موتورخانه ( Engine room)


نقشه ساده موتور خانه


موتورخانه چیست؟

در ساختمان ها تمامی تجهیزات تاسیساتی سیستم به یک فضا انتقال داده می شود که کنترل و تعمیر آن ها را آسان تر می کند. به محل قرار گرفتن این تجهیزات ، موتورخانه می گویند.
بخشی از ساختمان است که به عنوان قلب سیستم تاسیساتی خانه شناخته می شود. این فضا به عنوان کنترل کننده سیستم ها گرمایشی و سرمایشی و وسایل و تجهیزات الکتریکی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد. طراحی این فضا به علت تجهیزات و وسایلی که در آن قرار می گیرد بسیار مهم است و باید نکاتی را در طراحی آن مورد توجه قرار داد، به همین دلیل تصمیم گرفتیم تا در این مطلب به معرفی فضای موتورخانه بپردازیم و با آن بیشتر آشنا شویم .
محل قرار گیری موتورخانه ها
این اتاق معمولا به دستگاه های مکانیکی و کنترل کننده های الکتریکی ، اختصاص داده می شود. معمولا محل قرار گیری موتورخانه ها در زیر زمین خانه است و در محل ها و ساختمان های بزرگ تر معمولا این فضا در خارج از ساختمان قرار دارد و آن هم به دلیل سنگینی تاسیسات و سر و صدای زیادی است که تولید می کنند.

اجزای موجود در موتورخانه
معمولا هدف تجهیزاتی که در موتورخانه هستند ، تهویه مطبوع و گرمایش ساختمان است. در سیستم های تهویه مطبوع و گرمایش ، روش های متتعددی به کار گرفته می شود و بنا بر هر کدام از این روش ها تجهیزات متفاوتی مورد استفاده قرار می گیرد.

معرفی برخی از تجهیزات موتور خانه ها
در موتور خانه ها اجزای زیادی از قبیل :دیگ ها، چیلرها، مشعل، لوله ها ،سختی گیر،انواع پمپ ها،شیرآلات مورد نیاز،منبع آب گرم، منبع آب شهرانتقال و غیره وجود دارند که در اینجا به معرفی برخی از آن ها می پردازیم .

دیگ ها در موتور خانه
از معمول ترین مولد های گرمایی،دیگ های حرارت مرکزی می باشند . در دیگ ها انرژی حرارتی از سوخت (که توسط مشعل تولید حرارت می نماید ) گرفته شده و به آن داده می شود . بسته به نوع مصرف، آب می تواند در دیگ ها به آب گرم (۸۷ درجه سیلسیوس)، آب داغ (۲۰۰ درجه سیلسیوس با افزایش فشار آب) و یا بخار تبدیل شود لذا دیگ ها به سه نوع دیگ آبگرم ، آب داغ و دیگ بخار تقسیم می شوند .در دیگهای آب گرم انرژی حرارتی تولید شده توسط مشعل، آب گرم یا داغ را تولید می نماید و سعی می شود که از تولید بخار جلوگیری به عمل آید زیرا در این دیگ ها کنترل و سوپاپی جهت بخار ایجاد شده وجود ندارد و در صورت تولید بخار به دیگ آسیب می رسد. دیگ ها آب گرم از نظر جنس و ساخت به دو نوع : چدنی و فولادی تقسیم می شوند.

مشعل
مشعل انرژی سوخت را به انرژی گرمایی تبدیل می‌کند طرز کار مشعل بدین شکل می‌باشد که با پاشش سوخت (گاز، گازوییل، مازوت) از طریق ورودی و ایجاد جرقه حرارت مورد نیاز را به صورت شعله به داخل کوره هدایت می‌کند.در مشعل و دیگ تعدادی کنترل‌کننده وجود دارد که میزان و زمان هر کدام از فرایندهای مشعل را کنترل می‌کنند.
برروی دیگ، فشارسنج و دماسنج نیز نصب شده است که از طریق آنها درجه حرارت آب درون دیگ و ارتفاع ستون آبی که بر دیگ سوار است نشاد داده شود. اکوستات مستغرق یا همان ترموستاتیک دیگ نیز باید بر روی دیگ آب گرم نصب شود تا فرمان خاموش و روشن شدن را به مشعل دهد.

