Tag Archives: سیستم لوله کشی

سیستم لوله کشی آب

سیستم لوله کشی آب :

سیستم لوله کشی آب

 

  • سیستم باز : در این سیستم، آب به سوی یک مخزن که به هوای آزاد باز می شود، جریان می یابد .
  • سیستم بسته : در این سیستم، جریان آب در هیچ نقطه ای در معرض هوای آزاد قرار نمی گیرد. چنین سیستم هایی معمولا” شامل یک منبع انبساط مس باشند که با هوای آزاد در ارتباط است ، ولی سطح آبی که در این منبع در معرض هوای آزاد است زیاد قابل ملاحظه نمی باشد. پس با این تعریف، سیستم حرارت مرکزی آبی یک سیستم بسته خواهد بود. از نقطه نظر دیگری می توان سیستم های لوله کشی را به ترتیب زیر طبقه بندی نمود :
  • سیستم تک گذر : در این سیستم ، آب یکبار از وسیله ای عبور نموده تخلیه می شود.
  • سیستم گردشی : در این سیستم ، آب پس از رسیدن به وسیله ی مورد نظر تخلیه نمی گردد بلکه توسط یک مدار لوله کشی بین مبدل حرارتی و مبدأ حرکت خود که می تواند  مثلا” یک دیگ حرارت مرکزی یا دستگاه سرد کننده ی آب (چیلر ) باشد، گردش می نماید. گردش آب چنانکه قبلا” ذکر گردید، می تواند تحت نیروی ترموسیفون ناشی از اختلاف وزن مخصوص آب گرم رفت و برگشت ویا بصورت اجباری توسط پمپ صورت گیرد. هر دو سیستم فوق ممکن است باز یا بسته باشند.

ترتیبات برگشت آب :

یک سیستم گردشی بنوبه ی خود بر حسب چگونگی برگشت آب بصورت زیر طبقه بندی می شود.

  • سیستم لوله کشی با برگشت معکوس :

هرگاه در یک سیستم بسته، مبدلهای حرارتی دارای افت فشار تقریبا” یکسانی باشند، سیستم لوله کشی با برگشت معکوس توصیه می گردد. این ترتیب لوله کشی را نمی توان برای سیستم های باز مورد استفاده قرار داد. در سیستم با برگشت معکوس طول مسیر گردش آب در لوله های رفت و برگشت برای تمام مبدل های حرارتی یکسان بوده لذا افت فشار برای نزدیکترین و دورترین مبدل حرارتی نسبت به دیگ برابر خواهد بود و بندرت ممکن است لازم آید که سیستم را متعادل کنیم .

اگر افت فشار در تمام مبدلهای حرارتی یکسان نباشد، استفاده از سیستم برگشت مستقیم از نظر اقتصادی بیشتر مقرون بصرفه است . در این روش که علاوه بر سیستم های بسته برای سیستم های باز نیز قابل استفاده است، قطر لوله برگشت در تمام طول مسیر برابر قطر لوله ی رفت متناظر خواهد بود. بطوریکه ذکر شده، سیستم برگشت مستقیم برای تأسیساتی که در آنها مبدلهای حرارتی از قبیل رادیاتوریا فن کویل دارای افت فشار داخلی ویا ظرفیت های متفاوت باشند بکار می رود . بلحاظ اینکه در این سیستم افت فشار در مسیر لوله کشی به مبدلهای نزدیکتر به دیگ کمتر از افت فشار در مسیر لوله کشی به مبدل های حرارتی نزدیکتر با سرعت بیشتری نسبت به مبدلهای دورتر گردش می کند.

در این سیستم برای برگشت آب از مبدلهای حرارتی به دیگ، لوله ی مستقلی در نظر گرفته نمی شود جهت رفت و برگشت آب به مبدلهای حرارتی تنها از یک لوله اصلی استفاده می شود . برای اتصال لوله های رفت و برگشت مبذل حرارتی به لوله اصلی در این سیستم، از وصاله های مخصوصی استفاده می شود. در این سیستم قطر لوله ی اصلی در تمام طول مسیر ثابت بوده دمای آب ورودی یه واحد های نزدیک به دیگ بیشتر ودر واحدهای دورتر بتدریج کمتر می شود، لذا مبذل های حرارتی دورتر را باید بزرگتر در نظر گرفت .

