر اس��ت .برای یک
سیس��تم توزیع کانال هوا و آب نیز باشد.
فضای معلوم ،گرمای خورشیدی در طول
در طرحه��ای دیگر سیس��تمهای اتاقی،
روز درحال نوس��ان اس��ت .بزرگی و نرخ
هوای تهویه را از طریق دریچهای در جدار
تغییر آن بار بس��تگی به جهت ساختمان،
س��اختمان به واحد فنکویل میرسانند.
س��طح پنجرهها ،ظرفیت انباشت حرارت
در این موارد ،دق��ت الزم برای جلوگیری
و میزان ابریبودن هوا دارد .الگوی س��ایه
بوهوای س��رد باید از یخزدن کویلها در آ
در ح��ال تغیی��ر از طرف س��اختمانهای
درنظر گرفته شود.
صفحه - 30شماره 48
برخ��ی واحده��ای اتاق��ی ،فضاهای
جداگان��ه را سرویسرس��انی میکنن��د. فضاه��ای بزرگت��ر ب��ا چندی��ن واح��د نیازهایش��ان برآورده میشود .بهطورکلی، حجم هوای رفت از دس��تگاه مرکزی ثابت
است و بهعنوان هوای اولیه یا تهویه نامیده
میشود تا از هوای دوباره بهگردشدرآمده
اتاق یا هوای ثانویه تمیز داده شود .مقدار هوای اولیه به هر فضا با:
.1مقدار الزم هوای بیرون برای تهویه؛
.2ظرفی��ت س��رمایش محس��وس
الزم در بار س��رمایش حداکث��ر اتاق (اگر
برای سرمایش محس��وس استفاده شود)
تعیین میش��ود .در ای��ن روش ،در طی
فصل س��رمایش ،هوا در دس��تگاه تهویه مطب��وع مرک��زی رطوبتزدایی ش��ده تا
ش��رایط آسایش��ی رطوبت را حفظ کند و از ایجاد تقطیر روی کویل س��رمایش اتاق
ناش��ی از ب��ار نهان ات��اق جلوگیری کند. در زمس��تان ،رطوبت الزم ب��رای کنترل
واحد را در فضای مسکونی از بین میبرد.
کند که بستگی به نوع سیستم اتاقی دارد.
در این مورد ،واحده��ای اتاقی میتوانند
این سیستمها در نوع عملکرد شبیه به هم
ب��ا صفحات تشعش��عی جایگزین ش��وند. هوای اولیه رطوبت فضا را کنترل میکند؛ بنابراین ،محتوای رطوبت هوای رفت باید برای حذف کس��ب حرارت نه��ان اتاق و نگهداشتن نقطه شبنم اتاق در حد پایین جهت پیشگیریکردن از ایجاد تقطیر روی کویل سرمایش ثانویه بهاندازه کافی پایین باشد. اگرچه برخی سیستمها با مقدار کم یا ب��دون وجود تقطیر بهخوبی کار میکنند، ول��ی درنظرگرفت��ن یک تش��تک تقطیر پیش��نهاد میشود .در سیس��تمهایی که در س��اعات بدون بار خاموش میش��وند، بار راهاندازی ش��امل مقدار رطوبتزدایی قابلمالحظهای است تا رطوبت تولیدشده را تخلی��ه کنن��د .س��مت آب ،در حالت اولیه خود ،ش��امل یک پمپ و لولهکشی جهت انتقال آب به س��طح انتقال حرارت
خشکی در ساختمان (که میتواند انتقال
در واحدها در فضای تهویه ش��ده اس��ت.
و همچنین خشکی پوس��ت افراد) به هوا
لولهای طبقهبندی میشوند و آب میتواند
وی��روس و س��رماخوردگی را افزایش دهد
اضافه میش��ود .همانطورکه هوای اولیه رطوبتزدایی میش��ود ،برای خنثیکردن
واحده��ای اتاق��ی بهص��ورت 3 ،2ی��ا 4
گرمایش ،سرمایش یا هر دو مورد را تامین
بخش��ی از باره��ای محس��وس ،اتاق هم
هستند و ش��امل قابلیتهای سرمایش و گرمایش برای کل طول سال هستند.
واحدهای القایی
تصوی��ر ( )1آرایش اولیه ب��رای واحد
القای��ی را نش��ان میدهد .ه��وای اولیه تهویهشده بهصورت مرکزی به پلنوم واحد در فش��ار متوس��ط تا باال وارد میش��ود. پلنوم بخشی از صدای تولیدشده در واحد و کان��ال را کاه��ش میده��د .نازلهای واحد القایی س��رعت ب��اال معموال اصوات با فرکانس باالی��ی را تولید میکنند .یک دمپر متعادلکننده مق��دار هوای اولیه را در محدوده الزم تنظیم میکند. جریان هوا با س��رعت متوسط و زیاد ت��ا باال درون نازلهای واحد القایی جریان پی��دا میکنن��د و ه��وای ثانوی��ه از اتاق را روی کوی��ل ثانوی��ه هدای��ت میکنند؛ بنابراین ،هوای اولیه ان��رژی الزم را برای بهگ��ردشدرآوردن هوای ثانویه روی کویل در واحد اتاق��ی فراهم میآورد .این هوای ثانوی��ه در کویل با توجه به فصول س��ال،
خروجی هوای مخلوط
خنک میش��ود .ه��وا میتوان��د از بیرون
تامین ش��ود یا میتواند مخلوطی از هوای بیرون و هوای برگش��تی باشد .یک کویل
گرمایی در هواساز مرکزی و همچنین یک
کویل پی��ش گرمای��ش در مکانهایی که بوهوای بسیار سردی دارند ،نیاز است. آ
در طراحی واحده��ای اتاقی ایدهال،
کویل س��رمایش ثانویه همیش��ه خش��ک اس��ت .این امر بهطور وسیعی عمر واحد
اتاق��ی را افزای��ش داده و بوهای نامطبوع
را ح��ذف کرده و امکان رش��د باکتری در
پلنوم ورودی
خروج آب ثانویه صفحـه ورودی در ورودی به کویل تشتک تخلیه تخلیه رطوبت تقطیرشده
هوای اولیه
ک
وی ل آب ثانویه
دمپرمتعادلکننده نازلها
ورودی آب ثانویه ورودی هوای اتاق تصویر .1واحد القایی
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 31شماره 48
الزامات اتاق یا هر دو مورد ،تحت گرمایش یا س��رمایش قرار میگی��رد .معموال کویل
اتاقی سرمایش نهان را جبران نمیکند؛ اما یک تشتک تخلیه بدون لولهکشی ،رطوبت
تقطیرش��ده از بارهای نهان موقتی مانند
زمان راهاندازی را جمعآوری میکند .این رطوبت تقطیرشده هنگامیکه بارهای نهان
موقتی دیگر وج��ود ندارند ،تبخیر مجدد میشود .هوای اولیه و ثانویه مخلوط شده و به داخل اتاق تزریق میشوند.
