یکی از مهمترین راههای هدر رفت حرارت و مصرف بی مورد سوختدر تاسیسات حرارتی ساختمان، خروج حجم عظیمی گازهای حاصل از احتراق از دودکش دیگ وپس از خاموشی آن می باشد. نتیجه خروج این توده عظیم گاز، سرد شدن سریعتر جدار داخلیدیگ و افزایش نرخ کاهش دمای آب گـرم چرخشی دیگ در واحد زمان می باشد. بدیهی است باافزایش نرخ کاهش دمای آب گـرم چرخشی (Circulating Hot Water) ترموستـات دیگ نیززودتـر فعال شده و مشعـل در نوبت بعـدی زودتـر می شود. تحقیقات انجام شده در دهه 80 و 90 میلادی در کشورهای صنعتی پیشرفته، خصوصاًآمریکا حاکی از کاهش 8 تا 13 درصدی مصرف سوخت در صورت استفاده از دمپرهای خودکاردیگ می باشد. دمپر وسیله ای الکترومکانیکی است که با خـاموش شدن دیگ و فرمان بستهشدن دریچه ای در مقطع دودکش را صـادر و پس از بسته شدن این دریچه از خـروج گازهایداغ حاصـل از احتراق داخـل دیگ جلوگیری و موجب صـرفه جویی در مصرف سوخت میگردد.
مقدمه:
درابتدای دهه 80 میلادی محققین وزارت انرژی آمریکا شروع به تحقیق درباره اصلاح بازدهیمصرف انرژی در ساختمانهای چند خانواری و مجتمع های مسکونی نمودند. هيچگونه تحقيقيدر مورد قطعات جانبي كه جهت بهبود مصرف سوخت بكار مي‌روند، وجود نداشت. عمدهاطلاعات موجود در اين مورد در كاتالوگهاي سازندگان خلاصه مي‌شد.
در اين ميانپژوهشگران با بدگماني شديدي از طرف صاحبان مجتمع های مسكوني نیز مواجه بودند چرا كهآنها در مورد قطعات جانبي كه جهت كاهش مصرف ساليانه سوخت به ميزان 25 % بكار مي‌رفتتبليغات زيادي شنيده بودند ولي دانش فني كمي در مورد موثر بودن اين وسايل جانبي باتوجه به قيمت آنها داشتند. علاوه بر اين علاقه‌اي جهت سرمايه‌گذاري بلند مدت درمورد تهيه و بكارگيري اين وسايل نداشتند. در نتيجه گروههاي محقق شروع به تحقيق وآزمايش در مورد قطعات جانبي جهت حفظ انرژي و محيط زيست براي Boiler Water Heating ها در محدوده‌اي وسيع نمودند. اين عمل باعث كسب اطلاعات علمي قابل استناد برايمحققان شد كه باعث جلب اعتماد صاحبان مجتمع های مسكوني گرديد.
نتيجه بهكارگيري Vent Damper ها كـاهش 6/8 درصدي سوخت مصـرفي در مدت 27 ماه در ديگ هايبخـار بود. زماني كه Vent Damper ها به سيستمهاي گرمايش آبي اضافه شدند بطرزشگفت‌‌آوري در مقدار مصرف انرژي صرفه‌جويي كردند. در حاليكه ساير روشهاي بكار رفته،ميزان اندكي در مصرف انرژي صرفه جویی مي‌نمودند.
براي رسيـدن به بالاترينحـد صرفـه‌جويـي، Vent Damper هاي با سرعت عمل كه داراي دو ويژگي سريع بستـه شـدن و tight-fitting (جفت و جور شدن) بودند و جرقه زنهاي اتوماتيك مورد استفاده قرارگرفتند كه به طور قابل ملاحظه‌اي نرخ صرفه‌جويي را نسبت به زمانيكه دمپرهاي گرماييدر آبگرمكنها و يا دمپرهاي كند و با راندمان ﭘايين در ديگها بكار مي‌رفتند، افزايشداد.
