*اجرای موتورخانه

*موتورخانه اولیه-ثانویه (primary-secondary piping)

این مدار براساس سیستم دومداره طراحی می شود ، در این سیستم پمپ های مدار اولیه دور ثابت (cte) و پمپ های مدار ثانویه دور متغیر(VSD) می باشند . در مدار اولیه دیگ و چیلر آب گرم و سرد و پمپ های مربوطه قرار دارند و در مدار ثانویه پمپ ها ، لوله ها و تجهیزات سیستم توزیع مانند هواساز، فن کوئل و ... قرار دارند . بین دو مدار اولیه و ثانویه لوله ی مشترک (COMMON PIPIE)قرار دارد (طول لوله ی مشترک باید کم باشد تا افت کمی ایجاد کند ).در مدار ثانویه به هنگام کاهش بار گرمایی یا سرمایی دور پمپ ثانویه (secondary) کم می شود . مدار ثانویه براساس اختلاف فشار ∆P سیستم توزیع ، تغییر دور می دهد . یعنی هنگامی که به بار گرمایی یا سرمایی کمی در سیستم توزیع نیاز باشد ∆P سیستم که توسط شیر کنترلی فن کوئل کنترل می شود افزایش خواهد یافت ، بر این اساس دور پمپ کم خواهد شد.

*اجرای موتورخانه

*موتورخانه اولیه-ثانویه (primary-secondary piping)

در سیستم لوله کشی موتورخانه اولیه ثانویه (primary-secondray piping)،پمپ های سیستم اولیه(primary) بر اساس اختلاف دما کار می کنند(primary=flow x ∆t) درصورتی که در پمپ های سیستم ثانویه بر اساس جریان سیال (secondary=flow x ∆t)کار می کند.

درسیستم اولیه-ثانویه  دبی پمپ هایاولیه می بایست بیشتر یا برابر (Q primary ≥ Q secondary)پمپ های ثانویه باشند .

در حالت 100% بار، در لوله مشترک(common pipe) هیچ گونه دبی آبی از سیستم اولیه (primary) جهت اختلاط با آب برگشتی سیستم ثانویه (secondary)نخواهد بود.( GPM=0)

با فرض اینکه دبی سیستم اولیه با 3 عدد چیلر با ظرفیت هر چیلر 3000gpm که ظرفیت کل 9000gpm باشد (لازم به ذکر است پمپ های سیستم اولیه دور ثابت می باشند). زمانی که سیستم به 75% بار گرمایشی،سرمایشی نیاز داشته باشد(سیستم ثانویه با 75% توان کار می کند)،مقدار دبی که از لوله مشترک جهت اختلاط با آب برگشتی عبور می کند 2250gpm خواهد بود.

حال اگر سیستم ثانویه نیاز به 50% بار سزمایشی،گرمایشی داشته باشد(4500gpm)،با توجه به این نکته که (Q primary ≥ Q secondary) باشد یک چیلر با دبی (3000gpm) از مدار خارج شده و 2 عدد چیلر با دبی 6000gpm در حالت بار قرار می گیرد و مقدار دبی جهت اختلاط با آب برگشتی 1500gpm خواهد بود.

حالت دیگر سیستم در حالت بار 25% باشد در این حالت سیستم نیاز به 2250gpm خواهد داشت،که در این صورت 2 عدد چیلر در سیستم اولیه از مدار خارج خواهد شد.بنابراین سیستم اولیه با 1 چیلر با ظرفیت 3000gpm کار خواهد کرد، مقدار دبی عبوری از لوله مشترک (common pipe) جهت اختلاط با آب برگشتی 750gpm خواهد بود.

لازم به یادآوری می باشد که سیستم اولیه بر مبنای اختلاف دما کار خواهد کرد یعنی :

دمای اختلاط آب برگشتی از سیستم ثانویه با دمای آب عبوری از لوله مشترک – دمای آب خروجی از سیستم اولیه = t∆

حال آن که سیستم ثانویه بر اثر اختلاف فشار های به وجود آمده در سیستم (اختلاف فشار توسط شیر کنترلی فن کویل ها ایجاد می گردد) دور پمپ های ثانویه کنترل می شود.بر این اساس باتوجه به دور متغییر بودن پمپ ها،دور موتور در هد ثابت کم می شود که این کم شدن دور پمپ در دبی سیال (دبی کم می شود )نمود پیدا می کند.

