انواع پکیح شوفاژ دیواری

دراین مقاله چهار نسل از پکیج های شوفاژ دیواری، تاریخچه، علل پیدایش و مزایا و معایب هریک توصیف می گردد.
چهار نسل پکیح شوفاژ دیواری از منظر سوخت و احتراق به ترتیب پیدایش، عبارتند از :

  1. پکیج تک مبدله
  2. پکیج دومبدله
  3. پکیج نیمه کندانس (Semi-Condensing)
  4. پکیج تمام کندانس (Full-Condensing)

برای آشنایی بیشتر با این پکیج های شوفاژ دیواری با ما همراه باشید.

پکیج تک مبدلهپکیج دو مبدله
وحید یغمائی

نویسنده مقاله

وحید یغمائی

پیش نیاز مقاله

سوخت و احتراق (منتشر نشده)

نسل۱- پکیج تک مبدله (Bi-thermic)

این نوع و تیپ از پکیج شوفاژ دیواری به عنوان اولین نسل از پکیج های شوفاژ دیواری  مورد استفاده قرار گرفت  (حدود ۵۵ سال پیش). منطق عملکرد این نوع از پکیج شوفاژ دیواری، گرم شدن آب گرم مصرفی (آب مورد استفاده برای شستشو و استحمام) و آب گرم در حال چرخش در رادیاتورها (مسیر بسته) هر دو در یک مبدل از جنس مس گرم خواهد شد.

ولی توجه به این نکته بسیار حائز اهمیت است که هیچ نوع پکیج شوفاژ دیواری در هیچ کجای دنیا وجود ندارد که در آن واحد همزمان هم آب بهداشتی و هم آب مدار گرمایش را حرارت دهی نماید.

برای توضیح بیشتر، گاز پس از ورود به برنر و اختلاط با هوا و تشکیل شعله در محفظه احتراق، با برخورد با مبدل این نوع از پکیج که از نوع دو منظوره (bi-thermic) به معنی استفاده برای هر دو منظور آبگرم مصرفی (بهداشتی) و گرمایش می باشد، از دودکش خارج خواهد شد.

برای تفهمیم موضوع، همانگونه که در تصویر مشاهده می فرمایید یک لوله مسی که به فرم صلیبی درآمده است داخل یک لوله مسی بیضی شکل تعبیه شده است. آبگرم بهداشتی داخل لوله صلیبی و آب مدار گرمایش اطراف آن است. دلیل در نظر گرفتن آب گرم بهداشتی داخل لوله وقرارگیری آب مدار گرمایش بیرون لوله، دمای مورد نظر بالاتر مدار گرمایش نسبت به بهداشتی می باشد چرا که دامنه (رنج) دمای مدار گرمایش ۳۵ تا ۸۰ درجه سانتیگراد (در برخی مدل های پکیج می تواند این دامنه اندکی متفاوت باشد) و دامنه دمایی مدار بهداشتی بین ۳۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد خواهد بود. در نتیجه برای کنترل بهتر روی دماهای خروجی آب با دمای نهایی بالاتر باید به شعله نزدیکتر باشد که به همین علت آب مدار گرمایش در اطراف لوله و آب مدار بهداشتی داخل لوله در نظر گرفته شده است.

مبدل پکیج تک مبدله
مبدل پکیج تک مبدله
نکته بسیار مهم در مورد هر نوع و هر نسل پکیج گرمایشی:

برای کارکرد پکیج شوفاژ دیواری در حالت آبگرم بهداشتی (مصرفی) حتما باید مدار گرمایش از آب پر بوده و در محدوده مناسب فشار قرار بگیرد تا پکیج بتواند به کارکرد عادی خود ادامه دهد.

در مورد پکیج تک مبدله، علت این خواهد بود که در صورت خالی بودن آب در اطراف لوله صلیبی، انتقال حرارت به آب مسیر بهداشتی انجام نمی شود و بعلت بالا رفتن دمای مبدل، اصطلاحا مبدل خواهد سوخت (سوراخ شدن یا ذوب شدن مبدل). در مورد بی آب بودن پکیج در پکیج شوفاژ دیواری دو مبدله در قسمت توضیحات پکیج دو مبدله بحث خواهیم کرد).

