لوله کشی آب چیلر

چیلر به عنوان یکی از دستگاه های رایج در صنعت تهویه مطبوع و سرمایش فرایندی، خصوصاً در سال های اخیر که ساخت ساختمان های بزرگ و شکل گیری صنایع مختلف، رشد چشمگیری داشته، از اهمیت زیادی برخوردار شده است. از این رو، هم در داخل کشور و هم خارج از ایران، کمپانی های بسیاری در عرصۀ تولید انواع چیلر ورود کرده اند و این موضوع باعث شده است، خریداران حساسیت بیشتری در انتخاب برند مناسب به خرج دهند که البته نتیجۀ مثبتی به حساب می آید.

اما، نکته ای که بسیاری از خریداران و در واقع بهره برداران از آن غافل می باشند، این است که توجه به اصول لول کشیِ آب جیلر تا محل مصرف، به اندازۀ خرید چیلر با کیفیت، حائز اهمیت است؛ چنانکه در بسیاری از پروژه ها دیده شده است که با وجود بکارگیریِ یک چیلر مناسب در محل پروژه، عملاً بازدهیِ کافی و مورد انتظار از سیستم سرمایشی حاصل نمی گردد. به همین علت، قصد داریم در این مقاله به الزامات لوله کشی آب چیلر به ویژه در انواع چیلر تراکمی اعم از چیلر تراکمی هوا خنک و چیلر تراکمی آب خنک پرداخته و بیشتر با اهمیت این موضوع آشنا شویم.

اهمیت عایق کاری لوله کشی آب چیلر

از آب سرد تولیدیِ چیلر می توان علاوه بر تهویه مطبوع، در سرمایش فرایندی نیز بهره برد. دمای آب استاندارد برای مصارف تهویه مطبوع (جهت استفاده در فن کویل و یا دستگاه هواساز)، 7  درجه سانتی گراد است. این در حالی است که در مصارف فرایندی، بسته به نیاز پروژه، چیلر برای تولید آب سرد با دماهای متفاوتی به کار می رود. در کل، می توان گفت بکارگیریِ چیلر در سرمایش فرایندی، برای تولید آب سرد در رِنج دمایی منفی 40 تا 3 درجه سانتی گراد  بیشتر از دمای مرطوب محیط، تعریف می شود. می دانیم که شرط انتقال حرارت، اختلاف دما است.

بنابراین، مسلم است که به علت وجود اختلاف دما، بین محیط و آب سردِ داخل خط لوله کشی، انتقال گرما از هوای محیط به آب داخل لوله ها صورت می گیرد. طبیعتاً، هر چه این اختلاف دما بیشتر باشد، میزان انتقال گرما نیز بیشتر خواهد بود. اجرای اصولی عایق کاری، مقدار انتقال گرما را به حداقل می رساند.

پیشنهاد مطالعه:

کاربرد و شناخت انواع چیلر صنعتی

معرفی و شناخت انواع چیلر جذبی

کاربرد و بررسی فنی انواع چیلر تزریق پلاستیک

دلایل عایق کاری لوله آب سرد در چیلر

در اینجا می خواهیم به مهمترین اهداف عایق کاری خط لوله کشی آب سرد چیلر، اشاره کنیم:

راندمان انرژی

بدون عایق حرارتی، گرمای محیط می تواند به داخل لوله ها نفوذ کرده و باعث گرم شدن آب سرد شود. این موضوع منجر به افزایش مصرف انرژی می گردد؛ زیرا چیلر مجبور خواهد شد برای حفظ دمای مورد نظر سخت تر کار کند. عایق کاری لوله ها، انتقال حرارت را کاهش داده، بازده انرژی کلی سیستم را بهبود می بخشد و هزینه های عملیاتی را کاهش می دهد.