جریان ه��وای ثانوی��ه میتواند باعث
کثیفش��دن کویلهای واحد القایی شود
و عملک��رد آن را تحت تاثیر ق��رار دهند. صفحات از جنس کتان که جهت حفاظت
این واحدها استفاده میش��وند ،نیازمند نگهداری مستمر هستند ،درغیراینصورت عملکرد حرارتی واحد را کاهش میدهند.
واحدهای القای��ی در فرورفتگی دیوار
یا در کابینتهای اس��تاندارد که از طرف
س��ازنده تامین میشوند ،نصب میشوند.
این محفظهه��ا باید اج��ازه جریانیافتن مناس��ب ه��وای ثانوی��ه و خ��روج هوای
مخل��وط را بدون تحمی��ل هیچگونه افت فش��ار اضافی فراهم آورند؛ همچنین باید انجام تعمیرات آسان را فراهم کنند.
اگرچ��ه واحدهای القای��ی معموال زیر
پنجره جدار خارجی فضای مورد نظر نصب
میشوند ،اما واحدهای طراحیشده برای
نصب در ارتفاع (زیر سقف) نیز در دسترس
هس��تند .در طی فصل گرمای��ش ،واحد
القایی نصبش��ده در ک��ف بهعنوان یک کنوکتور با جریان آب گرم بهس��مت کویل و بدون ه��وای اولیه رف��ت در زمانهای
خاموش��ی عمل میکند .تع��داد زیادی از آرایشها و س��اختارهای واح��د القایی در
دسترس هس��تند؛ ش��امل واحدهایی با
ارتفاع کلی پایین یا با سطوح کویل ثانویه
چیلــر جذبــی گازســوز
بزرگ تا نیازه��ای خاص فضاها یا بارها را برآورده کنند. واحده��ای القای��ی از فنکویله��ا س��روصدای بیشت��ری تولی��د میکنند؛ مخصوص��ا در فرکانسهایی ک��ه با گفتار تداخل ایج��اد میکند .بهعب��ارت دیگر، صدای تولیدشده بهوسیله واحد القایی با ایجاد حریم صوتی ،مانع از شنیدهش��دن گفتار از فضاهای مجاور میشود. واحده��ای اتاقی بهصورت خش��ک با
طول عمر پیشبینیش��ده بی��ن 15تا 25
سال عمل میکنند .طول عمر لولهکشی و کانالکش��ی بای��د براب��ر با ط��ول عمر ساختمان باشد .واحدهای القایی جداگانه ش��امل فنه��ا ،موتورها یا کمپرس��ورها نیس��تند .نگه��داری و تعمی��رات روزمره معموال محدود اس��ت به کنترلهای دما، تمیزک��ردن صفحات کتان��ی و تمیزکاری نازلهای القایی. در سیس��تمهای القای��ی موج��ود، صرفهجویی انرژی بهوسیله باالبردن دمای آب س��رد در کویلهای س��رمایش هواساز مرکزی میتواند به کویل س��رمایش واحد آس��یب برس��اند و باعث ش��ود که بهطور م��داوم بهعنوان یک رطوبتزدا اس��تفاده ش��ود .برخالف واحدهای فنکویل ،واحد القایی برای عملک��رد با تقطیر ،طراحی و ساخته نشدهاند؛ بنابراین ،مهم است که واحد القایی بهصورت خشک عمل کند.
واحدهای فنکویل
ی فنکوی��ل میتوان��د سیس��تمها
را ب��ه داخل فضا وارد کنند .فنکویلها با کویلهای آب س��رد ،کویلهای گرمایش،
بادزنه��ا ،فیلتر هوای قاب��ل جایگزینی، تشتکهای تخلیه برای تقطیر و غیره جهت
اه��داف سرمایش��ی و گرمایش��ی طراحی
میش��وند .این واحدها در س��اختارهای گوناگون جهت قرارگرفت��ن زیر پنجرهها،
باالی س��قفها ،در س��تونهای عمودی
داخل دیوارها و غیره در دسترس هستند.
این واحدها باید بهوس��یله ترموس��تاتها جهت تنظیم دمای گرمایش و سرمایش، بهوس��یله کنترل س��رعت ب��ادزن یا دیگر
وس��ایل جهت تنظیم مق��دار هوا ،بهطور مناسبی کنترل شوند .اگر این سیستمها دارای وس��یلهای جهت اضافهکردن هوای
تهویه به س��اختمان نباشند ،یک وسیله
مجزا برای تهویه با هوای بیرون باید درنظر گرفته شود.
اجزای اصلی واحدهای فنکویل شامل
کویل فیندار ،فیلتر و قسمت فن (تصویر )2میباش��ند .فن ،هوا را بهطور پیوسته
از فض��ا روی کویل بهگردش درمیآورد که
میتواند شامل آب گرم یا سرد باشد .این واحد میتواند ش��امل یک کویل گرمایش
اضاف��ی بهص��ورت مقاوم��ت الکتریکی، بخار یا آب گرم باش��د .گرمکن الکتریکی
معموال برای فصل پاییز و بهار تعیین اندازه
میش��ود تا از مشکالت تغییر وضعیت در سیس��تمهای دولولهای جلوگیری ش��ود.
همچنین میتواند جهت بازگرمایش برای کنترل رطوبت مورد استفاده قرار بگیرد.