حال چرا پکیج شوفاژ دیواری نمی تواند بصورت همزمان هم آب گرم مصرفی و هم آب گرمایش مورد نیاز برای گرمایش محیط زندگی را تأمین نماید:

برای ساخت پکیج شوفاژ دیواری که همزمان هم آب گرم را تامین کرده و هم گرمایش رادیاتورها را تامین نماید می بایست تغییرات زیر در طراحی و ساخت پکیج لحاظ گردد که در پایان خواهیم دید مقرون به صرفه نبوده و با منطق و ایده پکیج شوفاژ دیواری که ساخت دستگاهی با حداکثر بهره وری بوده است تناقض خواهد داشت و نه تنها از نظر هزینه اولیه خرید محصول مقرون به صرفه نیستند و توان رقابت با موتورخانه را نخواهند داشت بلکه هزینه مصرف انرژی بالایی را نیز بر مصرف کننده تحمیل خواهند نمود:

  1. تامین همزمان آب گرم بهداشتی و شوفاژ در پکیج موجود: در ابتدا لازم است که یک نکته لحاظ گردد و آن این است که زمانی که مطرح می شود فلان دستگاه پکیج شوفاژ دیواری دارای توان حرارتی مثلا ۲۴ کیلووات می باشد بدین معنی است که توان ورودی آن در حالت گرمایش یا بهداشتی (و نه و) ۲۴ کیلووات می باشد. بدین معنی که توان حرارتی گاز سوخته شده برای تولید حرارت ۲۴ کیلووات است. با فرض توان ۹۰ درصد پکیج شوفاژ دیواری فرضی مورد نظر، توان خروجی حرارتی آن پکیج حدود ۲۲ کیلووات خواهد بود بدین معنی که در در زمان کارکرد پکیج در حالت گرمایش، توان حرارتی ۲۲ کیلووات در رادیاتورها خواهیم داشت و در حالت قطع بودن گرمایش و کارکرد پکیج شوفاژ دیواری در حالت بهداشتی، توان خروجی ۲۲ کیلووات را شاهد خواهیم بود. حال اگر پکیج شوفاژ دیواری مورد بحث، بخواهد بطور همزمان آب گرم بهداشتی و گرمایش را تامین کند، جمع توان خروجی این دو ۲۲ کیلووات خواهد بود بدین معنی که مثلا ۱۱ کیلووات توان حرارتی مدار شوفاژ و ۱۱ کیلووات آب گرم بهداشتی را تامین خواهد نمود که واضح است که این توان برای مدار بهداشتی (مصرفی) ناکافی است و باعث نارضایتی (بطور مثال) در زمان استحمال خواهد شد.
  2. طراحی و ساخت پکیج شوفاژ دیواری با توان بالاتر : برای این منظور باید مبدل حرارتی، برنر، فن، پرشر سوییچ هوا، کابین هوا و محفظه احتراق را بر اساس جمع توان آبگرم مصرفی و بهداشتی طراحی کرد بدین معنی که مثلا بجای پکیج ۲۴ کیلووات باید پکیجی بر اساس توان ۴۸ کیلووات طراحی شود که از نظر ابعاد، قیمت تمام شده و مصرف انرژی بزرگتر از پکیج موجود خواهد بود که همانگونه که در بالا ذکر شد به صرفه نخواهد بود.