منبع انبساط
آب در اثر افزايش دما ـ انبساط حجمي پيدا مي كند و اين انبساط موجب تركيدگي در لوله ها و بويلرها مي شود كه به اين منظور از منبع انبساط استفاده مي كنند منابع انبساط در انواع باز و بسته موجود هستند كه معمولاً در موتورخانه شوفاژ از منبع انبساط باز استفاده ميشود. همچنين در صورت كاهش آب موجود در سيستم آب از طريق منبع انبساط وارد سيستم خواهد شد. در هنگام سرمايش نيز يك دستگاه منبع انبساط بسته سرمايي مورد استفاده قرار مي گيرد كه كمبود آب سيستم را جبران مي كند.

منابع آب گرم
• منبع دوجداره (Two-way source)
منبع دو جداره دارای دو منبع استوانه ای شکل است که استوانه بزرگتر استوانه کوچکتر را پوشش می دهد به این ترتیب که آب سرد وارد منبع داخلی شده و آب گرم از دیگ وارد جداره دو منبع می شود و در اطراف دیواره منبع آب گرم گردش می کند و باعث گرم شدن آب داخل  منبع می شود و در واقع آب گرم وارد شده به جداره منبع ،به آب سرد،حرارت خود را منتقل می کند. تا سبب گرم شدن آب سرد منبع دو جداره بشود.
• منبع کوئل دار(Domestic Hot Water)
منابع کویل دار مخزنی است جهت تامین آب گرم بهداشتی که از آب گرم یا بخار خروجی بویلر، برای گرم کردن آب سرد ورودی شهر استفاده می کند. این آب گرم یا بخار خروجی از بویلر، در داخل کویل حرارتی از چند شاخه لوله رفت و برگشتی گردش نموده و پس از تبادل حرارت با دیوار لوله های آن از کویل خارج می گردد.تبادل حرارت انجام شده باعث گرم شدن لوله (مسی، استیل، ... ) شده در نهایت منجر به گرم شدن آب سرد خاج لوله که آن را احاطه کرده است می شود.

سختی گیر
دستگاه شامل یک استوانه فلزی است که در داخل آن مواد موثر در سختی زدایی (رزین های تبادل یونی) قرار گرفته است. رزین های مزبور، کلسیم و منیزیم را با سدیم تعویض کرده و آب سخت را به آب نرم تبدیل می کند.

پمپ ها
وسیله‌ای مکانیکی برای انتقال مایعات است که با افزایش فشار جریان آن، امکان جابجایی را به ارتفاعی بالاتر (با افزایش هد) یا حتی پایین دست (معمولاً حوضچه یا مخزن) فراهم می‌آورد.

انواع پمپ ها

• پمپ های سیرکولاتور
• پمپ آبرسانی


پمپهای سیرکولاتور
به پمپ هایی گفته میشوند که جهت گردش یک سیال درون یک سیکل بسته مورد استفاده قرار می گیرند. پمپ های سیرکولاتور جهت تامین آب داغ در سیستم های گرمایشی  مرکزی و منطقه ای و گردش آب در سیستم های آب گرم خانگی مانند مدار آب گرم شوفاژ قابل استفاده است. قدرت موتور و میزان آبدهی پمپ، همچنین قطر دهانه ورودی و خروجی پمپ سیرکوله، از مهمترین پارامتر ها در انتخاب آن هستند.

پمپ آبرسانی
انتقال و تامین آب مصرفی مورد نیاز در تاسیسات آبرسانی، اطفاء حریق، آب نماها، کشاورزی، کارخانجات و ... را بعهده دارد. بطور کلی عمل جابجایی آب و دیگر مایعات در صنایع مختلف توسط پمپ ها انجام می شود در این راستا یک پمپ آب مناسب باید علاوه بر تامین حجم آبدهی متناسب با مقدار مصرف، دارای فشار کافی جهت رسانیدن آب به محل مصرف نیز باشد.

انواع شیرآلات مورد نیاز موتور خانه

• شیر فلکه
• شیر یکطرفه
• شیر  تخلیه
• شیر فشار شکن
• شیرهای اطمینان
• صافی
• شیر نمنونه گیری
• شیر هواگیری


شیرفلکه
بطور کلی شیرفلکه ها که وظیفه قطع و وصل و تنظیم دبی جریان سیالات را بعهده دارند دارای کاربردهای وسیع و مهمی در صنایع مختلف از جمله صنعت تاسیسات می باشند. شیرفلکه های مکانیکی که در موتورخانه ها استفاده می شوند معمولاً از نوع شیرهای دروازه ای، کف فلزی و شیرهای یکطرفه، که از انواع برنجی (اتصال دنده ای) و یا چدنی(با اتصال فلنجی) در سایزهای مختلف می باشند.
شیرفلکه های مورد مصرف در موتورخانه ها از نظر سایزبندی از سایز 3/8 اینچ(شیرهای سماوری) تا سایزهای بزرگتر(بر اساس ظرفیت موتورخانه) مورد استفاده قرار می گیرند.