با توجه به بررسی تجارب کشورهای صنعتی پیشرفته و پتانسیلهای صرفه جوییموجود در کشور، تحقیقات مطالعاتی و اولیه بر روی دمپرهای خودکار موتورخانه از سال 1383 آغاز گردید. یکی از زمینه های مهم اجرای این طرح در کشور، بررسی کارآیی وعملکرد این سیستم متناسب با راندمان حرارتی تجهیزاتی است که کماکان با تکنولوژیقدیمی بیش از 4 دهه پیش ساخته می شوند به نحوی که حداکثر سازگاری و کارآیی در بهینهسازی مصرف سوخت را به دنبال داشته باشند.
آشنایی با نحوه عملکرد دمپرهای خودکار:
همانطور که اشاره گردید اصول کارکرد دمپرهای خودکارموتورخانه بسیار ساده می باشد. Vent Damper ها بر روي هواكش و درست بعد از كلاهكاضافه مي‌شوند. در اين وسيله و در زماني كه مشعل ديگ خاموش می گردد، صفحه ای بصورتاتوماتيك مسیر دودكش را مسدود مي نمايد اين عمل موجب ممانعت از خروج توده عظیم هوایداغ داخل دیگ و کاهش تلفات حرارتی آن می شود.
این صفحه متحرک تا نوبت بعدیروشن شدن مشعل، مسیر دودکش را مسدود نگه می دارد. با افت دمای آب گرم چرخشی داخلدیگ و فرمان روشنی مشعل، به منظور تخلیه و خروج محصولات احتراق سوخت، مجدداً اینصفحه باز می گردد.
كارايي كـوره‌هـا و ديگهـا معمـولاً در يك وضـعيـتيكنواخت بررسي مي‌شود. درجه كارايي آنها زماني كه براي چند دقيقه دريك دماي از پيشتعيين شده كار مي‌كنند، اندازه گرفته مي‌شود.
تعداد دفعات روشنی و خاموشیمشعل با استفاده از Vent Damper و صرفه جویی حاصله به عوامل مختلفی از جمله دمایهوای خارج ساختمان، بار حرارتی ساختمان وضعیت دودکش موتورخانه، تعداد مشعل های درسرویس، تناسب ظرفیت حرارتی مشعل با قطر دودکش، وضعیت عملکرد پمپ های آب گرم چرخشی ومصرفی، وضعیت مصرف آب گرم بهداشتی، عایق کاری سیستم لوله کشی، عایق کاری بدنهدیگها، درزبندی پره های دیگ، موقعیت استقرار موتورخانه و تبادل حرارتی محیط آن بااطراف بستگی دارد. به عنوان مثال سرد شدن هوا موجب افزایش بار حرارتی ساختمان وکاهش درصد صرفه جویی در مصرف سوخت بدلیل کوتاه تر شدن زمان فاصله خاموشی مشعل دارد.
اگر محفظه احتراق متناسب با مقدار بار خروجي مورد نظر باشد ، در موارديكهمحفظه احتراق به وسيله هواكش با فضاي بيرون در ارتباط است ميانگين تعداد دفعاتي كهدستگاه به حالت آماده باش مي‌رود به 90 - 85 درصد مي‌رسد. در اين هنگام هواي گرممحفظه احتراق از طريق دودكش به بيرون رانده مي شود.
حجم هواي گرم متناسب بابلندي دودكش، قطر آن و دماي هواي خارج ساختمان، كاهش ميباشد.
زماني كه Vent Damper بسته مي‌شود از خروج هواي گرم دودكش جلوگيري مي نمايد و اين عمل به طورواضح كاركرد موثر دستگاه را از طريق كاهش نياز مدت زماني كه بايد به كاركرد يكنواختدسترسي پيدا كند افزايش مي‌دهد.
ميزان صرفه جویی در مصرف انرژي از طريق Vent Damper ها به عوامل مختلفي بستگي دارد. به طور معمول ميزان علاقه به كاهش مصرف سوختدر ديگهاي بزرگ، قديمي و نامتناسب بيشتر است چرا كه در زمان خاموش بودن دستگاهمقدار بيشتري گرما از دست مي‌دهند.
