امروزه مهندساني که براي صاحبان ساختمانها کار مي کنند در هنگام انتخاب ديگ هاي گرمايش آب تاسيسات ساختمانها گزينه هاي متنوعي را در اختيار دارند. اين گزينه ها انواع ديگ هاي قطعاتي چدني ، ديگ با لوله هاي فولادي اعم از لوله هاي آتش يا آب . ديگ با لوله هاي پره دار مسي و ديگ هاي چگالشي را در بر مي گيرد. تمام اين انواع مختلف امروزه در پروژه هاي ساخت و ساز بکار برده مي شوند.
با وجود اين همه تنوع انتخاب ، يک مالک و يا مهندس طراح تاسيسات ساختمان ممکن است با آخرين ويژگي هاي عرضه شده در طراحي ديگ ها آشنايي نداشته و يا نتواند براحتي با مدل هايي که کاملا امتحان خود را در بازار پس نداده اند کنار بيايد. بسياري از مالکان و مهندسان با مدل هاي خاصي از ديگ ها آشنايي دارند و يا برنامه هاي نگهداري خود را حول نوع خاصي از ديگ ها طرح ريزي کرده اند. چه بسا اين گونه افراد براي پروژه هاي جديد و يا برنامه هاي اصلاح ديگ هاي موجودشان چيزي به نام تغيير مدل ديگ ها را به حساب هم نمي آورند.
پارامترها و عواملي که يک مهندس بايد براي انتخاب مناسبترين گزينه براي موتورخانه اش استفاده کند عبارتند از نوع سيستم تهويه مطبوع و دماي آب برگشتي حاصله ، هزينه هاي نصب سيستم ديگ ( نه فقط قيمت اوليه ديگ) ، هزينه هاي نگهداري، مواردي که مالک رعايت آنها را لازم مي داند و طول عمر ديگ. در اغلب موارد قيمت اوليه ديگ يک معيار تعيين کننده براي انتخاب آن مي باشد و همين امر
مي تواند به بروز مشکلات جديدي در سيستم منجر شود.
ديگ فولادي يا مسي؟
هنگاميکه مهندسي شروع به فکر کردن در باره نوع ديگ جهت استفاده در پروژه خاصي مي کند ، نتيجه اي که نهايتا حاصل مي شود انتخاب ديگ فولادي به جاي ديگ مسي است. با وجوديکه ديگ هاي قطعاتي چدني و ديگهايي که مبدل هاي حرارتي فولاد ضد زنگ در آنها بکار رفته است هم اکنون در بازار موجود بوده و در برخي پروژها مورد استفاده قرار مي گيرند ، با اين حال انتخاب ديگ فولادي همچنان انتخاب برتر محسوب مي شود. درک تفاوت هاي طراحي ديگ با لوله هاي فولادي و ديگ با لوله هاي مسي از نظر کاربرد مناسب اين مدل ها در تاسيسات حائز اهميت است.
کاربرد ديگ هاي بخار داراي لوله هاي فولادي مدتها قبل از ديگ هاي با لوله مسي شروع شده و محدوده تنوع مدلهاي آن بسيار وسيع تر مي باشد و انواع ديگ با لوله هاي آتش ، با لوله هاي آب ، با لوله هاي آب انعطافي (فلکس تيوب) و با لوله هاي آب مايل را در بر مي گيرد.
در اکثر کاربردهاي گرمايش آب در تاسيسات تجاري استفاده از ديگ هاي داراي لوله هاي انعطافي و لوله هاي آب مايل نسبت ديگ هاي داراي لوله هاي آتش رايج تر است.
اکثر مدل هاي لوله انعطافي داراي 5 فوت مکعب سطح گرمايشهستند. زياد بودن مقدار سطح گرمايش تنها معيار برخي از مهندسان در انتخاب ديگ پروژه مي باشد. اما سنجش توان يک ديگ تنها بر اساس ميزان فوت مکعب سطح گرمايش امروزه ديگر يک نرم کاري قديمي محسوب مي شود. اين نوع سنجش سالها پيش، زماني که ذغال سنگ و گازوئيل و مازوت سوخت اغلب ديگ ها بودند و وجود سطح گرمايش اضافي براي مقابله با رسوب گيري ناشي از اين سوخت ها اهميت زيادي داشت ابداع شده است ، معيار سنجش مذکور اين موضوع را که آيا طراحي ديگ قادر به جذب يکنواخت حرارت در تمام سطح لوله ديگ مي باشد يا خير در نظر نمي گيرد.
