بخش دوم :
جهت کسب اطلاعات بیشتر در این زمینه، بخش قبلی را مطالعه کنید.
مقدمه
تأمین آب گرم بهداشتی در ساختمان‌ها، موتورخانه‌ها و پروژه‌های صنعتی یکی از اصلی‌ترین نیازهایی است که بدون آن آسایش و بهره‌برداری صحیح از تأسیسات امکان‌پذیر نخواهد بود. در این میان، منابع دوجداره و کویلی به‌عنوان دو تجهیز پرکاربرد در سیستم‌های گرمایشی و تأمین آب گرم مصرفی شناخته می‌شوند. هر دو منبع با هدف یکسانی طراحی شده‌اند اما تفاوت‌های اساسی در ساختار، بازدهی، هزینه‌های نصب و نگهداری و همچنین شرایط بهره‌برداری دارند. شناخت دقیق این تفاوت‌ها می‌تواند به مدیران ساختمان، مهندسان تأسیسات و حتی مالکان پروژه‌ها کمک کند تا انتخابی صحیح و اقتصادی داشته باشند. اهمیت موضوع زمانی بیشتر نمایان می‌شود که بدانیم انتخاب نامناسب یک منبع نه‌تنها هزینه‌های انرژی و نگهداری را افزایش می‌دهد بلکه ممکن است کارایی موتورخانه را به‌طور جدی تحت تأثیر قرار دهد.
از طرف دیگر، شرایط نصب، نوع آب مصرفی، سختی و میزان رسوبات موجود در آب، حجم مصرفی و حتی محدودیت‌های فضایی همگی عواملی هستند که باید هنگام انتخاب بین منبع دوجداره و منبع کویلی در نظر گرفته شوند. درک این ملاحظات، ما را به سمت تصمیم‌گیری آگاهانه هدایت می‌کند؛ تصمیمی که می‌تواند به‌طور مستقیم در کاهش هزینه‌ها، افزایش طول عمر تجهیزات و بهبود راندمان سیستم گرمایشی تأثیرگذار باشد. بنابراین بررسی تفاوت‌های ساختاری و عملیاتی این دو منبع، به همراه آشنایی با تجهیزات جانبی و اقدامات نگهداری همچون استفاده از سختی‌گیر، ضرورتی است که نباید نادیده گرفته شود.
تفاوت منبع دوجداره و منبع کویلی
هر دو نوع منبع، یعنی منبع دوجداره و منبع کویلی، وظیفه اصلی تأمین آب گرم بهداشتی برای ساختمان را بر عهده دارند. نحوه عملکرد آن‌ها به این شکل است که آب گرم تولید شده توسط دیگ وارد منبع می‌شود و در آن با آب سرد شهری تبادل حرارت انجام می‌دهد تا آب سرد به آب گرم مصرفی تبدیل شود.
با این حال، ساختار و نحوه انتقال حرارت در این دو منبع متفاوت است. در منبع دوجداره، دو مخزن استوانه‌ای شکل وجود دارد که به یکدیگر جوش داده شده‌اند. آب گرم دیگ در یکی از این مخزن‌ها جریان دارد و آب سرد شهری در مخزن دیگر. تبادل حرارت بین این دو جریان از طریق دیواره مشترک صورت می‌گیرد و آب سرد تبدیل به آب گرم می‌شود.
در مقابل، منبع کویلی تنها یک مخزن دارد و انتقال حرارت در آن از طریق کویل‌های داخلی انجام می‌شود. آب گرم دیگ داخل کویل جریان دارد و با عبور حرارت از دیواره کویل، آب سرد موجود در مخزن گرم می‌شود. این تفاوت ساختاری باعث می‌شود منبع کویلی معمولاً طراحی ساده‌تر و حجم کمتری نسبت به منبع دوجداره داشته باشد، ولی از نظر راندمان حرارتی و ظرفیت، انتخاب مناسب هر منبع بستگی به شرایط مصرف و فضای نصب دارد.