شیر یکطرفه
برای عبور سیال در یک جهت خاص، از شیر یک طرفه استفاده می شود. این شیر  از بازگشت جریان در یک لوله جلوگیری می نماید. به عبارت دیگرسیال فقط از یک طرف آن می تواند وارد شود. زمانی که این شیر در یک مسیر قرار دارد، جریان یافتن سیال در مسیر عکس آن غیر ممکن است. شیرهای یک طرفه در سه طرح اساسی به نام شیر یک طرفه لولایی، شیر یک طرفه فشاری و شیرهای یک طرفه پنجره ای ساخته می شوند

شیر تخلیه
شیر تخلیه که بیشتر در دیگهای بخار تعبیه می شوند ودرپایین ترین قسمت دیگ نصب می شوند و درصورت لزوم با استفاده از آن٬ رسوب و جرم و دیگر ناخالصی هایی که ته نشین می شوند٬ تخلیه می کنند.

شیر فشار شکن
شیر فشار شکن یا شیر تنظیم کننده فشار٬ به طور معمول نزدیک کنتور آب ساختمان ها بعد از انشعاب از لوله اصلی آب شهر نصب می شود تا فشارهای زیاد و تغییرات فشار آب شهر را تقلیل دهد. این شیر را می توان یک وسیله تمام خود کار خواند٬ زیرا برای انجام تغییرات و تقلیل فشار دارای ساختمانی مخصوص است که این عمل را بدون انتقال انرژی انجام می دهد. این شیرها یک پیچ مخصوص تنظیم فشار دارند که به وسیله آن فشار خروجی شیر تنظیم می گردد.

شیرهای اطمینان
از تجهیزات ویژه ای که یک واحد را درمقابل افزایش ناگهانی فشار ایمن می سازد شیر اطمینان است. شیر اطمینان به عنوان وسیله ای مناسب جهت جلوگیری از ازدیاد فشار ناگهانی در موتورخانه ها،کارخانه ها و بطور کلی انواع واحدهای صنعتی و برای انواع سیالات مختلف از قبیل گاز، بخار، آب و یا هوای فشرده استفاده می گردد.

صافی( strainer )
صافی خط لوله وسیله ای است که به صورت مکانیکی جامدات را از یک مایع در حال جریان جدا می کند . این مهم با استفاده از یک صفحه فلزی مش بندی ( مشبک ) و یا به صورت یک المان مشبک مخروطی سیمی صورت می گیرد . رایج ترین بازه قطر سوراخ های شبکه صافی از 1 میکرون تا 40 میکرون می باشد .
صافی ها در خطوط لوله به منظور حفاظت از تجهیزات مکانیکی پایین دستی مانند کندانسور - مبدل حرارتی – پمپ- کمپرسور -کنتور - نازل اسپری کننده - توربین و  تله بخار از تاثیر مخرب ذرات - رسوب و زنگ آهن و دیگر ذرات ریز خارجی به کار گرفته می شود.

شیر هواگیری
شیر هواگیری یا ایرونت اتوماتیک جهت استفاده در انواع سیستم های تاسیساتی نظیر سیستم های موتورخانه مرکزی، پمپ ها، سیستم های گرمایشی رادیاتوری، فن کوئل، انواع کلکتورها و تمامی سیستم هایی که به واسطه تغییرات فشار و دما دچار هوا گرفتگی می شوند؛ استفاده می گردد. وظیفه این شیر ها، تخلیه اتوماتیک این هوای اضافی از سیستم می باشد. شیر هواگیری یا ایرونت اتوماتیک لازم است در برابر فشار سیستم و دمای آن مقاومت کافی داشته باشد و تحت تاثیر تغییرات دما و فشار بتواند میزان هوای اضافی را بخوبی تخلیه نماید

شیر نمونه گیری
با توجه به اهمیت کیفیت آب مصرفی و میزان سختی آن در دیگ های بخار، شیر نمونه گیری جهت سهولت در نمونه برداری و آزمایش آب دیگ استفاده می گردد.