افت در سیستم لوله کشی  :

در هر لوله ای که سیالی جریان داشته باشد، افت فشار نیز بوجود می آید. میزان این افت فشار تابع عوامل زیر است :

نکات کلی در طرح سیستم لوله کشی :

  • جهت سهولت تخلیه ی آب باید تمام لوله های افقی شیب ملایمی بین 0 تا 3 درصد بطرف موتورخانه داشته باشند، این امر همچنین باعث هدایت هوا به بالاترین نقطه سیستم خواهد شد.
  • بمنظور تخلیه ی هوای سیستم باید در مرتفع ترین قسمت لوله ها در موتورخانه، هوا گیر نصب شود،
  • برای جلوگیری از تغییر شکل لوله های طویل در اثر انبساط حرارتی، باید برای لوله های مستقیمی که بیش از 30 فوت طول دارند از ئاصطه ی انبساطی یا حلقه انبساطی استفاده نمود
  • جهت افزایش طول عمر لوله ها و در صورت لزوم سهولت دستیابی به آنها، بهتر است لوله هایی که از کف ساختمان عبور می کنند از درون کانال که با در مخصوصی پوشیده می گردد عبور داده شوند.
  • برای اتصال لوله های از” 2/1 تا “2 از وصله های رزوه ای و لوله های 2 به بالا از خم و جوش یا اتصال فلانجی استفاده شود.
  • از آنجائیکه در سیستم حرارت مرکزی از لوله های سیاه استفاده می شود باید حتما” آنهارا ایزوله نمود تا از از یکطرف از تأثیر رطوبت محفوظ بمانند و از طرفی تلفات حرارتی آنها بحداقل ممکن کاهش یابد.
  • پر کردن سیستم از آب بهتر است از طریق دیگ صورت گیرد. این امر باعث می شود که همزمان با بالا رفتن سطح آب در سیستم ، هوای داخل لوله ها به طرف منبع انبساط هدایت شده تخلیه گردد. البته منبع انبساط از طریق شناور خود که با لوله کشی آب شهر ارتباط دارد، در طول فعالیت سیستم کاهش آب را جریان خواهد کرد.
  • در تأسیسات بزرگ بهتر است سیستم لوله کشی ساختمان را به قسمت های مختلف تقسیسم نموده برای هر قسمت یک پمپ جداگانه در نظر گرفته شود.
  • منبع دو جداره ی آبگرمکن راباید حتی المقدور تا 5/1 فوت سیرکولاتور، آب بتواند تحت نیروی ترموسیفون گردش طبیعی در منبع داشته باشد.

انتخاب پمپ سیرکولاتور :

در سیستم حرارت مرکزی با جریان اجباری آب گرم یا آب داغ، انرژی لازم برای گردش آب توسط یک پمپ از نوع سانتریفوژ تأمین می گرددکه ممکن است در مسیر رفت یا برگشت آب نصب شود. وظیفه ی پمپ سیرکولاتور تأمین فشار سیستم نیست بلکه فقط باید افت فشار ناشی از حرکت آب در لوله ها را جبران نماید. برای انتخاب پمپ سیرکولاتور از روی کاتالوگ، باید دو عامل معلوم باشد، یکی مقدار کل آ در گردش ( دبی پمپ ) و دیگری افت فشار در مسیر رفت و برگشت آب از دیگ تا دورترین واحد حرارتی ( هد پمپ)، با معلوم بودن این دو عامل می توان قدرت پمپ را از روی منحنی مشخصه ای که در کاتالوگ پمپ ارائه می شود تعیین نمود. ذیلا” به شرح چگونگی محاسبه ی دبی و هد پمپ می پر ازیم :

  • هد پمپ: از آنجایی که قدرت پمپ باید به اندازه ای باشد که آب را تا دورترین واحد حرارتی سیستم به گردش درآورد، باید افت فشار را در این مسیر تعیین نماییم. این افت فشار که هدپمپ را تشکیل خواهد داد عبارت از جمع اقلام زیر است :
  • افت فشار ناشی از اصطحکاک جریان با جدار لوله
  • افت فشار در شیرها، زانویی ها و سه راهه ها در مسیر قراردارند.میزان این افت فشارها را می توان با فرمولهای هیدرولیکی تعیین نمود ولی ساده تر اینست که ببینیم افت فشار موجود در این وصاله ها معادل با افت فشار چند فوت لوله با همان قطر است .انتخاب مبدل حرارتی :در حرارت مرکزی، انتخاب نوع مبدل حرارتی که قرار است در اتاق یا فضای مورد گرمایش نصب گردد با توجه به نوع سیال ناقل گرما و مقتضیات ساختمان، از روی کاتالوگ کارخانجات سازنده صورت می گیرد. خیلی بندرت اتفاق می افتد که لازم باشد مهندس طراح سیستم حرارت مرکزی برای محل خاصی مجبور به طراحی مبدل حرارتی ویزه ای باشد که در این صورت باید بردانش طراحی طراحی مبدلهای حرارتی اشراف کامل داشته باشد.