در برخی از موارد بدلیل عدم تناسب ظرفیتحرارتی مشعل با قطر دودکش به عنوان مثال استفاده از مشعلی کوچک با ظرفیت حرارتیپائین بر روی دیگی با دودکش بزرگ موجب خروج سریع هوای داغ از دودکش شده و در نتیجهفاصله زمانی بین دفعات روشنی مشعل کاهش می یابد. بنابراین یکی از عوامل موثر کارآییدمپر تناسب ظرفیت حرارتی مشعل با قطر دودکش می باشد
قابليت اجرا و كاربرد Vent Damper ها
دمپرهای خودکار موتورخانه بر روی دودکش تمامی دیگها قابل نصب میباشند. مکانیزم عملکرد آنها بستگی به نوع مشعل (دمنده دار- اتمسفریک) خواهد داشت. البته با توجه به کثرت استفاده از مشعلهای دمنده دار تحقیقات مطالعاتی صورت گرفتهنیز بر روی نوعی از دمپرها می باشد که هماهنگ با مشعل های دمنده دار عمل مینمایند.
دمپرهای خودکار در موتورخانه های تمامی ساختمانها بدون در نظر گرفتننوع کاربری ساختمان (مسکونی- غیرمسکونی) قابل استفاده می باشند
مقايسه بينانواع Vent Damper ها:
1-دمپرهایگرمایی
قيمت و هزينه نصب اين دمپرها ارزان است و براي كاركردن به يك منبع خارجي نيرو نياز ندارند. وقتي مشعل يا كوره روشن مي‌شود، هواي گرمباعث باز شدن اين دمپرهاي آلياژي مي‌شود. اين نوع دمپرها كارايي كمي دارند در نتيجهاستفاده از دمپرهاي گرمايي تنها در سيستمهاي گرمايش آبي كه نيازي به منبع خارجينيرو ندارند توصيه مي‌گردد.
2-دمپرهایالکترومکانیکی
كيتهاي اين نوع از دمپرها براي نصب درسيستمهايي كه از احتراق الكترونيكي استفاده مي‌كنند در دسترس ميباشد. شير گازهايدو حالته جديد و دستگاه كنترل، همراه با اين كيتها ارائه مي‌شوند. اين قطعات گرانتراز دمپرهاي گرمايي هستند ولي در عوض ميزان صرفه‌جويي انرژي در آنها بيشتر است. نصباين گونه از دمپرها در مكانهاي وسيع كه نياز به توليد گرماي بيشتري دارند توصيهمي‌شود.
مكان نصب دمپرهای خودکار
دمپرهای خودکار بايد پس از دودکش ديگنصـب شود. چنانچه Vent Damper بطور نامناسب نصب شود وضعيت خطرناكي بوجود مي‌آيد. بهطور مثال ممكن است باعث انفجار و يا ايجاد مسموميت ناشی از تولید منو اكسيد كربنشود. همچنين می بايست در يك مكان قابل دسترس و روئيت نصب گردد.
این تجهیزاتبايد بعد از كلاهك دودكش نصب گردد. تا بستن دودكش امكان‌پذير باشد. نصب دمپرهانبايد باعث تغيير ساختار و وضعيت دودكش شود.
در دودكشهاي عمودي مي‌توان Vent Damperرا با استفاده از يك راهانداز (Actuator) در هر مكاني از دودكش نصب نمود. دردودكشهاي افقي نبايد راهانداز درست در بالا و يا زير لوله هواكش نصب شود بلكه راهانداز دمپر بايد در اطراف هواكش نصب گردد.
دمپر براي يك سيستم با پيلوت دائم (مشعل اتمسفریک) نیز نصب مي‌شود. چنانچه Vent Damper براي يك سيستم با پيلوت متناوبو يا يك ديگ مجهز به سيستم احتراق مستقيم نصب شود، ميزان ذخيره انرژي مي‌تواند ازطريق بستن روزنه در تيغه Vent Damper افزايش يابد و اگر از يك سيستم با پيلوت دائماستفاده شود نبايد روزنه صفحه متحرک آن بسته شود زیرا اين امر باعث ايجاد خطرمي‌شود
بررسي عملكرد Vent Damper
براي عملكرد مطمئن و موثر، Vent Damper نحوه عمل آن بايد بصورت ساليانه مورد بررسي قرار گيرد. به طريق زير به نحوهعملكرد Vent Damper رسيدگي می گردد:
1) زماني كه ديگ خاموش است، صفحه متحرکدمپر می بایست در موقعيت بسته بودن قرار گرفته باشد. (بسته باشد)
2) باتغییر كنترلر و ترموستات و روشن شدن مشعل صفحه متحرک دمپر می بایست در موقعیت بازبودن باشد. (باز باشد
3) با تغییر كنترلر و ترموستات و خاموشی مشعل صفحهمتحرک آن می بایست مجدداً در موقعيت بسته بودن قرار گيرد.
