آموزش مبانی آبگرمکن دیواری

[ریپورتر]

پیشگفتار
سرزمین ما دارای منابع سرشار گاز طبیعی می باشد. استفاده صحیح از این نعمت خدادادی و ساخت لوازم خانگی که مصرف گاز طبیعی و مایع دارند ما را در جهت شکوفائی اقتصاد کشورمان کمک می نماید. در دنیای امروز به علت محدود بودن منابع طبیعی و افزایش جمعیت صرفه جویی و استفاده بهینه از انرژی به عنوان یک اصل مطرح است.با توجه به اینکه منابع موادنفتی رو به نقصان است متخصصین در کشورهای پیشرفته تلاش می نمایند که وسایلی طراحی نمایند که در مصرف انرژی صرفه جویی کرده تا از این نعمت الهی بهره بیشتری گرفته شود.آبگرمکن گازی دیواری با توجه به امتیازاتی که دارد می تواند به عنوان وسیله ای با صرف انرژی کمتر آب گرم بهداشتی مورد نیاز هموطنان عزیز را تامین نماید.لذا وظیفه خود دانستم اطلاعات و آموزه هایی هر چند مختصر و مفید در وب سایت خدمات مشتریان کوران ساز قراردهم تا هم افرادی که قرار است در رابطه با نصب و سرویس این دستگاه فعالیت کنندو هم استفاده کنندگان گرامی از این مطالب استفاده ببرند.