ديگ هاي مسي در اواخر دهه 1940 ، پس از جنگ جهاني دوم به بازار آمدند. براي اکثر مهندسان سالها طول کشيده است تا ديگ هاي لوله مسي را بر ديگ هاي لوله فولادي ترجيح دهند. مهندسان تاسيسات بزرگ احساس مي کنند که ديگ هاي لوله مسي تنها از نظر پايين بودن قيمت بهترين انتخاب براي موتورخانه محسوب مي شوند نه بهترين گزينه از جميع جهات.
ديگ هاي لوله مسي در حدود 25 تا 30 % از مدل هاي ديگ با لوله انعطافي ارزانترند. پايين تر بودن قيمت اوليه ديگ هاي لوله مسي بطور خودبخودي نزد تعدادي از مهندسان به معناي کمتر بودن قابل ملاحظه طول عمر ديگ تلقي شده است. اما بسياري ديگر نيز بر اين باورند که ديگ هاي لوله مسي با لوله پره دار امروزه بهترين انتخاب براي ساختمانهاي تجاري مي باشد. پايين تر بودن قيمت اوليه و تقاضا براي راندمان هاي بالاتر ، انعطاف پذيري در انتخاب گزينه هاي تخليه دود احتراق ، و نياز به فضاي نصب کوچکتر سبب گرايش بازار به سمت ديگ هاي لوله مسي شده است.
دماي آب برگشتي
در هنگام انتخاب و نصب هر نوع ديگ آب گرم در سيستم ، دماي آب برگشتي بايد در نظر گرفته شود. دماي برگشت آب گرم سيستم تهويه مطبوع کليد کاربرد هر نوع ديگي در سيستم محسوب مي شود. ديگ و آب گرم به يکديگر وابسته اند. البته اين نکته بديهي به نظر مي رسد. اما بروز اشکالات در سيستم و خرابي ديگ اغلب در مواردي رخ مي دهد که ديگ استفاده شده با سيستم تهويه مطبوع سازگاري ندارد. راندمان ديگ به دماي آب برگشتي و بار ديگ بستگي دارد.
دماي آب برگشتي ديگ هاي غير چگالشي بايد بين 130 تا 140 درجه سانتيگراد باشد تا از تقطير گازهاي تنوره جلوگيري شود. تقطير باعث خرابي ديگ و کوتاه شدن عمر مفيد آن شده و به بروز اشکال در برنامه هاي نگهداري و تعميرات منجر مي شود. اگر طراحي سيستم به حد کافي بالا بودن درجه حرارت آب برگشتي را تا حدي که از تقطير جلوگيري کند تضمين ننمايد ، ديگ هاي داراي لوله فولادي و يا مسي دچار خرابي مي شوند. در صورت پايين بودن دماي آب برگشتي بايستي نسبت به مواردي از قبيل سيستم هاي پمپاژ آب گرم ، ذوب کردن برف ، و تنظيم دريجه هواي خارج (outdoor air reset) توجه کافي مبذول گردد تا از بالاتر بودن دماي آب برگشتي نسبت به نقطه شبنم گازهاي تنوره اطمينان حاصل شود.
ديگ هاي چگالشي يک انتخاب عالي براي سيستم هاي پمپاژ منابع آب گرم مي باشند زيرا دماي آب برگشتي در اين سيستم ها از سيستم هاي ديگر کمتر است. دماي آب برگشتي در اين سيستم ها در حدود 60 درجه سانتيگراد است ، که براي ديگ هاي چگالشي مطلوب است. راندمان ديگ هاي چگالشي با پايين آمدن دماي آب برگشتي بهبود مي يابد (شکل 1).
منحني هاي راندمان دليل مناسب نبودن ديگ هاي چگالشي براي سيستم هايي که درجه حرارت آب برگشتي آنها بالاتر از 140 درجه است را نشان مي دهند. ديگ چگالشي در دماهاي بالاتر آب برگشتي به راندمان بالاي خود نمي رسد و سرمايه گذاري بيشتر نيز در اين مورد توجيهي ندارد. اما اگر يک راهبرد کنترل بار مبنا طراحي شود، بطوريکه ديگ هاي چگالشي قادر به تامين گرمايش مجدد با استفاده از مزيت بالاتر بودن دماي آب برگشتي در ايام تابستان بوده و ديگ هاي غير چگالشي نيز در ايام زمستان قادر به تامين دماي بالاتر آب باشند ، در اين صورت استفاده از ديگ هاي چگالشي که قيمت اوليه بالاتري دارند ممکن است مقرون به صرفه باشد.