*اجرای موتورخانه

*موتورخانه اولیه-ثانویه (primary-secondary piping)

سندرمLow Delta T :
در سیستم های موتورخانه اولیه-ثانویه  primary & secondry باید به این نکته نوجه داشت که در سیستم سرمایش دبی مدار اولیه می بایست بیشتر از مدار ثانویه باشد تا همواره جریان سیال از سمت بالای لوله مشترک common pipe به سمت پایین باشد (لوله ذکر شده در شکل) . در غیر این صورت بخشی از آب برگشتی از ساختمان (برگشت پمپ های ثانویه) با آب مکش پمپ ثانویه مخلوط خواهد شد که این عمل موجب اختلال در سیستم می گردد.
به عنوان مثال در شکل زیر دبی پمپ های اولیه 6000GPM می باشد و دبی پمپ های ثانویه 6857GPM، که در این حالت در سیستم سندرم Low Delta T ایجاد می گردد زیرا دبی پمپ ثانویه بیشتر از پمپ اولیه بوده بنابراین 857GPM از آب برگشتی پمپ ثانویه با آب رفت پمپ ثانویه مخلوط می گردد.

*اجرای موتورخانه

*موتورخانه اولیه-ثانویه (primary-secondary piping)

مدار جریان متغیر به دو نوع تقسیم می شود:

1-مدار جریان متغیر-پمپ های دور متغیر

2-مدار جریان متغیر-پمپ های دور ثابت

1-1در مدار جریان متغیر با پمپ دور متغیر از شیر کنترلی دوراهه استفاده می شود مانند:خط لوله کشی فن کویل به همراه پمپ ثانویه مربوطه (در سیستم موتورخانه اولیه ثانویه primary-secondary piping)

2-2در مدار جریان متغیر با پمپ دور ثابت از شیر سه راهه با لوله کنار گذر استفاده می گردد،مانند: خط منابع کویلی به همراه پمپ مربوطه

*اجرای موتورخانه

*موتورخانه اولیه-ثانویه (primary-secondary piping)

مدار اولیه جریان متغیر(Variable Primary Flow):

مدار اولیه ثانویه بدین جهت طراحی شده است که با توجه به کاهش بار بتوان با به کارگیری پمپ های دورمتغیر جریان عبوری را کاهش داد.

در این مدار پمپ ثانویه دور متغیر حذف شده و به جای آن از پمپ های اولیه دور متغیر استفاده گردیده است با توجه به تکنولوژی جدید چیلرها می توان سرعت جریان سیال را در اواپراتور این گونه چیلرها به قدر زیادی کاهش داد،بدون اینکه مشکلی به وجود آید.(بایستی سیال سرعت مینیمم را داشته باشد تا از تشکیل کریستال در اواپراتور جلوگیری به عمل آید)

در این مدار می بایست حداقل دبی، جریان داشته باشد.به همین منظور به جای استفاده از یک لوله مشترک(common pipe)  مانند مدار اولیه ثانویه، از یک لوله کنار گذر استفاده می گردد و یک شیر دوراهه تدریجی روی این لوله قرار می دهند تا حداقل جریان را در مدار ایجاد کند.(استفاده از شیر دوراهه قطع و وصل ممنوع می باشد)

این شیر فرمان خود را از یک جریان سنج(Flow meter) و یا فرستنده اختلاف سنج دریافت می کند.

بنابراین در این سیستم کنترل اختلاف فشار بسیار حائز اهمیت است اگر بخواهیم از این مدار برای چندین چیلر استفاده کنیم می بایست حدالمقدور چیلرها را مشابه انتخاب کرد زیرا افت فشار در اواپراتور چیلرها متفاوت می باشد.

