انواع موتورخانه کدامند؟ موتورخانه‌های گرمایشی به چند دسته طبقه بندی می‌شوند؟ سیستمهای سرمایش مرکزی شامل چه مواردی است؟ سیال عامل در موتورخانه‌های گرمایشی و سرمایشی کدامند؟ موتورخانه بخار چه برتری نسبت به موتورخانه آبگرم دارد؟ موتورخانه تک‌فصل و دوفصل چیست؟
در نوشته پیشین از سری نوشته‌های بخش موتورخانه، با مبانی تهویه مطبوع و اجزای اصلی هر سیستم تهویه مطبوع آشنا شدیم. دانستیم که هر سیستم تهویه مطبوع شامل سه بخش اصلی تولید، انتقال و توزیع است. سپس دریافتیم که که سیستمهای تهویه مطبوع می‌توانند مرکزی یا محلی باشند. حال در این قسمت به تقسیم بندی انواع موتورخانه مرکزی، خواهیم پرداخت.
به طورکلی موتورخانه‌های مرکزی را می‌توان در دو گروه عمده تک فصلی و دو فصلی طبقه بندی نمود. موتورخانه‌های تک فصلی، تنها برای ایجاد گرما یا سرمای صرف مورد استفاده قرار می‌گیرند و به همین جهت، قابل استفاده در فصول گرم یا سرد می‌باشند. موتورخانه‌های دو فصلی بسته به شرایط آب و هوای محیط، قابلیت تغییر از حالت گرمایش به حالت سرمایش را دارند. یعنی می‌توانند هم در فصول گرم و هم در فصول سرد مورد استفاده قرار گیرند.
انواع موتورخانه تک فصلی (گرمایشی یا سرمایشی)
موتورخانه‌های تک فصلی اغلب از نوع گرمایشی هستند. البته در مناطق گرمسیری، ممکن است از موتورخانه‌های صرفا سرمایشی ( بدون قابلیت گرمایش) نیز استفاده شود. در هر حال استفاده از موتورخانه‌های تک فصلی گرمایشی بسیار رایج‌تر از موتورخانه‌های تک فصلی سرمایشی است. زیرا به طورکلی تجهیزات مولد سرمایشی محلی در انواع تبخیری و تراکمی از فراوانی بیشتری برخوردارند. سادگی اجرا و نصب این سیستم‌ها و درعین حال قابلیت تفکیک هزینه عملکردی این تجهیزات در واحدها، استفاده از چنین تجهیزاتی را به گزینه‌ای رایج و متداول در صنعت تاسیسات تبدیل کرده است. اما در فرآیند گرمایش، به علت استفاده از سوخت‌های فسیلی و خطراتی از قبیل نشت، آتش سوزی، گازگرفتگی، خفگی و دلایل دیگر ترجیح بر این است که سیستم گرمایش، به شکل مرکزی اجرا شود. بنابراین استفاده از سیستمهای سرمایشی محلی بنا به دلایل مختلف رایج‌تر و به تبع آن زمینه بهره گیری از موتورخانه‌های گرمایشی صرف بیشتر فراهم است. به عنوان مثال، برای بسیاری از اماکن مسکونی، اعم از کوچک و بزرگ می‌توان از انواع تجهیزات مولد سرمایش محلی مانند کولر آبی یا کولر پنجره‌ای یا اسپلیت، سیار(پرتابل) و انواع سیستمهای انبساط مستقیم استفاده نمود. اما در بسیاری از همین اماکن، ناگزیر به استفاده از موتورخانه مرکزی برای تامین گرمایش و یا تهیه آبگرم مصرفی خواهیم بود. ( البته که به دلیل برخی ملاحظات اقتصادی و در شرایط خاص، می‌توان برای واحدهای مسکونی یا واحدهای اداری، از واحدهای گرمایشی یکپارچه یا پکیج نیز استفاده نمود.)
انواع موتورخانه گرمایشی
موتورخانه‌های گرمایشی تک فصلی به عنوان رایج‌ترین نوع سیستم مرکزی، بر مبنای سیال عامل، به 4 گروه طبقه بندی می‌شود که عبارتند از: هوای گرم، آب گرم، آب داغ و بخار.