فیلتر قابل شستوشو یا قابل تعویض
س��رمایش و همچنی��ن گرمایش را تامین
با بازده متوس��ط که در باالدست فن قرار
اجباری درون فضای تهویهش��ده بهحرکت
کثاف��ات یا مواد بهحرک��ت درآمده همراه
فیلت��ر میکنند و میتوانن��د هوای بیرون
و موتور حفاظت میکند و س��طح آلودگی
کنند که معموال هوا را بهصورت جابهجایی
گرفت��ه اس��ت ،از مسدودش��دن کویل با
ش درآمده را درمیآورن��د ،ه��وای بهگ��رد
ه��وا جلوگیری میکن��د؛ همچنین از فن
صفحه - 32شماره 48
اتصاالت کویل شیرهای کنترل آب
کلید کنترل سرعت فن دریچه خروجی هوا
مقدار آلودگی هوای دوباره بهگردشدرآمده میشود .ظرفیت اضافی برای پاسخ سریع به کاهش بار میتواند فراهم شود .بهدلیل
کویل لولهای فیندار
پروانه فن موتور فن
اینکهاین سیس��تم میتواند گرمایش را با
آب دمای پایین انجام دهد ،برای تجهیزات
پروانه فن
تبرید با بازیافت گرما یا خورش��یدی بسیار
فیلتر
مناسب اس��ت .جهت نوسازی ساختمان موج��ود ،اغل��ب س��ادهتر این اس��ت که
دریچه هوای برگشت
لولهکش��ی و سیمکشی الزم برای سیستم
فیلترها
فنکویل نصب شود تا سیستم کانالکشی
تصویر .2واحد فنکویل نمونه
ب��زرگ برای سیس��تم تمام ه��وا را نصب
هوای��ی را در فض��ای تهویهش��ده کاهش
این واحدها ،بااینحال ،در س��اختارهای
میدهد .واحد فنکویل به تش��تک تخلیه
مس��کونی بهدلیل راهبری ساده و هزینه
عایقشده مجهز است .سرهمبندی فن و
اولی��ه ک��م ب��هکار میرون��د .همچنی��ن
موتور جهت جایگزینی و س��رویس س��ریع
پنجرههای قابل بازشو میتواند باعث ایجاد
آرایش داده میش��وند .بیشتر سازندگان
عدم تعادل در سیستم هوای تهویه کانالی
نیاز دارند ،و این فعالیت باید در فضاهای
واحدها را با عملکرد سرمایشی تاییدشده
شود که دلیل دیگر استفاده از این واحدها
اشغالشده انجام پذیرد .واحدهایی که در
با عنوان استاندارد موسسه تهویه مطبوع
میباش��د .واحدهای فنکوی��ل برای بازار
نقطه ش��بنم پایی��ن کار میکنند نیازمند
و تبرید ( )ARIمجهز میکنند .واحدهای
داخلی در اندازههای نامی 0.1تا 0.6 m /s
تش��تک تقطیر و سیس��تم تخلیه هستند
نمونه توسط آزمایشگاههای بیمهگر ()UL
اغلب با موتورهای چندسرعته و بازده باال
ک��ه بای��د بهص��ورت دورهای تمی��زکاری
یا آزمایشگاههای مهندسی ( )ELTآزمایش
در دس��ترس هس��تند .جایی که واحدها
و برچسبگذاری ش��دهاند؛ همانطورکه
دارای دریچهه��ای ورود هوای خارج مجزا
و هزینهب��ر باش��د؛ همچنی��ن تمیزکردن
برخ��ی آییننامهها آن را ال��زام میکنند.
نیستند ،وسیله یا روشی باید درنظر گرفته
کویل مشکل اس��ت .فیلترها ،کوچک ،با
الزمات برای آزمایش و ردهبندی استاندارد
ش��ود تا هوای بیرون بازپردازشش��ده از
بازده کم و نیازمن��د تعویض مداوم جهت
کویله��ای اتاقی ک��ه دارای ظرفیتهای
طریق سیس��تم کانال به ه��ر اتاق یا فضا
حف��ظ مقدار هوادهی هس��تند .در برخی
هواده��ی 708 L/Sی��ا کمت��ر هس��تند،
وارد شود.
مواقع ،سیس��تمهای تخلیه درصورتیکه
در اس��تاندارد ARI – 440 – 1998و
یکی از مزیتهای عمده سیستمهای
رطوبتزدایی بهطور مناس��ب با سیس��تم
استاندارد ANSI/ASHRAE 79 – 2002
فنکویل این اس��ت که سیس��تم تحویل
هوای تهویه مرکزی کنترل شود ،میتواند
تشریح شدهاند.
(لولهکش��ی در مقاب��ل سیس��تم کانال)
حذف شود.
واحده��ای فنکویل با دریچه دمپردار
نیازمن��د فض��ای کمت��ری از س��اختمان
اتاقها اغلب اگر توس��ط یک سیستم
جهت اتصال به دریچ��ه در دیوار خارجی
میباش��د :اتاق فن مرک��زی کوچکتر (یا
مرکزی راهبری نشوند ،توسط پنجرههای
نی��ز موجود هس��تند .ای��ن واحدها برای
بدون این اتاق) و فضای کانال کم اس��ت.
باز یا بهوسیله شکافهایی روی دیوارهای
س��اختمانهای تج��اری بهایندلی��ل که
این سیس��تم دارای کلیه مزایای سیستم
خارج��ی تهویه میش��وند .نرخهای تهویه
فش��ار باد اجازه کنترل روی مقدار هوای
آب سرد مرکزی و گرمایش مرکزی است،
بهوسیله اثر دودکشی و جهت و سرعت باد
خارج��ی ک��ه وارد میش��ود را نمیدهد،
ام��ا اج��ازه خاموشکردن واحده��ا را در
تحت تاثیر قرار میگیرند.
مناسب نیس��تند .همچنین ،حفاظت از
ناحیههای غیراستفادهکننده میدهد .این
سطوح رطوبت اتاق در تابستان نسبتا
یخزدگی در آب و هوای سرد نیاز میباشد.
امر باعث کنترل مجزای اتاقها با کمترین
باال هستند ،مخصوصا اگر شیرهای کنترل آب س��رد برای کنت��رل اتاق ب��هکار روند.
3
کنیم.
واحد فنکویل به تعمیرات و نگهداری
بیش��تری نسبت به سیستمهای تمام هوا
ش��وند .تخلی��ه تقطیر میتواند مش��کل
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 33شماره 48
انتخابه��ای جایگزین میتوانند بهصورت
دس��تورالعملها برای طراحی و س��اخت
از واحد ساختهش��ده در کارخانه هستند،
کنت��رل دو وضعیت��ی با فنهای س��رعت
تاسیس��ات بیمارس��تانی و مراکز درمانی
در دسترس هس��تند .واحدهای ایستاده
متغیر (آب سرد یا خاموش است یا روشن و جری��ان هوا برای حفظ دمای اتاق متغیر است) و همچنین واحد کنار گذر با کنترل دمای آب سرد متغیر (جریان آب سرد ثابت اس��ت و دمپرهای سطح و کنارگذر جهت کنترل دمای اتاق تنظیم میشوند) باشند. سیس��تمهای فنکوی��ل ،جای��ی که کنت��رل جداگانه دمای ات��اق یا جلوگیری از آلودگی نیاز اس��ت ،بهتری��ن کاربرد را دارند .کاربردهای مناس��ب عبارتاند از: هتلها ،متلها ،ساختمانهای آپارتمانی و س��اختمانهای اداری .سیس��تمهای فنکوی��ل در بس��یاری از بیمارس��تانها بهکارمیروند ،اما بهدلیل فیلتراسیون کم آنها و مش��کل در نگهداری مناس��ب آنها در واحد و فضای بس��ته ،کمتر مناس��ب کاربری در این فضاها هس��تند؛ بهعالوه، محدودیته��ای تعیینش��ده توس��ط
( )AIA 2001اج��ازه گردش مجدد هوا در فضاهای مشخص را نمیدهد.
