به این دلایل مبدل حرارتی صفحه ای را جایگزین منبع کویلی نکنیم

مقدمه

تولید آبگرم مصرفی و مهمتر آز آن ذخیره آبگرم یکی از اصلی ترین هدف های یک سیستم حرارت مرکزی و موتور خانه می باشد که بتواند نیاز روزمره زندگی انسان که همان استفاده آبگرم بهداشتی است را برطرف کند ،به دلیل گران بودن حامل انرژی و فرایند تولید آبگرم ،ذخیره آبگرم بهداشتی و وسلیه ای که بتوانید برای مدت زمان بلندتری آب گرم مورد نیاز  یک ساختمان را ذخیره کند به عنوان اولین مزیت یک مبدل حرارتی فلمداد می شود، از طرفی سرعت گرم کردن آب در مدت زمان کوتاه به همراه ذخیره همزمان و همچین امکان استفاده از آن حتی در صورت قطع برق یا آب به عنوان سه فاکتور مهم در انتخاب مبدل حرارتی می باشد که در این بخش به آن خواهیم پرداخت.

امروزه برای تولید آبگرم بهداشتی در سیستم حرارت مرکزی از سه تجهیز مهم منبع کویلی، مبدل حرارتی صفحه ای و منبع دوجداره استفاده می شود که گاها مبدل حرارتی صفحه ای را به دلیل فقط حجم فضای اشغالی خیلی کمتر به عنوان جایگزین مطمئن از منابع کویلی و دوجداره یاد می کنند که در این مقاله به طور کلی مزایا و معایب آن بیان می شود.

منبع کویلی آبگرم چیست و مکانیزیم گرم شدن آب درون آن چگونه؟

منبع کویل دار همانطور که از آن پیداست از دو بخش مهم مخزن جهت ذخیره ابگرم و کویل های مسی برای تولید ابگرم تشکیل شده است، لازم به ذکر می باشد که مخزن ذخیره منبع آبگرم کویلی یک مخزن تحت فشار می باشد یعنی با تحت فشار قرار گرفتن شبکه آب شهری آن را گرم می کند و با فشار داخل مخزن که معمولا 4 بار می باشد راهی طبقات و واحد های مصرف می کند. بخش مهم دیگر ای منابع، لوله های مسی است.

این لوله های مسی که کویل نام دارند به صورت U شکل در اندازه و تعداد معین با توجه به حجم مخزن روی صفحه چدنی به صورت رفت و برگشتی  قرار میگرند و کل مجموعه لولهای مسی مونتاژ شده داخل مخزن به صورت غوطه ور نصب می شوند، قطر لولهای مسی معمولا 19 میل و ضخامت  0.7 یا 0.9  می باشند که در مسیر بسته بین دیگ و منبع کویلی قرار گرفته و تنها وظیفه آن گردش آب خروجی از دیگ درون لولهای مسی است.

آبگرم خروجی از بویلر با دمای 80 درجه از یک طرف کویل  وارد شده و از طرف دیگر با اختلاف دمای 20 درجه به دیگ باز می گردند، این کویل ها یا لوله های مسی که دمای آن در حدود 80 درجه می باشد، دمای اب درون مخزن را جهت استفاده مصارف بهداشتی به دمای متعارف رسانده که با فشار درون منبع، آبگرم بهداشتی نیز با فشار روانه شیر الات درون ساختمان می گردد. همیشه این نکته را به خاطر داشته باشید فشار آب سرد پشت آبگرم می باشد و باکاهش فشار شکبه اب شهری ، آبگرم بهداشتی نیز فشار نخواهد داشت

پارامترهای مهم در گزینش فن‌ کویل چیست بیشتر بدانید

مهمترین مزایای استفاده از منبع کویلی آبگرم

• همانطور که در بخش فاکتور های مهم انتخاب یک مبدلحرارتی تولید آبگرم بهداشتی عنوان شد ، ذخیره آبگرم تولیدی برای مواقعی ضروری مثلا قطع آب و برق و گاز یک امری مهم برای یک ساختمان با هر کاربری می باشد
• منبع کویلی به راحتی قابلیت ذخیره ابگرم تولیدی در هر درجه دلخواه داشته و حتی درصورت افت دمای داخلی مخزن در اثر راکد ماندن به دلیل عدم استفاده واحد های مصرف ؛ فرمان گردش اب درون کویل های خودرا از طریق ترموستات روی بدنه خود به پمپ کویل می دهد تا برای دمای مورد نظر گردش آب گرم دیگ را درون لولهای مسی دوباره فعال کند
• سرعت گردم کردن اب به دلیل وجود لوله مسی دما بالا درون منبع کویل دار باعث شده است که درصورت خالی شدن مخزن به دلیل مصرف زیاد ، اب سرد شهری وارد شده به مخزن به سرعت گرم و دوباره قابل استفاده شود.
• وجود رسوب در هر سیستم حرارت مرکزی با آبگرم مخصوصا در مسیر های بسته آن امری است اجتناب نا پذیر، در منابع کویلی رسوب به کندی و با گذشت زمان بسیار زیاد روی مس شکل می گیرد
• از نظر مهندسی و محاسبه بار آبگرم بهداشتی سیستم هایی با منبع کویل دار طراحی می شوند ، مقدار بار آبگرم بهداشتی آن به مراتب کمتر از سیستم های با مبدل حرارتی لحظه ای می باشند و این بدین معنی است که مصرف سوخت به واسطه کمتر شدن ظرفیت حرارتی دیگ کاهش می یابد.
• در منابع کویل دار فشار آبگرم بهداشتی به دلیل اینکه دارای مخزن تحت فشار می باشد و همانطور که می دانید فشار آبگرم ،با فشار آب سرد شهری رابطه مستقیم دار ،کیفیت آب از نظر فشار قابل قبولتر نسبت به مبدل های حرارتی می باشد
• از نطر تعیمرات و نگهداری و هزینه های جاری، منبع کویل دار و مبدل های حرارتی مخزن دار جز کمترین میزان هزینه های نگهداری می باشد.

استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای و مزایای و معایب استفاده از آن

• امروزه مبدل های حرارتی صفحه ای و حتی نوع پوسته ای که استفاده از آن برای تولید ابگرم بهداشتی استفاده می شود از جمله مبدل های حرارتی لحظه ای می باشند یعنی به هیچ عنوان قابلیت ذخیره آبگرم را ندارند.
• در مبدل های حرارتی پوسته لوله مسی که فقط از منبع کویلی ، کویل های مسی u شکل را دارند درون یک پوسته آهنی قرار گرفته که از این مبدل ها برای تولید آبگرم لحظه ای استفاده میکنند.
• مبدل های حرارتی صفحه ای که از تعدادی پلیت یا صفحه های فلزی فولادی یا استیل به صورت braze یا همان جوش شده بهم تشکیل شده است که اولین مشخصه آن به دلیل جوش کاری صفحات غیر قابل تعمیر می باشند
• این مبدل های همانطور که در شکل ملاحظه می شود به صورت کتابی بوده و دارای 4 اتصال می باشد که از یک طرف آب گرم دیگ وارد شده و از طرف دیگر آبسرد شهری که به صورت یکی در میان از صفحه های مبدل عبور کرده و در اثر عبور از آبگرم دیگ ، تبدیل به آبگرم بهداشتی می شود
• با توجه به نوع مکانیزم گرمایش آب به صورت قرار گرفتن صفحات یکی درمیان روی هم ، راندمان بسیار بالایی داشته و در مدت زمان بسیار کم آبگرم فوری فراوان تولید می کند
• این مبدل به شدت در مقابل رسوب واکنش نشان داده و در اثر ایجاد کمترین رسوبی ، راندمان آن به صورت تصاعدی کاهش می یابد.
• به دلیل نوع طراحی و قرار گرفتن صفحات مبدل های صفحه ای که به صورت روی هم می باشد ، پتاتسیل جذب رسوب و تشکیل آن بسیار زیاد است.
• امکان اسید شویی جهت از بین رسوب های تشکیل شده بین صفحات در این نوع مبدل ها زیاد است ولی همانند منابع کویلی نمی توان آن را مدام اسید شویی کرد زیاد جوش های بین صفحات در اثر برخورد اسید حالت خورندگی ایجاد کرده و باعث نشتی از بین صفحات مبدل می شود.
• در نهایت استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای برای تولید آبگرم بهداشتی مستلزم داشتن سختی گیر در سیستم می باشد.

حال این سوال پیش می آید آیا جایگزینی مبدل حرارتی به جای منبع کویل دار  صحیح است؟

1. استفاده از مبدل حرارتی صفحه ای علی رغم ، تولید آبگرم فوری و  لحظه ای و عدم اشغال فضا ایرادات زیر را دارد :
2. به دلیل لحطه ای بودن تولید آبگرم این مبدل ها و نداشتن منبع ذخیره ، امکان ذخیره آبگرم بهداشتی در مواقع ضروری  از قبیل قطع آب و برق نیز وجود دارد.
3. انتقال و گردش آبگرم از بویلر به مبدل حرارتی صفحه ای به عنوان سیال گرم کننده و تولید کننده آبگرم بهداشتی ، الزما باید به وسیله یک پمپ سیرکولاتور دائم کار 4 فصل صورت پذیرد ،دقیق شبیه آن چیزی که در پکیج های دیواری دو مبدل مشاهده می شود.
4. بدیهی است در صورت از کار افتاده این پمپ سیرکولاتور به دلیل دائم کار بودن مسیر آبگرم بویلر به مبدل مسدود شده و ، عملا استفاده از حمام و سرویس بهداشتی امکان پذیر نخواهد بود ، به طور کلی افت فشار مبدل های حرارتی صفحه ای بالاست
5. در صورت قطع برق که در تابستان امری است اجنتاب ناپذیر ،پمپ سیرکوله مبدل از کار افتاده و دیگر قادر به تولید آبگرم بهداشتی نخواهد بود
6. در صورت عدم استفاده از سیستم سختی گیر در سیستم های تولید آبگرم با مبدل حرارتی صفحه ای به سرعت دچار رسوب گرفتگی و از کار افتادن مبدل می شود ، به همین دلیل برای مناطقی که دارای رسوب می باشند مناسب نیست.
7. برخلاف چیزی که در مورد مبدل های حرارتی صفحه ای عنوان می شود که باعث کاهش مصرف انرژی به دلیل تولید ابگرم در صورت نیاز می شوند، باید عنوان نمایم که به دلیل نداشتن مخزن جهت ذخیره آبگرم و تولید آبگرم فوری؛ ظرفیت دیگ و بار حرارتی ابگرم باید به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یاید، لازم به ذکر می باشد که این مقدار افزایش ظرفیت درحدود 2 برابر مبدل های کویل دار می باشد.
8. به طورکلی جایگزینی مبدل حرارتی به جای منبع کویل دار به دلایل گفته شده در بالا مجاز نیست ، مگر اینکه از بدو طراحی به جای منبع کویل دار در محاسبات بار آبگرم بهداشتی آن را لحاظ کرده و متعاقب آن دیگ یا بویلر آن نیز متناسب با ظرفیت مبدل انتخاب شود.