نسل ۲- پکیج دو مبدله:

یکی از نکات منفی در مورد پکیج های شوفاژ دیواری با توجه به مکانیزم و نحوه عملکرد آن ها بحث مدت زمان (فاصله زمانی) بین باز کردن آب گرم و دریافت آب گرم در نقطه مورد نظر (به طور مثال سردوش حمام) است. بدین معنی که زمانی که شیر آب گرم را باز می کنیم ابتدا فلومتر/ فلوسوئیچ پکیج شوفاژ دیواری جریان آب را تشخیص میدهد، سپس فشار آب کافی در مدار گرمایش کنترل می گردد (به علتی که در بالا ذکر شد و نبود آب در مدار گرمایش می تواند صدمات جبران ناپذیر به پکیج شوفاژ دیواری بزند). پمپ در این مرحله روشن گردیده و سپس باز بودن پرشر سوییچ هوا کنترل می گردد (تا از یکسره نبودن آن مطمین گردد)، در ادامه فن روشن شده و مجدد بسته شدن پرشر سوییچ هوا کنترل می گردد. در صورت طی شدن این مراحل جرقه زن فعال شده و گاز توسط شیر گاز باز می گردد تا شعله تشکیل شود. انجام همه این مراحل حدود ۶ تا ۷ ثانیه زمان بر است و این بدان معنی است که مشتری با تاخیر ۶ تا ۷ ثانیه ای آب گرم مطلوب خود را دریافت خواهد کرد.

در اروپا دو استاندارد در مورد آبگرم بهداشتی وجود دارد که اولی در ایران بومی سازی شده و مورد استفاده است که کارکرد وسایل گرمایشی که با آب گرم در ارتباط هستند را مورد بررسی قرار می دهد. این دو استاندارد عبارتند از EN13203-1 و EN13203-2. دستگاه های تولید آب گرم طی این دو استاندارد مورد آزمون قرار گرفته و بر اساس امتیازهای دریافتی به ترتیب ۳ ستاره یا دو ستاره یا تک ستاره یا بدون ستاره نامیده می شوند. یکی از پارامترهای مورد اندازه گیری این تست که امتیاز بالایی در نتیجه آزمون خواهد داشت زمان بین درخواست آب گرم بهداشتی تا زمان دریافت حداقل ۷۵ درصد از دمای تنظیمی مورد انتظار در محل درخواست (خروجی شیر) می باشد. بهترین زمان در نظر گرفته شده برای این تست ۵ ثانیه لحاظ شده است که همانگونه که وصف شد، پکیج های تک مبدله همگی بالای این زمان اند و در نتیجه امتیاز بالایی را از دست خواهند داد. به همین علت است که در مورد ستاره آبگرم بهداشتی پکیج های تک مبدله در سرتاسر جهان بلا استثنا حداکثر ۲ ستاره آبگرم بهداشتی دارند و هیچ پکیج تک مبلدله ای درسرتاسر دنیا نمی تواند ۳ ستاره آب بهداشتی را دریافت نمایند. به همین علت سازندگان پکیج شوفاژ دیواری به فکر رفع این مشکل افتادند.

حال این پکیج شوفاژ دیواری چیست وچه تفاوتی با نسل قبلی دارد:

در این پکیج شوفاژ دیواری، بجای در نظر گرفتن یک مبدل برای تامین آب گرم بهداشتی و آب گرم مدار شوفاژ، از دو مبدل مجزا، یکی برای تامین آب مدار گرمایش و دومی برای تامین آبگرم مدار بهداشتی استفاده شده است. مبدل اول یا مبدل اصلی از جنس مس (در برخی مدل ها از آلومینیوم هم استفاده شده است) بوده که از نوع هوا به آب می باشد، بدین معنی که در یک سمت هوای گرم ناشی از شعله و احتراق وجود دارد و سمت دوم و داخل لوله ها، از آب برای تامین آب گرم شوفاژ (گرمایش) استفاده می شود. به این مبدل، مبدل اصلی گفته می شود که چون فقط به منظور تامین آب شوفاژ استفاده می شود تک منظوره یا momo-thermic نامیده می شود. در زمان نیاز به آبگرم بهداشتی، مسیر چرخش این آب توسط شیر سه راهه، عوض شده و آب گرم شده با شعله، از داخل مبدل دوم، از جنس استیل ضد زنگ و از نوع آب به آب و از نوع مبدل صفحه ای (Plate Heat Exchanger)، به چرخش در می آید. از سمت دیگر در داخل مبدل دوم (مبدل ثانویه) آب شهری به منظور تولید آبگرم بهداشتی در حال جریان می باشد.