مقایسه بازده حرارتی و نکات اقتصادی منابع دوجداره و کویلی
در ظرفیت‌های پایین تا حدود ۶۰۰ لیتر، بازده حرارتی منابع دوجداره و کویلی تقریباً یکسان است و هر دو عملکرد قابل قبولی در گرم کردن آب مصرفی دارند. اما با افزایش ظرفیت، بازده حرارتی منبع دوجداره کاهش می‌یابد و در چنین شرایطی استفاده از منبع کویلی به‌مراتب بهینه‌تر است.
از نظر مصرف انرژی و سوخت، منبع کویلی مزیت بیشتری دارد؛ زیرا تبادل حرارت در کویل‌ها سریع‌تر و مستقیم‌تر صورت می‌گیرد و این باعث کاهش مصرف انرژی و صرفه‌جویی اقتصادی می‌شود. به همین دلیل در پروژه‌های بزرگ و با نیاز آب گرم بالا، انتخاب منبع کویلی معمولاً مقرون‌به‌صرفه‌تر است.
با این حال، منبع کویلی به دلیل استفاده از کویل‌های مسی و صفحات چدنی هزینه اولیه بالاتری دارد. علاوه بر این، در مناطقی که آب مصرفی دارای املاح و رسوبات بالاست، کویل‌های مسی سریع‌تر دچار رسوب می‌شوند و نیاز به اسیدشویی پیدا می‌کنند. اگر دفعات اسیدشویی از دو بار در سال بیشتر شود، احتمال نیاز به تعویض کویل‌ها وجود دارد که این مسئله هزینه نگهداری منبع کویلی را نسبت به منبع دوجداره افزایش می‌دهد.
به طور خلاصه، منبع کویلی بازده حرارتی بالاتر و صرفه‌جویی انرژی بهتری دارد، اما هزینه اولیه و نگهداری آن بسته به کیفیت آب مصرفی می‌تواند بیشتر از منبع دوجداره باشد. اگر بخواهیم به یک جمع‌بندی کلی برسیم، استفاده از منبع کویلی در ساختمان‌ها یا مکان‌هایی که مصرف آب گرم نسبتاً کم است، چندان اقتصادی نیست. دلیل اصلی این است که هزینه‌های تعمیر و نگهداری کویل‌ها، به‌خصوص در مناطقی با آب سخت و رسوب‌زا، می‌تواند به سرعت هزینه بهره‌برداری را افزایش دهد و صرفه‌جویی ناشی از بازده حرارتی بالای آن را خنثی کند. بنابراین، برای مکان‌هایی با مصرف آب پایین، منبع دوجداره گزینه مناسب‌تری است. ساختار ساده‌تر و نیاز کمتر به نگهداری، این نوع منابع را از نظر اقتصادی به صرفه‌تر و عملیاتی آسان‌تر می‌کند، ضمن اینکه بازده حرارتی آن‌ها در حجم‌های کم هنوز مطلوب و کافی است.
شرایط نصب و نگهداری منابع کویل‌دار
برای اطمینان از عملکرد بهینه و افزایش طول عمر منابع کویل‌دار، رعایت شرایط نصب و نگهداری اهمیت زیادی دارد. این منابع باید به‌صورت کاملاً تراز نصب شوند تا فشار و توزیع حرارت در کل مخزن یکنواخت باشد. ظرفیت منبع کویل‌دار معمولاً به ازای هر واحد مسکونی با متراژ متوسط ۱۵۰ لیتر در نظر گرفته می‌شود.
اجرای شیر اطمینان و شیر تخلیه برای منابع کویل‌دار الزامی است و دمای شیر اطمینان باید روی ۹۵ درجه سانتی‌گراد تنظیم شود تا در صورت افزایش غیرمجاز دما، از ترکیدگی مخزن جلوگیری گردد. برای تأمین گردش آب گرم مصرفی، توصیه می‌شود پمپ سیرکولاسیون جداگانه برای منبع کویل‌دار نصب شود و از استفاده مشترک با پمپ‌های رادیاتورها یا فن‌کویل‌ها خودداری گردد؛ این اقدام موجب کاهش مصرف انرژی و بهبود عملکرد موتورخانه می‌شود.