مقدمه:
درابتدای دهه 80 میلادی محققین وزارت انرژی آمریکا شروع به تحقیق درباره اصلاح بازدهیمصرف انرژی در ساختمانهای چند خانواری و مجتمع های مسکونی نمودند. هيچگونه تحقيقيدر مورد قطعات جانبي كه جهت بهبود مصرف سوخت بكار مي‌روند، وجود نداشت. عمدهاطلاعات موجود در اين مورد در كاتالوگهاي سازندگان خلاصه مي‌شد.
در اين ميانپژوهشگران با بدگماني شديدي از طرف صاحبان مجتمع های مسكوني نیز مواجه بودند چرا كهآنها در مورد قطعات جانبي كه جهت كاهش مصرف ساليانه سوخت به ميزان 25 % بكار مي‌رفتتبليغات زيادي شنيده بودند ولي دانش فني كمي در مورد موثر بودن اين وسايل جانبي باتوجه به قيمت آنها داشتند. علاوه بر اين علاقه‌اي جهت سرمايه‌گذاري بلند مدت درمورد تهيه و بكارگيري اين وسايل نداشتند. در نتيجه گروههاي محقق شروع به تحقيق وآزمايش در مورد قطعات جانبي جهت حفظ انرژي و محيط زيست براي Boiler Water Heating ها در محدوده‌اي وسيع نمودند. اين عمل باعث كسب اطلاعات علمي قابل استناد برايمحققان شد كه باعث جلب اعتماد صاحبان مجتمع های مسكوني گرديد.
نتيجه بهكارگيري Vent Damper ها كـاهش 6/8 درصدي سوخت مصـرفي در مدت 27 ماه در ديگ هايبخـار بود. زماني كه Vent Damper ها به سيستمهاي گرمايش آبي اضافه شدند بطرزشگفت‌‌آوري در مقدار مصرف انرژي صرفه‌جويي كردند. در حاليكه ساير روشهاي بكار رفته،ميزان اندكي در مصرف انرژي صرفه جویی مي‌نمودند.
براي رسيـدن به بالاترينحـد صرفـه‌جويـي، Vent Damper هاي با سرعت عمل كه داراي دو ويژگي سريع بستـه شـدن و tight-fitting (جفت و جور شدن) بودند و جرقه زنهاي اتوماتيك مورد استفاده قرارگرفتند كه به طور قابل ملاحظه‌اي نرخ صرفه‌جويي را نسبت به زمانيكه دمپرهاي گرماييدر آبگرمكنها و يا دمپرهاي كند و با راندمان ﭘايين در ديگها بكار مي‌رفتند، افزايشداد.
با توجه به بررسی تجارب کشورهای صنعتی پیشرفته و پتانسیلهای صرفه جوییموجود در کشور، تحقیقات مطالعاتی و اولیه بر روی دمپرهای خودکار موتورخانه از سال 1383 آغاز گردید. یکی از زمینه های مهم اجرای این طرح در کشور، بررسی کارآیی وعملکرد این سیستم متناسب با راندمان حرارتی تجهیزاتی است که کماکان با تکنولوژیقدیمی بیش از 4 دهه پیش ساخته می شوند به نحوی که حداکثر سازگاری و کارآیی در بهینهسازی مصرف سوخت را به دنبال داشته باشند.