تجهیزاتی جانبی کنترل موتور خانه

• ترموستات
• دماسنج
• مانومتر
• پرشر سوییچ
• سنسورها



ترموستات
کنترل کننده هاي دما در سيستم حرارت مرکزي دستگاه هايي هستند که:
درجه حرارت هواي ساختمان و نيز آب را در شبکه حرارت مرکزي و شبکه آبگرم مصرفي کنترل کرده و ثابت نگه مي دارد.
هر ترموستات داراي يک قطعه حساس در مقابل دما است که نسبت به تغيير درجه حرارت عکس العمل نشان داده و باعث قطع و وصل آن مي شود به اين قطعه حساس "حس کننده" گفته مي شود که به شکل هاي زير مي تواند باشد:

١- بي متالي (نوار دو فلزي)

٢- ميله و لوله اي

٣- فانوسه اي

٤- مقاومت الکتريکي

٥- هيدروليکي

• ترموستات ديگ (آکوستات)
ترموستات ديگ که به آن آکوستات مستغرق نيز گفته میشود، براي تنظيم درجه حرارت مايعات طراحي شده است که از آن ها در تاسيسات حرارت مرکزي براي فرمان دادن به مشعل هاي گازي و گازوئيلي جهت تنظيم درجه حرارت آب ديگ استفاده مي شود.
• ترموستات حد (آکوستات حد)
وجود يک وسيله کنترل (آکوستات ديگ) در سيستم حرارت مرکزي ايمني سيستم و اطمينان بهره برداري را تضمين نمي کند چون گاهي سيستم مکانيکي آکوستات ديگ که در ٢٤ ساعت چندين مرتبه مدار را قطع و وصل مي کند خراب شده عمل نمي کند. در اين صورت با بالا رفتن درجه حرارت آب در ديگ مشعل خاموش نمي شود و با جوش آمدن آب در ديگ خساراتي به بار خواهد آمد. براي جلوگيري از اين عمل ترموستات ديگري به نام ترموستات حد بر روي ديگ نصب و در مدار سري با ترموستات ديگ قرار داده مي شود.
• ترموستات جداري (آکوستات جداري)
حس کننده اين ترموستات از نوع نوار دو فلزي (بي متالي) مي باشد. در ساختمان هاي چند واحدي که نمي توان از يک ترموستات اتاقي براي روشن و خاموش کردن پمپ سيرکولاسيون حرارت مرکزي استفاده کرد, آکوستات جداري را بر روي لوله برگشت اصلي شبکه گرم کننده در موتورخانه نصب مي کنند و بوسيله آن, پمپ حرارت مرکزي را کنترل مي نمايند. کاربرد ديگر آکوستات جداري روشن و خاموش کردن پمپ سيرکولاسيون برگشت آبگرم مصرفي است که در اين صورت آکوستات را بر روي لوله اصلي برگشت آبگرم مصرفي در موتورخانه نصب ميکنند و ميکروسوئيچ آنرا در مدار فاز موتور پمپ سيرکولاسيون برگشت آبگرم مصرفي قرار مي دهند. آکوستات جداري به وسيله فنر بر روي لوله نصب مي شود. بايد دقت شود که در محل قرار گرفتن سنسور آکوستات بر روي لوله عايق حرارتي وجود نداشته باشد.

دماسنج
از دماسنج در موتور خانه به منظور اطلاع از دمای آب جهت تنظیمات استفاده می شود که معمولا در مسیر رفت و برگشت لوله های چیلر نصب می شود .

مانومتر
مانومتر(Manometer) یا فشار سنج که بر روی کلکتور لوازم کنترلی نصب گردیده است وظیفه نمایش فشار بخار دیگ را به عهده دارد.  پیشنهاد می­گردد برای اطمینان از عملکرد صحیح و نمایش دقیق فشار توسط  مانومتر، به صورت سالانه عملیات کالیبراسیون انجام گیرد.


پرشر سوییچ
وظیفه پرشر سوییچ (Pressure Switch) تنظیم و کنترل فشار دیگ می باشد. (تنظیم فشار دیگ در درجه اول باید بر اساس فشار طراحی دیگ و سپس متناسب با نیاز مصرف کننده صورت گیرد.) دیگ های بخار متناسب با ظرفیت و مطابق استاندارد دارای دو یا سه عدد پرشرسوییچ می باشد.

