دیگ موتورخانه چیست؟ انواع و ویژگی‌ها

دیگ موتورخانه یکی از انواع تجهیزات گرمایشی است که وظیفه تهیه سیال گرم در سیستم­‌های حرارت مرکزی را برعهده دارد. به عبارت دیگر تامین گرمایش و آب گرم مصرفی ساختمان برعهده دیگ موتورخانه است.

موتورخانه فضایی در ساختمان است که در آن انواع دیگ‌های آب گرم، آب داغ، بخار، چیلرها، مبدل­‌های حرارتی، منابع انبساط، منابع کویلی، مخازن آب بهداشتی، پمپ‌ها، انواع شیرها و … نصب می­‌گردد. در ادامه به بررسی انواع دیگ موتورخانه می‌پردازیم.

انواع دیگ موتورخانه

دیگ موتورخانه بر اساس نوع سیال، دما و فشار کاری، جنس مبدل و ساختار محفظه احتراق طبقه بندی می­‌شود.

انواع دیگ‌­ها بر اساس سیال، دما و فشار کاری

• دیگ­ آب گرم: دمای آب خروجی این قبیل دیگ­‌ها زیر نقطه جوش آب است.
• دیگ آب داغ: دمای آب خروجی این قبیل دیگ­‌ها تا 130 درجه سانتی‌گراد است.
• دیگ بخار: از دیگ بخار در تاسیسات مکانیکی برای تولید بخار اشباع و سوپرهیت استفاده می‌شود.

انواع دیگ­‌ها از نظر جنس مبدل

• دیگ چدنی

دیگ چدنی شامل قطعاتی مجزا به نام پره است که با بوش­‌های مخصوص به هم متصل می­‌شوند. با اضافه یا کم کردن پره‌­ها می­‌توان ظرفیت گرمایشی دیگ را افزایش یا کاهش داد. با در کنار هم قرار گرفتن پره­‌ها، فضایی خالی در میان دیگ­‌ها به‌وجود می­‌آید که محل احتراق و تشکیل شعله است. برخی از مهم‌ترین ویژگی­‌های دیگ­‌های چدنی به شرح ذیل است:

1.  عمر نسبتا زیادی دارند. اما در مقابل ضربه شکننده هستند.
2. قیمت آن‌ها ارزان‌تر بوده و هزینه تعمیرات و نگهداری آن کم‌تر است.
3. دیگ­‌های چدنی نسبت به دیگ‌­های فولادی به دلیل تحمل فشار کم‌تر، در تاسیسات بزرگ، کاربرد چندانی ندارند و بیش‌تر در تاسیسات گرمایش مرکزی کوچک مورد استفاده قرار می­‌گیرند.
4. قادر به تحمل فشار پایین، حداکثر تا 6 بار هستند.
5. فقط برای تامین آب گرم به‌کار می‌روند.
6. با احتساب ظرفیت حرارتی پایین سوخت، بازده آن‌ها با سوخت جامد حداکثر 60 درصد و با سوخت مایع و گازی حداکثر 85 درصد است.
7. دمای کاری این دیگ­‌ها بهتر است بالای 65 درجه سانتی‌گراد باشد. در غیر این‌صورت احتمال بروز شوک­‌های حرارتی و چگالش وجود دارد که این مساله سبب آسیب جدی به دیگ خواهد شد.
8. به سبب نیاز به بالا بودن دمای کاری دیگ­‌های چدنی، معمولا اتلاف حرارتی این قبیل سیستم­‌ها بیش‌تر است.

• دیگ فولادی

دیگ فولادی دارای دو بخش اصلی پوسته و لوله‌ از جنس فولادی است. بنا به نوع دیگ، یکی از جداره‌­ها (لوله یا پوسته) برای جریان آب یا سیال گرم‌شونده و جدار دیگر برای دود و گرمای ناشی از احتراق مورد استفاده قرار می­‌گیرد. مقاومت کم در مقابل خوردگی بزرگ‌ترین عیب دیگ­‌های فولادی در مقایسه با دیگ‌های چدنی است. اما به دلیل تحمل فشارهای بالا و نیز برخورداری از ظرفیت تولیدی آب گرم، آب داغ و بخار، بهره‌گیری از آن­‌ها در تاسیسات گرمایشی بزرگ اجتناب‌ناپذیر است.

