افزایش بازده موتورخانه با انجام چند کار ساده

مدت زمان مطالعه: ۱۰ دقیقه

موتورخانه ساختمان نقش مهمی در تامین آسایش حرارتی ساکنین ساختمان دارد، تا جایی که از آن به عنوان “قلب ساختمان” نام برده‌اند. یک موتورخانه شامل تجهیزاتی از جمله دیگ آب گرم، چیلر جذبی یا تراکمی، منبع دوجداره آب گرم مصرفی، برج خنک کن و سیستم پمپاژ آب می‌باشد. اگر می‌خواهید در مصرف انرژی موتورخانه صرفه‌جویی کنید و سبب افزایش بازده موتورخانه شوید، می‌توانید اقداماتی از جمله سرویس و تعمیرات دوره‌ای منظم، ممیزی انرژی و مدیریت انرژی را انجام دهید.

دلایل اتلاف انرژی در موتورخانه

به طور کلی اتلافات انرژي در موتورخانه‌ها ناشی از ۲ بخش اساسی می‌باشد. در این قسمت با آن‌ها آشنا خواهید شد تا بتوانید آن‌ها را برطرف کنید و به افزایش بازده موتورخانه خود کمک کنید.

۱ – طراحی و انتخاب نامناسب ظرفیت تجهیزات
با بررسی ممیزي‌هاي صورت گرفته در موتورخانه‌ها، می‌توان انتخاب غیر اصولی ظرفیت تجهیزات را از مهم‌ترین علل افزایش بی‌رویه مصرف انرژي دانست. متاسفانه توجه نکردن مهندسان طراح تاسیسات حرارتی و برودتی به انتخاب ظرفیت تجهیزات، سبب افزایش شدید مصرف انرژي می‌گردد. چند مورد از این ناهماهنگی‌ها عبارت اند از:

• ظرفیت دیگ با مقدار بار حرارتی مورد نیاز ساختمان تناسب ندارد.
• ظرفیت چیلر جذبی و تراکمی با بار برودتی مورد نیاز ساختمان متناسب نیست.
  
• ظرفیت حرارتی مشعل و ظرفیت نامی دیگ آبگرم به درستی انتخاب نشده است.
• توان مکانیکی الکتروموتور با پمپ یا فن متناسب نیست.
• ظرفیت برج خنک کن با ظرفیت چیلر تناسب ندارد.
• سیستم‌هاي کنترل تاسیسات حرارتی و برودتی به درستی طراحی نشده‌اند.

۲ – بهره برداري نادرست و انجام ندادن تعمیرات دوره‌اي به صورت منظم
یکی از مهم‌ترین اصول بهره‌وري انرژي در تاسیسات حرارتی و برودتی، تعمیرات دوره‌اي و منظم تاسیسات حرارتی و برودتی و نحوه بهره برداری از آن می‌باشد که سهم بسزایی در کارکرد صحیح و کاهش مصرف انرژي در موتورخانه دارد.
تنظیم بودن سنسورها و حسگرها، تعمیرات دوره‌اي دیگ آب گرم، چیلر، سیستم پمپاژ، برج خنک کن، بررسی وضعیت عایق کاري و … از جمله این موارد است که با رفع این موارد به افزایش بازده موتورخانه کمک خواهید کرد.

راهکارهایی برای کاهش مصرف انرژی در تاسیسات حرارتی و برودتی ساختمان و افزایش بازده موتورخانه

۱ . نصب سیستم کنترل هوشمند موتورخانه، اولین راه افزایش بازده موتورخانه

سیستم کنترل هوشمند موتورخانه، می‌تواند میزان گرمایش تولید شده در موتورخانه را بسته به نیاز ساختمان کنترل کند و به این ترتیب سبب افزایش بازده موتورخانه شود. صرفه جویی مصرف انرژي حاصل از عملکرد سیستم‌هاي کنترل هوشمند بر مبناي دماي خارج به دو دسته تقسیم می‌شوند.

