موتورخانه چیست؟ بررسی اجرا، مزایا و معایب انواع موتورخانه

موتورخانه یا مکانیکال روم (Mechanical room) به اتاق یا فضایی در ساختمان گفته می‌شود که در آن دستگاه‌های مکانیکی و همچنین کنترل کننده‌های الکتریکی مورد نیاز برای فرآیند گرمایش و سرمایش ساختمان وجود دارد.

اندازه موتورخانه‌ها متناسب با کاربری و سیستم‌های تاسیسات ساختمان است. ابعاد موتورخانه در ساختمان‌هایی که سیستم‌های سرمایش و حرارت مرکزی دارند، بزرگ‌تر است. تمام تاسیسات و تجهیزات سیستم در این ساختمنان‌ها به یک مکان منتقل می‌شوند تا تعمیر و کنترل آن سیستم راحت‌تر باشد. به مکانی که تمام تجهیزات در آن قرار گرفته است، موتورخانه گفته می‌شود.

موتور خانه برای سیستم‌های تولید بخار در مکان‌هایی از قبیل نیروگاه‌ها، بیمارستان‌ها، هتل‌ها و غیره نیز تعبیه می‌شود. به این مدل از موتورخانه، موتورخانه بخار می‌گویند.

اجزای تشکیل دهنده و تاسیسات موتورخانه

موتورخانه از تجهیزات و اجزای مختلفی تشکیل شده است که عبارتند از:

• دیگ آب گرم
• چیلر یا سرد کن
• مشعل
• پمپ سیرکولاتور
• سختی گیر آب
• مخزن یا منبع کندانس
• هوازدا یا دی ادیتور
• منبع مربوط به انبساط سیال
• لوله های انتقال دهنده
• ترمینال های گرما و سرما
• سیستم کنترل هوشمند

در ادامه هر کدام از این تجهیزات را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

دیگ آبگرم

از لحاظ جنس بدنه دیگ‌ها به 2 مدل تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از:

• چدنی
• فولادی

دیگ‌های چدنی در مقابل فشار مقاومت پایینی داشته به همین دلیل معمولا در محیط‌هایی که به سیستم قوی نیازی ندارند مانند منازل مسکونی، از این مدل دیگ استفاده می‌شود. قیمت دیگ‌های چدنی نسبت به دیگ‌های فولادی پایین‌تر است.

دیگ‌های فولادی مقاومت بسیار بالای دارند، به همین دلیل از آن‌ها در ساختمان‌های بسیار بزرگ استفاده می‌‎شود. واضح است که این مدل از دیگ‌ها هزینه بالاتری دارند.

دیگ‌ها از لحاظ مقاومت به سه دسته تقسیم بندی می‌شوند:

• آب گرم
• آب داغ
• دیگ بخار

دیگ‌های چدنی مقاومت پایینی داشته و به همین دلیل با آب گرم کار می‌کنند، ولی دیگ‌های فولادی به دلیل مقاومت بالایی که دارند قادر به استفاده از هر سه نوع حالت هستند.

مشعل

مشعل در دیگ‌ها حرارت ایجاد می‌کند. این وسیله با سوخت‌های فسیلی به خصوص بنزین، گاز، گازوئیل و مازوت کار می‌کند. پرکاربردترین سوخت مصرفی در مشعل، مدل گاز سوز آن است. به طور کلی مشعل‌ها به 2 مدل دستبندی می‌شوند:

• دمنده دار
• بدون دمنده

مشعل دمنده دار حرارت بالاتری را تولید کرده و در نتیجه بازدهی بالاتری نیز دارد. ولی مشعل بدون دمنده می‌تواند حرارت کمی را تولید کند به همین دلیل از آن در محیط‌های کوچک استفاده می‌شود.

در اصل مشعل قادر به ایجاد سه عامل هوا، سوخت و جرقه بوده در درنتیجه آتش و حرارت ایجاد می‌کند. دمایی که مشعل‌ها به وجود می‌آورند میان 80 تا 200 درجه سانتی گراد است.

چیلر یا سرد کن

در فرایند سرمایشی موتورخانه، چیلر موظف است به کمک سیکل تبرید آب را خنک کرده و دما آن را پایین بیاورد. آبی که چیلر سرد کرده است وارد فرآیند چرخه سرمایش شده و توسط ترمینال‌های سرمایشی که در فضای داخلی ساختمان وجود دارند دمای محیط را کاهش می‌دهند.

چیلرها به 2 دسته تقسیم بندی می‌شوند که عبارتند از:

• چیلر جذبی
• چیلر تراکمی

در چیلر تراکمی، کمپرسور فشار گاز را کاهش داده و گاز پس از ورود به کندانسور شروع به سرد شدن می‌کند و در نتیجه حرارت خود را از دست داده و تبدیل به مایع می‌شود. در ادامه این مایع بعد از ورود به اواپراتور قادر به جذب گرمای آبی است که در محدوده اواپراتور قرار دارد.