دیگ فولادی از نظر ساختار در دو گروه عمده فایر تیوب (آتش در لوله) و واتر تیوب (آب در لوله) قرار می­‌گیرند. راندمان دیگ فولادی واتر تیوب بالاتر از دیگ فولادی فایر تیوب است. اما هزینه اولیه بالاتری نسبت به آن دارد.

  1.دیگ فولادی فایر تیوب:

دیگ فولادی فایر تیوب نوعی از دیگ­‌های فولادی است که در آن آتش و گرمای حاصل از احتراق از میان لوله­‌های مستغرق در آب عبور می­‌کند. این گونه دیگ­‌ها دارای یک کوره اصلی و تعدای لوله­‌های موازی هستند. شعله در کوره اصلی تشکیل می­‌شود و دود گرمای ناشی از آن، از طریق لوله­‌های فولادی به سمت دهانه خروجی دیگ و دودکش هدایت می‌­شود. تبادل حرارت در فضای پوسته و بین سطح خارجی لوله گرم و آب داخل پوسته صورت می‌­گیرد. خروج دود و گازهای گرم از لوله­‌های دیگ ممکن است در یک، دو یا سه مرحله صورت گیرد که در این حالت دیگ، یک پاس، دو پاس یا سه پاس خوانده می­‌شود. دیگ فولادی فایر تیوب در دو نوع عقب خیس و عقب خشک مورد استفاده قرار می­‌گیرند.

   2.دیگ فولادی واتر تیوب:

معمولا از این توع دیگ برای تولید بخار استفاده می‌گردد. دیگ فولادی واتر تیوب نوعی از دیگ­‌های فولادی است که در آن آب از داخل لوله­‌ها عبور می‌­کند و گازهای گرم ناشی از احتراق در اطراف لوله­‌ها قرار می­‌گیرند. این گونه دیگ­‌ها دارای دو مخرن اصلی هستند که لوله­‌هایی به موازات هم آن‌­ها را به یکدیگر متصل می­‌کنند. آب مخزن زیرین به هنگام عبور از لوله­‌های مرتبط در تماس غیر مستقیم با شعله و گازهای گرم تبدیل به بخار می­‌شود و در مخزن خروجی جمع آوری می­‌شود. آب گرم بخار نشده نیز بار دیگر از مخزن جمع آوری بخار به مخزن پایین سرازیر می­‌شود. گردش آب از مخزن پایین به مخزن بالا و تماس با گرمای ناشی از احتراق به طور پیوسته موجب تولید بخار می‌شود. این گونه دیگ­‌ها اغلب در مراکز صنعتی به‌کار می‌­روند و در تاسیسات حرارت مرکزی ساختمان­‌ها کاربردی ندارد و برای تهیه بخار سوپر هیت و فشارهای بالا مناسب هستند.

انواع دیگ­‌های فولادی از نظر شکل:

این دیگ­‌ها از نظر شکل در دو گروه دیگ­‌های افقی و عمودی و همچنین از نظر نوع سیال نیز در سه دسته دیگ آب گرم، آب داغ و بخار تقسیم‌بندی می­‌شوند.

1. دیگ فولادی آب گرم: دیگ­‌های فولادی آب گرم، دارای ساختار عمومی دیگ­‌های فایر تیوب هستند که در سیستم­‌های مرکزی به منظور تولید آب گرم با دمایی کم‌تر از دمای نقطه جوش آب مورد استفاده قرار می­‌گیرند.
2. دیگ فولادی آب داغ: دیگ‌­های فولادی آب داغ، دارای ساختار عمومی دیگ­‌های فایر تیوب هستند که در سیستم­‌های مرکزی به منظور تولید آب داغ تحت فشار بالاتر برای تامین دمای آب داغ حدود 130 درجه سانتی‌گراد مورد استفاده قرار می­‌گیرند.
3. دیگ فولادی بخار: دیگ‌­های فولادی بخار می­‌توانند از نوع فایر تیوب یا واتر تیوب باشند.

