محاسبه آب گرم بهداشتی مصرفی ساختمان (بخش سوم:سیستم لوله‌کشی سیرکوله آب گرم بهداشتی مصرفی)

۷ ماه قبل ۸۵۹ ۰

برای هر وسیله بهداشتی به علت برابر شدن افت فشار لوله‌کشی، سایز لوله آب سرد و گرم با هم برابر است. طبق استاندارد ASHRAE چنانچه طول مسیر لوله‌کشی بیشتر از ۱۰۰ فوت (تقریبا 30 متر) باشد، نصب سیستم سیرکولاسیون آب گرم (اجرای خط برگشت آب گرم) ضروری است. مراحل طراحی این سیستم دقیقا مشابه شبکه توزیع آب مصرفی بوده و تنها روش محاسبه دبی آب گردشی متفاوت است. در شبکه‌های کوچک می‌توان به ازای هر ۲۰ واحد مصرف، gpm ۱ دبی برای پمپ سیرکولاتور در نظر گرفت. اساس این طرح از لوله‌کشی، صرفه جویی در مصرف آب و انرژی است. توصیه می‌شود سایز خط برگشت آبگرم همواره دو سایز کوچکتر از خط رفت آب گرم باشد (2 سایز رده‌بندی شده و نه نصف). توجه شود که لوله برگشت آب گرم از آخرین مصرف‌کننده منشعب شده و به منبع آبگرم باز می‌گردد. 

حداکثر فشار کار مجاز اجزای لوله‌کشی (لوله، فیتینگ، فلنج، شیر و دیگر اجزای لوله‌کشی) توزیع آب سرد و آب گرم مصرفی در دمای کار 60 درجه سلسیوس (140 درجه فارنهایت) نباید از 10 بار (150 پوند بر اینچ مربع) کمتر باشد. به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی و جلوگیری از خوردگی در لوله‌ها، دمای آب گرم مصرفی نباید از 60 درجه سلسیوس (140 درجه فارنهایت) بیشتر باشد.

سیستم لوله کشی آب گرم بهداشتی

سیستم برگشت جریان مختص سیستم حرارت مرکزی بوده و برای سیستم های گرمایشی مستقل نظیر پکیج و آب گرمکن فوری مصداق ندارد. دمای طراحی آب گرم 80 درجه سلسیوس بوده و بیشترین دمای آب گرم مصرفی در لوازم بهداشتی در سینک آشپزخانه 60 درجه سلسیوس است. بنابراین در زمان تولید آب گرم بر اساس شرایط طراحی، بعید است که در شرایط بهره بردای در حداکثر دمای مورد نیاز (60 درجه سلسیوس) اشکالی به وجود بیاید. این مشکلی زمانی رخ می دهد که استفاده کننده برای بهینه سازی مصرف، دمای تولید آب گرم را روی 60 درجه سلسیوس تنظیم نموده و در سینک آشپزخانه دمای 60 درجه سلسیوس را بهره بردای می کند. در این حالت به علت تلفات دما در مسیر لوله کشی دریافت دمای آب گرم در سینک آشپزخانه در همان 60 درجه سلسیوس ممکن نیست. در همین راستا مقرر شده اگر دورترین نقطه تا آبگرمکن بیش از 10 متر باشد، باید از سیستم لوله کشی برگشت یا روش های دیگر جهت حفظ دمای آب در هنگام مصرف، استفاده شود. برای سیستم آبگرم مستقل توضیه می شود که محل تولید آبگرم (پکیج، آبگرمکن) با سینک آشپزخانه بیش از 10 متر نباشد. در غیر اینصورت این مسیر باید با روشهای حفظ دمای لوله گرم محافظت شود.

گردش آب گرم می تواند بدون نصب پمپ و با استفاده از کاهش وزن مخصوص آب، صورت گیرد. در صورت لزوم، باید برای گردش آب در لوله برگشت، پمپ نصب شده و دارای کلید خودکار و دستی برای قطع و وصل باشد.

پمپ سیرکولاتور برگشت آب گرم مصرفی

منظور از این پمپ، پمپی است که در مدار برگشت آبگرم مصرفی از مصرف‌کننده‌های ساختمان به منبع ذخیره آبگرم قرار دارد. پمپ جریانی آب برگشت مصرفی از نوع خطی (هوایی) است. برای انتخاب این پمپ نیاز به دو مشخصه مقدار آبدهی پمپ (دبی) و ارتفاع آبدهی پمپ (هد) وجود دارد (در بخش پمپ‌های آبرسانی این فصل، به طور کامل به موضوع هد و دبی پرداخته شده است). با مشخص بودن این دو مقدار و مراجعه به کاتالوگ سازنده می‌توان پمپ مناسب را انتخاب نمود. دبی پمپ همان ظرفیت کویل منبع ذخیره آبگرم بوده و هد پمپ نیز برابر است با:

افت فشار مصرف کننده + افت فشار اتصالات + افت فشار مسیر برگشت = هد پمپ

منظور از مصرف‌کننده در رابطه فوق مصرف‌کننده ای است که بیشترین افت فشار را دارد. افت فشار مصرف‌کننده‌های مختلف بر حسب فوت ستون آب در جدول زیر آورده شده است: 

جدول افت فشار مصرف‌کننده‌های مختلف بر حسب فوت ستون آب

همچنین برای محاسبه دبی پمپ برگشت آب گرم مصرفی می‌توان از رابطه 46.5/Q = H استفاده نمود، که H تلفات گرمایی از لوله‌های رفت و برگشت آب گرم مصرفی می‌باشد که برای بدست آوردن  مجموع طول کل لوله‌های رفت و برگشت آب گرم مصرفی در عدد w/m 28.8 ضرب می‌شود.