چیلرهای جذبی هم به همین شکل عمل می‌کنند، با این تفاوت که از روش دیگری برای بالا بردن فشار گاز استفاده می‌کنند. مصرف انرژی در چیلرهای جذبی پایین‌تر بوده و صدای کمتری نسبت به چیلرهای تراکمی را تولید می‌کنند، به همین دلیل از این مدل بیشتر در موتورخانه‌ها استفاده می‌شود. علاوه بر آن، هزینه‌های نگهداری و تعمیر چیلر‌های جذبی از چیلر‌های تراکمی کمتر است.

پمپ سیرکولاتور

زمانی که تعداد طبقه‌های ساختمان بیش از دو یا سه طبقه باشد، نمی‌توان از سیستم‌های انتقال آب معمولی برای انتقال آب سرد و گرم به ترمینال‌های ساختمان استفاده کرد. در این مواقع از پمپ سیرکولاتور استفاده می‌شود تا فشار را در جریان آب افزایش داده و آب را تمامی ترمینال‌های سرمایشی و گرمایشی طبقات منتقل کند.

این پمپ‌ها در ظرفیت‌ها و اندازه‌های مختلف در بازار موجود هستند. باید متناسب با طبقه‌های ساختمان و همچنین تعداد ترمینال‌ها، پمپ آب مناسب را انتخاب کرد.

منبع انبساط

آب پس از اینکه درون دیگ موتورخانه شروع به گرم شدن می‌کند، منبسط شده و حجمش زیاد می‌شود. به همین دلیل در این مواقع امکان دارد لوله‌های انتقال آب بترکند. برای اینکه از این مشکل جلوگیری کنند، یک منبع را به منظور ذخیره آب در نظر گرفته تا به لوله‌های انتقال آب فشاری وارد نشود. علاوه بر آن، در مواقعی که آب در چرخه کاهش پیدا می‌کند، منبع انبساط موظف است که به مقدار کافی آب را وارد چرخه کند تا مشکلی در عملیات چرخه به وجود نیاید.

لوله های انتقال دهنده

لوله‌هایی که در سیستم سرمایش و گرمایش موتورخانه استفاده می‌شوند، به صورت جداگانه برای آب سرد وآب گرم نصب شده و تمامی لوله‌ها عایق بنده شده‌اند تا از هدر رفتن انرژی جلوگیری کنند. در حقیقت لوله‌ها موظف هستند آب گرم و آب سرد در سیستم موتورخانه را منتقل کنند.

سختی گیر آب

وقتی در آب عنصرهای منیزیم و کلسیم وجود داشته باشند یعنی آب دارای سختی می‌‎باشد. عناصر ذکر شده در سیستم گرمایش و سرمایش ساختمان رسوب کرد و به صورت تدریجی باعث گرفتگی لوله‌ها و همچنین ورودی‌ها و خروجی‌های تجهیزات موتورخانه می‌شود. در نتیجه برای پاکسازی تجهیزات باید هزینه‌ بالایی پرداخت کرد، علاوه بر آن ممکن است گرفتگی لوله‌ها خطراتی برای سیستم ایجاد کند. برای اینکه از رسوب این عنصرها در لوله‌ها جلوگیری نمایند، از سختی گیر آب استفاده می‎کنند. سختی گیر آب با گرفتن املاح از درون آب از به وجود آمدن رسوب درون لوله‌ها جلوگیری می‌کند.

هوازدا یا دی اریتور

در موتورخانه‌های بزرگ از هوازدا استفاده شده تا گاز کربن دی اکسید، اکسیژن و گازهای حل شده در آب را بگیرد. گازهای حل شده در آب مخصوصا اکسیژن موجب زنگ زدگی و خوردگی شدید درون تجهیزات موتورخانه می‌‎شود. 2مدل هوازدا وجود دارد که عبارتند از:

• هوازدای آبشاری یا سینی دار
• هوازدای اسپری شونده

هوازدای آبشاری یک بخش گنبدی شکل دارد و در بالای دیگ قرار می‌گیرد. هوا زدای آبشاری نیز از یک استوانه تشکیل شده تا علاوه بر هوا زدایی آن را ذخیر نیز بکند.

ترمینال های گرما یا سرما

ترمینال‌های سرمایشی و سرمایشی موظف است که انرژی آب سرد و یا گرم را به محیط داخلی ساختمان انتقال دهد. فن کویل و رادیاتور از جمله وسیله‌های ترمینال گرمایشی یا سرمایشی، متناسب با آبی که به درون آن‌ها وارد می‌شود می‌باشند.