ب��ا لولههای عمودی از پیشساختهش��ده میتواند نیروی انس��انی نصب در محل را کاهش دهد ک��ه یک عامل هزینهای مهم
انواع و موقعیت:
واحده��ای فنکویل در س��اختارهای
گوناگونی در دسترس هستند .تصویر ()3 نش��اندهنده چندین نوع از ساختارهای عمودی اس��ت .واحدهای عمودی کوتاه برای اس��تفاده زیر پنجرهها ب��ا ارتفاع کم کف تا زیر پنجره در دس��ترس هس��تند؛ بااینح��ال ،در بعضی م��وارد ،طرح کوتاه با درنظرگرفتن خصوصیاتی مانند س��طح دسترس��ی به فیلترها ،قابلیت س��رویس موتور و طرح کابینت ساخته میشوند. واحـده��ای کام�لا پوشـیـدهش��ـده (کابین��ت دس��تگاه کل ارتف��اع فنکویل
است .این واحدها بهطور خاص در هتلها و دیگ��ر س��اختمانهای مس��کونی بهکار میروند .برای واحدهایی که چندین اتاق را س��رویس میدهند ،مس��یرهای هوای رفت و برگش��ت باید جه��ت جلوگیری از تب��ادل هوا و صدا بی��ن اتاقها از یکدیگر جدا شوند. مدلهای عمودی یا کامال پوشیده که در محیط اتاق قرار میگیرند ،نتایج بهتری بوهوا یا ساختمانهایی با الزامات را در آ گرمایش��ی باال ارایه میدهند .گرمایش با قراردادن واحدها در زیر پنجره یا در تماس با دیوارهای خارج��ی بهبود پیدا میکند.
ش��امل پایههای آن را پوشانده است) ،که
واحده��ای عمودی بهعن��وان کنوکتور با
لولههای عمودی تخلیه آب و تقطیر جزئی
خاموشبودن فنها طی زمانهای کاهش
دیوار
مدل عمودی کوتاه
عدم ورود هوای بیرون از دیوار
فیلتر کف مدل عمودی – نصبشده در کف
فیلتر
مدل پایه مخفی (کامال پوشیده) با مبدل حرارتی فیندار (واحدها را پشت به پشت قرار دهید – هریک برای یک اتاق و از یک واحد برای دو اتاق استفاده نکنید)
سقف
مدل افقی – نصبشده زیر سقف
تصویر .3آرایشهای واحد فنکویل
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 34شماره 48
دیگر ،تش��تکهای نش��تدار که سقف را
اس��ت ک��ه راه ورود ه��وای تهوی��ه را هر
بار شبانه نیز عمل میکنند. واحدهای افقی باالس��ری میتواند با
خراب میکنند و مش��کل دسترسی برای
زمان که فنکویل خاموش اس��ت ،ببندد.
کانالکش��ی (فنکویل کانالی) در قسمت
تعوی��ض فیلت��ر و اج��زای قابلتعویض را
خروجی تعداد زیادی از دریچههای رفت را
بهوجود آورند .عالوه بر آن ،نش��ت تقطیر
تغذیه کنند .یک دس��تگاه منفرد میتواند
احتمالی میتوان��د باعث نگران��ی درباره
چندین اتاق را سرویس دهد (برای مثال،
کیفیت هوا شود.
در یک خانه آپارتمان��ی ،جایی که کنترل
هنگامی که هوای بیرون از سیس��تم
جداگانه اتاقهای ضروری نیست و برگشت
تهویه مرک��زی تزریق میش��ود ،میتواند
هوای مشترک امکانپذیر است) .واحدها
مس��تقیما به پلنومهای ورودی واحدهای
باید موتورهای فن بزرگی داشته باشند تا
افقی یا مستقیما بهداخل فضا وارد شود.
فشار استاتیک باال ناشی از اتصال کانال را
اگر مستقیما به فضا تزریق شود ،تمهیدات
جبران کنند.
باید جه��ت اطمینان از اینکه هوا از پیش
انتخاب کویل باید براساس دمای مخلوط ه��وای اولی��ه و دوب��اره بهگردشدرآمده ورودی باش��د و هوای خروج��ی از کویل باید سرمایش نهان و محسوس و الزامات گرمایش اتاق را برآورده کند.
انتخاب:
بعضی طراحان ،واحدهای فنکویل را
برای سرمایش اسمی در سرعت متوسط، هنگامی که یک کلید کنترل سهس��رعته درنظ��ر گرفت��ه میش��ود ،تعیی��ن اندازه
واحده��ای افق��ی ،در فض��ای ک��ف
پردازش ش��ده اس��ت و در دمایی برابر با
صرفهجویی کرده و معموال هزینه کمتری
دمای اتاق نگهداش��ته شده است ،درنظر
را درب��ر میگیرن��د؛ ام��ا هنگامیک��ه در
گرفته ش��ود ت��ا باعث ناراحتی س��اکنین
س��قفهای کاذب قرار میگیرند میتوانند
هنگامیک��ه واح��د فضا خاموش اس��ت،
مشکالتی مانند جمعشدن و تخلیه تقطیر،
نش��ود .یک راه جهت پیشگیری از نشت
از نظر توان ص��دا ،درجات مختلفی برای
مخلوطش��دن هوای برگشتی از اتاقهای
هوا فراه��مآوردن یک دمپر موتوری فنری
فنکویلها وجود دارد.
میکنند .این روش عملیات با صدای کمتر در فض��ا را تضمین میکن��د و یک ضریب اطمینان (ظرفیت میتواند با کارکردن در سرعت باال افزایش یابد) را فراهم میکند.
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 35شماره 48
هنگامی ک��ه هوای بیرون بهوس��یله
فن واح��د را در زمانهای عدم س��کونت
آب س��اکن جمعشده در تشتک تخلیه رد
سیس��تم مرکزی تا دمای 21°Cپردازش
از تابل��وی مرکزی خام��وش کنند .اگرچه
کردهاند.