اساس سیستمهای هوای گرم را کوره هوای گرم تشکیل می‌دهد که بنا به تنوع بهره برداری، ممکن است سیستمی کاملا مرکزی یا محلی خوانده شود. معمولا فضای استقرار کوره هوای گرم، موتورخانه نامیده نمی شود و نامهایی نظیر اتاق کوره هوای گرم یا اتاق تاسیسات بیشتر رایج است. در هرحال، چنانچه کوره هوای گرم تامین کننده گرمایش فضاهای مختلف یک ساختمان باشد، می‌توان آن را سیستمی متمرکز نامید. البته در این موارد، تهیه آبگرم مصرفی نیز نیازمند تجهیزات مجزایی می‌باشد. کوره هوای گرم به طورکلی گزینه مناسبی برای اماکن مسکونی با تعداد واحد زیاد نیست مگر اینکه برای هر واحد، به طور مجزا یک کوره هوای گرم در نظر گرفته شود. این سیستم گزینه مناسبی، برای اماکن صنعتی، سالن‌های ورزشی، برخی اماکن پرجمعیت نظیر مساجدو فروشگاه‌های بزرگ می‌باشد.
موتورخانه‌های گرمایشی صرف، بیشتر در دو گونه آب گرم و بخار مورد استفاده قرار می گیرند اما در شرایط خاص ممکن است که از سیستم آب داغ پرفشار نیز استفاده شود. در مجموع، سیستمهای گرمایشی مبتنی بر آب گرم، فضای کمتری نسبت به تجهیزات بخار اشغال می‌کنند. موتورخانه‌های آبگرم ساختار بسیار ساده‌تری از موتورخانه‌های بخار داشته و در عین حال، خطر کمتری برای شخص نگهدار موتورخانه ایجاد می‌کند. بنابراین، صرفا به دلیل محتوای انرژی بسیار بالاتر بخار نسبت به آب گرم، نباید از چنین سیستمی استفاده نمود. بواسطه خطر جریان بخار در لوله، عموما از بخار به شکل مستقیم برای گرمایش ساختمان استفاده نمی‌شود. یعنی بخار در مبدل‌های حرارتی بخار – آب جهت تولید آب گرم کم فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد و آبگرم تولید شده از این روش، با واحدهای تبادل کننده حرارت در فضای مسکونی (فن کویل، رادیاتور و … ) تبادل حرارتی می‌نمایند.
در برخی پروژه‌های بزرگ، امکان رساندن آب گرم به نقاط دوردست به دلیل افزایش هزینه‌های لوله کشی و پمپاژ و همچنین امکان سرد شدن آب و نیز عدم امکان توزیع متعادل، میسر یا مقرون به صرفه نیست. همچنین ممکن است امکان احداث موتورخانه‌های متعدد مجهز به تجهیزات مولد به دلیل کمبود فضا، عدم امکان تامین سوخت در نقاط پراکنده، عدم امکان اجرای دودکش یا غیر قابل قبول بودن سر و صدا و ارتعاش حاصل از کارکرد سیستم بخار فراهم نباشد. در چنین شرایطی بهترین روش، استفاده از یک موتورخانه مرکزی مجهز به تجهیزات مولد گرما از نوع بخار یا آب داغ به همراه موتورخانه‌های فرعی یا اتاق‌های تاسیسات مکانیکی مجهز به مبدل‌های حرارتی است. در این حالت، مبدل‌های بخار – آب و یا آب – آب در نزدیکی محل مورد استفاده نصب شده و مورد بهره برداری قرار می گیرند.
حال که با انواع سیال عامل رایج در موتورخانه‌های گرمایشی آشنا شدیم، خوب است بدانیم موتورخانه‌های گرمایشی، بر مبنای سیال عامل و تمرکز تجیهزات به 4 زیرگروه اصلی طبقه بندی می‌شوند که عبارتند از:
1- موتورخانه هوای گرم مجهز به کوره هوای گرم به همراه آب گرمکن که آبگرم بهداشتی را تامین می‌نمایند.