سنسور دمای آب و اگزوز
دیگ هامجهز به دو عدد ترموکوپل و ترموستات دیجیتال جهت دمای آب و اگزوز بوده که با نشان دادن دمای آب و اگزوز بر روی تابلو کنترل ، در صورت افزایش دمای هریک از ترموستات­ها به بالاتر از دمای تنظیم شده، با خاموش کردن مشعل از آسیب دیدن دیگ جلوگیری می­نماید. ( این مشکل معمولا به دلیل رسوب گرفتن دیگ یا کم آب شدن دیگ رخ خواهد داد.

چیلر
چیلر دستگاهی است که حرارت را از مایع (معمولاً آب) بر اساس سیکل تبرید تراکم بخار و یا جذبی می‌زداید. این مایع می‌تواند برای خنک کاری هوا و یا دستگاه‌هااستفاده شود که معمولاً به صورت سیکل و درون یک مبدل حرارتی جریان دارد. چیلرها به دو دسته چیلرهای تراکمی و چیلرهای جذبی تقسیم می‌شوند. چیلرهای تراکمی با استفاده از انرژی الکتریکی و چیلرهای جذبی با استفاده از انرژی حرارتی باعث ایجاد برودت و سرما می‌شوند.

برج خنک کننده
برج خنک کن (Cooling tower) دستگاهی است که حرارت اضافی تجهیزات تهویه مطبوع را می گیرد و آن را به محیط منتقل می کند. سیالاتی که جهت خنک کاری در سیستم های تهویه مطبوع، پالایشگاه ها،صنایع پتروشیمی، نیروگاه ها و... استفاده می شوند، در اثر سیرکولاسیون گرم شده و دمای آن بالا می رود. در سیستم های تهویه مطبوع (گرمایش، سرمایش) از برج های خنک کننده جهت دفع حرارت نامطلوب چیلر استفاده می شود.

موتور خانه ها هوشمند
این روزها ساختمان ها کم کم به سمت هوشمند شدن پیش می روند. موتور خانه ها هم از این غافله عقب نمانده اند و در حال حاضر سیستم هایی هوشمند برای موتور خانه ها طراحی شده است. سیستم کنترل هوشمند موتورخانه، سامانه ای است که از طریق آن تجهیزات داخل موتورخانه متناسب با نیاز حرارتی داخل ساختمان به کارگرفته می شوند، تشخیص این نیاز از طریق سنسورهای داخل و خارج ساختمان و با توجه به شرایط محیطی توسط سیستم هوشمند انجام می پذیرد، این امر باعث می گردد تا علاوه بر کاهش مصرف سوخت موتورخانه میزان استهلاک تجهیزات کاهش یافته و آسایش حرارتی داخل ساختمان در حد استاندارد خود تنظیم گردد.
نکاتی برای بهینه سازی موتور خانه ها
موتورخانه ها معمولا فضاهایی هستند که انرژی زیادی را تولید می کنند و در این میان باید به نحوه طراحی آن ها توجه خاصی کرد تا از اتلاف انرژی توسط آن ها جلوگیری شود بهتر است این نکته ها را  رعایت کرد .

• نصب سیستم کنترل محیطی هوشمند موتورخانه
• تنظیم موتورخانه تطابق دیگ و مشعل
• نصب دمپر بارومتریک عایقکاری لوله و دیگ
• رسوب زدایی و شستشوی دیگ

انتخاب مکان مناسب برای ساخت موتورخانه
در انتخاب محل موتورخانه باید موارد زیر تا حد امکان رعایت شود.
محل موتورخانه را درقسمت های پائین ساختمان و به گونه ای انتخاب شود که بتوان از امکانات سیرکولاسیون طبیعی استفاده نمود و لوله ها را نیز با شیب استاندارد از زیر سقف بر روی کلکتورها مونتاژ شوند.
همه دیگ های پره ای چدنی را می توان بوسیله ۲ الی ۴ نفر از راه پله ها حمل و در هرنوع موتورخانه زیرزمینی، مونتاژ- سرویس-  تعویض وتعمیرات مربوطه را انجام داد.
موتورخانه می بایست دارای پنجره و روزنه کافی به فضای بیرون جهت تهویه و تامین هوای احتراق باشد . وجود چنین پنجره هایی ایمینی سیستم را نیز افزایش می دهد که در صورت خرابی شیرهای گاز یا شیلنگ و غیره  نشتی گاز اتفاق بیفتد امکان تراکم گاز وخطرات تخریبی به حداقل برسد.