ملاحظات ديگر
فاکتورهاي ديگري که در هنگام اتخاذ تصميم براي خريد ديگ بايد مد نظر قرار گيرند عبارتند از:
ظرفيت، گزينه هاي تخليه، راندمان ، فضاي مورد نياز براي نصب ، صلاحيت هاي لازم براي کارکنان نگهداري ، سيستم هاي کنترل و بودجه کل ساخت و نصب.
ظرفيت سيستم يکي از ملاحظات مهم در تصميم گيري براي انتخاب ديگ محسوب مي شود. محدوده سايز ديگ هاي با لوله فولادي از 400 تا 2100MBtuh را در بر مي گيرد. در مورد پروژه هاي بزرگ، استفاده از يک يا دو ديگ با لوله فولادي ممکن است عملي تر باشد تا بکارگيري يک مجموعه مرکب از چندين ديگ با لوله مسي. در صورت استفاده از چندين ديگ لوله مسي، سيستم آب داغ بايد براي چيدمان پمپاژ اوليه- ثانويه طراحي شود.
در صورتي که در مورد انتخاب ديگ با لوله مسي پره دار براي پروژه تصميم گيري شود ، هزينه مترتب بر آن براي ديگي با ظرفيت 1-MBtuh با فاکتور 4 متغير خواهد بود ( بين 4000 تا 16000 دلار ) ، که کمترين هزينه در اين محدوده مربوط به نصب سيستم با چيدمان اتمسفريک مي باشد.
اگر وجود گزينه هاي انعطاف پذير تخليه دود احتراق سيستم مورد نياز باشد بايد از ديگ لوله مسي استاندارد با راندمان بالاتر، يعني راندمان تقريبا 85% و حتي از ديگ چگالشي با راندمان 98% براي پروژه استفاده شود. در اينجا هم براي اطمينان خاطر از اينکه ديگ در سيستم آب گرم موتورخانه قادر به رسيدن به حداکثر راندمان خود مي باشد تحليل دقيق شرايط سيستم مورد نياز است. ديگ هاي چگالشي بايد در طراحي سيستم هايي گنجانده شوند که تقطير در آنها صورت مي گيرد، و ديگ هاي غير چگالشي نيز بايد در سيستم هايي که دماي آب برگشتي آنها زياد است استفاده شوند.
فضاي نصب مورد نياز ديگ هاي با لوله مسي کمتر از فضاي مورد نياز ديگ هاي لوله فولادي است. بنابراين اگر فضاي مکانيکي موجود براي نصب ديگ محدود باشد انتخاب ديگ با لوله مسي مطلوبتر خواهد بود. چندين طرح مختلف چيدمان ديگ بايد مورد ارزيابي قرار داده شود تا مشخص شود که کدام چيدمان ديگ به حداقل فضاي نصب نياز دارد.
براي تصميم گيري در مورد انتخاب نوع ديگ ، مهارت کارکنان تعميرات و نگهداري بايد مد نظر قرار داده شود. همچنين وجود نمايندگي محلي سازنده ديگ نيز حائز اهميت مي باشد. ساده بودن طراحي سيستم کليد توانايي کارکنان تعميرات و نگهداري براي فهم و نگهداري صحيح ديگ مي باشد. تصفيه شيميايي آب براي موفقيت عملکرد ديگ ها و سيستم هاي آب گرم از اهميت حياتي برخوردار است. ورود آب جبراني خام به سيستم بايستي از لحاظ سختي اندازه گيري شود تا از صحيح بودن تصفيه آب اطمينان حاصل شده و اپراتور از طريق سيستم هشدار دهنده از نشتي هاي اضافي سيستم مطلع گردد. تصفيه نامناسب آب يکي از علت هاي اصلي خرابي ديگ ها است. دبي جريان آب گرچه براي تمام ديگ ها مهم است اما براي ديگ هاي لوله مسي از اهميت ويژه اي برخوردار است. ديگ نبايد بدون دبي جريان آب کار کند و بدين منظور بايد از ادوات کنترلي لازم استفاده شود.
ديگ هاي بزرگ با لوله فولادي معمولا به سيستم کنترل خودکار تعديل کننده مشعل مجهزند. ديگ هاي کوچک لوله مسي عموما داراي سيستم کنترل 2 تا 4 مرحله اي هستند. در مورد سيستم هاي مرکبي که از چند ديگ لوله مسي تشکيل شده اند ، نوعا بايد از کنترل کننده خودکار توالي عمليات استفاده شود تا قابليت بي بار کردن خودکار مورد نياز سيستم را تامين کند.