همانگونه که در مورد نسل اول یا همان پکیج های شوفاژ دیواری تک مبدله گفته شد، در پکیج های دو مبدله نیز وجود آب در فشار مطلوب، از ملزومات بوده و در صورت عدم وجود آب در مسیر شوفاژ صدماتی به دستگاه وارد خواهد شد که البته جای نگرانی نیست و یکی از پارامترهایی که مرتبا توسط برد پکیج های شوفاژ دیواری کنترل می گردد، اطمینان از وجود و اندازه کافی از آب در مسیر شوفاژ است.

مبدل اصلی پکیج دو مبدله
مبدل اصلی پکیج دو مبدله
مبدل ثانویه پکیج دو مبدله
مبدل ثانویه پکیج دو مبدله

با توجه به آنچه در مورد نحوه عملکرد پکیج دو مبدله توضیح داده شد، خواهیم دید که همان زمان مورد نیاز برای رسیدن دمای آبگرم بهداشتی (آبگرم مصرفی) به دمای دلخواه، که در پکیج تک مبدله بحث شد و شامل طی شدن مراحل مختلف برای تشکیل شعله بود، در مورد پکیج دو مبدله نیز صدق می کند. پس چرا این نسل از پکیج جایگزین نسل قبلی شد و چگونه می توان مشکل زمانبر بودن تامین آبگرم توسط پکیج را در این نسل جبران نمود؟

نکته اینجاست که در مورد پکیج شوفاژ دیواری، زمان هایی وجود دارد که پکیج در حالت آماده بکار است (stand by) و هیچ یک از مدارهای آبگرم بهداشتی و شوفاژ فعال نمی باشد (فعال بودن حالت تابستانه و یا رساندن به دمای تنظیمی شوفاژ و قطع بودن شعله در آن زمان) در این زمان پکیج بر اساس فرمان برد فعال شده و آب مدار شوفاژ موجود در مبدل ثانویه را گرم می نماید که اینکار باعث می شود در زمان باز کردن شیر آب گرم، تا زمان فعال شدن شعله و تامین آبگرم مورد نیاز، چند ثانیه ی ابتدایی جریان آب را جبران نموده و آبگرم مورد نیاز را تامین نماید. اینکار باعث می شود که این نسل پکیج ها مشکل آزمون مورد نیاز در استاندارد مذکور راتامین نموده و قابلیت دریافت ۳ ستاره آبگرم بهداشتی برای این نسل از پکیج ها ممکن شود.

واضح است که این قابلیت (در برخی از پکیج ها همانند پکیج های آریستون ایتالیا با نام قابلیت comfort شناخته می شوند) باعث مصرف گاز بیشتر پکیج شوفاژ دیواری شده و همچنین در همه پکیج های این نسل از طرف سازندگان لحاظ نمی گردد. برای مثال این قابلیت در اکثر پکیج های تولید ایران که از نسل دو مبدله می باشد وجود ندارد.

پس از عرضه این نسل به بازار و گذشت رمان مزایا و معایبی برای این نسل وجود دارد که در ادامت به مقایسه پکیج تک مبدله و دو مبدله می پردازیم:

عنوان مقایسهپکیج تک مبدلهپکیج دو مبدله
قیمت تمام شده برای کارخانه (۱)تقریبا برابرتقریبا برابر
قیمت فروشکمتربیشتر
مصرف انرژی (۲)کمتربیشتر
ریسک خرابی دستگاه و قطعات (۳)کمتربیشتر
سختی تعمیرات و نگهداری (۳)کمتربیشتر
رسوب گیری آهکی (۴)یکسانیکسان
سختی و آسیب ناشی از رسوب زدایی (۴)بیشترکمتر

(۱): در مورد قیمت تمام شده و مقایسه پکیج تک مبدله و دومبدله این توضیح لازم است که به رغم برخورداری پکیج دو مبدله از قطعات اضافه تر نسبت به تک مبدله (همانند کیت و شیر سه راهه و مبدل ثانویه) که حتما هزینه بر هستند، ولی مبدل اصلی این پکیج به علت برخورداری از مس به مراتب کمتر نسبت به مبدل دو منظوره، اختلاف ریالی قطعات بیشتر را جبران می نماید. در نتیجه قیمت تمام شده ساخت این دو پکیج شوفاژ دیواری تقریبا برابر خواهد بود.