جلوگیری از تعریق

انتقال گرما از هوای محیط به جریان آب سرد داخل لوله ها، می تواند خصوصاً در مناطق شرجی (محیط هایی با دمای نقطۀ شبنم بالا)، باعث ایجاد کندانس بخار آبِ موجود در هوا شده و سطح لوله ها را دچار تعریق کند. در واقع، زمانی که دمای سطح لوله‌ها کمتر از دمای نقطه شبنم هوای اطراف باشد، چگالش اتفاق می افتد. کندانس بخار و تشکیل رطوبت در سطح شبکه لوله کشی می تواند منجر به مشکلات متعددی از جمله رشد احتمالی کپک شود. این موضوع می تواند خطرات بهداشتی قابل توجهی را برای کارگران تأسیسات در طول عمر سیستم ایجاد کند. بعلاوه، تعریق سطح لوله می تواند منجر به مسائلی مانند آسیب به آب، خوردگی و کاهش اثربخشی عایق کاری گردد. عایق بندی مناسب این خطرات را کاهش داده و به حفظ یکپارچگی لوله ها کمک می کند.

حفظ دما

عایق به حفظ دمای آب سرد در دمای مطلوب در سراسر شبکه توزیع کمک می کند. با به حداقل رساندن تبادل گرما بین لوله با محیط اطراف، عایق لوله تضمین می کند که آب سرد به طور مداوم از چیلر تا نقاط مصرف خنک می ماند. این خاصیت به عملکرد بهتر فرایند خنک‌ کاری و برآورده شدن نیازهای دماییِ مصارف مورد نظر کمک می‌ کند.

البته باید توجه داشت که محاسبه ها نشان داده است که در مصارف تهویه مطبوع و برای محیط هایی با اقلیم معتدل، تأثیر عدم عایق کاری بر روی دمای آب، قابل اغماض است. در واقع، در مواردی که دمای آب سرد زیر صفر بوده و یا دمای هوای محیط بسیار بالا است، اهمیت عایق کاری در حفظ دمای آب سرد، بیشتر احساس می شود.

حفاظت سیستم و افزایش طول عمر

عایق کاری لوله یک لایه محافظ برای لوله های آب سرد ایجاد می کند. لوله ها را در برابر عوامل خارجی مانند رطوبت، نوسانات دما و آسیب فیزیکی محافظت می کند. عایق کاری با کاهش تنش حرارتی و جلوگیری از تجمع رطوبت به افزایش طول عمر لوله ها کمک کرده و نیاز به تعمیر یا تعویض را کاهش می دهد.

راحتی و عملکرد بهبود یافته

لوله های آب سردِ عایق کاری شده به اطمینان از عملکرد خنک کننده و کنترل دما در ساختمان ها یا فرآیندها کمک می کند. با به حداقل رساندن تلفات یا افزایش گرما، عایق به حفظ محیطی راحت و کنترل شده برای مصرف کنندگان کمک می کند. همچنین کارایی تجهیزات خنک کننده را افزایش داده، فشار وارده بر چیلر را کاهش می دهد و عملکرد و قابلیت اطمینان آن را بهبود می بخشد.

انواع عایق در لوله کشی چیلر

انواع جنس های به کار رفته در عایق کاری لوله های آب سرد چیلر عبارتند از:

1- عایق فایبرگلاس

عایق فایبرگلاس یک انتخاب محبوب برای عایق کاری لوله است. همانطور که از نام آن پیداست از فایبرگلاس یا پشم معدنی شیشه ای ساخته شده است و اغلب دارای روکش های آلومینیومی است که محافظت بیشتری در برابر نفوذ رطوبت و چگالش بخار ایجاد می کند. عایق فایبر گلاس مقاومت حرارتی خوبی را ارائه داده و در ضخامت های مختلف، متناسب با نیازهای مختلف عایق کاری موجود است.

– عایق فوم

عایق فوم مانند فوم پلی اتن یکی دیگر از مواد رایج مورد استفاده برای عایق کاری لو له کشی آب سرد است. عایق لولۀ فوم به شکل لوله های از پیش ساخته شده به طول حدود 1 یا 2 متر می باشد. فوم خواص عایق حرارتی عالی و مقاومت بالا در برابر رطوبت را ارائه می دهد و می تواند یک لایه عایق بدون درز و هوابندی شده را فراهم کند.