اولیه میش��ود ،تنها نیاز است که بارهای
ای��ن تابلو در حالت اولیه هزینه بیش��تری
گرمایش و سرمایش فضای داخلی توسط
دارد ،اما میتوان��د هزینههای عملیاتی را
واحدهای فنهای کویل راهبری ش��وند.
در ساختمانهایی که سکونت 24ساعته
این پردازش باید اندازه و هزینه واحدهای
بوهوای گرم و ندارند کاهش ده��د .در آ
اتاق��ی را کاهش ده��د .هنگامیکه هوای
مرط��وب باید دقت کافی ب��هکار رود تا از
بی��رون بهص��ورت مس��تقیم از طری��ق
رطوبت بیش از ح��د هنگامیکه واحدها
ش��کافهای س��اختمان به واح��د تزریق
خام��وش هس��تند ،جلوگیری ش��ود تا از
میشود ،کلیه بارها باید در انتخاب واحد
تش��کیل کپک پیشگیری ش��ود .استفاده
درنظر گرفته شوند.
از مداره��ای الکتریک��ی جداگان��ه ،اجازه
سیمکشی:
فنهای تهویهکننده فنکویلها معموال
با موتورهای کوچکی کار میکنند و غالبا دارای خ��ازن راهانداز با حفاظت در مقابل اضاف��ه بار موتور هس��تند .ولتاژ عملیاتی موتورهای بزرگ نیز بهندرت از 300 Wدر س��رعت باال و جریان کاری بهندرت از 2.5
نصب ترموس��تات از راه دور در یک فضای پیرامونی ب��ا حداکثر وج��وه رو به فضای بی��رون جهت راهبری فنه��ا را میدهد. روش دیگ��ر راهب��ری فنکوی��ل بهصورت پیوسته روی سرعت کم در زمانهای غیر مسکونی است.
لولهکشی
کنترل ظرفیت
ظرفی��ت واح��د فنکوی��ل معموال با
جریان آب کویل ،س��رعت فن ،یاترکیبی از ای��ن دو کنت��رل میش��ود .جریان آب میتواند بهصورت ترموس��تاتیکی با دمای آب برگش��ت یا ی��ک ترموس��تات دیواری و یک ش��یر دو یا س��هراهه کنترل شود. کنترله��ای واح��د میتوانن��د دیجیتال مستقیم میکروپروسسوری ،ولتاژ خطی یا الکتریکی با ولتاژ کم یا پنوماتیکی باشند. کنترل س��رعت فن میتواند خودکار یا دستی باش��د .کنترل خودکار بهصورت خاموش – روشن با انتخاب دستی سرعت اس��ت .واحدهایی با موتورهای س��رعت متغیر برای کنترل س��رعت تنظیمشده در دسترس هستند .ترموس��تاتهای اتاقی
آمپر تجاوز میکن��د .تقریبا کلیه موتورها
حت��ا هنگام��ی ک��ه ه��وای بی��رون
در جای��ی که کنترل خودکار س��رعت فن
روی فنکویلها در آمریکا ،120 Vتکفاز
پیشپردازش میشود ،یک سیستم تخلیه
استفاده میش��ود ترجیح داده میشوند .
و با جریان 60هرتز هستند و سرعتهای
آب حاص��ل از تقطیر باید برای فنکویلها
ترموس��تاتهای هوای برگش��ت شاخص
چندگانه فن (معموال سهسرعته) با حالت
نصب ش��ود .این عمل احتیاطی تضمین
مطمئنی از دمای اتاق را بههنگامیکه فن
خاموش��ی را فراهم میآورن��د .ولتاژهای
میکن��د که رطوبت تقطیرش��ده از هوا از
خاموش است ،ارایه نمیدهد .واحدهای
دیگر و خصوصیات ب��رق تغذیه میتوانند
منابع غیرمنتظره مانند یک پنجره باز که
فنکویل مسکونی دارای کنترل سهسرعته
درنظر گرفته شوند که بستگی به موقعیت
سیستم تهویه را کنارگذر کرده است ،تخلیه
فن بهصورت دس��تی با دمای آب درحالت
دارد و باید قبل از تعیین مشخصات موتور
میش��ود .تش��تکهای تخلیه برای کلیه
گرمایش و س��رمایش هستند که براساس
فن بررسی شوند.
واحدها یکپارچه هس��تند .خطوط تخلیه
دمای بیرون برنامهریزی میشوند .کنترل
در طرحری��زی م��دار سیمکش��ی،
تقطیر جهت پیش��گیری از مسدودش��دن
سرعت بهصورت خاموش – روشن ناکارآمد
آییننامهه��ای الزم را بای��د درنظر گرفت.
با کثافات و دیگر مواد باید بزرگتر درنظر
است بهاین دلیل که:
روش سیمکشی مرسوم ،معموال مدارهای
گرفته ش��وند و مس��یر تخلیه تقطیر باید
.1تعوی��ض س��رعت باع��ث ایج��اد
الکتریک��ی جداگان��ه را ب��رای واحدهای
بهطور دورهای تمیز شوند .تقطیر میتواند
سروصدایی میشود که از صوت ایجادشده
فنکویل فراهم میآورند و آنها را به مدارات
خارج از لولهکش��ی تخلیه اتفاق بیافتد که
در زمان روش��نبودن پیوسته فن واضحتر
روشنایی متصل نمیکنند.
نیازمند این اس��ت که لولهها عایق شوند.
است؛
مداره��ای الکتریک��ی جداگانه که به
بسیاری از قوانین ساختمانی سیستمهایی
.2الگوی گردش ه��وا در داخل اتاق
یک تابل��وی مرکزی متصل ش��دهاند ،به
که بدون لولهکش��ی تخلیه تقطیر هستند
بهص��ورت قابلتوجه��ی تحت تاثی��ر قرار
سیستم مدیریت انرژی اجازه میدهند که
را بهدلیل آس��یب و امکان رشد کپک در
میگیرد.