آشنایی با نحوه عملکرد دمپرهای خودکار:
همانطور که اشاره گردید اصول کارکرد دمپرهای خودکارموتورخانه بسیار ساده می باشد. Vent Damper ها بر روي هواكش و درست بعد از كلاهكاضافه مي‌شوند. در اين وسيله و در زماني كه مشعل ديگ خاموش می گردد، صفحه ای بصورتاتوماتيك مسیر دودكش را مسدود مي نمايد اين عمل موجب ممانعت از خروج توده عظیم هوایداغ داخل دیگ و کاهش تلفات حرارتی آن می شود.
این صفحه متحرک تا نوبت بعدیروشن شدن مشعل، مسیر دودکش را مسدود نگه می دارد. با افت دمای آب گرم چرخشی داخلدیگ و فرمان روشنی مشعل، به منظور تخلیه و خروج محصولات احتراق سوخت، مجدداً اینصفحه باز می گردد.
كارايي كـوره‌هـا و ديگهـا معمـولاً در يك وضـعيـتيكنواخت بررسي مي‌شود. درجه كارايي آنها زماني كه براي چند دقيقه دريك دماي از پيشتعيين شده كار مي‌كنند، اندازه گرفته مي‌شود.
تعداد دفعات روشنی و خاموشیمشعل با استفاده از Vent Damper و صرفه جویی حاصله به عوامل مختلفی از جمله دمایهوای خارج ساختمان، بار حرارتی ساختمان وضعیت دودکش موتورخانه، تعداد مشعل های درسرویس، تناسب ظرفیت حرارتی مشعل با قطر دودکش، وضعیت عملکرد پمپ های آب گرم چرخشی ومصرفی، وضعیت مصرف آب گرم بهداشتی، عایق کاری سیستم لوله کشی، عایق کاری بدنهدیگها، درزبندی پره های دیگ، موقعیت استقرار موتورخانه و تبادل حرارتی محیط آن بااطراف بستگی دارد. به عنوان مثال سرد شدن هوا موجب افزایش بار حرارتی ساختمان وکاهش درصد صرفه جویی در مصرف سوخت بدلیل کوتاه تر شدن زمان فاصله خاموشی مشعل دارد.
اگر محفظه احتراق متناسب با مقدار بار خروجي مورد نظر باشد ، در موارديكهمحفظه احتراق به وسيله هواكش با فضاي بيرون در ارتباط است ميانگين تعداد دفعاتي كهدستگاه به حالت آماده باش مي‌رود به 90 - 85 درصد مي‌رسد. در اين هنگام هواي گرممحفظه احتراق از طريق دودكش به بيرون رانده مي شود.
حجم هواي گرم متناسب بابلندي دودكش، قطر آن و دماي هواي خارج ساختمان، كاهش ميباشد.
زماني كه Vent Damper بسته مي‌شود از خروج هواي گرم دودكش جلوگيري مي نمايد و اين عمل به طورواضح كاركرد موثر دستگاه را از طريق كاهش نياز مدت زماني كه بايد به كاركرد يكنواختدسترسي پيدا كند افزايش مي‌دهد.
ميزان صرفه جویی در مصرف انرژي از طريق Vent Damper ها به عوامل مختلفي بستگي دارد. به طور معمول ميزان علاقه به كاهش مصرف سوختدر ديگهاي بزرگ، قديمي و نامتناسب بيشتر است چرا كه در زمان خاموش بودن دستگاهمقدار بيشتري گرما از دست مي‌دهند.
در برخی از موارد بدلیل عدم تناسب ظرفیتحرارتی مشعل با قطر دودکش به عنوان مثال استفاده از مشعلی کوچک با ظرفیت حرارتیپائین بر روی دیگی با دودکش بزرگ موجب خروج سریع هوای داغ از دودکش شده و در نتیجهفاصله زمانی بین دفعات روشنی مشعل کاهش می یابد. بنابراین یکی از عوامل موثر کارآییدمپر تناسب ظرفیت حرارتی مشعل با قطر دودکش می باشد
قابليت اجرا و كاربرد Vent Damper ها
دمپرهای خودکار موتورخانه بر روی دودکش تمامی دیگها قابل نصب میباشند. مکانیزم عملکرد آنها بستگی به نوع مشعل (دمنده دار- اتمسفریک) خواهد داشت. البته با توجه به کثرت استفاده از مشعلهای دمنده دار تحقیقات مطالعاتی صورت گرفتهنیز بر روی نوعی از دمپرها می باشد که هماهنگ با مشعل های دمنده دار عمل مینمایند.