3- عایق الاستومتری

عایق الاستومری یک ماده انعطاف پذیر و لاستیکی مانند است که معمولاً برای عایق کاری لوله های آب سرد استفاده می شود. به شکل لوله یا ورق موجود است که به راحتی دور لوله ها پیچیده می شود. عایق الاستومری خواص عایق حرارتی خوبی را ارائه می دهد و می تواند برای عایق کاری لوله هایی که در دمای 50- درجه سانتی گراد کار می کنند استفاده شود.

– عایق پشم معدنی

عایق پشم معدنی مانند عایق پشم سنگ از مواد معدنی طبیعی یا مصنوعی ساخته شده است که ذوب شده و به صورت الیاف چرخانده می شوند. عایق پشم معدنی خواص عایق حرارتی خوب، مقاومت در برابر آتش و قابلیت جذب صدا را ارائه می دهد.

5- عایق فوم فنولیک

عایق فوم فنولیک مانند می تواند برای عایق کاری لوله آب سرد استفاده شود. فوم فنولیک نوعی از مواد عایق سفت و سخت است که خواص حرارتی بسیار خوبی از جمله هدایت حرارتی کم را ارائه می دهد و آن را به انتخابی موثر برای عایق کاری لوله های آب سرد تبدیل می کند.

عایق فوم فنولیک به دلیل مقاومت بالا در برابر انتقال حرارت، عایقی شناخته شده است که به کاهش اتلاف انرژی و حفظ دمای مطلوب آب سرد کمک می کند. همچنین دارای خواص مقاومتیِ خوبی در برابر آتش است که آن را به گزینه ای مناسب برای کاربردهایی که نیاز به ملاحظات ایمنی در برابر آتش دارند، تبدیل می کند.

ضخامت مناسب عایق برای لوله کشی آب سرد

ضخامت توصیه شده برای عایق کاری لوله، برای لوله های آب سرد در انگلستان بسته به عواملی مانند دمای مطلوب آب سرد، جنس لوله و کاربردهای خاص می تواند متفاوت باشد. با این وجود، یک دستورالعمل رایج برای ضخامت عایق کاری لوله آب سرد در بریتانیا معمولاً در محدودۀ 25 میلی متر تا 50 میلی متر (1 اینچ تا 2 اینچ) است.

هدف، دستیابی به عایق کاری کارآمد و جلوگیری از افزایش یا از دست دادن حرارت بیش از حد از لوله ها است. عایق ضخیم تر به طور کلی مقاومت حرارتی بالاتر و بازده انرژی بهتری را ایجاد می کند.

بهترین جنس عایق برای لوله کشی آب سرد

انتخاب بهترین عایق برای لوله کشی آب سرد به نیازهای خاص پروژه مانند کنترل دما، ضخامت عایق، مقررات ایمنی آتش سوزی و محدودیت های بودجه بستگی دارد. تمام مواد عایق کاریِ تهویه مطبوع که در بالا توضیح داده شد را می توان برای عایق کاری لوله های آب سرد استفاده کرد، اما انتخاب صحیح به پروژه بستگی دارد.

نصب عایق برای لوله کشی آب سرد

در حالی که ممکن است عایق کاری لوله آب سرد را به عنوان یک پروژه خودتان انجام دهید، معمولاً برای اطمینان از نصب صحیح و نتایج بهینه، کمک حرفه ای توصیه می شود. در اینجا چند فاکتور برای در نظر گرفتن وجود دارد:

تخصص و تجربه: افراد حرفه ای مانند متخصصان عایق کاری یا پیمانکاران مکانیکی، دانش و تجربه لازم برای ارزیابی نیازهای عایق، انتخاب مواد مناسب و اجرای دقیق نصب را دارند. آنها می توانند راهنمایی های ارزشمندی در مورد ضخامت عایق، سازگاری مواد و تکنیک های نصب مخصوص سیستم های لوله کشیِ آب سرد ارائه دهند.

انطباق با مقررات: عایق کاری لوله آب سرد ممکن است نیاز به رعایت مقررات و استانداردهای خاصی داشته باشد. افراد حرفه ای با این الزامات آشنا هستند و می توانند از انطباق عایق کاری با مقررات در طول فرآیند نصب اطمینان حاصل کنند.

