![]() |
|
![]() |
![]() |
|
|
|||||||
|
| هندسة التبريد و التكييف ................ بإشراف : المهندس الكويتي, م. عبد المنعم, م.محمد عبد الفتاح سيد |
![]() |
|
|
LinkBack | أدوات الموضوع | تقييم الموضوع |
|
|||
![]() ![]() انظمة التدفئة المركزية Central Heating Systems تعتبر انظمة التدفئة المركزية من وسائل التدفئة الغير مباشرة ، حيث يعتمد قي عملها على نقل الطاقة الحرارية الموجودة في وسيط التسخين سواء كان ماء او هواء او بخار الى المبادلات الحرارية في الاماكن المراد تدفئتها . وتنقسم هذه الانظمة الى ثلاث انواع: 1. نظام التدفئة بالماء الساخن Hot Water Heating System يستخدم الماء في هذا النظام كوسيط لنقل الحرارة ، حيث يتم تسخينه في مراجل Boilers خاصة ، يدور بعدها في شبكة انابيب بواسطة مضخات التدوير Circulating Pumps ثم يتوزع الى المبادلات والمشعات الحرارية لتنتقل الحرارة بعد ذلك الى هواء الحيز : ![]() هذا النظام الاكثر انتشاراً في تدفتة المنازل والمدارس والمستشفيات والفنادق .. ومن مميزاته :
2. نظام التدفئة بالهواء الساخن Hot Air Heating System يستخدم الهواء في هذا النظام كوسيط لنقل الحرارة ، ويسخن (الهواء) بطرق مختلفة في وحدات تدفئة مركزية خارجية او داخلية مستقلة ، ويدفع بعد ذلك في ممرات خاصة تسمى بـ مجاري الهواء ، حيث يخرج من نهاية الممر الى الحيز المراد تدفئته. ![]() 3. نظام التدفئة بالبخار Steam Heating System يستخدم البخار في هذا النظام كوسيط لنقل الحرارة ، حيث يتم توليد البخار في مراجل Steam Boilers خاصة بضغوط مختلفة ، يتحول الماء فيها الى بخار . ![]() يقتصر استخدام هذا النظام على المنشآت الصناعية ، ولا يستخدم في التدفئة المنزلية للاسباب التالية :
وللموضوع بقية ان شاء الله ولا تنسونا من دعائكم والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() المراجـــــل Boilers ![]() يعد المرجل من اهم مكونات نظام التدفئة المركزية . ويعرف بانه ذلك الجزء من النظام الذي يتم فيه حرق الوقود داخل غرفة الاحتراق (بيت النار) ، كما في الشكل ادناه ، بهدف الاستفادة من الحرارة الناتجة عن الاحتراق ونقلها الى وسيط التسخين الذي يمر عبر انابيب او مقاطع يحيط بها اللهب او الغازات الساخنة ، لينقل بعد ذلك الى المشعات الحرارية ، او مبادلات تسخين المياه بواسطة مضخات التدوير ، فيما تنطلق الغازات الناتجة عن الاحتراق الى الجو عبر المدخنة المتصلة بالمرجل : ![]() يبين الشكل التالي قنوات الماء في مقطع المرجل من حديد الصب cast iron boilers : ![]() كما يبين الشكل التالي انابيب المياه في المراجل المصنوعة من صفائح الفولاذ welded steel boilers : ![]() وفي المحاضرات القادمة ان شاء الله ، سنتناول دراسة موسعة لموضوع المراجل من كل النواحي ما أمكن ذلك . والله من وراء القصد
__________________
![]() التعديل الأخير تم بواسطة م. عبد المنعم ; 05-11-2006 الساعة 06:51 PM. |
|
|||
![]() أولاً : مادة الصنع : تصنع المراجل عادة من مواد تتناسب مع طبيعة استخدامها .. فالمراجل التي تستخدم لاغراض التدفئة والتي يستخدم فيها الماء كوسيط ناقل للحرارة, تصنع من حديد الصب في مصانع ضخمة, حيث يصهر الحديد ويزال منه الخبث ثم يصب في قوالب خاصة للحصول على مقاطع متشابهة (sections) , يتم تجميعها فيما بعد لتشكل المرجل . لمراجل حديد الصب ميزات وعيوب ..