*اجرای موتورخانه

*موتورخانه اولیه-ثانویه (primary-secondary piping)

سیستم مدار اولیه با پمپ های دور متغیر دارای مزایای به شرح زیر می باشد:
1- هزینه نصب آن معمولا ۵٪ کمتر می باشد.
2- نیاز به پمپ های مدار ثانویه ندارد.
3- با استفاده از خط مسیر بای پس(BAYPAS) و شیر دو راهه مربوطه در این سیستم می توان ادوات کنترلی سیستم اولیه ثانویه  را حذف نمود
فضای کمتری در موتورخانه نیاز می باشد.
4- مصرف انرژی در این سیستم جهت استفاده CHW بهتر می باشد.
فرض کنید یک پمپ با دبی ۲۰۰۰GPM و هد 100FT مورد نیاز می باشد.با مراجعه به نمودار پمپ مربوطه مشخص می شود که راندمان پمپ ۸۰٪ می باشد، حال با افزایش  هد پمپ به 140FT راندمان پمپ ۸۶٪ می شود اما به این نکته توجه داشته باشید که پمپ با هد 100FT توان مصرفی پمپ 60HP می باشد اما در هد 140FT توان مصرفی 80FT می باشد.
یعنی باید به این نکته توجه کرد که ملاک انتخاب پمپ فقط راندمان نمی باشد بلکه می بایست به توان مصرفی پمپ نیز توجه کرد.

5- راندمان پمپ بالاتر است.

6- پمپ نیاز به هد کمتری دارد.

7- تاثیر پذیری کمتری بر اثر اختلاف دما دارد.

*موتورخانه اولیه-ثانویه(primary & secondary piping)

با توجه به اهمیت انرژی در کشورهای درحال توسعه ، دولت ها سعی در بهینه سازی میزان مصرف انرژی در سیستم های صنعتی و ساختمانی خود دارند . اهمیت این موضوع در اجرای تأسیسات ساختمان ها چندین برابر است ، زیرا سهم زیادی از این انرژی در تأسیسات ساختمان ها استفاده می گردد؛ لذا جهت بهبود مصرف انرژی ، سیستم های تأسیسات متفاوتی در اجرای تأسیسات موتورخانه ی این ساختمان ها ارائه می گردد که بسته به موقعیت و میزان مصرف و هم چنین اقتصادی بودن هریک از سیستم ها ، طرح و روش اجرای آن انتخاب می گردد؛ که در ذیل به تعدادی از این روش ها اشاره خواهیم کرد . لازم به ذکر است یکی از سیستم های لوله کشی به نام سیستم لوله کشی موتورخانه ی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) که دارای اهمیت بسیاری است ( از نظر صرفه جویی در مصرف انرژی ) به تفضیل شرح داده خواهد شد.  

انواع سیستم لوله کشی داخل ساختمان :

1.  سیستم تک لوله ای : اجرای تأسیسات تنها با یک خط لوله ، سیرکولاسیون آب سرد و گرم و برگشت مشترک ( این روش منسوخ شده است)
2. دو لوله ای : لوله ی رفت و لوله ی برگشت

الف) سیستم رفت و برگشت مستقیم

ب) سیستم رفت مستقیم و برگشت معکوس( ریورس)

ج) سیستم رفت معکوس و برگشت مستقیم

1.  سیستم سه لوله ای : لوله ی رفت گرم ، لوله ی رفت سرد و لوله ی برگشت مشترک
2.  سیستم چهار لوله ای : لوله ی رفت سرد ، لوله ی برگشت سرد، لوله ی رفت گرم و لوله ی برگشت گرم
3.  سیستم لوله کشی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping)

یکی از روش های مدرن اجرای موتورخانه ی ساختمان ها از سیستم لوله کشی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) می باشد .

سیستم لوله کشی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) براساس دبی جرمی آب (mº) عمل می کند، یعنی در این سیستم مقدار آب عبوری از سیستم گرمایش یا سرمایش (فن کوئل) تعیین کننده ی مقدار آب مورد نیاز جهت گرم شدن در دیگ یا سرد شدن در چیلر می باشد.

