توزیع بخار و کنترل درجه حرارت در سیستم های بخار

توزیع بخار و کنترل درجه حرارت در سیستم های بخار را در این متن بررسی می نماییم.

۱ . توزیع بخار : 

قطر لوله های تغذیه بخار باید به گونه ای باشد که مقدار افت فشار برای تمام انشعابات گرفته شده از یک خط اصلی بخار مساوی گردد. برای توزیع سریع و یکنواخت بخار باید قطر لولۀ برگشت نیز بر مبنای همان افت فشار لولۀ تغذیۀ بخار تعیین شود. چون نمی توان قطر لوله ها را چنان انتخاب کرد که افت فشار در تمام مسیرها یکسان باشد، بنابراین جریان ابتدا به واحدهایی تغذیه می شود که افت فشار آنها کمتر است. واحدهایی که دورتر از منبع تامین کنندۀ بخار هستند، دیرتر گرم می شوند در حالی که سایر فضاها ممکن است بیش از حدّ گرم شده باشند. در سیستم هایی که درجه حرارت را با قطع و وصل کردن جریان بخار کنترل می کنند، این مسئله جدی خواهد بود. با نصب شیر تنظیم جریان یا صفحۀ سوراخ دار می توان این مسئله را کاهش و یا حذف کرد.

شیرهای تنظیم جریان در ورود به واحدهای مصرف کننده نصب می شوند و به وسیلۀ آنها مقدار عبور بخار را کنترل می کنند. مشکل اصلی این است که چنین تجهیزاتی به ندرت به طور دقیق تنظیم می شوند و تغییر اندازۀ صفحۀ سوراخ دار (که به کوچکی ۰٫۰۰۳ اینچ مربع است) می تواند تفاوت های قابل توجهی را به همراه داشته باشد.

صفحه سوراخدار ورودی

صفحۀ سوراخدار ورودی ، یک صفحه نازک مسی یا برنجی است که در شیر یا مهره ماسورۀ ورودی به دستگاه نصب می شود. با استفاده از صفحۀ سوراخ دار ورودی مشکلات توزیع قابل حل خواهد بود، زیرا آنها را می توان با دقت و به قطر مورد نظر سوراخ کرد و در صورت لزوم به آسانی تعویض کرد. اریفیس های ورودی ای که اندازۀ آنها صحیح انتخاب شده باشد می توانند از گرم شدن بیش از حدّ واحدها جلوگیری کنند و اتلاف انرژی و مشکلات کنترلی ناشی از اتلاف بخار از تله های معیوب را کاهش دهند تا بتوان درجه حرارت هر منطقه را به طور جداگانه کنترل و تنظیم کرد. سازندگان صفحات سوراخ دار اطلاعات لازم برای محاسبه اندازۀ آنها را ارائه کرده اند.

در شکل زیر، ظرفیت صفحات سوراخ دار بر حسب اختلاف فشار مورد استفاده در سیستم های کم فشار با برگشت ثقلی نشان داده شده است.

توزیع بخار و کنترل درجه حرارت در سیستم های بخار

۲ . کنترل درجه حرارت : 

برای دستیابی به شرایط آسایش و بازدۀ بهره برداری، تمام سیستم های گرمایش نیازمند کنترل درجه حرارت هستند. در سیستم های متداول گرمایش با بخار به روش جابجایی ، درجه حرارت و مقدار حرارت خروجی از واحدهای پایانه را باید بنا به ضرورت، کاهش یا افزایش داد. این هدف را با موارد زیر می توان انجام داد.

۱ . قطع و وصل کردن جریان بخار ورودی به واحد گرمایشی بر اساس نیاز

۲ . تغییر درجه حرارت بخار ورودی به هر کدام از واحدهای گرمایشی

۳ . تغییر مقدار بخار ورودی به هر واحد گرمایشی

دو نوع کنترل وجود دارد : آنهایی که مقدار حرارت ورودی به سیستم را کنترل می کنند و آنهایی که درجه حرارت هر فضا یا منطقه را کنترل می نمایند. برای کاراتر بودن بهره برداری و کنترل، غالبا هر دو نوع کنترل را تواما استفاده می کنند.

کنترل از طریق قطع و وصل جریان بخار

در این سیستم که آن را کنترل کنندۀ زمانی حرارت نیز گویند، کنترل درجه حرارت سیستم از طریق قطع و وصل جریان بخار در بخشی از هر ساعت انجام می گردد. مدت قطع بخار بستگی به درجه حرارت هوای خارج و یا هوای داخل دارد. وقتی این وسیله به تنهایی استفاده شود، امکان تغییر مقدار حرارت ورودی به قسمت های مختلف یا فضاهای مختلف وجود ندارد. بنابراین، این گونه کنترل ها را باید همراه با شیرهای کنترل منطقه ها و یا شیرهای ترموستاتیک اختصاصی نصب کرد تا حداکثر بازده از نظر مصرف انرژی حاصل گردد.