![]() او على المجمعات (headers) القريبة منه .. ![]() وكذلك تركيب صمام امان مناسب يقوم بتصريف الضغط الزائد . اما مراجل الفولاذ فتصنع من الواح الصاج السميك (10 مم) ومن الانابيب ذات المواصفات العالية، وتختلف سماكة الصاج والانابيب باختلاف الغرض من استخدام المرجل واستطاعته . لمراجل الفولاذ ميزات وعيوب ..
ثانياً : ضغط التشغيل : تقسم المراجل تبعاً لضغوط تشغيلها الى قسمين : 1. مراجل الضغط المنخفض low pressure boilers : توصي معظم مصانع مراجل حديد الصب بعدم استخدام هذا النوع من المراجل لضغوط تزيد عن 4 بار ، الا انه مع التقدم التكنولوجي وشيوع ظاهرة المباني الشاهقة والابراج السكنية قامت بعض المصانع برفع قدرة تحمل المراجل حتى الضغط 6 بار . 2. مراجل الضغط العالي high pressure boilers : تعمل هذه المراجل على ضغوط لا تقل عن 5 بار وتستخدم لتسخين مياه التدفئة المركزية الى درجات حرارة تترواح من 100 - 200 مْ او لتوليد البخار في المصانع .. وهذا يتطلب منا الى تزويدها بوسائل الامان واجهزة تحكم متعددة، ولا يفضل تركيب هذا النوع من المراجل داخل البناء، وانما توضع صمن غرفة مستقلة خارج البناء . ثالثاً : الوقود المستخدم : يستخدم الوقود السائل لتشغيل حراقات burners المراجل ، ويخزن الوقود داخل خزانات تحت سطح الارض او فوق سطح الارض بمواصفات خاصة . كما يستخدم الوقود الغازي لتشغيل المراجل ، ومن ميزاته :
والله من وراء القصد
__________________
![]() التعديل الأخير تم بواسطة م. عبد المنعم ; 31-10-2006 الساعة 08:35 PM. |
|
|||
![]() ![]() رابعاً : أسباب تلف المراجل وتتلخص في الامور الثلاثة التالية :
1. الصدأ والنخر : يظهر الصدأ على سطح المرجل من الداخل بشكل بقعاً مخرمة نتيجة عمليات الاكسدة بفعل الاكسجين والحموض . ومعلوم ان مراجل الفولاذ تتعرض للصدأ بشكل اكبر مقارنة بمراجل حديد الصب . 2. الكسر : العوامل التي تؤدي الى كسر المراجل : أ. التسخين الشديد للمساحة الحرارية : معلوم ان لكل مرجل قدرة حرارية معينة تعتمد على دراسات حسابية وتصميمية خاصة . وبناءً على هذه الدراسات يتم اختيار الحراق المناسب للمرجل . وخلاف ذلك يؤدي الى تشقق مقاطع المرجل نتيجة تغير التركيب الجزئي لمادة حديد الصب بسبب درجة الحرارة الشديدة الناتجة عن اللهب غير المناسب . ب. تشغيل المرجل دون وجود وسيط التسخين : وهذا يؤدي الى ان مقاطع المرجل التي تشكل بيت النار تتوهج لدرجة الاحمرار وتشقق ، وخصوصا عتد تزويد المرجل بالماء البارد مباشرة . ولمنع حدوث ذلك يجري تركيب مفتاح التدفق (flow switch) الذي يمنع تشغيل الحراق في حال عدم جريان وسيط التسخين . وفي المراجل البخارية يتم تركيب حساسات sensors الذي تمنع تشغيل الحراق في حال عدم جريان وسيط التسخين . ج. تشغيل المرجل على ضغط او درجات حرارة اعلى مما صمم عليه : عادة ترفق الشركات الصانعة نشرات فنية لكل مرجل تبين تعليمات تشغيله ومواصفاته . ولا يجوز مخالفة هذه التعليمات .. فمثلاً : اذا اشارت النشرة الفنية الخاصة بمرجل ما ان الحد الاعلى لدرجة الحرارة المسموحة بتسخين ماء المرجل اليها 90 مْ وقمنا برفع هذه الدرجة الى 120 مْ فان المرجل ربما يتعرض للكسر . وكذلك الامر عند زيادة الضغط داخل المرجل عن الحد المسموح به . وللموضوع بقية والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() 3. التكلس ويقصد بالتكلس ترسب المواد الكلسية الموجودة في الماء ، والذي يحتوي على نسبة من املاح الكالسيوم واملاح المنغنيزيوم ، على جدران اقسام المرجل الداخلية ، ممّا يؤدي الى تكون طبقة كلسية سميكة ، تصبح مانعة لانتقال حرارة الماء ، وهذا يتطلب الى زيادة كمية الوقود المستهلك وعدم الحصول على التدفئة في الزمن الاعتيادي . كيف تحمي المراجل من التكلس ؟ ان تعويض المياه للمراجل نتيجة الكسر او السيلان الدائم للماء ، يؤدي الى ادخال مياه جديدة ، تحتوي في كل مرة على نسبة معينة من المواد الكلسية .. وكلما تجدد ماء المرجل كلما تكونت طبقة كلسية جديدة . وللوقاية من المواد الكلسية ، يركب بجانب المرجل وخاصة مراجل البخار اجهزة خاصة لتخليص المياه من عسر الماء Water softener . ملاحظة : هناك موضوع ضخم للأخت (جيهان كمال) وهو : معالجة مياه الغلاية ومدى تأثيرها على الأنظمة على الرابط التالي : http://www.arab-eng.org/vb/showthread.php?t=8738 فمن يريد الاستزادة عليه مراجعة الرابط اعلاه .. والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() خامساً : الصيـانـــــة Maintanance وتقسم الى :
1. تسرب المياه من الوصلات : يؤدي هذا الى تلف جسم المرجل او غطائه الخارجي او تأكسد براغي وصواميل التجميع . وفي هذه الحالة يجب اصلاح اماكن تسرب المياه ووضع مانع التسرب المناسب واعادة شد البراغي جيداً . 2. تسرب الدخان من جسم المرجل : وهذا يدل على تلف مانع التسرب الحراري الموجود بين المقاطع . ولا ينصح باعادة فك مقاطع المرجل لمعالجة تسرب الدخان ، وانما ينصح باستخدام معجونة حرارية خاصة تضغط بين مقاطع المرجل من الخارج .. او استخدام احد انواع السيلكون التي تتحمل درجات حرارة عالية . 3. تسرب الوقود السائل : يجب دائماً تفقد انابيب الوقود ووصلاتها مع الحراق ، اذ ان تسرب الوقود قد يؤدي الى احتراق غرفة المراجل . 4. تفقد خطوط الكهرباء المتصلة بالمرجل : والتأكد من وضعها داخل خراطيم خاصة conduits وتركيب وصلات مانعة لدخول الماء على اطراف علب التوصيل . 5. مراقبة منظمات التحكم بدرجات حرارة ماء المرجل : اذ يجب المحافظة عليها من العبث وعدم معايرتها على درجات حرارة فوق الحد المسموح من قبل اشخاص غير مختصين ، مما يتسبب في التسخين الشديد لجسم المرجل ، وبالتالي الى كسره وتلفه . 6. التأكد من جودة احتراق الوقود داخل غرفة الاحتراق : وعدم العبث بمعايرة مضخة الوقود السائل , او معايرة الهواء اللازم للاحتراق بشكل عشوائي , مما يتسبب في تكوين طبقات سميكة من السناج داخل مجاري المرجل , وبالتالي الى اختناق الشعلة وعدم تمكين الغازات العادمة من المرور الى المدخنة ، حيث تغلق المدخنة وممرات مرور الغازات الساخنة نتيجة الاحتراق الغير كامل .. وهذا يتطلب الى تنظيف المرجل والمجاري والمدخنة بشكل دوري بواسطة ادوات وفراشي التنظيف الخاصة بالمرجل . والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() الصيانــة الطارئــة : وتعني استبدال الاجزاء التالفة من المرجل او ملحقاته .. فمثلاً اذا دخلت غرفة المراجل .. فقد تجد ان المياه قد غمرت ارضية الغرفة .. وبعد التشخيص تجد ان احد مقاطع المرجل او اكثر مكسوراً .. وفي هذه الحالة يجب استخراج المقطع التالف واستبداله بآخر جديد ، هذا اذا كان المرجل يتكون من مقاطع من الحديد الصب . اما اذا كان المرجل من الفولاذ ، فمعالجتها من حيث تسرب المياه اسهل ، لانها مصنوعة من الواح من الصاج السميك مما يسمح قصها ولحامها وتصليحها .. الخ. والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() سادساً : غرفة المراجل وشروط بنائها عند انشاء مبنى ما ، ووضع التصميم الهندسي له ، يؤخذ بعين الاعتبار غرفة المراجل (وتسمى ايضاً غرفة الميكانيك) من حيث