• کنترل مصارف گرمایشی در ساعات کاری
• خاموشی یا آماده باش بودن موتورخانه پس از ساعت کاري ساختمان‌هاي غیر مسکونی

در موتورخانه‌های سنتی، دمای آب گرم چرخشی در سیستم گرمایشی ساختمان عموما بر روی یک عدد ثابت (مثلا ۷۰ تا ۸۰ درجه) تنظیم می‌شود. این دما شاید مناسب یک شب زمستانی باشد ولی برای طول روز بسیار زیاد است. این امر باعث می‌شود که ساختمان بیش از حد گرم شود و ساکنین برای کاهش دمای اتاق‌ها، پنجره‌ها را باز کنند که موجب اتلاف انرژی می‌شود.

سیستم کنترل هوشمند موتورخانه دمای هوای بیرون از ساختمان را اندازه گیری می‌کند و بر اساس آن، دمای آب گرم را برای رفع نیاز گرمایشی ساختمان، تنظیم می‌کند. به این شکل می‌تواند ۱۵ تا ۲۰ % در مصرف سوخت صرفه جویی کند و موجب افزایش بازده موتورخانه شود. همچنین در ساختمان‌های اداری، آموزشی و تجاری که نیازی نیست که در ساعات غیر کاری عملیات تولید گرمایش توسط موتورخانه انجام شود. با این وجود به دلیل عدم امکان خاموشی و یا کنترل تجهیزات، در عمل این موتورخانه‌ها به صورت دائم فعال هستند؛ در صورتی که سیستم کنترل هوشمند موتورخانه توسط یک برنامه زمانبندي پس از ساعت كاري، موتورخانه را خاموش کرده و موجب صرفه جویی انرژي به میزان ۴۰ % در ساختمان‌های اداری، تجاری می‌شود.
شکل زیر، سیستم کنترل هوشمند موتورخانه را نشان می‌دهد.
A1 و N1 : کنترل کننده اصلی و نمایشگر سیستم کنترل
B9: سنسور دمای خارج ساختمان
B2: سنسور دماي آبگرم رفت
B7: سنسور دماي آبگرم برگشت
B3: سنسور دماي آبگرم مصرفی

مزایاي استفاده از سیستم کنترل هوشمند موتورخانه

• کاهش ۱۵% مصرف انرژي در ساختمان‌هاي مسکونی
• کاهش ۴۰% مصرف انرژي در ساختمان‌هاي غیر مسکونی (اداري، تجاري، آموزشی)
• سریع و آسان بودن نصب آن، بدون ایجاد تغییرات مکانیکی در موتورخانه
• بهینه سازي و جلوگيري از مصارف ناخواسته انرژي و افزایش بازده موتورخانه
• تثبیت محدوده آسایش حرارتی ساکنین ساختمان
• قابلیت برنامه ریزی سیستم بصورت روزانه، هفتگی و سالیانه
• هزینه پایین و بازگشت سریع سرمایه

۲ . عایق کاری در موتورخانه، دومین راه افزایش بازده موتورخانه

کار موتورخانه تولید حرارت و برودت است، همین امر موجب می‌شود که احتمال اتلاف انرژي حرارتی بسیار بالا باشد. عایق کاری لوله و تجهیزات، شامل دو بخش می‌شود: یکی عایق کاری تمام سطوح گرم بالاي ۵۰ درجه سانتیگراد و دوم عایق کاری سطوح سرد پایین‌تر از ۱۵ درجه سانتیگراد مانند لوله‌ها، فلنج‌ها، شیرها، کلکتورها، دیگ آب گرم، تانک انبساط و… . همچنین لوله‌ها و تجهیزات تبرید، به منظور جلوگیري از میعان و بهره گرمایی، باید عایق شوند. طبق تحقیقات انجام شده می‌توان کاهش ۱۵% در مصرف انرژی و هزینه‌های گرمایش آب را با استفاده از عایق کاري لوله‌ها و مخازن آب گرم انجام داد که سبب افزایش بازده موتورخانه می‌شود.