شیرهای کنترل منطقه

با استفاده از این شیرها، درجه حرارت داخل فضا و مقدار بار گرمایش با توجه به درجه حرارت های داخل و خارج کنترل می گردد. این شیرها که به صورت قطع و وصل کار می کنند، می توانند کاملا باز یا کاملا بسته باشند. شیرهای کنترل منطقه، همراه با کنترل کنندۀ زمانی حرارت، کنترل خلاء متغیر یا کنترل اختلاف فشار (که مقدار حرارت ورودی به سیستم را کنترل می کنند) به کار برده می شوند.

شیرهای ترموستاتیکی اختصاصی

با نصب شیر ترموستاتیکی بر روی هر یک از مصرف کنندگان، می توان مقدار حرارت ورودی به آنها را مطابق نیازشان تنظیم کرد و از بیش از حد گرم شدن جلوگیری نمود. کنترل این شیرها می تواند از نوع الکتریکی، بادی و یا از نوع مکانیزم سرخود باشد. شیرهای ترموستاتیکی اختصاصی تنها روش کنترل دقیق درجه حرارت هستند. با استفاده از شیرهای ترموستاتیکی مکانیزم سرخود، می توان درجه حرارت سیستم های یک لوله ای را نیز کنترل کرد. در راه اندازی اولیه، شیر هواگیری باز است. هنگامی که درجه حرارت اتاق به حدّ تعیین شده برسد، شیر هواگیری بسته خواهد شد و از ورود بخار به مصرف کننده جلوگیری می کند.

در سیستم های تحت خلاء متغیر یا سیستم های با فشار کمتر از فشار آتمسفر، کنترل درجه حرارت توسط تغییر درجه حرارت بخار (از طریق کنترل کردن فشار بخار) انجام می شود. این سیستم ها، با سیستم برگشت تحت خلاء که در آنها خطوط رفت و برگشت تحت خلاء هستند، تفاوت دارد. معمولا محدودۀ فشار کار چنین سیستم هایی ۲ پاسکال تا ۲۵ اینچ جیوه خلاء است. برای توزیع مناسب بخار در فصول معتدل، در دهانۀ ورودی تجهیزات صفحۀ سوراخدار نصب می گردد.

چون شرایط درنظر گرفته شده در طرح به ندرت اتفاق می افتد، بنابراین معمولا سیستم در خلاء قابل توجهی کار می کند. به دلیل افزایش حجم مخصوص بخار در هنگام کاهش فشار، برای پرکردن سیستم نیاز به بخار کمتری خواهد بود و بازدۀ بهره برداری افزایش خواهد یافت.

سیستم های کنترل اختلاف فشار

وقتی سیستم های کنترل اختلاف فشار همراه با سیستمی که اندازۀ اریفیس های ورودی آن صحیح است استفاده گردد، کنترل درجه حرارت میسّر خواهد شد. اصول کار سیستم های کنترل اختلاف فشار همانند اصول کار اریفیس هاست (یعنی وابستگی مقدار عبور جریان به اختلاف فشار دو طرف اریفیس). معمولا محدودۀ فشار را چنان انتخاب می کنند که در سردترین روزهای طرح نیز تمام دستگاه های مصرف کننده پر از بخار باشند. در روزهای گرمتر، فشار بخار کاهش می یابد و فقط بخشی از مصرف کنندگان پر از بخار خواهد بود و مقدار حرارت تولیدی آنها کاهش خواهد یافت. مزیت این روش آنست که اتلاف بخار از تلۀ دستگاه های مصرف کننده تقریبا از بین می رود. (به جز در سردترین روزهای طرح) فقط بخشی از دستگاه های مصرف کننده دارای بخار هستند.

اختلاف فشار مورد نیاز را می توان با استفاده از شیرهای اختناقی یا کنترل های خودکار اختلاف فشار تأمین کرد. در جدول زیر اختلاف فشار لازم در صفحۀ سوراخداری برای اینکه وقتی درجه حرارت خارج صفر درجه فارنهایت است، درجه حرارت داخل در ۷۰ درجه فارنهایت ثابت بماند نشان داده شده است.

مقدار اختلاف فشار مورد نیاز برای کنترل درجه حرارت

اریفیس انتخابی باید بتواند بخار مورد نیاز در سردترین روز طرح و در روزهای گرمتر از آن را به طور صحیح تأمین کند.

مقدار گذر بخار

مقدار گذر بخار لازم در روزهای گرمتر را از رابطۀ زیر محاسبه و سپس اختلاف فشاری را انتخاب می کنند که بتواند این مقدار گذر جریان را تأمین کند :

سیستم های اختلاف فشار را می توان همراه با شیرهای کنترل منطقه و یا شیرهای ترموستاتیکی مکانیزم سرخود استفاده کرد تا بازدۀ بهره برداری افزایش یابد.

مطالعه بیشتر ⇓

سیستم های گرمایش با بخار

دیگ بخار

تله بخار

شیرهای کاهش فشار بخار

انتخاب فشار در سیستم بخار

لوله کشی سیستم های گرمایش با بخار

به این متن چند ستاره میدین؟ (ستاره سمت چپ بیشترین امتیاز رو داره. بدون نیاز به ثبت نام در سایت می تونید امتیاز بدید)
[کل: 1 میانگین: 2]
اشتراک گذاری :

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.

فهرست