عایق‌کاری کامل منبع کویل‌دار الزامی است تا هدررفت حرارت کاهش یابد و راندمان سیستم افزایش پیدا کند. علاوه بر این، لوله‌ها و اتصالات نباید تحت فشار مستقیم قرار گیرند، زیرا این وضعیت می‌تواند باعث شکستگی اتصالات و کاهش عمر مفید آن‌ها شود. پمپ برگشت مصرفی نیز باید از نوع دائم‌کار باشد و به‌طور پیوسته روشن نگه داشته شود. در نهایت، برای ظرفیت‌های بالای ۱۰۰۰ لیتر، استفاده از منبع کویل‌دار به جای منبع دوجداره توصیه می‌شود، زیرا این منابع هم بازده حرارتی بالاتری دارند و هم ظرفیت ذخیره‌سازی و تأمین آب گرم را به شکل اقتصادی‌تر و پایدارتر فراهم می‌کنند.
تجهیزات مسیر منبع کویل‌دار
برای عملکرد صحیح و ایمن منابع کویل‌دار، مسیر آب گرم مصرفی به مجموعه‌ای از تجهیزات کنترلی و حفاظتی مجهز می‌شود. این تجهیزات نقش حیاتی در جریان آب، کنترل فشار و دما، و افزایش طول عمر منبع دارند. از مهم‌ترین تجهیزات می‌توان به موارد زیر اشاره کرد :
• شیرآلات : شامل شیر ورودی، خروجی و شیرهای قطع و وصل برای کنترل جریان آب و ایمنی سیستم.
• پمپ سیرکولاسیون : برای گردش آب گرم در کویل و تأمین فشار مناسب در سیستم مصرفی.
• تله بخار (Steam Trap) : در صورت استفاده از بخار برای گرم کردن کویل، وظیفه خارج کردن میعانات و جلوگیری از ورود بخار به مصرف‌کننده را دارد.
• شیر یکطرفه : از برگشت جریان آب جلوگیری می‌کند و جریان را به مسیر مورد نظر هدایت می‌کند.
• صافی (Strainer) : برای جلوگیری از ورود ذرات معلق و رسوبات به کویل و تجهیزات مسیر.
• لوله و اتصالات : مسیر جریان آب گرم را فراهم می‌کنند و باید از جنس مقاوم و عایق‌دار باشند تا هدررفت حرارت و شکستگی کاهش یابد.
• پمپ برگشت مصرفی : برای تأمین گردش دائم آب گرم مصرفی در سیستم، به‌ویژه در ساختمان‌های بزرگ و مجتمع‌های مسکونی.
استفاده درست از این تجهیزات، علاوه بر افزایش ایمنی و دوام منبع، راندمان حرارتی سیستم را نیز به شکل قابل توجهی بهبود می‌بخشد.
مزایای استفاده از سختی‌گیر برای منبع کویل‌دار
سختی‌گیرها نقش مهمی در محافظت از منابع کویل‌دار و افزایش طول عمر تجهیزات حرارتی دارند. این دستگاه‌ها با حذف املاح و رسوبات موجود در آب، از تشکیل رسوب در کویل‌ها و مسیر لوله‌ها جلوگیری می‌کنند. انواع مختلف سختی‌گیر شامل :
• رزینی : با عبور آب از درون رزین مخصوص، یون‌های سختی‌زا مانند کلسیم و منیزیم از آب حذف می‌شوند.
• مغناطیسی : با تغییر میدان مغناطیسی، رسوبات موجود در آب به شکل غیرچسبنده در می‌آیند و از تشکیل رسوب در لوله و کویل جلوگیری می‌کنند.
• الکترومغناطیسی : مشابه نوع مغناطیسی عمل می‌کند اما با استفاده از جریان الکتریکی، رسوب آب کنترل می‌شود.