راندمان و کارایی: نصابان حرفه ای از تخصص لازم برای آب بندی و ایمن سازی عایق، به حداقل رساندن انتقال حرارت و اطمینان از بهره وری بهینه انرژی برخوردارند. توجهِ آنها به جزئیات می تواند به جلوگیری از مشکلات احتمالی مانند شکاف یا پل حرارتی کمک کند، که ممکن است عملکرد عایق را به خطر بیندازند.

ملاحظات ایمنی: سیستم های آب سرد ممکن است شامل کار با لوله هایی باشد که حاوی آب خیلی سردی بوده و اقدامات احتیاطی ایمنیِ خاص خود را بطلبد. حرفه ای ها آموزش دیده اند تا با مواد عایق و روش های نصب ایمن کار کنند و خطر صدمات را کاهش دهند.

با توجه به آنچه گفته شد، اگر دانش، مهارت و تجربه لازم را داشته باشید و نسبت به انجام کار عایق کاری خود اطمینان داشته باشید، می توانید بدون حضور افراد حرفه ای اقدام کنید. اما، همیشه قبل از اقدام، اطمینان حاصل کنید که در مورد الزامات خاص، مقررات و بهترین روش ‌ها برای عایق کاری لوله آب سرد به خوبی مطلع هستید.

صرف نظر از اینکه کمکی حرفه ای را انتخاب می کنید یا خیر، پیروی از مقررات مربوطه، دستورالعمل های سازنده و بهترین شیوه های صنعت برای دستیابی به عایق کاری موثر و حفظ عملکرد سیستم ضروری است.

تجهیزات نصب شده بر روی لوله کشی آب چیلر

چیلر شامل یک سری اتصالات برای اواپراتور، کندانسور (اگر آب خنک باشد) و اتصالات الکتریکی است. اتصالات چیلر توسط تکنسین خبره و با تجربه و با استفاده از نقشه های شماتیک انجام می شود. ما در مورد اِلمان های نصب شده بر روی لوله کشی آب چیلر صحبت خواهیم کرد که در همه انواع چیلرها پایه و اساس هستند.

اتصالات و المان های استاندارد عبارتند از:

• اتصال دهندۀ انعطاف پذیر
• فلوسوئیچ
• صافی
• شیر متعادل کننده (Balancing valve)
• سنسور دما
• گیج فشار
• شیر تخلیه
• شیر دروازه ای (Gate valve)
• پورت هواگیری

اتصال دهنده انعطاف پذیر

اولین اتصالی است که در سمت اواپراتور چیلر (یا کندانسور آب خنک) ایجاد می شود. هدف اصلی جلوگیری از توزیع ارتعاشات از چیلر به خط لوله کشی است. اتصالات لوله کشی ممکن است در صورت عدم استفاده از اتصال دهندۀ انعطاف پذیر، ترک خورده یا حتی شکست بخورند.

اتصال دهنده های انعطاف پذیر بسته به لولۀ متصل به چیلر در اندازه های مختلف موجود هستند. اتصال دهنده های انعطاف پذیر برای موارد زیر استفاده می شوند:

– ایزوله کردن انتقال نویز

– ایزوله کردن انتقال ارتعاشات

– جبران هرگونه عدم همسویی

– کاهش تنش در شبکۀ لوله کشی

فلوسوئیچ

یک فلوسوئیچ در سیستم های آب سرد گنجانده شده است تا از مقدار مناسب جریان آب عبوری از اواپراتور قبل از شروع به کار کردن یا خاموش شدن دستگاه اطمینان حاصل شود. فلوسوئیچ بهتر است در خط آب خروجی از اواپراتور نصب گردد.

کمپانی های سازندۀ فلوسوئیچ، الزاماتی برای موقعیت قرارگیری فلوسوئیچ در خط لوله کشی تعریف می کنند. به عنوان مثال کمپانی Honeywell در کاتالوگ خود اعلام کرده است که می بایست به اندازۀ 5 برابر قطر لوله، در بالا دست و پایین دست فلوسوئیچ، هیچ گونه اتصال و المان دیگری وجود نداشته باشد. بنابراین، بر خلاف آنچه که در برخی از چیلرها دیده می شود، نصب فلوسوئیچ بر روی فلانچ اواپراتور اساساً کار اشتباهی است.

در کل، نصب فلوسوئیچ باید طبق دستورالعمل سازنده انجام شود و می بایست طوری کالیبره شوند که وقتی کمتر از حداقل دبی مجاز آب از اواپراتور عبور می کند، دستگاه را خاموش کند.

* عدم عبور آب کافی از اواپراتور، به منزلۀ عدم تبخیر کامل مبرد در اواپراتور بوده که در این صورت با ورود مایع مبرد به کمپرسور، امکان آسیب دیدن جدی کمپرسور وجود خواهد داشت. حتی تا جایی که کمپرسور بلا استفاده شود.

اخیراً، مکانیزم جدیدی برای کنترل دبی آب در گردشِ اواپراتور استفاده می شود که DPS یا سوئیچ اختلاف فشار نام دارد. در این مکانیزم اختلاف فشار متناسب با دبی آب مجاز در دو دو طرف اواپراتور برای DPS تنظیم می شود. زمانی که اختلاف فشار آب بین ورودی و خروجی اواپراتور به کمتر از حد تنظیم شده رسید، DPS عمل کرده و چیلر خاموش می شود. این مکانیزم در مقایسه با فلوسوئیچ های مرسوم (پدالی) ایمن تر بوده و دقت عملکرد بیشتر دارد.

صافی

ناخالصی هایی شامل زباله و هرگونه موادی که ممکن است در حین کار وارد لوله ها شوند، می توانند با عث آسیب رساندن به اواپراتور گردند. صافی ‌ها در سیستم ‌های آب سرد برای فیلتر کردن ناخالصی ‌های موجود در جریان آب سرد استفاده شده و طبیعتاً در خط آب ورودی به اواپراتور نصب می گردند.

این صافی ها مثل هر فیلتر دیگری باید پس از مدتی تعویض یا شست و شو شوند. چراکه گرفتگی بیش از حد آنها باعث افزایش افت فشار آب و در نتیجه کاهش دبی آب عبوری از اواپراتور می گردد. بنابراین، می بایست شیر های ایزوله، قبل و بعد از صافی نصب گردند تا بتوان در هنگام تعویض یا شست و شو، از آنها برای ایزوله کردن صافی استفاده نمود. باید توجه داشت که شیرهای ایزوله بایستی تا حد امکان نزدیک به هر طرف صافی قرار گیرند تا میزان آبی که باید در طول تعویض یا تمیز کردن تخلیه شود به حداقل برسد.

شیر متعادل کننده

شیر متعادل کننده از آن دسته المان هایی است که در لوله کشی آب تمام چیلرها استفاده نمی شود. وقتی در پروژه ای بیش از یک دستگاه چیلر وجود داشته باشد و جریان آب مورد نیاز آنها توسط یک ایستگاه پمپاژ مرکزی و مشترک تأمین شود، با توجه به آنکه فاصلۀ ایستگاه پمپاژ با همۀ چیلرها یکسان نیست و جئومتری لوله کشیِ چیلرها با یکدیگر متفاوت می باشد، این امکان وجود دارد که دبی آب یکسانی از چیلرها عبور نکند. وجود شیر متعادل کننده کمک می کند تا آب به مقدار مساوی از تمام چیلرهای روشن عبور کند.

دو نوع شیر متعادل کننده استاتیک و دینامیک موجود است. فشار ورودی برای یک شیر متعادل کنندۀ دینامیک برای داشتن عملکردی صحیح می بایست از حد معینی بالاتر باشد.

سنسور دما

 برای سنجش دمای آب سرد جاری در سیستم استفاده می شود. معمولاً سنسور دما، در ورودی و خروجیِ آب اواپراتور توسط سازندۀ چیلر تعبیه می شود. هر چند که دمای آب ورودی و خروجیِ چیلر بر روی نمایشگر PLC قابل مشاهده است، اما، توصیه می شود با این وجود، بر روی لولۀ رفت و برگشت چیلر، گیج دما نیز نصب شود.

گیج فشار

 برای اندازه گیری فشار در سیستم استفاده می شود و با توجه به فشار ایجاد شده توسط پمپ ها، آب در خطوط لوله آب سرد توزیع می شود.