    انواع مبدلهای حرارتی که در حرارت مرکزی مورد استفاده قرار میگیرد عبارت است از:

    • رادیاتور : رایج ترین مبدل حرارتی برای گرمایش اتاقها رادیاتور است که انتقال حرارت را از طریق جابجایی طبیعی انجام می دهد. رادیاتور ها در انواع گوناگون و برای کاربردهای مختلف در دسترس می باشند. رادیاتورهای معمولی قطع نظر از شکل ظاهری، در سه نوع چدنی، فولادی وآلومینیمی ساخته می شوند و متشکل از پره هایی هستند که تعداد آنها با توجه به بار حرارتی اتاق تعیین می گردد. پره های مذکور بوسیله ی پیچ مغزی و یا با فشار به یکدیگر متصل شده توسط پایه هایی روی زمین قرار می گیرند. در اندازه ی یکسان، رادیاتورهای چدنی تقریبا” دارای دو برابر وزن رادیاتورهای فولادی می باشند، راندمان حرارتی آنها کمتر ولی در عرض مقاومتشان در مقابل زنگ زدگی و خوردگی به مراتب بیش از رادیاتورهای فولادی است. رادیاتورهای آلومینیمی نسبت به دو نوع قبلی سبکتر ، زیباتر و دارای راندمان حرارتی بیشتری می باشند. هر سه نوع مذکور از نظر پهنا و ارتفاع در انزه های مختلفی عرضه می شوند. رادیاتورهای معمولی چون اغلب بدون پوشش و در ارتفاع پایین نصب می شوند برای گرمایش با آب داغ یا بخار مناسب نداشته تنها برای گرمایش با آب گرم بکار می روند تا در اثر تماس بدن با آنها سوزش شید ایجاد نشود. آبگرم از بالای رادیاتور وارد و از پایین آن خارج می شود، ضمنا” در قسمت بالای هر رادیاتور یک شیر هواگیری تعبیه شده است. بهترین محل نصب رادیاتور زیرپنجره است و در صورتیکه این مکان موجود نباشد باید حتی المقدور در کنار دیوارهای سردتر نصب شوند. رادیاتور را گاهی برای زیبایی در داخل قاب قرار می دهند که این امر باعث کاهش راندمان حرارتی آنها می شود.

     

    • فن کویل : مورد مصرف فن کویل بیشتر در تأسیساتی است که دارای سیستم توأم گرمایش و سرمایش می باشند و بطوریکه از نامشان پیداست تشکیل شده اند از تعدادی لوله ی مسی با پره های آلومینیومی که با قتضای فصل، آب گرم یا سرد در آنها در آنها جریان می یابد و یک بادزن که هوا را با شدت از روی این لوله ها عبور می دهد، بدین ترتیب انتقال حرارت در فن کویل از طریق جابجایی اجباری صورت می گیرد. این مبدل حرارتی برای هتل ها، آپارتمانها و ساختمانهای اداری مناسب است. دمای اتاقهای را که دارای فن کویل می باشند می توان بطور اتوماتیک با فرمان یک ترموستات اتاقی کنترل نمود.

     

     

    • کنوکتور : کنوکتورها از نظر ساختمانی شبیه فن کویل ولی بدون بادزن می باشند و تشکیل شده اند از تعدادی لوله ی مسی با پره های آلومینیومی که داخل جعبه ای آهنی قرار گرفته اند و در انواع آویزی، ایستاده، داخل دیواری، لوله های پره دار و غیره ساخته می شوند. انتقال حرارت توسط کنوکتور از طریق جابجایی طبیعی صورت می گیرد. کنوکتورها بدلیل قرار گرفتن در داخل جعبه و عدم دسترسی به سطح لوله ها برای گرمایش با آب دا و بخار مناسبند.

     

    • یونیت هیتر : این دستگاه بیشتر برای کارگاهها و فضاهای بزرگ مناسب است و تشکیل شده از لوله های پره داری که به صورت مار پیچ در چند ردیف قرار گرفته اند . آب گرم، آب داغ یا بخار در آنها جریان می یابد، و یک یادزن که هوا را از روی لوله ها عبور می دهد. بنابراین انتقال حرارت توسط یونیت هیتر نیز بطریق جابجایی اجباری خواهد بود.  البته ممکن است برای گرمایش اتاق یا فضاهای ساختمان بجای استفاده از واحد های مستقل ( رادیاتور، فن کویل، کنوکتور و یونیت هیتر )، هوای گرم را در یک مرکز بنام دستگاه هواساز تهیه نموده از طریق کانال به طرف اتاق یا محل مورد نظر هدایت کرد.