به بیان ساده تر می توان گفت ؛ در یک ساختمان که دارای 20 واحد مسکونی است ، اگر ساکنین 12 واحد در ساختمان حضور نداشته باشند و 8 واحد دیگر در حال استفاده از سیستم گرمایش و یا سرمایش ( بسته به فصل مورد نظر) در ساختمان باشند، سیستم لوله کشی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) همانند یک موتورخانه ی کوچک ( موتورخانه ای به ظرفیت کم ،جهت 8 واحد مسکونی ) عمل خواهد نمود ؛ که این امر سبب کاهش میزان مصرف انرژی می گردد و حال اگر تمامی 20 واحد در ساختمان حضور داشته و در حال استفاده از سیستم سرمایش و یا گرمایش باشند ، سیستم به صورت لوله کشی معمولی عمل خواهد کرد ؛ درنتیجه سیستم اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) در ساختمان های بلند مرتبه که کلیه ساکنین به صورت دائم حضور ندارند ، کاربرد بیشتری دارد.

لازم به ذکر است که هزینه ی اجرای سیستم لوله کشی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) به نسبت سیستم موتورخانه ی معمولی بیشتر است، زیرا تقریباً 2 برابر پمپ و 1/4 برابر لوله کشی نسبت به حالت استفاده از سیستم معمولی مورد نیاز است . ولی با توجه به افزایش روز افزون انرژی الکتریکی در کشور ، مقدار هزینه ی  صرفه جویی شده به نسبت هزینه ی اجرای اولیه در سیستم لوله کشی موتورخانه ی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) بیشتر خواهد بود .

در این سیستم دو مسیر لوله کشی مستقل از هم وجود دارد که توسط یک لوله ی مشترک به نام common pipe  به هم ارتباط دارند. به طور مثال فرض کنید در اجرای موتورخانه از یک پمپ با دبی 100 GPM و هد 15 m دارای مصرف برقی معادل 19 Kw استفاده شده باشد . در سیستم های معمولی (دور ثابت ) به محض روشن شدن این پمپ برقی معادل 19 Kw مصرف خواهد شد، اما در سیستم اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) ، با توجه به دور ثابت بودن مدار اولیه و دور متغیر بودن مدار ثانویه ، مدار اولیه براساس اختلاف دمای آب خروجی و وردی ؛ یک ، دو و یا سه پمپ را روشن می نماید و مدار ثانویه نسبت به دبی آب مورد نیاز ، دور پمپ ثانویه را کنترل خواهد کرد که این امر سبب کاهش مصرف انرژی الکتریکی توسط پمپ ها می گردد .

هم چنین اجرای موتورخانه با سیستم لوله کشی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) با توجه به کارکرد سیستم اولیه در یک اختلاف دمای کم ، باعث کاهش تنش حرارتی در چیلر و بویلر و نیز کاهش مصرف انرژی گاز  در بویلر و برق در چیلر (در صورت تراکمی بودن) خواهد گردید.

با توجه به مختصر مطالب ذکر شده در بالا در خصوص اجرای موتورخانه ی سیستم اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) اکثر مهندسین و کارشناسان سیستم تأسیسات تمایل به اجرای موتورخانه ی اولیه – ثانویه (Primary-Secondary Piping) دارند.

این مجموعه توسط مهندسین مجرب و زبده ی خود در نظر دارد گامی موثر در اجرای تأسیسات ساختمان ها اعم از اجرای تأسیسات زیرسقفی و موتورخانه ها ( اولیه و اولیه –ثانویه) بردارد ؛ هم چنین مجموعه آرتا بیم باتوجه به رزومه های مختلف خود در مدلینگ انواع ساختمان ها و موتورخانه ها قادر است قبل از اجرای تأسیسات ، کلیه ی سیستم های مکانیکی ساختمان را مطابق با تمام موارد فنی و اجرایی ، به صورت سه بعدی طراحی کرده و پس از اخذ تائیدیه از کارشناسان مجموعه اقدام به اجرا نماید. نتیجه ی طراحی سه بعدی سیستم تأسیسات ، پیش از اجرای تأسیسات ، صرفه جویی در متریال ،زمان و هزینه اجرایی و نیروی انسانی خواهد بود .