معمولا برای بازیافت حرارت موجود در کندانسیت از دو روش استفاده می شود :
1 . با استفاده از آنتالپی کندانسیت (حرارت محسوس) مقداری از مایع را در فشارهای کمتر به طور ناگهانی به بخار تبدیل می کنند.
2 . کندانسیت را به طور مستقیم در یک مبدل حرارتی برای گرم کردن هوا، یک سیال، یا یک فرایند استفاده می نمایند.
در کاربردهایی که دارای مولد بخار هستند، لازم است که کندانسیت با بیشترین درجه حرارت ممکن به دیگ بخار برگردد و بنابراین مقدار بازیافت حرارت حداقل باشد زیرا حرارت بازیافت شده از کندانسیت را باید در هنگام تولید بخار ، مجددا به دیگ بخار تغذیه کرد.
تبخیر ناگهانی
یک روش استفادۀ مؤثر از آنتالپی کندانسیت مایع، تبخیر ناگهانی است. در کاربردهایی که نیازمند بخار با فشارهای مختلف هستند، از بخار حاصل در فرایند تبخیر ناگهانی می توان استفاده کرد. این بخار را می توان در هر نوع مبدل حرارتی برای گرم کردن هوا، آب و سایر مایعات، و یا مستقیما برای فرایندهایی که بخار کم فشار نیاز دارند به کار برد.
اگرچه با تخلیۀ کندانسیت پرفشار به درون یک سیستم کم فشار می توان مستقیما تبخیر ناگهانی انجام داد ولی اکثر طراحان ترجیح می دهند برای کنترل تبخیر ناگهانی از مخزن تبخیر ناگهانی استفاده کنند. مخزن تبخیر ناگهانی را می توان افقی یا عمودی نصب کرد. نصب عمودی مخزن تبخیر ناگهانی ارجح است زیرا جداسازی بخار و آب بهتر انجام می شود و کیفیت بخار حاصل بیشتر خواهد بود.
در طراحی مخازن تبخیر ناگهانی عمودی، مهمترین بعد آن قطر داخلی است که باید به حد کافی بزرگ باشد تا اطمینان حاصل گردد که سرعت حرکت بخار به سمت بالا کم است و حمل آب توسط بخار به حداقل می رسد. اگر سرعت بخار به سمت بالا به حد کافی کم باشد، ارتفاع مخزن اهمیت چندانی ندارد ولی معمولا آن را به 2 تا 3 فوت درنظر می گیرند. برای تعیین قطر داخلی مخزن تبخیر ناگهانی می توان از نمودار شکل زیر استفاده کرد. این نمودار بر مبنای سرعت بخار 10 فوت بر ثانیه که حداکثر سرعت مجاز در اکثر سیستم هاست تهیه گردیده است.
نحوه نصب مخزن
برای اینکه مخزن تبخیر ناگهانی صحیح کار کند، چگونگی نصب آن اهمیت دارد. خط لولۀ انتقال کندانسیت باید به سمت مخزن شیب داشته باشد. اگر بیش از خط کندانسیت به درون مخزن می ریزد، برای جلوگیری از برگشت جریان باید بر روی هر خط یک شیر یکطرفۀ لولایی نصب کنید. خطوط انتقال کندانسیت و مخزن تبخیر ناگهانی را کاملا عایق کنید تا از اتلاف حرارت ناخواسته جلوگیری شود. در بالای مخزن باید یک شیر هواگیری ترموستاتیکی نصب گردد تا هوای جمع شده در مخزن را تخلیه کند. در ته مخزن تبخیر ناگهانی، یک تله بخار از نوع دارای سطل معکوس یا تلۀ شناور و ترموستاتیکی که ظرفیت آنها سه برابر بار کندانسیت است باید نصب گردد.
همیشه باید مقدار بخار مورد نیاز از مقدار بخار حاصل در فرایند تبخیر ناگهانی بیشتر باشد و یا اینکه بتوان فشار درون سیستم کم فشار را افزایش داد. برای جلوگیری از وقوع چنین شرایطی، باید یک شیر اطمینان فشار در بالای مخزن تبخیر ناگهانی نصب کرد.