![]() جرت العادة ان تكون غرفة المراجل في قبو البناء ( وهذا هو الانشاء الصحيح ) ، الا انه في الوقت الحاضر قد تقلص حجم المرجل نتيجة التحسين الدائم والمنافسة الشديدة بين الشركات الصانعة ، وكذلك الغاء المراجل المبطنة بالطوب الحراري .. الامر الذي ادى الى امكانية وضع غرفة المرجل على سطح المبنى . ![]() وبشكل عام يخضع تصميم وبناء غرفة المراجل للشروط التالية : وللموضوع بقية والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() شروط تصميم وبناء غرفة المراجل أبعاد غرفة المراجل : تتناسب أبعاد غرفة المراجل تناسباً طردياً مع حجم المرجل ، واستطاعته ، وعدد المراجل اذا ما كانت البناية مكونة من عدة شقق ولكل شقة مرجلاً خاصاً بها . توفر الانارة الطبيعية : غالباً ما يكون التيار الكهربائي مفصولاً ايام الشتاء (لاسباب قد تكون لاجراء صيانة طارئة ، ...) ، كما ان ساعات عمل المراجل تتضاعف ايام الشتاء وبالتالي كثرة الاعطال ، ... الخ ، لهذا يفضل ان تكون الانارة الطبيعية من نوافذ غرفة المراجل كافية . توفر التهوية : يقوم الحراق بسحب هواء غرفة المراجل ودفعه الى حجرة احتراق المرجل لاكتمال عملية الاحتراق (الاشتعال) ، وبالتالي فان للتهوية اهمية كبرى وذلك بادخال هواء جديد لغرفة المراجل . واذا ما كانت غرفة المراجل محكمة الاغلاق ، فان عملية الاحتراق تكون غير مكتملة ، وهذا يعني تراكم الكربون (الموجود في الوقود) الغير محترق داخل المدخنة ومجاري المرجل . ولهذا يعمد الى عمل فتحات اباجورية ثابتة وغير قابلة للاغلاق في باب غرفة المراجل ، تكون مساحتها تساوي الى ضعف مساحة فتحة مدخنة المرجل على الاقل . اللوحة الكهربائية : يجب ان تركب لوحة القواطع الكهربائية الخاصة بغرفة المراجل بالقرب من الباب . وضع المرجل : يجب ان يوضع المرجل على قاعدة متينة من البيتون المسلح ، وترتفع عن سطح بلاط الغرفة 10سم على الاقل وتزيد 10سم تقريباً عن اطراف المرجل من كل جهة . يجب ان لا تحتوي غرفة المراجل على اي مواد مشتعلة ، وان لا تستعمل مخزناً لمواد المنزل . يجب ان يكون باب غرفة المراجل واسعاً من اجل ادخال المرجل او المبادل الحراري او ... ، وان يفتح للخارج . يجب ان تكون جدران غرفة المراجل معزولة بعازل حراري يمنع انتقال الحرارة الى الغرف التي فوقها او بجانبها ، كما يجب ان تكون مانعة لتسرب المياه . ميلان ارضية غرفة المراجل : يتم عمل ميلان في ارضية غرفة المراجل باتجاه مصرف ارضي يؤدي الى مجاري التصريف الرئيسية العائدة للبناية . وفي حال كون مستوى ارضية غرفة المراجل ادنى من مستوى مجاري التصريف الرئيسية ، يتم انشاء حفرة ذات سعة كافية (30 لتراً مثلاً ) من ماء الصرف ، تغطى بشبك معدني ويركب عليها مضخة اوحال (مغمورة في الماء) أو مضخة غاطسة (محركها الكهربائي بعيداً عن الماء) تقوم بضخ المياه من الحفرة آلياً كلما امتلأت الحفرة . احتياطات منع الحرائق : ونذكر منها : ( صمام حريق خاص ) يتم تركيب صمام حريق خاص على خط وقود السائل المزود للحراق يغلق تلقائياً ويقطع الوقود عن الحراق عند نشوب الحريق في غرفة المراجل . وهذا النوع من الصمامات يبقى مفتوحاً بفعل لحام القصدير الذي ينصهر على درجات حرارة منخفضة نسبياً ، او بفعل خيط من مادة سهلة الانصهار يلف على بكرات مركبة على جسم المرجل قرب الحراق . ويبين الشكل التالي صمام الحريق ولحام القصدير الذي يبقيه في وضع مفتوح : ![]() والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() سابعاً : قدرة المرجل قدرة المرجل او استطاعة المرجل : هي الطاقة الحرارية الناتجة عن احتراق كمية من الوقود (والتي يكتسبها وسيط التسخين) في الساعة الواحدة . تتضمن الطاقة الحرارية هذه :
