سیستم لوله کشی اولیه - ثانویه

۶ ماه قبل ۳۸۰ ۰

سیستم لوله کشی اولیه / ثانویه در سال 1954 توسط شرکت Bell&Gosset ابداع شد. این سیستم ها به علت صرفه جویی قابل توجهی که در مصرف انرژی ایجاد می کنند، سال هاست که در کشورهای پیشرفته محبوبیت زیادی داشته و مورد استفاده قرار می گیرند. با این وجود، در کشور ما، به دلیل ارزش پایین انرژی نسبت به پیچیدگی طراحی این سیستم ها، کمتر مورد توجه قرار گرفته اند.

در این سیستم ها، همانطور که از نامشان پیداست، یک مدار لوله کشی اولیه (اصلی) و یک یا چند مدار ثانویه تشکیل شده اند. نمونه‌ای از سیستم اولیه ثانویه که به روش سری بسته شده  در شکل 1 نشان‌داده شده‌ است. این نمونه شامل یک مدار اولیه است که به چهار مدار فرعی ثانویه وصل می‌شود . یکی از مدارهای ثانویه بویلر را به مدار اصلی متصل می‌کند . سه مدار ثانویه باقی مانده در هر یک از انواع بار گرمایشی به کار می‌روند . این بار ها ممکن است برای گرمایش اتاق ، گرمایش آب مصرفی، گرمایش استخر ، یا هر بار گرمایش دیگری استفاده شوند.

لوله کشی، لوله کشی مدار اولیه ثانویه، Piping

 

لوله کشی، لوله کشی مدار اولیه ثانویه، Piping

هر مدار ثانویه می تواند به طور مستقل از سایر مدار ها  کار کند. ولی مدار ثانویه ای که بویلر را به مدار اولیه وصل می کند، باید در زمان روشن بودن هر یک از مدار ها، کار کند.

لوله رفت و برگشت هر مدار ثانویه از طریق انشعاب های سه راهی نزدیک به هم، به مدار اولیه نصب می شود. نزدیک بودن انشعاب ها به منظور جداسازی هیدرولیکی انجام می شود (که در فصل مربوطه در این کتاب به آن پرداخته خواهد شد.). هنگامی که بار یکی از مدار های ثانویه نیاز به تحویل گرما داشته باشد، پمپ این مدار روشن شده و آب گرم را از مدار اولیه می گیرد و آب سرد شده را پس از عبور از توزیع کننده های حرارت به مدار اولیه پس می دهد.

برای دستیابی کامل به جداسازی هیدرولیکی در لوله کشی اولیه/ثانویه، نکات زیر باید رعایت شوند:

فاصله بین مراکز انشعاب های سه راهی نزدیک به هم نباید بیشتر از چهار برابر قطر اسمی لوله های مدار اولیه باشند.

در بالادست اولین انشعاب سه راهی، حداقل 8 برابر قطر لوله مدار اولیه، طول لوله برای مدار ثانویه در نظر بگیرید.

در پایین دست دومین انشعاب سه راهی، حداقل 4 برابر قطر لوله مدار اولیه، طول لوله در نظر بگیرید.

مدار اولیه سری :  بار دیگر به شکل 1 نگاه کنید. در این شکل مدارهای ثانویه، به صورت سری به مدار اولیه متصل شده اند. بدیهی است که در این حالت، بعد از هر انشعاب در مدار اولیه، دمای آب سیستم مقداری افت میکند. البته این افت دما لزوما یکمشکل محسوب نمی شود.  اگر در پروژه ای نیاز به دستگاه های توزیع حرارت با دماهای متفاوت داشته باشیم، می توان دستگاهی که بیشترین بار حرارتی را دارد به اولین مدار ثانویه در مسیر متصل کرد و به ترتیب بارهای حرارتی پایین تر را به مدار های بعدی متصل نمود. برای محاسبه مقدار افت دمای آب مدار اولیه پس از عبور از انشعاب های هر مدار ثانویه، می توان از رابطه زیر استفاده کرد.

لوله کشی، لوله کشی مدار اولیه ثانویه، Piping

که در آن

ΔTp: افت دما در در مدار اولیه پس از عبور از هر انشعاب ثانویه بر حسب درجه فارنهایت

Qs  : نرخ حرارت منتقل شده در پایانه ی مدار ثانویه مورد نظر بر حسب Btu/hr

fs  : دبی آب در مدار ثانویه بر حسب gpm

500 : یک عدد ثابت برای آب

مثال : در شکل زیر دماهای مجهول را بدست آورید.

لوله کشی، لوله کشی مدار اولیه ثانویه، Piping

حل :

لوله کشی، لوله کشی مدار اولیه ثانویه، Piping

مدار اولیه موازی:  در صورتی که بارهای کله مدارهای ثانویه تقریبا یکسان و برابر باشند، مدار اولیه باید به صورت موازی بسته شود تا از افت دما در حلقه های متوالی جلوگیری شود. در این سیستم ها، لوله رفت و برگشت هر مدار ثانویه، به انشعاب سه راهی های نزدیک به هم واقع  بر روی یک انشعاب موسوم به پل تقاطعی (Crossover Bridge) متصل می شوند.

لوله کشی، لوله کشی مدار اولیه ثانویه، Piping

هر پل تقاطعی باید مجهز به یک شیر بالانسینگ باشد تا دبی جریان عبوری را متناسب با بار حرارتی متناظر با آن پل، تنظیم کند.سایزینگ پمپ مدار اولیه : بر خلاف برخی تصور های غلط رایج در صنعت تاسیسات، پمپ اولیه لزوما نباید بزرگترین پمپ موجود در سیستم باشد یا دبی آن بیشتر یا مساوی بزرگیترین پمپ ثانویهباشد. در برخی سیستم ها پمپ اولیه می تواند حتی کوچکترین پمپ در مجموعه سیستم باشد.

همان طور که پیش تر اشاره شد، در سیستم های اولیه ثانویه هر مدار می تواند مانند یک حلقه لوله کشی کاملا مجزا در نظر گرفته شود. بنابراین، تعیین دبی پمپ مدار اولیه، طبق فرمول زیر، بر اساس خروجی گرمای بویلر محاسبه می شود.

لوله کشی، لوله کشی مدار اولیه ثانویه، Piping

f : دبی پمپ مدار اولیه بر حسب gpm

Qhs : توان خروجی بویلر بر حسب Btu/hr

ΔT : افت دمای مدار اولیه بر حسب درجه فارنهایت

مثال : یک مدار اولیه، به یک بویلر با توان خروجی 250000 Btu/hr متصل است. افت دمای این مدار 150F  است. دبی لازم برای پمپ این مدار اولیه چقدر است؟ در صورتی که افت دما به 30 درجه فارنهایت برسد پمپ به چه دبی جریانی نیاز خواهد داشت؟

پاسخ :

لوله کشی، لوله کشی اولیه ثانویه، Piping

بنابراین می توان نتیجه گرفت با افزایش افت دما در مدار اولیه، می توانیم سایزینگ لوله کشی این مدار و سایز پمپ آن را کوچکتر در نظر بگیریم که طبعا باعث کاهش هزینه اولیه می گردد. این امر با توجه به اهمیت پمپ اولیه برای کارکرد کل سیستم، نکته ای بسیار مهم است.

 

 

منبع: دستنامه کاربردی گرمایش، نشر نوآور، پیمان ابراهیمی، علیرضا اعتماد، علی فاضل


۰ دیدگاه