احسان اسدی مقدم
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی هسته‌ای دانشگاه صنعتی شریف
علی غروی
دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سیستم‌های انرژی دانشگاه صنعتی شریف
محدوديت حجم منابع انرژی فسيلی و افزایش روز افزون هزینه حامل‌های انرژی در دنیا، باعث ایجاد حرکتی مستمر در جهت بهبود کارکرد و بهره‌گیری از تجهیزات مناسب برای افزایش راندمان در تجهیزات مصرف‌کننده انرژی شده است؛ عاملی که باعث تولید دیگ‌ها یا بویلرهای چگالشی توسط تولیدکنندگان این تجهیز گردیده است. اگرچه انواع جدید این دیگ‌ها انرژی کمتری نسبت به انواع قدیمی‌تر مصرف می‌کنند، اما استفاده از آن‌ها، آنچنان که انتظار می‌رفت، مورد استقبال قرار نگرفت.
دیگ‌های آب گرم [1] به عنوان يكي از مصرف‌كننده‌های عمده انرژی در ساختمان‌ها مطرح هستند. به طوری كه وضعيت عملكرد آن‌ها، نقش مهمی در تعيين ميزان مصرف انرژی ساختمان ايفا می‌کند.
تکنولوژی دیگ‌ها بدین صورت است که احتراق در یک محفظه بسته صورت می‌گیرد و گازهای حاصل از احتراق، به آرامی به سمت دودکش هدایت می‌شوند. در مسیر خروج گازهای احتراق، از انرژی این گازها برای پیش‌گرمایش آب برگشتی به داخل دیگ استفاده می‌شود.
این عمل باعث میعان بخار فوق گرم [2] موجود در گازهای احتراق می‌شود. در نتیجه، گرمای از دست رفته از طریق دودکش به حداقل رسیده و دمای گاز خروجی از دودکش بسیار کم می‌شود. بنابراین قطر دودکش کاهش می‌یابد و بازده دیگ تا حد زیادی بالا می‌رود.
دیگ‌های چگالشی در مقایسه با انواع سنتی خود بسیار مفید و مقرون به صرفه به نظر می‌رسند، اما عملکرد آن‌ها با مشکلاتی نیز مواجه است که تاکنون باعث ترجیح انواع سنتی این دیگ‌ها بر فناوری جدید شده است.
قیمت یک دیگ چگالشی نسبت به انواع معمولی آن حدود %50 بیشتر است. اگر چه در صورت تأمین شرایط عملکردی مناسب و کارکرد دیگ با راندمان بالای طراحی‌شده، از طریق صرفه‌جویی صورت‌گرفته در میزان مصرف سوخت، بسته به نوع و قیمت سوخت آن دارای مدت بازگشت سرمایه‌ای بین دو تا پنج سال است، اما همچنان هزینه اولیه سرمایه‌گذاری به نسبت بالای این فناوری، سبب اکراه کارفرمایان برای استفاده از این دیگ‌ها شده است.
از طرفی، اگر چه دیگ‌های چگالشی می‌توانند به راندمانی بیش از %۹۸ دست یابند (در حالی که این عدد در انواع معمولی به سختی به %80 می‌رسد) اما کارکرد این دیگ‌ها در چنین راندمان‌های بالایی نیازمند تأمین شرایط عملکردی خاصی است که عدم تحقق آن باعث افت چشمگیر راندمان دیگ خواهد شد.
به دلیل مقدار کم آب درون این نوع دیگ‌ها، دمای آب سریع‌تر به حد مورد نظر می‌رسد. اما برای تأمین بارهای کوچک موجود در ساختمان، باعث روشن و خاموش شدن مشعل دیگ می‌شود. با توجه به اینکه مشعل به مدت زمان کوتاهی برای رسیدن به حالت پایای خود نیاز دارد و در شرایط گذار چندان کارآمد عمل نمی‌کند، این تجدید سیکل باعث افت زیادی در بازده حرارتی دیگ می‌شود. معمولاً برای غلبه بر این مشکل، از یک مخزن ذخیره آب در کنار سیستم لوله‌کشی دیگ استفاده می‌کنند که این نیز بر هزینه سرمایه‌گذاری اولیه خواهد افزود.
از دیگر مشکلات عمده دیگ‌های چگالشی، پخش دود خروجی از اگزوز آن‌ها در ارتفاع پایین‌تر نسبت به انواع معمولی خود به دلیل پایین‌تر بودن دمای دود خروجی است. این امر مي تواند از یک سو سبب تشكيل دود و بخار قابل رؤیت در ارتفاع پایین شود.
مسئله مهم دیگر، خاصیت اسیدی آب چگالیده شده در اثر حضور اکسیدهای گوگرد در گاز خروجی از اگزوز است. این امر می‌تواند منجر به خوردگی محیط‌های در تماس با آن از جمله سیستم‌های فاضلاب قدیمی چدنی شود.
بنابر آن‌چه گفته شد، با کوچک‌ترین اختلال در عملکرد و یا اشتباهی در محاسبات، این موتورخانه‌ها مزیت‌های خود را از دست داده و عملکرد بهتری نسبت به یک موتورخانه معمولی و ارزان‌قیمت نخواهند داشت.
حساسیت بالا نسبت به شرایط طراحی، نگهداری و تنظیم این موتورخانه‌ها در ایران، باعث شده تا کارشناسان استفاده از این نوع موتورخانه‌ها را چندان مناسب ارزیابی نکنند.
[1] Boiler
[2] Superheat
[3] Turndown ratio
میتوانید متن کامل این مقاله را در سایت مرکز نوآوری و فناوری آما ببینید.