     

    نگهدارنده های لوله :سیستم لوله کشی آب

     

     

    در سسیتم لوله کشی بخار به منظور تهسیل جریان آب حاصل از تقطیر، تمام لوله های افقی دارای شیب می باشند. این شیب غالبا” در جهتی داده می شود که آب حاصل از تقطیر بتواند در همان سمت جریان بخار در داخل لوله حرکت نماید.

    طراحی یک سیستم لوله کشی :

    یک سیستم لوله کشی بخار که در حرارت مرکزی یا تهویه مطبوع بکار می رود باید بخار تولید شده در دیگ را بین کلیه قسمتهای که بار حرارتی دارند توضیع نماید. اندازه گذاری لوله های بخار برای بار حرارتی محاسبه شده،بستگی به عوامل زیر دارد :

    • فشار ابتدایی و افت فشار مجاز در سیستم
    • طول معادل لوله در طولانی ترین مسیر
    • اینکه آیا آب حاصل از تقطیر و بخار در یک جهت حرکت می کنند یا در جهات مخالف.

    بیشتر سیستم هایی که در حرارت مرکزی یا تهویه مطبوع بکار می روند براساس ترکیبی از ترتیب لوله ها و فشار بصورت زیر طبقه بندی می شوند :

    • دو لوله ای فشار قوی
    • دو لوله ای فشار متوسط
    • دو لوله ای فشار ضعیف
    • دو لوله ای بخار ( یعنی سیستمی که در آن واحد های حرارتی فاقد شیر هواگیری می باشند)
    • دو لوله ای خلاء
    • یک لوله ای فشار ضعیف

     

    سیستم یک لوله ای :

    سیستم یک لوله ای عمدتا” در ساختمانهای مسکونی و تجاری کوچیک مورد استفاده قرار می گیرد. لوله ی اصلی رفت بخار از دیگ تا یک نقطه ی مرتفع بالا می آید و بعد از این نقطه به طرف پایین شیب پیدا می کند. معمولا” قطر لوله ی اصلی در تمام طول مسیر تا آخرین شاخه ثابت می ماند، سپس کاهش یافته به طرف دیگ و تا پایین سطح آب دیگ امتداد می یابد. به این ترتیب لوله کشی برگشت را برگشت مرطوب می گویند .در تمام نقاط لوله کشی برگشت را برگشت مرطوب می گویند. در تمام نقاط مرتفع سیستم به هواگیر اتوماتیک احتیاج است تا گازهای غیرقابل تقطیر را خارج کند. در حین سیستم آب و بخار در لوله ی اصلی دریک جهت و در رایزرها و شاخه ها در خلاف جهت یکدیگر حرکت میکنند. این سیستم نسبت به تمام سیستم های دیگر، احتیاج به شیرها و لوله های بزرگتری دارد. نوع دیگر سیستم طبیعی یک لوله ای عبارتست از سیستم یک لوله ای تغذیه از بالاست. بخار در رایزر اصلی از دیگ به اتاق زیر شیروانی ساختمان جریان یافته  واز آنجا در سراسر ساختمان توزیع می شود.سیستم طبیعی یک لوله ای همچنین می تواند که در آن هر رایزر جداگانه آبریز می کند، این ترتیب اغلب در سیستم های وسیع اجرا می شود.

     

    سیستم دولوله ای :

    درسیستم دو لوله ، جهت تطبیق هر واحد حرارتی با سیستم بخار یا سیستم خلاء، یک بخارگیر ترموستاتیک روی آن نصب می شود. آب حاصل از تقطیر در هر رادیاتور در یک سیستم طبیعی با برگشت خشک، توسط حلقه ی آبریز و در سیستم طبیعی با برگشت مرطوب مستقیما” و بطور جداگانه به لوله ی برگشت اصلی ریزش می کند. لوله برگشت خشک که بالاتر از سطح آب دیگ قرار دارد در انتها توسط یک لوله ی عمودی به لوله ی برگشت مرطوب متصل شده آب حاصل از تقطیر از پایین سطح آب دیگ وارد آن می شود. جهت حصول اطمینان از کار رضایتبخش سیستم، تمام آبریزها، لوله های فشارشکن و رایزرهای برگشت از سمت بخار به سمت برگشت سیستم، باید به بخارگیر یا سیفون آب مجهز شوند. اگر شیر هواگیری واحد حرارتی حذف شود و هواگیری در ظرف تجمع آب حاصل از تقطیر و در طول مسیر برگشت انجام گیرد، سیستم بخاری خواهیم داشت با اضافه کردن یک پمپ خلاء به سیستم بخار، سیستم خلاء مکانیکی حاصل میشود.