صنایع حرارتی
معرفی انواع دیگ آبگرم و کاربرد هر یک از آنها
شهریور
دیگ آب گرم یکی از پر کاربرد ترین تجهیزات صنعتی است که استفاده ای گسترده تر از صنعت نیز دارد. این دستگاه به عنوان یکی از ملزومات اساسی در صنایع مختلف شناخته می شود و همانند دیگ بخار نقش مهمی در فرآیند های گوناگون ایفا می کند، هر چند تفاوت هایی اساسی با بویلر بخار دارد. در این مطلب از گروه صنعتی رادفر به بررسی انواع دیگ آب گرم، کاربرد ها و مشخصات فنی آن می پردازیم و همچنین نحوه عملکرد این دستگاه را مرور خواهیم کرد.
لیست مطالب
دیگ آب گرم چیست؟
هدف اصلی دیگ آب گرم، تأمین آب گرم مورد نیاز برای سیستم های گرمایشی، تهویه مطبوع و تأمین آب مصرفی ساختمان ها و صنایع است. این دستگاه با گرم کردن آب و انتقال آن به بخش های مختلف، نقش کلیدی در عملکرد سیستم های حرارتی ایفا می کند. به همین دلیل دیگ آب گرم که در موتورخانه ها نیز با همین نام شناخته می شود، یکی از اجزای اصلی و حیاتی در سیستم های حرارت مرکزی به شمار می رود.
دیگ آب گرم چطور کار می کند ؟
روش کار دیگ آب گرم در سیستم های حرارت مرکزی به این شکل است که ابتدا گرما توسط مشعل تولید شده و به داخل دیگ منتقل می شود تا آب به دمای مورد نظر برسد. این گرما می تواند از سوخت های فسیلی مانند گاز و گازوئیل تأمین شود، یا بهصورت تابشی از انرژی خورشیدی و حتی به روش برقی تولید گردد.
پس از گرم شدن، آب از طریق لوله کشی به تجهیزات حرارتی مختلف مانند رادیاتور ها، فن کویل ها و دیگر واحد های گرمایشی هدایت می شود و در اثر گردش آب گرم، دمای محیط افزایش پیدا می کند. لازم به ذکر است که دیگ آب گرم شباهت زیادی به دیگ بخار دارد، با این تفاوت که در دیگ بخار آب به بخار تبدیل شده و در مصارف صنعتی گسترده تری به کار می رود.
کاربرد های بویلر آب گرم
مهم ترین کاربرد دیگ آب داغ تأمین گرما در سیستم های گرمایش مرکزی و ایجاد دمای مطلوب در فضا های داخلی ساختمان ها است. این دستگاه نقش کلیدی در موتورخانه ها و تجهیزات حرارتی ایفا می کند و به همین دلیل در ساختمان های مسکونی، اداری، تجاری و حتی صنایع سنگین مورد استفاده قرار می گیرد.
از جمله موارد استفاده رایج بویلر آب گرم می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- به کارگیری در سیستم های گرمایش مرکزی برای تأمین حرارت یکنواخت.
- استفاده در موتورخانه ساختمان ها، برج های مسکونی و اداری.
- تأمین گرمای مورد نیاز رادیاتور ها، فن کویل ها و یونیت هیتر ها.
- کاربرد در صنایع و حتی نیروگاه ها جهت تأمین گرمایش محیط های وسیع.
تفاوت دیگ بخار و دیگ آب گرم
دیگ آب داغ با استفاده از حرارت مستقیم، آب را گرم کرده و سپس از طریق لوله کشی، گرما را به محیط منتقل می کند. اما شاید این سؤال پیش بیاید که دیگ بخار چه تفاوتی با آن دارد؟
دیگ بخار نیز برای گرم کردن محیط به کار می رود، با این تفاوت که به جای آب گرم، از بخار آب برای انتقال گرما استفاده می کند. در واقع دیگ بخار با تولید بخار، انرژی گرمایی را به بخش های مختلف منتقل کرده و در صنایع و سیستم های حرارتی کاربرد گسترده ای دارد.
به بیان دیگر، دیگ آب گرم وظیفه گرم کردن با آب گرم را بر عهده دارد، در حالی که دیگ بخار این کار را با بخار تحت فشار انجام می دهد. هر دوی این دستگاه ها انواع مختلفی دارند که بیشتر آن ها در حوزه های صنعتی و ظرفیت های بالا مورد استفاده قرار می گیرند.
انواع دیگ های آب گرم
دیگ های آب گرم بر اساس شیوه انتقال حرارت، جنس بدنه و حتی روش گرم شدن آب، در مدل های گوناگونی تولید می شوند. هر کدام از این مدل ها با توجه به ویژگی های خود، در کاربرد های متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرند. به طور کلی، انواع دیگ آب گرم عبارتند از:
دیگ آب گرم فولادی
بدنه یا همان محفظه نگهدارنده آب در بویلر فولادی آب گرم از فولاد مقاوم و آب دیده ساخته می شود. این نوع دیگ ها توانایی دارند آب را تا دمای حدود ۲۰۰ درجه سانتی گراد و تحت فشاری در حدود ۲.۵ مگا نیوتن بر متر مربع گرم کنند.
دیگ های آب گرم فولادی به دلیل ساختار محکم و راندمان بالا، قادر به تأمین ظرفیت گرمایی در محدوده ۴ تا ۱۸۰ گیگا کالری هستند و همین موضوع باعث شده در پروژه ها و صنایع بزرگ که نیاز به حرارت بالا دارند، به عنوان یکی از گزینه های اصلی مورد استفاده قرار گیرند.
دیگ های آب گرمی که ظرفیتی ۳۰ گیگا کالری در ساعت و بالاتر دارند، معمولاً در اتاق دیگ بخار سد ها و همچنین در سیستم های گرمایشی مرکزی نیروگاه ها به کار گرفته می شوند تا بتوانند بار های حرارتی سنگین، به ویژه در فصل زمستان، را تأمین و تحمل کنند.
رایج ترین نوع این دیگ های فولادی با ظرفیت بالا، دیگ های آب گرم گاز ـ مازوت سوز هستند. این بویلر ها به دلیل داشتن محفظه احتراق کاملاً ایمن و محافظت شده و بهره گیری از روش انتقال گرما به صورت همرفت سطحی، راندمان بالایی داشته و از پر کاربرد ترین تجهیزات گرمایشی صنعتی محسوب می شوند.
دیگ آب گرم چدنی
در این نوع دیگ، محفظه نگهداری آب از جنس چدن ساخته می شود. با توجه به محدودیت های دمایی چدن، این بویلر ها قابلیت استفاده در صنایع با دما و فشار بالا را ندارند؛ زیرا در شرایط حرارتی زیاد، احتمال تغییر شکل یا حتی ترکیدگی چدن وجود دارد.
حداکثر دمای قابل تحمل در دیگ آب گرم چدنی حدود ۱۱۰ تا ۱۱۵ درجه سانتی گراد است و بیشترین فشاری که می تواند تحمل کند، چیزی در حدود ۰.۴ مگا نیوتن بر متر مربع می باشد.
به همین دلیل، این نوع دیگ بیشتر در مواردی که دما پایین تر است به کار می رود. به عنوان مثال، در سیستم های گرمایشی ساختمان های عمومی برای انتقال حرارت به رادیاتور ها، از دیگ های آب گرم چدنی استفاده می شود.
دیگ آب گرم بر اساس دمای سیال
در این نوع دیگ ها، دمای مصرفی استاندارد حدود ۹۰ درجه سانتی گراد است. زمانی که فشار دستگاه افزایش پیدا کند، دما در سیستم انبساطی می تواند از ۹۰ به ۱۰۰ درجه سانتی گراد برسد. در این شرایط، بویلر آب داغ بر اساس دمای سیال تعریف می شود.
از این دیگ ها در صنایع مختلف به ویژه در کارخانه های لبنی برای پاستوریزه کردن شیر استفاده فراوان می شود، چرا که توانایی تحمل دمایی بیش از ۱۳۰ درجه سانتی گراد را دارند. به طور کلی، دیگ های آب گرم بر اساس دمای سیال به چند دسته اصلی تقسیم می شوند:
- دیگ آب گرم تک پاس
- دیگ آب گرم دو پاس
- دیگ آب گرم سه پاس
- دیگ آب گرم کوره برگشتی
دیگ آب داغ تک پاس
دیگ های آب گرم تک پاس از نظر نوع و کارایی به عنوان دستگاه هایی قدیمی و کم ظرفیت شناخته می شوند و توان و راندمان لازم برای مصارف صنعتی را ندارند. در این دیگ ها، گرمای مورد نیاز از احتراق سوخت تأمین می شود و مسیر دود تنها یک بار طی شده و سپس از طریق دودکش خارج می گردد. لازم به ذکر است که این سیستم شبیه عملکرد دیگ بخار است، با این تفاوت که دیگ بخار انرژی حرارتی را به صورت بخار منتقل می کند و قابلیت استفاده در فشار و دمای بالاتر را دارد.
دیگ آب گرم دو پاس
در دیگ های آب گرم دو پاس، فرآیند احتراق سوخت مشابه دیگ های تک پاس است، با این تفاوت که مسیر دود دو بار در دیگ طی می شود. به این صورت که دود ابتدا از جلو لوله های دیگ عبور می کند و پس از رسیدن به انتهای لوله ها، دوباره به سمت جلوی دیگ بازگشته و سپس وارد دودکش می شود. این طراحی باعث افزایش انتقال حرارت و بهبود راندمان دیگ نسبت به مدل تک پاس می شود.
دیگ آب گرم سه پاس
در دیگ های آب گرم سه پاس، جریان آب مشابه دیگ های تک پاس و دو پاس است، با این تفاوت که آب در سه سیکل حرارتی گردش می کند و سپس بخار یا دود حاصل از احتراق از طریق دودکش خارج می شود. اگر طراحی این دیگ ها با دقت و مهندسی بالاتری انجام شده باشد، راندمان و کارایی آن ها نسبت به دیگ های تک پاس و دو پاس به شکل قابل توجهی افزایش می یابد.
دیگ آب گرم کوره برگشتی
در دیگ های آب گرم کوره برگشتی، فرآیند احتراق سوخت مشابه دیگ های دو پاس انجام می شود، اما با تفاوت مهمی در مسیر حرکت آب و گاز های حاصل از احتراق. آب ابتدا از مرکز کوره تا انتهای آن جریان می یابد و سپس به دلیل طراحی محدب کوره، مسیر خود را یافته و به جلوی دیگ باز می گردد. گاز های داغ حاصل از احتراق نیز سه بار این مسیر را طی می کنند. این طراحی باعث می شود که دیگ های کوره برگشتی راندمان بالاتری داشته باشند و در کاربرد های صنعتی و نیازمند گرمای زیاد، گزینه ای بسیار مناسب و کارآمد باشند.
دیگ آب گرم کارواش
ساختمان این دیگ ها از کویل های لوله ای ویژه تشکیل شده است که به گونه ای طراحی شده اند تا با روشن شدن دستگاه، دما به سرعت به مقدار مورد نظر برسد. دیگ های آب گرم مجهز به مشعل، پمپ پیستونی، مخزن آب، مخزن سوخت و ترموستات هستند که تنظیم دما و عملکرد بهینه سیستم را تضمین می کنند.
دیگ آب گرم زغال سنگی
این نوع دیگ های آب گرم در مناطقی که دسترسی به سوخت های مایع گران قیمت مانند گاز و گازوئیل محدود است، کاربرد ویژه ای دارند و امکان استفاده از سوخت های جایگزین فراهم می شود. این دیگ ها بیشتر برای صادرات به کشور هایی با منابع فراوان زغال سنگ مانند افغانستان و برخی کشور های دیگر تولید می شوند.
زغال سنگ یکی از با ارزش ترین منابع انرژی جهان است و بیشترین حجم ذخیره انرژی را دارد. با این حال، در کشور ما و برخی دیگر از کشور ها به دلیل مشکلات فراوان در بهره برداری، استفاده از این نوع دیگ های آب گرم یا دیگ بخار مبتنی بر زغال سنگ چندان رواج ندارد.
دیگ های آب گرم و دیگ بخار از مهم ترین تجهیزات گرمایشی در صنایع و ساختمان ها هستند که بسته به نوع طراحی، ظرفیت و سوخت مصرفی می توانند راندمان و کاربرد متفاوتی داشته باشند. از دیگ های تک پاس تا کوره برگشتی، هر مدل با ویژگی های خاص خود مناسب مصارف صنعتی، لبنی، ساختمان های عمومی و نیروگاهی است. انتخاب صحیح دیگ با توجه به نیاز حرارتی، نوع سوخت و ظرفیت سیستم، تضمین کننده عملکرد بهینه، ایمنی و کاهش مصرف انرژی خواهد بود.