وجود گیج فشار در نقاط مختلف خطوط لوله کشی کمک می کند تا آنالیز بهتری از شرایط گردش آب داشته باشیم. در ساده ترین حالت می بایست حداقل یک گیج فشار در ورودی و یک گیج فشار در خروجی آب اواپراتور پیش بینی شود. اگر اختلاف فشار آب در دو ظرف اواپراتور از حدی کمتر باشد یعنی دبی آب در گردش کافی نیست و اگر از حدی بیشتر باشد، به این معنی است که دبی آب در گردش بیش از حد مجاز است.

گاهی در سمت مکش پمپ، علاوه بر سمت دهش پمپ که در واقع همان ورودی اواپراتور است، یک گیج فشار در نظر گرفته می شود. این گونه می توان میزان هد تولیدی توسط پمپ و نقطۀ کاری پمپ و در نتیجه میزان تقریبی دبی آب در گردش را تشخیص داد. بعلاوه، گاهی هم در سمت مکش صافی، علاوه بر سمت دهش پمپ که در واقع همان ورودی اواپراتور است، یک گیج فشار نصب می گردد تا به این وسیله بتوان افت فشار صافی را اندازه گیری نمود.

شیر تخلیه

شیر تخلیه،  در حین نگهداری و تمیز کردن، به تخلیۀ آب چیلر کمک می کند. معمولاً در خط آب برگشت نصب می شود تا خلاصی کامل ایجاد کند.

شیر دروازه ای

شیر دروازه ای با باز کردن یا بستن خط رفت، جریان آب را در چیلر تنظیم می کند.

پورت هواگیری

در بالاترین نقطه از لوله کشی آب چیلر می بایست پورتی برای هواگیری خط لوله کشی پیش بینی شود.

اتصالات لوله کشی

اتصالات جدیدی به نام کوپلینگ ویکتولیک وجود دارد که در لوله کشی آب چیلر نیز می توان از آن ها استفاده نمود. کوپلینگ ویکتولیک یک سیستم کوپلینگ شیاردار برای اتصال لوله است که از تکنیک شیار رول برای اتصال لوله ها و اجزای اتصال لوله استفاده می کند. کوپلینگ لوله ویکتولیک برای اتصال لوله ها با مواد و اندازه های مختلف لوله استفاده می شود.

یک شیار در قسمت بیرونی لوله ها در نزدیکی انتهایی که قرار است به هم متصل شوند تشکیل می شود. هر شیار یک واشر دریافت می کند و این انتهای لوله در داخل محفظه کوپلینگ قرار می گیرد. واشر یک مهر و موم فشار در قطر خارجی لوله ایجاد می کند.

با سفت شدن محفظه کوپلینگ با پیچ و مهره روی انتهای لوله، آب بندی واشر افزایش می یابد.

روش شیاردار سه مزیت دارد:

– واشر یک درزگیریِ ضد نشتی ایجاد می کند

– کوپلینگ ها لوله را کنار هم نگه می دارند

– بست ها کوپلینگ ها را محکم می کنند.

ابتدا واشر، روغن کاری شده و سپس روی لوله های اتصال قرار می گیرد. سپس محفظه کوپلینگ روی واشر قرار گرفته و با پیچ های موجود سفت می شود. در نهایت گشتاور مورد نیاز بر اساس دستورالعمل سازنده با استفاده از یک آچار گشتاور بر روی پیچ ها اعمال می شود.

نتیجه گیری

لوله کشی چیلر و نصب دستگاه از نظر خیلی از مشتریان چندان مهم نیست، اما همه متخصصان حوزه تهویه مطبوع و برودت صنعتی به خوبی می دانند که لوله کشی چیلر بسیار حائز اهمیت است. شرکت مهندسی تهویه نگار تولید کننده انواع چیلر تراکمی و جذبی، هواساز، قن کویل و سایر تجهیزات سرمایشی و برودتی، آماده ساخت و فروش انواع دستگاه با گارانتی معتبر و خدمات پس از فروش است. لطفا با کارشناسان ما در تماس باشید.

کارشناس فروش 09102072884