دمپرهای خودکار در موتورخانه های تمامی ساختمانها بدون در نظر گرفتننوع کاربری ساختمان (مسکونی- غیرمسکونی) قابل استفاده می باشند
مقايسه بينانواع Vent Damper ها:
1-دمپرهایگرمایی
قيمت و هزينه نصب اين دمپرها ارزان است و براي كاركردن به يك منبع خارجي نيرو نياز ندارند. وقتي مشعل يا كوره روشن مي‌شود، هواي گرمباعث باز شدن اين دمپرهاي آلياژي مي‌شود. اين نوع دمپرها كارايي كمي دارند در نتيجهاستفاده از دمپرهاي گرمايي تنها در سيستمهاي گرمايش آبي كه نيازي به منبع خارجينيرو ندارند توصيه مي‌گردد.
2-دمپرهایالکترومکانیکی
كيتهاي اين نوع از دمپرها براي نصب درسيستمهايي كه از احتراق الكترونيكي استفاده مي‌كنند در دسترس ميباشد. شير گازهايدو حالته جديد و دستگاه كنترل، همراه با اين كيتها ارائه مي‌شوند. اين قطعات گرانتراز دمپرهاي گرمايي هستند ولي در عوض ميزان صرفه‌جويي انرژي در آنها بيشتر است. نصباين گونه از دمپرها در مكانهاي وسيع كه نياز به توليد گرماي بيشتري دارند توصيهمي‌شود.
مكان نصب دمپرهای خودکار
دمپرهای خودکار بايد پس از دودکش ديگنصـب شود. چنانچه Vent Damper بطور نامناسب نصب شود وضعيت خطرناكي بوجود مي‌آيد. بهطور مثال ممكن است باعث انفجار و يا ايجاد مسموميت ناشی از تولید منو اكسيد كربنشود. همچنين می بايست در يك مكان قابل دسترس و روئيت نصب گردد.
این تجهیزاتبايد بعد از كلاهك دودكش نصب گردد. تا بستن دودكش امكان‌پذير باشد. نصب دمپرهانبايد باعث تغيير ساختار و وضعيت دودكش شود.
در دودكشهاي عمودي مي‌توان Vent Damperرا با استفاده از يك راهانداز (Actuator) در هر مكاني از دودكش نصب نمود. دردودكشهاي افقي نبايد راهانداز درست در بالا و يا زير لوله هواكش نصب شود بلكه راهانداز دمپر بايد در اطراف هواكش نصب گردد.
دمپر براي يك سيستم با پيلوت دائم (مشعل اتمسفریک) نیز نصب مي‌شود. چنانچه Vent Damper براي يك سيستم با پيلوت متناوبو يا يك ديگ مجهز به سيستم احتراق مستقيم نصب شود، ميزان ذخيره انرژي مي‌تواند ازطريق بستن روزنه در تيغه Vent Damper افزايش يابد و اگر از يك سيستم با پيلوت دائماستفاده شود نبايد روزنه صفحه متحرک آن بسته شود زیرا اين امر باعث ايجاد خطرمي‌شود
بررسي عملكرد Vent Damper
براي عملكرد مطمئن و موثر، Vent Damper نحوه عمل آن بايد بصورت ساليانه مورد بررسي قرار گيرد. به طريق زير به نحوهعملكرد Vent Damper رسيدگي می گردد:
1) زماني كه ديگ خاموش است، صفحه متحرکدمپر می بایست در موقعيت بسته بودن قرار گرفته باشد. (بسته باشد)
2) باتغییر كنترلر و ترموستات و روشن شدن مشعل صفحه متحرک دمپر می بایست در موقعیت بازبودن باشد. (باز باشد
3) با تغییر كنترلر و ترموستات و خاموشی مشعل صفحهمتحرک آن می بایست مجدداً در موقعيت بسته بودن قرار گيرد.