مزایای استفاده از سختی‌گیر :
1. جلوگیری از رسوب‌گذاری در کویل‌ها و افزایش عمر مفید منبع.
2. کاهش نیاز به اسیدشویی و تعمیرات دوره‌ای کویل‌ها.
3. بهبود راندمان حرارتی منبع و کاهش مصرف انرژی.
4. کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات سیستم گرمایشی.
5. حفظ کیفیت و دمای مناسب آب گرم مصرفی برای مصارف بهداشتی و صنعتی.
با نصب سختی‌گیر مناسب، می‌توان عملکرد بهینه منبع کویل‌دار را تضمین کرده و از مشکلات ناشی از رسوب آب جلوگیری کرد.
مزایای استفاده از دستگاه سختی‌گیر برای منابع کویل‌دار و سایر تاسیسات
دستگاه سختی‌گیر نقش کلیدی در بهینه‌سازی عملکرد سیستم‌های آبرسانی و گرمایشی ایفا می‌کند و فواید متعددی دارد که شامل منبع کویل‌دار نیز می‌شود :
1. کاهش هزینه‌های مصرف انرژی : با حذف رسوبات آهکی و املاح معدنی، انتقال حرارت در کویل‌ها و دیگ‌ها بهینه شده و مصرف انرژی کاهش می‌یابد.
2. افزایش طول عمر تجهیزات : شیرآلات، سیستم لوله‌کشی و سایر تاسیسات حرارتی و آبی ساختمان‌های اداری، مسکونی و تجاری طول عمر بیشتری پیدا می‌کنند.
3. جلوگیری از تشکیل رسوب و لکه‌های سفید آهکی : سطح داخلی منابع کویل‌دار، شیرآلات و لوله‌ها تمیز مانده و از ایجاد سفیدک و لکه جلوگیری می‌شود.
4. حفظ فشار آب مناسب : کاهش رسوب‌گذاری باعث می‌شود فشار آب در لوله‌کشی‌ها، سیستم‌های چیلر، برج‌های خنک‌کننده و تاسیسات گرمایشی ثابت بماند و افت فشار رخ ندهد.
با نصب سختی‌گیر، منبع کویل‌دار و کل سیستم‌های مرتبط با آب گرم و سرمایش، عملکرد پایدارتر و نگهداری آسان‌تر خواهند داشت.
نتیجه‌گیری
با جمع‌بندی مطالب، می‌توان گفت که انتخاب میان منبع دوجداره و کویلی به‌هیچ عنوان یک تصمیم کلی و ثابت نیست، بلکه به شرایط مصرف، ظرفیت مورد نیاز و ویژگی‌های آب ورودی بستگی دارد. منابع دوجداره به دلیل سادگی ساختار و هزینه نگهداری کمتر، برای ساختمان‌هایی با مصرف متوسط یا پایین آب گرم گزینه‌ای اقتصادی و قابل اعتماد محسوب می‌شوند. در مقابل، منبع کویلی با راندمان حرارتی بالاتر و توانایی تأمین آب گرم در ظرفیت‌های بزرگ، راهکاری بهینه برای پروژه‌های وسیع‌تر به شمار می‌رود، هرچند هزینه‌های اولیه و نگهداری آن به‌ویژه در مناطق دارای آب سخت بالاتر است.
از سوی دیگر، نمی‌توان نقش تجهیزات جانبی همچون سختی‌گیرها، پمپ‌های سیرکولاسیون و سیستم‌های ایمنی را در افزایش دوام و راندمان این منابع نادیده گرفت. این تجهیزات نه‌تنها بهره‌برداری ایمن و پایدار را تضمین می‌کنند بلکه مانع از بروز مشکلاتی چون رسوب‌گذاری، افت فشار و افزایش مصرف انرژی می‌شوند. در نهایت، یک انتخاب آگاهانه و همراه با رعایت اصول نصب و نگهداری صحیح، می‌تواند منبع دوجداره یا کویلی را به تجهیزی مطمئن، بادوام و مقرون‌به‌صرفه برای سال‌ها بهره‌برداری تبدیل کند.