در کل ترمینال‌های حرارتی، قسمت نهایی چرخه سرمایشی یا گرمایشی موتورخانه به شمار می‌روند. این ترمینال‌ها پس از اینکه گرما و سرمای آب حامل انرژی را به محیط منتقل کردند، دوباره به چیلر و بویلر‌ها که در ابتدای چرخه قرار دارند باز می‌گردند.

مخزن کندانس موتورخانه

زمانی که بخار آب در تجهیزات موتورخانه انرژی را انتقال می‌دهد، انرژی خود را در حالت گازی از دست داده در نتیجه تبدیل به حالت مایع می‌شود. آبی در حالت میعان تولید شده که به آن کندانس گفته می‌شود. مخزن کندانس موظف است که آب کندانس را از تجهیزات دیگ بخار بگیرد.

در مخزن کندانس از این طریق آب ذخیره شده که آن را در مواقعی که آب موتورخانه قطع شده است می‌توان به دیگ بخار اضافه کرد و از آن استفاده کرد. وجود این مخزن در تجهیزات موتورخانه فوایدی دارد که عبارتند از:

• صرفه جویی در مصرف آب و انرژی
• کاهش میزان فاضلاب
• کاهش آلودگی هوا

کنترل هوشمند موتورخانه

در موتورخانه‌های جدید و امروزی از کنترل هوشمند استفاد می‌کنند. این کنترل بسیار کاربردی بوده ولی با این حال استفاده از آن کاملا اختیاری می‌باشد.

وقتی موتورخانه دارای کنترل هوشمند باشد، تعداد زیادی عملگر و حسگر متصل به سیستم پردازش مرکزی می‌باشند که توسط این حسگرها برنامه‌ای به سیستم پردازش مرکزی ارسال شده و موتورخانه تنظیم می‌شود، در نتیجه دیگر نیازی به تنظیم و یا روشن و خاموش کردن موتورخانه به صورت دستی نیست.

به عنوان مثال زمانی که مشعل بویلر طبق فرمان سیستم پردازش مرکزی، روشن و خاموش می‌شود، می‌توان گفت که بویلر یک عملگر است.

انواع موتورخانه‌ها در ساختمان

موتورخانه‌ها به چندین دسته تقسیم بندی می شوند که عبارتند از:

• موتورخانه‌های ساختمان مسکونی
• موتورخانه‌های بیمارستانی
• موتورخانه‌های صنعتی
• موتورخانه‌های خانگی
• موتورخانه‌های اداری

مزایای نصب تاسیسات موتورخانه

استفاده از موتورخانه ها و تاسیسات آن ها مزایای زیادی دارد که در اینجا به مهمترین آن ها اشاره می‌کنیم:

1. کاهش هزینه‌های اولیه ساختمان
2. کاهش هزینه‌های دوره‌ای ساختمان
3. افزایش بازده انرژی
4. ایجاد شرایط مطلوب در سرمایش
5. بهبود شرایط کلی ساختمان از جمله فشار آب
6. فراهم کردن امکان تصفیه آب شرب
7. جداسازی آب شرب و آب بهداشتی در ساختمان
8. تصفه آب زمانی که ساختمان از طریق قنات یا چاه آب خود را تامین کند.

افزایش بازدهی سیستم موتورخانه

نکاتی که برای افزایش بازدهی سیستم موتورخانه و نگهداری از آن باید رعایت کنید، عبارتند از:

• متناسب بودن اندازه مشعل و دیگ
• تمیز کردن موتورخانه هر چند ماه یکبار به منظور جلوگیری از ایجاد رسوب
• عایق بندی لوله‌های موتورخانه.
• استفاده از ترموستات‌های موضعی مانند شیر ترموستاتیک رادیاتور برای کنترل دما
• تعبیه دریچه هوا در موتورخانه به منظور جلوگیری از گرم شدن دستگاه‌ها
• تنظیم دمای فضای منزل خود در دامنه آسایش حرارتی استاندار (18 تا 22 درجه سانتی گراد)
• استفاده از پرده‌های ضخیم یا نصب کردن 1 یا 2 لایه نایلون شفاف روی پنجره برای کاهش اتلاف حرارتی از پنجره
• بستن دریچه کولر با کمک مسدود کننده‌های مناسب
• سرویس و تمیز کردن فن کویل و هواگیری رادیاتورها به منظور راندمان بهتر
• استفاده از 1 لایه فویل آلومینیومی در پشت رادیاتور برای افزایش بازتاب حرارتی

جمع بندی

در این مقاله موتورخانه، اجزای تشکیل دهنده و انواع آن را مورد بررسی قرار دادیم، همچنین مزایای استفاده از موتورخانه و نکات کاربردی برای افزایش بازدهی آن را نیز ذکر کردیم.