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 36شماره 48
مقاالت
پدیده کاویتاسیون و بررسی آثار تخریبی آن در پمپها
اکبر طلوعیان ،عضو انجمن مهندسان مکانیک ایران و کارشناس مسئول شورای فنّ ی استان آذربایجان شرقی
آدرس پستی :آذربایجان شرقی،تبریزّ ،اول زعفرانیه ،ساختمان شماره 2استانداری آذربایجانشرقی ،معاونت امور عمرانی
قسمت دوم
پمپهای مح�وری و س�انتریفوژ و تاثی�ر پدی�ده کاویتاس�یون بر عملکرد آنها
پمپهای محوری پمپهایی هس��تند
که دبی زیاد را در ِهد کم انتقال میدهند یعنی سرعت دورانی مخصوص زیاد دارند و چنی��ن اس��تنباط میگ��ردد ک��ه خطر کاویتاس��یون در آنها و عدد کاویتاس��یون ای��ن گونه پمپها نس��بت به ان��واع دیگر پمپها بهمراتب بیش��تر باشد .بروز پدیده کاویتاس��یون در پمپهای سانتریفوژ نیز اث��رات نامطلوب بر روی عملکرد این گونه پمپه��ا میگ��ذارد .عملک��رد پمپهای س��انتریفوژ در حال��ت بحران��ی و ناپایدار میتواند سبب اختالل سیستمهای مربوط گردد. در برخ��ی مواقع تعیی��ن علت دقیق عملک��رد ناپای��دار پمپ ،ممکن نیس��ت.
فش��ار،حبابهای تولیدش��ده ،فش��رده
تلفن تماس09367218575 :
Email:akbar_toloian@Yahoo.com
● ●خـرابــ��ی گـذرگــاهه��ای جریـ��ان
میشوند .فشردگی حبابها همراه با صدا
Cavitation Dammageاف��ت ِهد
(مشابه صدای ضربه به بادکنک) و ایجاد
پمپ؛
لرزش میباشد.
● ●ایج��اد خوردگ��ی Errosionو
کاویتاس��یون یک خطر بالقوه است،
چالهدارک��ردن Pittingقس��متهای
بهخصوص هنگام��ی که پمپ در دورهای
فل��زی بهس��بب عم��ل م��داوم
باال و یا در ظرفیت خیلی بیشتر و یا بسیار
س��اییدنهایی که ناش��ی از فروپاشی
کمت��ر از نقط��ه بهترین ب��ازده ،کار کند.
حبابها حاصل شده است؛
مدت پدیده کاویتاس��یون میتواند در دراز ّ
● ●ایجاد ضربات ارتعاشی و صدا Noise
باع��ث تخریب س��ریع پمپ نیز گ��ردد .از
در قس��متهایی از پ��ره پمپ ،وقتی
اثرات دیگر پدیده کاویتاس��یون بر عملکرد
که فش��ار هیدرودینامیکی واردش��ده
پمپها میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
بر س��طوح حبابها تغیی��ر مییابد.
● ●تغیی��ر در الگ��وی جریان ب��ا کاهش
کاویتاس��یون ع�لاوه ب��ر خوردگی و
نتیجه بخش در خروجی (دبی جریان)
فرس��ایش باعث ارتعاش و س��روصدا
و راندمان پمپ؛
(نوف��ه) میگ��ردد .تولی��د ص��دا 1
● ●خستگی ناش��ی از پدیده کاویتاسیون
میتوان��د در نتیج��ه تغییرات فش��ار
در قطعات و احتمال شکستن پرههای
هیدرودینامیکی س��یال باش��د .برای
پمپ؛
مثال ،میزان صدای ناشی از ترکیدن
جری��ان تورب��والن و یا ش��رایط غیرعادی جریان میتواند موجب لرزشهای ش��دید و خارجش��دن پمپ از مدار ش��ود .یکی از دالیل اولیه لرزشهای پمپ س��انتریفوژ، پدیده کاویتاس��یون اس��ت .در اثر کاهش فش��ار س��یال ،تبخیر اتفاق میافتد و در س��مت مکش پروان��ه ،تودهه��ای حباب تولی��د و جهت تخلیه ب��ه خروجی پروانه ارس��ال و در ادام��ه مس��یر در اثر افزایش
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 37شماره 48
حبابه��ای بخ��ار ت��ا ی��ک مگاهرتز اندازهگیری شده است. طراحی ب��رای بهترین عملکرد در یک طبقهبندی میبایس��ت تحت بررسیهایی
که روی منحنیهای دبی نس��بت به ِهد، توان خروج��ی و راندم��ان صورتگرفته، اس��توار باش��د .منحنیهایی ک��ه رابطه ِه��د تامینی و توان و راندم��ان پمپ را با
دبی نشان میدهد ،بس��یار حائز اهمیت هستند؛ زیرا منحنیهای مزبور اطالعات مفی��دی را راجع به عملک��رد بهینه پمپ ارایه میدهند .کارب��رد پارامترهای اصلی پم��پ به ای��ن جهت حائز اهمیت اس��ت که ماکزیم��م راندمان تنه��ا وقتی مطرح میشود که پارامترها ،اپتیمم مقدار خود را داشته باش��ند و پمپ بتواند در سرعت
نمایی از سیستم هواگیری پمپ
نمایی از سیستم هواگیری پمپ
مو ّف��ق ظاهر» ب��رای رفع این مش��کل و
NPSH/H
انتقال فش��ار انرژی از لوله حامل سیال به
فرمول ف��وق نتیجه تحلیل��ی معادله
لوله مکش ارایه ش��ده است .این سیستم
برنول��ی (معادل��ه انرژی) اس��ت و فاکتور
وظیف��ه القاءکننده یا ابزارهای مش��ابه را
[ ،](Ha-H1)-Hvب��ار مکش مثبت خالص
مزبور ،انتقال انرژی فش��ار از لوله رانش به
NPSHبار مکش مثب��ت خالصِ H ،هد
ایفاء میکند .بهکارگیری سیستم هواگیری
( )NPSHمیباش��د .در ای��ن فرم��ول،
طراحی کار کند.
لوله مکش را از طریق تعدادی نازل فراهم
تامینی پمپ که متناظر با انرژی کل است
میسازد .با استفاده از این سیستم ،وقتی
که توس��ط پمپ از خارج جذب میشود،
پمپه�ای س�انتریفوژ (گری�ز از مرک�ز) و بار مک�ش مثبت خالص ()NPSH
پمپ میتواند تحت ش��رایط کاویتاسیون
( H1 ،)mwفش��ار مکش نسبی بر حسب
آزمایشه��ای انجامیافت��ه توس��ط «دکتر
متر آب ( )mwو Hsفشار مطلق در محل
وقتی ( σضریب توما) برابر صفر است،
فشار مایع به فشار بخار رسیده و جوشیدن اتف��اق میافت��د .پدیده کاویتاس��یون در پمپهای س��انتریفوژ هنگامی رخ میدهد که ِه��د خالص مثبت در قس��مت مکش
پم��پ از آنچه که ش��رکت س��ازنده پمپ پیشنهاد کرده است کمتر باشد. ب��ا وجود کثرت نوش��تههای موجود، ش��اید تصور ش��ود رابطه NPSHو پدیده کاویتاس��یون کامال درک ش��ده اس��ت؛ درحالیکه NPSHبهخوبی شناخته نشده و بهدرس��تی بهکار گرفته نمیش��ود و این ام��ر باعث صرف هزین��ه زیاد جهت نصب سیس��تمهای جدید و عملکرد نامطمئن تاسیس��ات مجهز به پمپ میگردد .اخیرا راهحل ایدهآلی در سیس��تم ابداعی «دکتر
چیلــر جذبــی گازســوز
که ِهد کافی برای پروانه پمپ مهیا باشد،
Hvفش��ار بخار س��یال برحس��ب متر آب
جزئ��ی بهکار خ��ود ادام��ه ده��د .نتایج
متر آب ( Ha ،)mwفش��ار هوا برحس��ب
مو ّف��ق ظاه��ر» حاکی از آن اس��ت که در
مکش پمپ برحسب متر آب ( )mwاست.