العوامل التي تعتمد عليها قدرة المرجل 1. المساحة الحرارية لسطح التسخين : هي المساحة التي تلامس الوقود المشتعل والغازات الساخنة الناتجة عنه من جهة ، وتلامس وسيط التسخين من الجهة الثانية . وتختلف المساحة الحرارية للمرجل باختلاف حجمه وعدد ممراته او عدد انابيب المياه او انابيب اللهب في المراجل الفولاذية . وتقاس المساحة الحرارية لسطوح التسخين في المراجل عادة بـ المتر المربع . 2. درجة حرارة المياه الداخلة الى المرجل ودرجة حرارة المياه الخارجة منه : تختلف درجة حرارة المياه الداخلة الى المرجل باختلاف المناطق الجغرافية . اما بالنسبة لدرجة حرارة المياه الساخنة والخارجة منه اي المرجل فغالباً ما تضبط على 90 مْ في انظمة التدفئة العادية. 3. نوع الوقود المستخدم : لكل نوع من انواع الوقود قيمة حرارية معينة ، وبالتالي فان قدرة المرجل تختلف باستخدام الوقود السائل او الغازي او حتى في بعض المناطق باستخدام الوقود الصلب . 4. اختيار الحراق المناسب : ويتم بتركيب فالة الوقود nozzle المناسبة عليه . 5. المواد المستعملة في صناعة المراجل وسماكتها : لقد كان النظام الشائع سابقاً تبطين غرفة الاحتراق في المرجل بالطوب الناري firebrick لوقايته من اللهب مما يقلل من قدرة المرجل وسرعة انتقال الحرارة لوسيط التسخين . كما ان معامل انتقال الحرارة يختلف بين مرجل مصنوع من حديد الصب و مرجل مصنوع من الفولاذ. 6. عزل جسم المرجل : تزداد كمية الحرارة المفقودة من جسم المرجل في انحاء غرفة المراجل نتيجة عدم عزله بالمواد العازلة جيداً ، وتهدر نتيجة لذلك طاقة حرارية كبيرة . 7. تزويد المرجل بالمياه العسرة : ان تزويد المرجل بالمياه العسرة لتعويض النقص في مياه المراجل يسبب تكلس المقاطع من الداخل ، وبالتالي تنخفض قيمة معامل انتقال الحرارة على امتصاص الحرارة . 8. تركيب مداخن غير معزولة : ان استخدام مداخن غير معزولة بشكل جيد يؤثر على جودة الاحتراق سلبياً وبالتالي ضياعات حرارية كبيرة . والله من وراء القصد
__________________
![]() |
|
|||
![]() ![]() ثامناً : كفـاءة المرجـل (المـردود) تعرف كفاءة المرجل بأنها نسبة الطاقة المستفادة الى الطاقة الناتجة من احتراق الوقود حسب العلاقة التالية : كمية الحرارة المنتقلة الى وسيط التسخين كفـاءة المرجــل = ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ x % 100 كمية الحرارة الناتجة من الاحتراق يمكن تصنيف كفاءة المراجل بشكل تقريبي كما يلي :
1. ينصح بالمحافظة على النشــرة الفنيــة الخاصة بالمرجل والمرفقة معه. 2. عمـــل بطاقـــة معلومــات للمرجل تعلق بجانبه تبين :
![]() والله الموفق
__________________
![]() التعديل الأخير تم بواسطة م. عبد المنعم ; 12-11-2006 الساعة 09:51 PM. |
|
|||
![]() ![]() الحـراقـــــــــــات Burners ![]() تعريــف : الحراق جهاز كهروميكانيكي ، يقوم بتحويل الطاقة الكيميائية الموجودة في الوقود الى طاقة حرارية . يوجد الحراق داخل غرفة (حجرة) الاحتراق في العديد من الاجهزة التي تعمل على الطاقة الحرارية . ونذكر من هذه الاجهزة :
والله الموفق
__________________
![]() |
![]() |
| مواقع النشر (المفضلة) |
| أدوات الموضوع | |
| تقييم هذا الموضوع | |
|
|