به طور کلی دو روش متداول عایق کاري درموتورخانه‌ها وجود دارد که یه توضیح آن‌ها می‌پردازیم.

۱– استفاده از عایق‌های معدنی (پشم شیشه، پشم سنگ و پشم سرباره) برای افزایش بازده موتورخانه

در روش سنتی عایق کاري موتورخانه‌ها، از عایق‌هاي معدنی پتویی براي عایق کاري سطوح مختلف تجهیزات با دماي بالا استفاده می‌شود. از آنجایی که میزان عایقیت این مواد با جذب رطوبت، کاهش می‌یابد، باید از یک پوشش ضد آب (لاستیکی) بر روي عایق استفاده شود.

۲ – استفاده از عایق‌های EPDM و یا NBR/PVC برای افزایش بازده موتورخانه

این عایق‌هاي نوین، دارای مزیت‌هایی نسبت به عایق معدنی هستند، مزیت اول داراي مقاومت حرارتی بالاتري نسبت به عایق‌هاي معدنی هستند. مزیت دوم عدم تاثیر رطوبت بر روي این عایق‌ها است که موجب می‌شود به پوشش ضد آب نیازی نداشته باشند.
این عایق‌ها در دو نوع صفحه‌اي و لوله‌اي وجود دارد و به سهولت و با سرعت بالایی اجرا می‌شود. محدوده دماي کار این عایق از ۴۰- تا ۱۲۵ درجه سانتیگراد می‌باشد.
رعایت نکردن اصول عایق کاري، سبب کاهش شدید حرارت در دیواره‌ها می‌شود. حال به بررسی این اصول می‌پردازیم:
– استفاده کردن از ضخامتی متناسب با عایق برای عایق کاري تجهیزات با دماي سطوح بالا
– قراردادن پوشش ضد آب (لاستیکی) بر روي سطح عایق کاري، برای عدم جذب رطوبت در عایق‌هاي معدنی (پشم شیشه، پشم سنگ و پشم سرباره)
– عدم فشردگی عایق در گوشه‌ها (کاهش مقاومت حرارتی عایق) و تماس مستقیم عایق با سطوح (جلوگیري از اتلاف حرارت همرفتی)
– محاسبه و در نظر گرفتن ضخامت حداقل عایق کاري در لوله‌ها
– عایقکاري شیرها، فلنج‌ها و کلیه سطوح دما بالا جهت جلوگیري از تشکیل پل حرارتی
– عدم برقراری فاصله هوایی مابین عایق و سطح گرم

۳ – تعمیر و نگهداری دیگ‌های آب گرم، سومین راه افزایش بازده موتورخانه

یکی از بخش‌هاي مهم و تاثیر گذار در مصرف انرژي موتورخانه، تنظیم و سرویس دیگ‌هاي آبگرم و انجام تعمیرات و نگهداري منظم در این تجهیزات به عنوان مولد انرژي حرارتی می‌باشد. معمولا با استفاده صحیح از تاسیسات و سرویس و نگهداري مناسب آن‌ها در بسیاري از ساختمان‌ها، می‌توان تا حدود ۳۰% در مصرف انرژي صرفه جویی کرد که افزایش بازده موتورخانه را در پی دارد. در نتیجه لازم است که تعمیر و نگهداری دوره‌ای موتورخانه را برای شروع فصل سرما در نظر بگیریم. برخی از مهمترین اقدامات در دیگ‌هاي آبگرم به شرح زیر می‌باشد.