(۲) با توجه به منطق عملکرد پکیج شوفاژ دیواری دو مبدله، که در زمان استفاده از آبگرم مصرفی نیز پمپ سیرکولاسیون آن ها در حال کار می باشد، مصرف برق پکیج دو مبدله از تک مبدله بالاتر است. همچنین، شیر سه راهه نیز از برق تغذیه می گردد ولی بعلت زمان کارکرد پایین تر نسبت به پمپ سیرکولاسیوت پکیج شوفاژ دیواری دو مبدله، این مصرف انرژی قابل چشم پوشی است. ذکر این نکته حائز اهمیت است که، مدت زمان کارکرد پکیج در حالت تابستانه (تمام طول سال) بیشتر از حالت زمستانه (آب بهداشتی+گرمایش) است و در نتیجه عمر پمپ سیرکولاسیون پکیج شوفاژ دیواری در پکیج های دومبدله از تک مبدله کمتر خواهد بود.

(۳) واضح است که هر چه تعداد قطعات بکار رفته در ساخت یک محصول بیشتر باشد، ریسک خرابی قطعات و در نتیجه قیمت تمام شده خدمات آن محصول نیز بیشتر خواهد بود. همانگونه که در مورد (۲) ذکر شد، عمر پمپ که دارای قیمت بالایی نیز هست، در پکیج های دو مبدله از تک مبدله کمتر خواهد بود.

(۴) در مورد مقایسه عملکرد این دو پکیج شوفاژ دی اری، متاسفانه در ایران بسیار اغراق شده و به غلط بین تکنسین های خدمات و مصرف کنندگان، تبلیغ شده است که پکیج دو مبدله از تک مبدله رسوب آهکی کمتری خواهد داشت که این نکته، کاملا غلط است. چرا که منشا سختی آب و در نتیجه رسوب آهکی بیرون از پکیج و مربوط به آب است. حتی می توان گفت که عملکرد مبدل ثانویه (صفحه ای) در تقابل با سختی آب عملکرد ضعیفتری نسبت به مبدل مسی پکیج تک مبدله (دو منظوره) دارد. چرا که سطح مقطع عبوری آب در مبدل ثانویه پکیج شوفاژ دیواری پکیج دو مبدله بسیار کوچکتر از مبدل دو منظوره پکیج تک مبدله می باشد. لطفا توجه فرمائید که بسته به تعداد صفحه (PLATE) در مبدل صفحه ای، دبی آب در هنگام ورود به مبدل، تقسیم می شود، در نتیجه سرعت حرکت آب در هر صفحه، کاهش یافته و این کاهش سرعت باعث می گردد تا زمان کافی برای نشست رسوب در این مبدل بیشتر باشد.

نکته: توجه شود که در هر دو نسل یک و دو (پکیج تک و دو مبدله معمولی) یک عیب مشترک دارند و آن عیب عبارتست از اینکه دمای خروج محصولات احتراق بالایی دارند و می توان با تکنیکی از این حرارت آزاد استفاده نمود تا به راندمان بالاتری برسیم.

نسل ۳- نیمه کندانس (Semi-condensing):

همانگونه که توصیف شد، در هر دو نسل اول و دوم، دمای خروج محصولات احتراق بالاست (حدود ۱۱۰ درجه سانتیگراد)، بدین شرح، نسل سوم پکیج شوفاژ دیواری روانه بازار گردید که به آن پکیج نیمه کندانس یا Semi-condensing اطلاق می گردد که در ایران به نام پکیج سه مبدله شناخته می باشد که علت این نام گذاری اضافه شدن یک مبدل دیگر در بالای دستگاه و در مسیر خروج محصولات احتراق می باشد، بدین شکل در این نوع دستگاه شوفاژدیواری، از یک مبدل هوا به آب استفاده می گردد. در یک سمت (سمت هوا) محصولات احتراق و در سمت دیگر (برگشت آب مدار گرمایش) وجود دارد که این عمل باعث پیش گرم شدن آب برگشت مدار گرمایش شده و در نتیجه از این روش انتقال حرارت (راندمان سیستم) افزایش خواهد یافت.