2- موتورخانه آب گرم که به صورت متمرکز و یکپارچه مورد استفاده قرار می گیرد.
3- موتورخانه آب داغ که اغلب به صورت مرکزی- محلی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در واقع، آب داغ به صورت مرکزی تهیه شده و مبدل‌های حرارتی آب – آب به صورت محلی برای تامین آبگرم کم فشار مورد استفاده قرار می‌گیرد.
4- موتورخانه بخار که ممکن است به دو صورت مرکزی و مرکزی – محلی مورد استفاده قرار گیرد که در حالت مرکزی – محلی، تولید بخار به شکل مرکزی و بخش مبدل‌های حرارتی بخار – آب به صورت محلی به اجرا درمی‌آید.
انواع موتورخانه سرمایشی
سیستمهای سرمایشی را می‌توان به طرق مختلفی دسته بندی نمود. یکی از دسته بندی‌های رایج بر مبنای روش تولید برودت می‌باشد که بسته به این معیار، سیستمهای سرمایشی به سه دسته سیستمهای تبخیری، سیستمهای تراکمی و سیستمهای جذبی طبقه بندی می‌شوند. سیستمهای تبخیری به ندرت به عنوان سیستم مرکزی در ساختمان‌های مسکونی مورد استفاده قرار می‌گیرند اما استفاده از سیستمهای جذبی و تراکمی بسیار در زمینه سرمایش مرکزی رایج است.
دسته بندی رایج دیگری نیز برای سیستمهای سرمایش وجود دارد که بر مبنای آن سیستم‌ها به دو دسته سیستمهای سرمایش مستقیم و غیر مستقیم طبقه بندی می‌شوند. در سیستمهای سرمایش مستقیم، گاز مبرد مستقیم در فضای تهویه شونده جریان می‌یابد، گرما را از محیط گرفته و بواسطه جذب حرارت، به فاز گاز تبدیل می‌شود. سیستم‌هایی نظیر VRF، اسپلیت، داکت اسپلیت و … از این دسته می‌باشند.
در سیستمهای غیرمستقیم، گاز مبرد به طور مستقیم در محیط جریان نمی یابد. در واقع، یک سیال واسط نظیر آب وجود دارد که این سیال، در محیط تهویه شونده جریان می‌یابد و گرما را جذب می‌نماید. سپس این سیال واسط با مبرد تبادل حرارتی می‌نماید و مجدد سرد می‌شود. در واقع سرما در نقطه‌ای دیگر تولید شده، به سیال واسط منتقل شده و سیال واسط در محیط تهویه شونده جریان می‌یابد. سیستم‌هایی نظیر چیلر و فن کویل در این دسته قرار می‌گیرند. (نکته مهم اینکه در هر دو روش مستقیم و غیرمستقیم، تولید سرما در مبدا، توسط یکی از سیستمهای جذبی یا تراکمی بوقوع می‌پیوندد.)
انواع موتورخانه دوفصلی (گرمایشی – سرمایشی)
حال که با دسته بندی‌های مختلف سیستمهای سرمایشی و گرمایشی آشنا شدیم، می‌توانیم بهتر موتورخانه‌های دو فصلی را طبقه بندی نماییم. بر این اساس، موتورخانه‌های دو فصلی که ترکیبی از سیستمهای سرمایش و گرمایش مرکزی هستند، به 6 دسته اصلی طبقه بندی می‌شوند که عبارتند از:
- موتورخانه آب گرم- چیلر تراکمی
- موتورخانه آب گرم- چیلر جذبی
- موتورخانه آب داغ- چیلر تراکمی
- موتورخانه آب داغ- چیلر جذبی
- موتورخانه بخار- چیلر تراکمی
- موتورخانه بخار- چیلر جذبی
در نوشته‌های پیش رو از سری نوشته “موتورخانه” در وبلاگ، به معرفی مهم‌ترین اجزای موتورخانه‌های گرمایشی و سرمایشی خواهیم پرداخت.
تهیه توسط تیم مهندسی پولونی