صورت هواگیری بهینه (بسته به اختالف
شکل و نس��بت ابعادی پروانه پمپها
س��طح آب) و بهکارگیری ترکیب جدید در
متناس��ب با یک ش��اخص طراحی بدون
ساختار هندسی و فیزیکی پمپِ ،هد آن در
مقایسه با ِهد نهایی پمپ مشابهی که فاقد
ُبع��د بهن��ام س��رعت دوران��ی مخصوص
تغییر میکند .سرعت دورانی مخصوص،
سیستم هواگیری اس��ت ،به میزان 7الی
ش��اخصی ب��رای پیشبین��ی خصوصیات
20درصد افزای��ش مییابد؛ همچنین در
پمپ ب��وده و بر مبنای س��رعت چرخش
ای��ن روش راندمان نهایی پمپ بین 8الی
پروانه پمپ در هر دقیقه تعریف میش��ود:
15درصد افزایش و متوس��ط صرفهجویی
پروانهای که با مشخصات هندسی مشابه
در توان برق نیز به 16درصد میرسد.
قادر باشد در هر دقیقه یک گالن آب را با
σضریب توما مشخصکننده ظرفیت
ِهد یک فوت به جریان درآورد .آزمایشها
مکش ،حداکثر در نقط��ه بهرهبرداری نیز
نشان میدهد که نسبت ابعاد اصلی پروانه
هست .شکل دیگر ضریب توما به شرح زیر
پمپ متناس��ب با مقدار س��رعت دورانی
است:
مخصوص بهطور یکنواخت تغییر میکند.
= σ=(Hs-Hv)/H=[(Ha-H1)-Hv]/H
در محاسبه س��رعت مخصوص باید کلیه
صفحه - 38شماره 48
مقادی��ر کارک��رد پمپ در نقط��ه بازدهی
بی��ن σcضریب تومای بحرانی و س��رعت
مدنظر ق��رار گیرد .طراح��ان پمپ از Ns
برقرار است:
بهینه با حداکثر قطر و سرعت نامی پمپ
دورانی مخصوص پمپ ،رابطه ریاضی زیر
بهعنوان ابزاری ارزش��مند جهت بهبود و
σc=1.042×10-3(Ns)4/3
دورانی مخص��وص ( )Nsبهعنوان یکی از
نتیج��ه گرفت ک��ه σضریب توم��ا (عدد
توس��عه پرهها اس��تفاده میکنند .سرعت شاخصهای مورد استفاده طراحان پمپ برای تشریح هندسه پرهها و نیز طبقهبندی
آنها براساس نوع طراحی و کاربردشان به کار م��یرود .الزم بهذک��ر اس��ت ،ارزیابی
نس��بتهای ابع��ادی پروانه ی��ک پمپ و مقایس��ه پروانههای مختل��ف با یکدیگر از طریق فرمول زیر قابلانجام است: )/H3/4
Ns = (N
در فرم��ول فوق Ns ،س��رعت دورانی
مخص��وص پمپ (ع��دد ب��دون ُبعد)N ،
سرعت چرخش پروانه پمپ در هر دقیقه، Qدبی جریان برحس��ب گالن بر دقیقه و
ب��ا عنایت ب��ه مراتب ف��وق میتوان کاویتاسیون) رابطه مستقیم با توان 1/33 سرعت دورانی مخصوص پمپ دارد.
تحلیل منحنیهای دبی نسبت به ِهد،توان خروجی و راندمان بهتری��ن راندم��ان هیدرولیک��ی در
محوری) دارای سرعت دورانی مخصوص ب��اال خواهند ب��ود؛ لذا اینگون��ه پمپها راندمان بیش��تری نس��بت به انواع دیگر پمپها دارند. آزمایشه��ای تجرب��ی در ی��ک پروژه تخصصی نش��ان میدهد که همیشه برای یک س��رعت دورانی مخص��وص ،یک نوع پمپ وجود دارد که دارای بهترین راندمان است؛ بهعبارت دیگر ،برای داشتن بهترین مش��خصات تجربی پمپ ،یک دبی معین روی خ��ط Design Conditionوج��ود دارد .نتایج حاص��ل از آزمایشهای مزبور
سرعتهای مخصوص باال بهدست میآید
ک��ه روی پمپ مح��وری ص��ورت گرفته،
در قس��متهای ورودی پم��پ بهوج��ود
تامین��ی پمپ رفتهرفت��ه کاهش مییابد؛
و افت راندمان در سرعتهای مزبور عمدتا
ِ دبی،هد حاکی از آن اس��ت که با افزایش
میآید .پمپهایی که دب��ی زیاد را در ِهد
ول��ی کاه��ش ی��ا افزایش ت��وان خروجی
ک��م انتق��ال میدهند (مانن��د پمپهای
بهط��ور منظ��م اتف��اق نمی افت��د و دبی
ِ Hهد پمپ برحس��ب فوت میباشد .باید
درنظر داش��ت که حداکثر سرعت دورانی
پمپها بهوس��یله بار مکش مثبت خالص
( )NPSHتعیین میش��ود σ .ضریب توما (عدد کاویتاس��یون) تابع س��رعت دورانی
مخص��وص و راندم��ان و تع��داد پرههای پمپ بوده و س��رعت دوران��ی مخصوص
نیز بهنحوی تعریف ش��ده ک��ه در آن کلیه
ابعاد هندسی چرخ توربوماشین خیالی با پمپ مفروض مشابه است .البته σضریب
توما یک ان��دازه بحرانی نیز دارد که آن را با نم��اد σcنمایش میدهن��د σc .ضریب
تومای بحرانی زمانی بهدس��ت میآید که کاویتاسیون تقریبا شروع شده و این مقدار
توسط آزمایشهای عملی حاصل میشود.