دیگ­‌های فولادی که برای تولید بخار به کار می­‌روند نسبت به دیگ­‌های فولادی که برای تولید آب گرم یا آب داغ به کار می­‌روند، تجهیزات جانبی از جمله پمپ تغذیه آب، کنترل کننده جریان و فشار بخار و … دارند.

• دیگ آلومینیومی

مبدل حرارتی دیگ­‌های آلومینیومی ساخته شده از آلیاژی از جنس آلومینیوم-سیلیکون است. در ظرفیت­‌های پایین‌تر (تا حداکثر 200 کیلووات) این مبدل­‌ها به صورت یکپارچه ساخته می­‌شوند. در ظرفیت‌­های بالاتر همانند دیگ­‌های چدنی شامل قطعاتی مجزا به نام پره هستند که با بوش‌های مخصوص به هم متصل می­‌شوند. مبدل­‌های آلومینیومی اغلب در دیگ‌­های چگالشی به‌کار می‌­روند. دیگ­‌هایی از این قبیل در سیستم­‌های مرکزی به منظور تولید آب گرم با دمایی کم‌تر از دمای نقطه جوش آب مورد استفاده قرار می­‌گیرند. فشار کاری این قبیل دیگ­‌ها حداکثر 6 بار است. مبدل این دیگ­‌ها نسبت به ورود ذرات یا پلیسه­‌های آهنی معلق در مدار گرمایش حساس بوده و باید از فیلتر­های مناسب در مدار استفاده­‌ کرد. هم‌چنین باید از مواد محافظ خوردگی جهت جلوگیری از خوردگی گالوانیک در مدار نیز بهره برد.

انواع دیگ از نظر ساختار محفظه احتراق

• دیگ چگالشی

چگالش به معنای تبدیل بخار به مایع است. در یک دیگ چگالشی بخار، آب موجود در محصولات احتراق سرد شده و تبدیل به آب در فاز مایع می‌­گردد. در دیگ چگالشی، از گرمای نهان بخار آب برای افزایش راندمان، بهره گرفته می­‌شود. ساختار هندسی مبدل و محفظه احتراق در یک دیگ چگالشی سبب می­‌گردد که سطح مبدل به صورت یکنواخت با شعله و محصولات احتراق در تماس نباشد. بنابراین دود حین خروج از محفظه در معرض دمای پایین­‌تری قرار می‌­گیرد که سبب می­‌گردد دود حین خروج سردتر شده و به دمای نقطه شبنم نزدیک شده و چگالش بخار آب موجود در محصولات احتراق صورت پذیرد. پایین­‌تر بودن دمای آب ورود به دیگ سبب افزایش نرخ چگالش و در نتیجه افزایش راندمان دیگ خواهد شد. برای رسیدن به چگالش کامل در دیگ‌های چگالشی، بهترین دمای آب ورود و خروج دیگ‌های چگالشی، 30-50 درجه سانتی‌گراد است.

در دیگ‌های چگالشی از مشعل پیش مخلوط دور متغیر، بهره گرفته می‌شود. به‌کارگیری این نوع مشعل سبب می‌شود که هوا و گاز پیش از ورود به محفظه احتراق به صورت مکانیکی به میزان مناسب با یکدیگر ترکیب شده و سبب نزدیک شدن شرایط احتراق به احتراق کامل می‌گردد. بنابراین میزان راندمان این تجهیزات بالاتر از دیگ‌های غیر چگالشی است. هم‌چنین به علت همین عملکرد سطح آلایندگی این قبیل دیگ‌ها بسیار پایین‌تر از دیگ‌های غیر چگالشی است. راندمان دیگ چگالشی با احتساب ظرفیت حرارتی بالای گاز طبیعی حدود 98 درصد است. جنس مبدل‌­های حرارتی دیگ‌­های چگالشی معمولا از جنس فولاد ضد زنگ یا آلیاژ آلومینیوم-سیلیکون است. به سبب پایین بودن دمای دود در دیگ‌های چگالشی، دودکش مورد استفاده در آن‌ها باید در مقابل حرارت دود و خوردگی آب چگالیده، مقاوم باشد.