توجه گردد که جهت دستیابی به بهترین راندمان پکیج شوفاژ دیواری سه مبدله، دمای آب برگشت مدار گرمایش باید حداقل ممکن باشد (حداکثر ۵۳ درجه سانتیگراد)، چرا که هرچقدر این دما پایین تر باشد، راندمان بالاتری از دستگاه را شاهد خواهیم بود. در این دستگاه ها مهم است که آب در دمای مناسب باشد تا گرمای نهان تبخیر آزاد شده و شاهد حداکثر راندمان باشیم.

در نتیجه می توان نتیجه گرفت که راندمان پکییج چگالشی در سیستم هایی که دمای برگشت گرمایش پایین تری دارند (همانند سیستم های گرمایش از کف) بالاتر خواهد بود.

پس در حالت توزیع حرارت به روش گرمایش از کف به محیط، استفاده از پکیج های چگالشی به شدت توصبه می گردد و توجه به این نکته بسیار حائز اهمیت است که در صورت کارکرد پکیج شوفاژ دیواری بصورت معمول و بدون در نظر گرفتن این نکته، باعث می شود نه تنها بازده مورد نظر حاصل نشود بلکه مصرف بالاتر انرژی در این دستگاه ها را شاهد باشیم.

نکته اساسی در پکیج های چگالشی:

بر خلاف پکیج های معمول که برای تنظیم راندمان (احتراق)  کافی سات که اقدام به تنظیم شیر گاز نماییم، پکیج های چگالشی اختلاط و ترکیب هوا و سوخت را باید بر اساس کیفیت محصولات احتراق و با سنجش میزان دی اکسید و منو اکسید کربن پایش نمود که بهترین خروجی میزان مونواکسید کربن حداکثر 200ppm  و دی اکسید کربن ۹ درصد می باشد. لازم به ذکر است که پارامترهای تاثیرگذار بر مونو اکسید و دی اکسید کربن میزان و کیفیت اکسیژن (هوا) و گاز می باشد.

نکته: توجه شود که در هر سه نسل معرفی شده یک نکته مشترک وجود دارد که نسل سوم را همچنان ناقص باقی می گذارد. آن نکته مهم این است که درست است که در هر سه نسل پکسج شوفاژ دیواری یعنی پکیج تک مبدله، دو مبدله و نیمه کندانس، میزان انتشار گاز در محفظه احتراق، تحت کنترل ما می باشد (توسط برد کنترل پکیج شوفاژ دیواری و شیر گاز قابل کنترل آن) ولی میزان هوا و در نتیجه کیفیت ترکیب گاز با هوا تحت کنترل ما نمی باشد و این مهم، نقص بزرگی محسوب می شود.

نسل ۴- پکیج تمام چگالشی (full-Condensing)

برای تغییر این متن بر روی دکمه ویرایش کلیک کنید. لورم ایپسوم متن ساختگی با تولید سادگی نامفهوم از صنعت چاپ و با استفاده از طراحان گرافیک است.

مقالات مرتبط

پکیج
مقاله

انواع پکیح شوفاژ دیواری

دراین مقاله چهار نسل از پکیج های شوفاژ دیواری، تاریخچه، علل پیدایش و مزایا و معایب هریک توصیف می گردد.چهار نسل پکیح شوفاژ دیواری از

ادامه
مقاله

محاسبات سایز لوله شوفاژ

در این مقاله روش محاسبه و انتخاب دقیق سایز لوله مدار بسته (گرمایش و سرمایش) مورد بررسی قرار می گیرد. نحوه انتخاب سایز لوله رفت

ادامه

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *