دیگ چگالشی چگونه کار می کند؟
در یک دیگ معمولی، با احتراق سوخت گازهای داغ تولید می‌شود، که با گذشتن از مبدل حرارتی بیشتر این انرژی به آب منتقل می‌شود، که باعث بالا رفتن دمای آب می‌شود. بخار آب یکی از گازهای داغ تولید شده در فرایند احتراق است، که نتیجه ترکیب هیدروژن با اکسیژن می‌باشد. در دیگ‌های چگالشی (کندانسینگ)، حرارتی را که توسط خروج گازهایی داغ تلف می‌شود، جذب شده و بخار آب موجود با از دست دادن گرمای نهان تبخیر به آب مایع (یا به اصطلاح به کندانس ) تبدیل می‌شود و این گرمای نهان نیز به آب داده می‌شود که این عمل اضافی می تواند بازدهی را تا ۱۰- ۱۲% بالا ببرد.
البته بازدهی فرایندهای کندانس متفاوت است و بستگی به دمای آب برگشتی به دیگ دارد اما در شرایط برابر همیشه بازدهی دیگ‌های چگالشی اگر بیشتر از دیگ‌های غیر چگالشی نباشد دست کم با آنها برابر است. ویژگی کندانس تولید شده کمی اسیدی است (۵-۳)ph، بنابراین انتخاب مواد برای قسمت‌های در معرض خوردگی باید مناسب باشد. در دماهای بالا معمولاً از آلیاژهای آلومینیوم و استیل ضد زنگ استفاده می شود، در قسمت‌هایی با دمای پایین‌تر از پلاستیک‌هایی همچون UPVC و پلی پروپیلن استفاده می‌شود که باعث تاثیر در قیمت نهایی می‌شوند. کندانس تولید شده در مبدل چگالش‌گر باید به فاضلاب تخلیه شود. در حالت کلی برای نصب، این تنها تفاوتی است که بین دیگ‌های چگالشی و غیر چگالشی وجود دارد.
برای اینکه تولید دیگ‌های چگالشی اقتصادی و قابل مدیریت در نصب باشند، مبدل‌های داخلی در کوچک‌ترین سایزهای فنی ممکن ساخته می‌شوند. این امر باعث تولید مبدل‌هایی با مقاومت بالا در طرف محفظه احتراق شده است و از فن برای به حرکت درآوردن محصولات احتراق در مجراهای باریک استفاده شده‌است که استفاده از فن بخاطر خارج کردن گازهای خروجی الزامی می‌باشد چون گازها معمولاً تا دماهای زیر ۱۰۰ درجه سانتی گراد خنک می‌شوند و دیگر نیروی شناوری را برای خروج طبیعی از دودکش ندارد.
استفاده
امروزه در اروپا و امریکای شمالی دیگ‌های معمولی در سیستم‌های حرارت مرکزی خانگی در حال جایگزینی با دیگ‌های چگالشی می‌باشند. و هلند احتمالاً اولین کشوری بود که این جایگزینی را در مقیاس بزرگ انجام داد. در اروپا نصب دیگ‌های چگالشی توسط گروه‌های حامی کاهش مصرف سوخت و دولت‌ها حمایت می‌شود. برای مثال در انگلستان از سال ۲۰۰۵ همه دیگ‌های حرارت مرکزی باید از نوع دیگ‌های چگالشی با بازدهی بالا باشند مگر در شرایط خاص، این آیین نامه‌ها برای دیگ‌هایی با سوخت مایع نیز باید اجرا شود. در ایالات متحده نیز در بعضی از ایالت‌ها دولت فدرال با نصب دیگ‌های چگالشی در مالیات ها تخفیف می دهند و در غرب کانادا بعضی از شرکت های تامین سوخت با نصب این گونه دیگ ها در مجتمع های مسکونی در قیمت سوخت تخفیف نیز می دهند که همین عوامل باعث سرعت گرفتن جایگزینی دیگ های قدیمی با دیگ های چگالشی شده است.
بازدهی
تولید کنندگان دیگ‌های چگالشی ادعا می‌کنند که به بازده حرارتی ۹۸ درصدی می‌توان دست یافت که این درمقابل بازده ۷۰ تا ۸۰ درصدی دیگ‌ها با طراحی متداول می‌باشد. (البته بازدهی به ارزش حرارتی سوخت نیز بستگی دارد) مدل‌های معمولی از دیگ‌های چگالشی راندمانی حدود ۹۰٪ دارند که این موضوع بالاترین رتبه‌های درجه‌بندی را برای این گونه دیگ‌ها به همراه دارد.
عملکرد دیگ به راندمان انتقال حرارت به مصرف کننده و خروجی وسایل دفع حرارت نیز وابسته است. طراحی سیستم و اجرا نیز بسیار مهم است. در طراحی باید در نظر داشت که مقدار تولید و پخش حرارت همخوانی داشته باشد و دمای طراحی وسایل پخش حرارت باید در نظر گرفته شود که مجموع این عوامل بازدهی کلی سیستم حرارت مرکزی را مشخص می‌کند.
در دیگ‌های چگالشی دمای آب برگشتی از سیستم حرارت مرکزی باید کمتر از ۵۵ درجه سانتی گراد باشد و این امر بخاطر این است که تنها در این دما هاست که چگالش به بهترین نحو انجام می‌گیرد. دماهای بالاتر عدد ذکر شده می‌توانند عملاً مبدل کندانس را از جریان خارج کنند و تنها به شکل دیگ‌های معمولی کار کنند. از مطالب بالا بر می‌آید که تنها با تغییراتی در سیستم کنترلی می‌توان دیگ‌های غیر چگالشی را به دیگ‌های چگالشی تبدیل کرد ولی باید این نکته را در نظر گرفت که کندانس تولید شده به سرعت قسمت‌هایی که دارای فولاد نرم و یا چدن هستند را دچار خوردگی خواهد کرد و این همان دلیلی است که در مبدل دیگ‌ها چگالشی از فولاد ضدزنگ و یا آلیاژهای آلومینیوم و سیلیکون استفاده می‌کنند.
هرچه که دمای برگشتی پایین‌تر باشد عمل چگالش بیشتر انجام می‌گیرد. دمای پایین در سیستم‌هایی که در ذات دما پایین هستند مثل گرمایش از کف یا رادیاتورهای چدنی قدیمی بیشتر دیده می‌شود که این سیستم‌ها را بهترین گزینه برای داشتن یک سیستم حرارت مرکزی با دیگ‌های چگالشی می‌سازد. اما اگر سیستم گرمایش از نوع‌های ذکر شده نباشد، بیشتر تولید کننده‌های دیگ‌های چگالشی خانگی سیستم‌های کنترلی را طوری طراحی می‌کنند که تنها در زمان راه‌اندازی اولیه عمل چگالش را داشته باشیم و مشخص است که بعد از آن افت بازدهی را خواهیم داشت ولی باز هم از بازدهی دیگ‌های قدیمی کمی بیشتر خواهد بود. اما با یک طراحی مناسب مثلاً با بزرگتر انتخاب کردن رادیاتور و یا اضافه کردن حلقه به سیستم گرمایش از کف می‌توان دمای آب برگشتی به دیگ را برای هر چه بهتر شدن عمل چگالش پایین آورد و مناسب ساخت.
کنترل
مطمئن شدن از کارکرد در بهترین و اقتصادی‌ترین شرایط کمی دشوار است. تقریباً همه دیگ‌ها و بخصوص مشعل‌ها دارای سیستم کنترل منطقی هستند که میزان بار را با میزان خروجی مشعل تنظیم می کند تا بهترین عملکرد بدست آید.
قابلیت اعتماد
در ابتدا ادعا می‌شد که دیگ‌های چگالشی دارای قابلیت اعتماد کمی هستند و نیاز به نصاب حرفه‌ای و سرویس‌های مرتب دارند و اگر توسط افراد ناآشنا نصب شود موجب ضعف در عملکرد خواهد شد ولی طبق بررسی‌هایی که سازمان تحقیقات ساختمان انگلستان به انجام رساند مشخص شد که این گفته نادرست است و نتایج تحقیقات خود را در چند نکته زیر بیان کرد:
- امروزه هیچ تفاوتی در قابلیت اعتماد بین دیگ‌های چگالشی و غیر چگالشی وجود ندارد.
- سرویس دوره ای این گونه دیگ‌ها به همان اندازه نوع غیر چگالشی است.
- تنها مورد اضافه شده به سرویس دوره‌ای تست عملکرد سیستم دفع کندانس می‌باشد.
- نصب اینگونه دیگ‌ها مشکل خاصی ندارد و تنها کافی است برای دفع کندانس تولید شده تمهیدات لازم به انجام برسد.(در بعضی از مدل‌ها نیاز به پمپ تخلیه کندانس وجود دارد)
- تحت هر گونه شرایطی بازدهی بالاتری نسبت به نسل‌های قبل از خود دارند.
خروجی
همانطور که گفته شد کندانس خروجی کمی حالت اسیدی دارد و اسیدیته آن شبیه به آب پرتغال می‌باشد. و برای دفع تنها نیاز به یک تکه شیلنگ پلیمری و یک تله بخار دارد تا از ورود گاز ها به محیط جلوگیری کند اما باید توجه داشت که کندانسه ممکن است باعث خوردگی سیستم های فاضلاب چدنی قدیمی شود که در این حالت نیز تنها با نصب یک خنثی کننده می توان این مشکل را نیز حل کرد. خنثی کننده یک مخزن پلاستیکی است که از دانه های سنگ آهک یا مرمر پر می شود و باعث بالا آوردن pH کندانس می شود و بعد به فاضلاب تخلیه می شود. بخاطر دمای پایین گاز های نهایی خروجی گاز ها که ممکن است تا ۳۸ درجه سانتی گراد(در مقابل ۲۰۰ درجه سانتی گراد در انواع غیر چگالشی) نیز برسد فن همیشه مورد نیاز می باشد که البته در بعضی از مدل های هرمتیک غیر چگالشی فعلی نیز فن یک جزء سازنده می باشد و همچنین بخاطر دمای پایین نیازی به دودکش های سنتی قدیمی یا داکت های گالوانیزه مخصوص نیست و تنها می توان با یک لوله (PVCدر کاربرد های خانگی) دود را به خارج هدایت کرد. در حقیقت استفاده از موادی که در مقابل خوردگی مقاومتی ندارند در ساخت دودکش ها ممنوع شده است.
البته به تازگی مدل‌هایی در انگلستان توسط شرکت گرمایشی اتمز (Atoms) ساخته شده‌اند که حتی نیازی به دودکش نیز ندارند.
شرح عملکرد دیگ‌های چگالشی :
به طور کلی عملکرد بویلرهای چگالشی براساس چگالش بخار آب و بازیافت گرمای خروجی از دودکش و استفاده حداکثر از حرارت تولیدی به‌واسطه مکانیزم منحصر به فرد بویلر می‌باشد.
اجزاء اصلی بویلرهای چگالشی :
مبدل حرارتی:
بویلرهای چگالشی دارای مبدل حرارتی از جنس استیل ضدزنگ و یا آلیاژ آلومینیوم – سیلیکون با مقاومت و اطمینان بالا طراحی شده است. کیفیت بالای این مبدل‌ها باعث محافظت از خوردگی ناشی از میعان شده و طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهد. سطح انتقال حرارت با طراحی خاص مبدل حرارتی و بکار بردن تعداد زیادی فین در مسیر عبور گاز افزایش پیدا کرده است. مسیر عبور گاز و آب عکس یکدیگر می‌باشد و این عامل سبب انتقال حرارت بهتری می‌گردد. مسیر خروجی گازهای احتراق در پایین‌ترین قسمت دیگ می‌باشد تا با نیروی اجباری فن مشعل، حداکثر انتقال حرارت به آب صورت گیرد. آب ورودی به بویلر نیز در تماس با حرارت خروجی از اگزاست قرار می‌گیرد و پیش‌گرم می‌شود. نهایتاً حرارت خروجی با دمای ۶۵ – ۳۰ درجه سانتی‌گراد از دودکش خارج می‌گردد. استفاده از فن برای خارج کردن محصولات احتراق الزامی می‌باشد به دلیل اینکه گازها معمولاً تا دمای زیر ۱۰۰ درجه سانتی گراد خنک می‌شوند و دیگر نیروی شناوری برای خروج طبیعی از دودکش را ندارند.
این مطلب صرفا جنبه تبلیغاتی(رپورتاژ) داشته و مجله اینترنتی فارسیها هیچ مسئولیتی را در رابطه با آن نمی‌پذیرد.