• دیگ غیر چگالشی

دمای دود در دیگ‌های غیر چگالشی یا همان دیگ‌های سنتی بسیار بالاتر از دیگ‌های چگالشی است. در دیگ‌های غیر چگالشی معمولا بخار آب موجود در محصولات احتراق در فاز گاز، از دیگ خارج می‌شود. این مساله سبب اتلاف بخش زیادی از حرارت تولید شده می‌شود. به همین سبب راندمان دیگ‌های غیر چگالشی از دیگ‌های چگالشی پایین‌تر است. جنس مبدل دیگ‌های غیر چگالشی اغلب چدنی یا فولادی است.

مزایا و معایب دیگ چگالشی نسبت به دیگ غیر چگالشی:

مزایا:

• راندمان بالاتر
• مصرف سوخت کمتر
• بهره‌گیری از تکنولوژی روز دنیا
• صدای کم‌تر دستگاه
• ابعاد کوچکتر و صرفه‌جویی در فضای موتورخانه
• حفظ محیط زیست
• آلایندگی کم‌تر

معایب:

• قیمت اولیه بالا
• الزامات نصب سختگیرانه
• نگهداری با هزینه بالاتر
• طول عمر کم‌تر در صورت عدم نگهداری مناسب

انتخاب دیگ غیر چگالشی یا دیگ چگالشی؟

تعدادی از مهم‌ترين عوامل موثر در تصميم گيری عبارتند از:

• هزینه­‌ها

 هزینه اجرا و نگهداری بستگی به موارد مختلفی دارد. معمولا هزینه اولیه دیگ‌های چگالشی نسبت به دیگ­‌های غیر چگالشی بیش‌تر است در صورتی که هزینه انرژی سالیانه دیگ­‌های چگالشی از دیگ­‌های غیر چگالشی کمتر است.

• راندمان سیستم

راندمان دیگ­‌های چگالشی از دیگ­‌های غیر چگالشی بالاتر است.

• فضای مورد نیاز جهت نصب دیگ­‌ها

معمولا دیگ­‌های چگالشی با توجه به راندمان بالاتر آن‌ها فضای کم‌تری در موتورخانه اشغال می‌­کنند.

• سطح صدا و ارتعاش

با توجه به اینکه دیگ­‌های چگالشی با آخرین تکنولوژی روز دنیا ساخته شده‌اند، سطح صدا و ارتعاش بسیار پایین­‌تری نسبت به دیگ­‌های غیر چگالشی دارد.

• طول عمر دیگ

اگر مثال بارز دیگ غیر چگالشی را یک دیگ چدنی در نظر بگیریم؛ دیگ چدنی به راحتی 25 تا 30 سال با نگهداری مناسب دوام می‌­آورد. در صورت عدم رعایت شرایط نگهداری دیگ­‌های چگالشی، طول عمر این قبیل دیگ­‌ها از دیگ چدنی کم‌تر است.

• تعمیر و نگهداری

دیگ­‌های چگالشی نیاز به نگهداری بیش‌تری نسبت دیگ­‌های غیر چگالشی دارند.

• تاثیرات زیست محیطی

با توجه به اینکه دیگ­‌های چگالشی مجهز به فن پیش مخلوط دور متغیر هستند، روی میزان اختلاط هوا و سوخت، کنترل قابل قبولی وجود دارد. در نتیجه سطح آلایندگی گازهای NOx و CO در دیگ­‌های چگالشی بسیار پایین‌­تر از دیگ­‌های غیر چگالشی است.

برای شناخت مشخصات کامل دیگ مناسب موتورخانه و خرید این محصول می‌توانید با واحد فروش شرکت ایرتمپ به شماره 62861000-021 داخلی 2 تماس حاصل فرمایید. ما در شرکت ایرتمپ به پشتوانه خدمات پس از فروش کارخانجات صنعتی جنرال با بیش از 50 سال فعالیت در زمینه محصولات سرمایشی و گرمایشی همواره در کنار شما عزیزان هستیم.