• تمیز بودن و تعمیر کردن مشعل‌ها برای افزایش بازده موتورخانه
  به منظور اتمیزه کردن سوخت در مشعل هاي گازي و مایع، سوخت از شیارها و پره‌هاي بسیار باریکی عبور داده می‌شود و وجود کثیفی و رسوب در این مسیرها، سبب بسته شدن و کاهش دبی سوخت می‌شود. بنابراین باید حتما در تعمیرات و نگهداري دوره‌اي، اوریفیس‌هاي اتمیزه کننده سوخت در مشعل‌هاي مایع تعویض شود. برخی از مواردی که نشاندهنده عدم تنظیم مشعل می‌باشد عبارت اند از: دوده زدگی، شکل و رنگ نامناسب شعله و لرزش و صداي غیر معمول مشعل

• تنظیم کردن تناسب سوخت به هوا در مشعل‌ها برای افزایش بازده موتورخانه
  تنظیم نسبت سوخت به هوا در مشعل‌ها یکی از مهمترین راهکارهای کاهش مصرف سوخت و افزایش بازده موتورخانه است. در صورتی که میزان هوای اضافی کمتر از مقدار ذکر شده در جدول زیر باشد، احتراق به صورت ناقص خواهد بود و راندمان دیگ آبگرم کاهش می‌یابد. از طرف دیگر، اگر هوای اضافی بیشتر از مقدار مجاز شود، سبب می‌شود که انرژی حرارتی از دودکش خارج شده و اتلاف انرژی اتفاق بیفتد.

• دوده زدایی محفظه احتراق دیگ آب گرم 
  با برطرف کردن دوده محفظه احتراق، می‌توانید سبب افزایش انتقال حرارت به سیال آب درون دیگ شوید که این کار سبب افزایش راندمان دیگ آبگرم می‌شود و در نتیجه افزایش بازده موتورخانه را به همراه دارد. این مورد، باید در تعمیرات دوره‌اي به صورت منظم انجام شود.
• جلوگیري از نشتی هوا در دیگ آبگرم
  جلوگیری از نشتی هوا در دیگ‌های آب گرم، یکی از راه‌های عدم اتلاف حرارت است. نشتی هوا سبب کاهش دمای محفظه احتراق و در نتیجه کاهش راندمان دیگ آبگرم می‌شود. اگر دمای دود از نقطه شبنم سوخت کمتر شود، علاوه بر اینکه کاهش بازده دیگ را به همراه دارد، سبب خوردگی در مسیر دود می‌شود. بنابراین باید برای افزایش بازده موتورخانه حتما درزها و شکاف‌هاي موجود در مسیر دود را با استفاده از درزگیرهاي مناسب بپوشانید.
•  نصب دمپر در دودکش‌ها برای افزایش بازده موتورخانه
  وظیفه دودکش دیگ آبگرم، خروج گازهاي حاصل از احتراق است و به همین دلیل مهمترین منبع اتلاف انرژي نیز محسوب می‌شود. بنابراین طراحی صحیح و کنترل شرایط دودکش از اهمیت بسیار زیادي برخوردار است. اگر فشار دود در محفظه احتراق تنظیم باشد، سبب عملکرد بهتر در آیرودینامیک احتراق، شکل شعله و انتقال حرارت مطلوب می‌شود. در دیگ‌ها آب گرم دو مورد دارای اهمیت زیادی است: مناسب بودن شدت مکش و زیاد بودن مدت زمان انتقال حرارت. اگر پس از خاموشی مشعل، از خروج گازهاي حاصل از احتراق از دودکش دیگ جلوگیری شود، از کاهش دماي جداره داخلی دیگ نیز جلوگیری می‌شود. در نتیجه می‌توان برای این کار از دمپرهاي مناسب دودکش استفاده نمود. این دمپرها به سه دسته تقسیم می‌شوند:
  – دمپرهای بارومتریک
  – دمپرهای گرمایی
  – دمپرهای الکترومکانیکی

جمع بندی

در این مقاله ابتدا دلایل اتلاف انرژی در موتورخانه را بررسی کردیم و در نهایت به توضیح مفصل در مورد راه‌های افزایش بازده موتورخانه پرداختیم. امید است که از خواندن این مقاله لذت برده باشید. اگر در این خصوص نیاز به مشاوره دارید می‌توانید با شرکت الوپایپینگ تماس بگیرید.

سوالات متداول