کاویتاس��یون موقع��ی اتف��اق میافتد که ضریب توما کمتر از ضریب تومای بحرانی باشد؛ لذا کنترل این پدیده میتواند توسط
این پارامتر صورت پذیرد .الزم بهذکر است
منحنی (« )NPSH-Hبار مکش مثبت خالص نسبت به هد پمپ»
چیلــر جذبــی گازســوز
صفحه - 39شماره 48
اپتیم��م روی خ��ط Design Condition
مثبتخال��ص ،منحن��ی ( )NPSH-Hبا
● ●پایینآوردن دمای سیال
قرار دارد .بررسیها نشان میدهد سرعت
ش��یب تند حالت صع��ودی بهخود گرفته
● ●عوضکردن پمپ یا پروانه
دورانی مخصوص اپتیمم با افزایش درجه پروان��ه پمپ (بهعنوان مث��ال از 15درجه به 22درجه و یا 29درج��ه) افزایش یافته و دب��ی اپتیمم در دبیهای باال بهدس��ت میآید. بررسیها نش��ان میدهد در اثر پدیده
کاویتاس��یون ،س��ه درص��د اف��ت در ِهد Headو ی��ک درص��د اف��ت در راندمان Effeciencyاتف��اق میافت��د .با افزایش NPSHبار مکش مثبت خالص ،منحنی ( )NPSH-σبهحالت نزولی و شیب آن تا حدی تن��د بوده ،ولی از ی��ک حد به بعد ش��یب منحنی مزبور حالت مالیم بهخود میگیرد؛ همچنین ب��ا افزایش بار مکش
چیلــر جذبــی گازســوز
ول��ی از یک مقدار معی��ن NPSHبه بعد ش��یب منحنی مزبور نیز ش��دیدا کاهش مییابد.
روشه�ای پیش�گیری و مقابل�ه ب�ا خس�ارت حباب�ی (پدی�ده کاویتاسیون) در پمپها
س��ادهترین راه ب��رای محدودک��ردن
پدیده کاویتاس��یون ،افزایش فشار داخل پمپ نس��بت به فش��ار بخار سیال است و راهحله��ای ممک��ن درنظرگرفته برای کنترل این پدیده به شرح زیر میباشد:
● ●اضافهکردن بوستر پمپ ● ●ایجاد تغیی��رات در طراح��ی پمپها برای به حداقلرساندن اختالف فشار هیدرودینامیکی در مسیر جریان ● ●بهکارب��ردن آلیاژه��ای مقاومت��ر در ساختار پمپها ● ●ایجاد س��طح صاف در پرهها (سطوح ص��اف ب��رای جوانهزن��ی حبابه��ا نامناسب است). ● ●پوش��اندن اجزای فلزی با روکشهای نرم مثل پالستیک ● ●حفاظ��ت کات��دی (در ای��ن روش
● ●کاهش ارتفاع مکش
حبابهای هیدروژن تشکیل شده روی
● ●کاهش افت در مکش
س��طح فلز مثل بالشتک هوا ،ضربات
صفحه - 40شماره 48
ناشی از امواج شوک را جذب میکند).
نتیجهگیری
● ●معیاره��ای اصل��ی در تش��خیص پدی��ده کاویتاس��یون ،اف��ت عملکرد پمپ و مش��اهده خوردگی بهوس��یله سیستمهای لیزری است. ● ●ایجاد کاویتاسیون و ترکیدن حبابهای ناش��ی از این پدیده ،انرژی زیادی آزاد میکن��د که نتیجه آن ،حرارت ،انرژی منفی و فشار موضعی است. ● ●عمر حبابها بس��یار کوتاه و وضعیت پدی��ده کاویتاس��یون بس��یار ناپایدار است؛ ولی متالشیشدن حبابهای کاویتاس��یون ممکن است فشاری به بزرگ��ی 100اتمس��فر را ایجاد کند و نی��روی به این بزرگی میتواند س��بب تغییر ش��کل پالستیکی در بسیاری از فلزات شود. ● ●خسارت حبابی ،ناشی از تاثیر همزمان خوردگی و تنشهای مکانیکی است؛ لذا متالشیش��دن حبابهای بخار، پوستههای سطحی محافظ را از بین میبرد. ● ●در اثر پدیده کاویتاس��یون سه درصد اف��ت در ِه��د Headو ی��ک درص��د
افت در راندم��ان Effeciencyاتفاق میافتد. ● ●کنت��رل پدیده کاویتاس��یون میتواند توس��ط ضریب توما صورت گیرد؛ زیرا کاویتاس��یون موقعی اتف��اق میافتد که σضریب توم��ا کمتر از σcضریب تومای بحرانی باشد.
● ●یکی از عوامل کاهش آبدهی و بازده پمپها ،پدیده کاویتاسیون میباشد. این پدیده ممکن اس��ت در درازمدت باعث تخریب سریع آنها گردد.
● ●بررسیها نشان میدهد که دینامیک س��یالی فوران ب��ا تراکمپذیری لزجت سطحی سیال ،ارتباط داشته و اندازه کمیته��ای ف��وق در رژی��م فیزیکی مختلف متفاوت میباشد.
منابع و مآخذ
. 1تربیت ،فیروز ،هیدرولیک ایستگاههای پمپ��اژ ،واحد نش��ر و ترجمه امور آب وزارت نیرو.1365 ، . 2مارسجی فونتان��ا ،نربرت دی گرین، مهندس��ی خوردگی ،ترجم��ه احمد س��اعت چی ،جهاد دانشگاهی واحد اصفهان.1365 ، . 3طلوعیان ،اکبر ،کاویتاسیون در پمپ
محوری و تاثیر آن بر عملکرد آن (پروژه
تخصصی) ،گروه آموزش��ی مهندسی مکانیک دانشکده ف ّنی دانشگاه تبریز،
.1377 «www.
Pumps
4. World
Mechanics
5. Fluid
»worldpumps.com
(Eighth
Edition) by Victor L.Streeter and )E.Benjamin Wylie (Authors
Fluid
and
Mechanics
Engineering(Sixth
6. Fluid
Power
)Edition) by D.S.Kumar (Author
پینوشت:
. 1نوفه در اثر ترکیدن حبابها هنگام واردشدن در ناحیه پرفش��ار ایجاد میشود و ارتعاشات ناش��ی از عدم تعادل و امواج ایجاد شده در هنگام وقوع کاویتاسیون اتفاق میافتد.
چیلــر جذبــی گازســوز