چون معمولا مقدار بخار حاصل از تبخیر ناگهانی کمتر از مقدار بخار کم فشار مورد نیاز است، با نصب یک شیر جبران کننده، اطمینان یابید که فشار درون سیستم کم فشار از مقدار در نظر گرفته شده کمتر نشود.
مخازن تبخیر ناگهانی را معمولا به عنوان مخازن تحت فشار در نظر می گیرند و ساخت آنها باید مطابق با مقررات محلی و مقررات اتحادیۀ ASME باشد.
بازیافت مستقیم حرارت
بازیافت مستقیم حرارت که با استفاده از انتالپی مایع در مبدل های حرارتی انجام می شود فقط هنگامی مناسب است که کندانسیت به دیگ برنگردد زیرا به همان مقدار که درجه حرارت کندانسیت کمتر از 212 درجه فارنهایت بشود، باید مجددا حرارت به دیگ تغذیه کرد تا بخار تولید شود.
از انتالپی کندانسیت می توان در واحدهای فن کویل ، یونیت هیتر و یا کنوکتور برای گرم کردن فضاهایی که نیاز به کنترل دقیق درجه حرارت ندارند (مثلا در رمپ ها، گاراژها، سکوهای بارگیری و هال های ورودی، و یا مبدل های حرارتی تولید آبگرم و سیالات گرم) استفاده کرد.
در اکثر کاربردی های HVAC از انتالپی کندانسیت مایع می توان به نحو موثرتری برای تأمین آبگرم بهداشتی در مبدل های پوسته – لوله ای و یا مبدل های صفحه ای ( که آن را صرفه جو یا اکومولایزر نامند) استفاده نمود. در بسیاری از سیستم های صرفه جو ، از انتالپی کندانسیت به طور موثر استفاده نمی شود زیرا آنها فقط برای پیش گرمایش مستقیم آب جایگزین در درون مبدل (وقتی که مصرف آب جایگزین وجود دارد ) طراحی می شوند. چون مقدار مصرف آبگرم متناسب و منطبق با مقدار کندانسیت نیست، قسمت اعظم انتالپی در سیستم های صرفه جو به هدر خواهد رفت.
گرمکن های دارای مخزن ذخیره
بازیافت حرارت فقط در گرمکن هایی به طور موثر انجام می شود که دارای مخزن ذخیره هستند. این گرمکن می تواند یک مبدل حرارتی پوسته – لوله ای باشد که در آن یک کویل کندانسیت برای بازیافت حرارت و یک کویل الکتریکی یا بخاری برا جوابگویی به نیازها (وقتی انتالپی کندانسیت کافی نباشد) نصب شده است. گزینۀ دیگر عبارت است از مبدل حرارتی که دارای منبع ذخیره و فقط یک کویل کندانسیت است و برای تامین نیازمندی های قلۀ مصرف از یک مبدل حرارتی اضافی استفاده می کنند.
برای بهبود بازده بازیافت حرارت در سیستم بخار می توان موارد زیر را تبعیت کرد:
1 . با توجه به فضای موجود، بزرگترین ظرفیت ذخیره را انتخاب کنید. اگرچه تمام سیستم ها باید دارای گرمکن اضافی باشند تا پاسخگوی نیازهای قلۀ مصرف باشند ولی با بزرگ انتخاب کردن ظرفیت ذخیرۀ این گرمکن ها ممکن است به ندرت از این گرمکن های اضافی استفاده شود.
2 . برای حداکثر شدن مقدار بازیافت حرارت، آب ذخیره شده را تا 180 درجه فارنهایت یا بیشتر گرم کنید و برای تأمین آب ولرم مصرفی از شیرهای مخلوط کننده استفاده نمایید.
منبع : کتاب تاسیسات ساختمان – مهندس کاشانی حصار
مطالعه بیشتر ⇓
لوله کشی سیستم های گرمایش با بخار