H = L x 28.8

Q = H / 46.5

توجه : مقدار H بر حسب وات بدست می‌آید که باید آن را به کیلووات تبدیل کرده و در رابطه Q قرار داد.

برای محاسبه هد (ارتفاع آب دهی) پمپ برگشت آب گرم مصرفی همانند محاسبه هد پمپ جریانی سیستم حرارت مرکزی عمل می‌شود. یعنی برای محاسبه افت فشار مسیر باید نرخ افت فشار در لوله را در اختیار داشت. این نرخ افت فشار 1.5 فوت تا 4 فوت در هر 100 فوت طول معادل لوله در نظر گرفته می‌شود، ولی مناسب ترین نرخ افت فشار برای جریان آب در لوله‌ها 2.5 فوت بر 100 فوت طول معادل لوله است. منظور از طول معادل نیز طول واقعی لوله‌ها به اضافه طول اضافی ناشی از اتصالات لوله‌کشی است که به طور تجربی طول معادل اتصالات ۵۰ درصد طول مسیر رفت و برگشت در نظر گرفته می‌شود. یعنی طول لوله رفت و برگشت و 50 درصد طول لوله رفت و برگشت را به عنوان هم ارز طولی فیتینگ‌ها و شیرها با هم جمع می‌شود که با 3L نشان داده می‌شود. سپس مقدار بدست آمده در افت فشار متوسط لوله‌ها ضرب می‌شود. افت فشار را بین 200  تا 300 پاسکال بر متر می‌توان در نظر گرفت بنابراین داریم:

600 L = 200 x 3L : افت فشار در طول لوله رفت و برگشت دورترین وسیله بهداشتی

در این رابطه L طول لوله رفت آبگرم مصرفی دورترین وسیله بهداشتی در ساختمان بر حسب متر می‌باشد.

همچنین در سیستم انگلیسی اگر طول مسیر برگشت آبگرم مصرفی L باشد، آنگاه افت فشار ناشی از مسیر و اتصالات برابر خواهد بود با: 

1.5 L =  L x ) 1 + 0.5) = طول معادل کل مسیر لوله کشی

   L: طول مسیر برگشت از دورترین واحد مصرف‌کننده

  0.5 L: طول معادل مربوط به اتصالات مسیر

در نتیجه با در نظر گرفتن افت 2.5 فوت در هر 100 فوت طول لوله، افت ناشی از اتصالات و مسیر برابر می‌شود با:

(ft) L 0.0375 = (100 x 2.5) x 1.5 L = افت ناشی از اتصالات و مسیر

در نتیجه هد پمپ برابر خواهد شد با:

افت فشار مصرف کننده + 0.0375 L = هد پمپ

در رابطه فوق L طول مسیر برگشت از منبع ذخیره آبگرم تا دورترین مصرف‌کننده بر حسب فوت و افت فشار مصرف‌کننده نیز افت فشار دورترین مصرف‌کننده بر حسب فوت آب است. هد پمپ نیز بر حسب فوت ستون آب می‌باشد. 

توجه : باید توجه داشت که همیشه مسیر دورترین مصرف‌کننده لزوما دارای بیشترین افت فشار نیست.

مثال : طول لوله‌های رفت و برگشت آب گرم مصرفی یک ساختمان 200 متر و افت فشارر در لوله‌ها 250 پاسکال بر متر است. دبی پمپ برگشت آب گرم مصرفی را محسابه نمایید. نقشه لوله‌کشی رایزری ساختمان مذکور در مطابق شکل زیر می‌باشد.

محاسبه دبی پمپ سیرکوله آب گرم مصرفی

 

حل: برای محاسبه دبی پمپ طول کل لوله‌های رفت و برگشت آب گرم مصرفی را در رابطه  28.8 H = L قرار داده و سپس از رابطه  46.5/Q = H دبی بدست می‌آید.

L = 200 m     and     H = L x 28.8     so     H = 5184 w = 5.184 kw

Q = H / 46.5 = 5.184 / 46.5 = 0.11 l/s

برای محاسبه هد باید طول لوله رفت آب گرم دورترین وسیله بهداشتی از رابطه زیر بدست می‌آید:

250 x 3L = هد پمپ = افت فشار

L = 5 + 4 + 36 = 45 m

Pump Head = 3 x 45 (m) x 250 (Pa/m) = 33750 Pa

هر کیلو پاسکال معادل 0.335 فوت آب است. بنابراین داریم:

Pump Head = 33750 / 1000 = 33.75 KPa

33.75 x 0.335 = 11.3 ft. Water gauge

 

*این مطلب ادامه دارد ...

لینک مطالب مرتبط :

محاسبه آبگرم بهداشتی ساختمان (بخش اول:محاسبه مصرف واقعی آب گرم بهداشتی)

محاسبه آبگرم بهداشتی ساختمان (بخش دوم:محاسبه ظرفیت حرارتی مخزن آب گرم بهداشتی)

محاسبه آبگرم بهداشتی ساختمان (بخش چهارم:تعیین قطر لوله های مدار برگشت آب گرم مصرفی)

 

منبع : بخشی از کتاب تاسیسات بهداشتی ساختمان - مولف : پیمان ابراهیمی ناغانی، بهنام آسایش - انتشارات نوآور


۰ دیدگاه