گازهای سوخت
گازهائي كه براي تامين انرژي حرارتي به كار ميروند"گازهاي سوخت"ناميده مي شوند.بخش اعظم اين گازها را موادي بنام هيدرو كربن ها تشكيل ميدهد كه تركيبي از اتمهاي هيدروژن(H)وكربن(C)هستند.
هيدروكربنها,انواع بسيار زيادي داردكه در آها تعداد اتمهاي هيدروژن و كربن متفاوت است.ساده ترين هيدرو كربن ها كه قسمت عمده گاز طبيعي را تشكيل مي دهند متان(CH4)است كه داراي يك اتم كربي و4اتم هيدروژن است.بديعي است هر قدر اتم هاي كربن و هيدروژن در هيدرو كربن ها بيشتر باشدهيدروكربن ها سنگين تر شده وخصوصيات فيزيكي و شيميايي آن نيز تغيير مي نمايد.بعبارتي هر چه هيدروكربن ها سنگين تر باشد باعث مي شو دكه هنگام سوختن حرارت بيشتري توليد كند ارزش حرارتي آن بيشتر است.جدول ارزش حرارتي بعضي از گازها ومواد سوختني در صفحه 8 مي باشد .
گازهاي طبيعي
نظريه اي وجود دارد كه در خلال ميليونها سال بيش از اينكه بشر زندگي خود را روي زمين آغاز كند لاشه نباتات واجساد حيوانات به مرور زمان در اثر تغييرات اقليمي به درون درياچه ايي واقيانوسهاي آن دوران رانده شده وهمراه با موجودات دريائي در زير رسوبات گل ولاي مدفون گشته اند .طي گذشت زمان هاي طولاني لايه هاي رسوبي متعدد جديدي بر روي اين لاشه ها و بازمانده هاي حيواني و نباتي جمع شده است .اين لاشه ها در اثر وزن خود فشار زيادي بر روي لاشه ها وبازمانده هاي فوق وارد آورده وباعث ايجاد حرارت بسيار زياد شده است .تحت شرايط فشار ودرجه حرارت يك سري فعل وانفعالات شيميايي انجام شده واين موجودات تبديل به گاز ونفت شده اندونفت و گاز در زير لايه هاي زيرين زمين جمع شده وبا استخراج وپالايش آنرا براي مصارف خانگي وصنعتي آماده مي نمايد.در ايران منابع نفتي وبزرگ گاز بطور مستقل وهم توام با منابع نفت وجود دارد كه پس از استخراج گازو نفت را از هم جدا مي نما يد . گاز كه از چاه استخراج مي شود معمولا"داراي مواد سنگين بوده كه به آساني قابل مايع شدن وجدا شدن از گاز مي باشد.مواد تشكيل دهنده گاز عبارتند:گاز متان واتان و تعدادي گازهاي بي اثر كه پس از عمل آب زدايي آنرا وارد شبكه گاز كشور مي نما يند.گاز طبيعي بدون بو و رنگ ومزه بوده واثر مسموم كنندگي ندارد
گاز مايع
گازهاي مايع كه آنها راگازهاي مايع شدني نفتي مي گويندباعلامت L.P.Gمشخص مي كنندواين نوع گازها را در مخازن ثابت ويا سيلندر هاي گاز خانگي ذخيره مي نمايند و بعنوان گازهاي مايع شدني از گازهاي طبيعي جدا كرده يا بعنوان محصولي فرعي از پالايش نفت خام بدست مي آورد.از گاز مايع براي سوخت موتورهاي گاز سوز استفاده مي شو د.اين گازها را بدين جهت مي گويند كه مي توان آنرا با فشار نسبتا "كمي در سيابدر ها ومخازن بصورت مايع ذخيره نمودكه قسمت فوقاني آن محتوي گاز است هنگاميكه گاز بالاي مخزن خارج وبه مصرف مي رسد در اثر كم شدن فشار داخلي مخزن قسمتي ديگز از مايع تبديل به گاز شده وجاي گاز خالي شده را اشغال مي كند.اين عمل آنقدر ادامه مي يابد تا تمام مايع داخلي مخزن تبديل به گاز شده وبه مصرف برسد.براي اينكه گاز داخل سيلندر به گاز تبريل شودنياز به مقدار كمي حرارت دارد كه اين حرارت را از محيط اطراف خود مي گيرد.در زمستان كه محيط سرد است اين عمل بكندي صورت گرفته ودر مواقعي كه مصرف گاز زيادياست با وجود بود نگاز مايع به قدر كافي به وسيله گاز سوز نمي رسد.
گاز مايع مصرفي از دو گاز بوتانوپروپان ويامخلوطي از اين دو گاز كه به نسبت 70% بوتان و30%پروپان با يكديگر مخلوط مي نمايند.گاز پروپان را جهت تسريع در تبخير گاز مايع به گاز مايع به گاز بوتان اضافه مي نمايند.موادي بودار كننده به گاز اضافه مي كنند كه عموما "از مايعات بيرنگ واز تركيبات گوگردي ايم مواد مواد بوئي شبيه بوي سيردارد كه امروزه مردم بوي آنرا بوي گاز شناخته اند.
هوا
ايجاد شرايط آسايش در محيط هاي مختلف از طريق جابجاي هوا بوسيله افزايش گرما كاهش گرما ورطوبت ونيز كاهش ميزان گازها وتركيبات مضر موجود در هوا صورت مي گيرد.هوا تركيبي است از نيتروژن-اكسيژن �آرگن �نئون �دي اكسيد كربن ومقاديري از گازهاي ديگر كه اجزا اصلي هواي خشك را تشكيل ميدهند.
بهمراه اين گازهامقداري رطوبت بصورت بخار در هواي وجوددارد كه مقدار آن متغيير است.
رطوبت نيز مانند دما از نقطه نظر آسايش انسان وكيفيت هواي محيط نقش تعيين كننده اي دارد مشخصات هوا و رطوبت محيط نقش تعيين كننده اي دارد مشخصات هوا ورطوبت محيط نقش مهمي در طراحي سيستم هاي تهويه مطبوع احتراق سوختهادارد كه بايد با آن آشنا شد.
هوا نيز چون ديگر اجسام زمين وزن دارد واين واين فشاري به سطح زمين وارد مي نمايد كه آنرا فشار هوا در سطح دريا برابر است با1013ميلي بار ودر ارتفاع 5000متري نصف مي شود.
براي سوزاندن هر ماده سوختني وايجادحرارت نياز به اكسيژن مي باشد.هوايي را كه با ماده سوختني مخلوط ميگردد هواي اوليه را كه براي سوختن مادهمورد استفاده قرار مي گيرد هواي ثانويه گو يند كه توضيح بيشتر در مباحث بعدي خواهد آمد.
(احتراق(سوختن))براي ايجاد گرما عموما"از مواد سوختني استفاده مي گردد.مواد سوختني به سه دسته تقسيم مي گردند.
جامد:مانندچوب-ذغال چوب-ذغال سنگ
مايع:وانندبنزين-نفت-گازويل و گاز مايع-الكل
گاز:مانند گاز طبيعي-گاز حاصله از تجزيه مواد زا ئدگياهي و جانوري (بيو گاز)
در نتيجه احتراق مواد سوختني,سوخته و ايجاد گرما مي نمايد.پس از احتراق عبارت است از تركيب شيميايي اكسيژن با ماده قابل احتراق ,عملاحتراق معمولا :با حرارت وگاهي با نور همراه است .در احتراق اتمهاي يك ماده با اتمهاي اكسيژن تركيب شده وسبب آزاد شدن حرارت و تشكيل تركيب شيميايي جديد مي گردد.مقدار اين حرارت را ارزش حرارتي ماده سوختني گويند.مواد سوختني عموعه"از كربن (C)و هيدروژن(H)تشكيل گرديده كه به آنها هيدرو كربنهاگويند.مواد هيدرو كربوري معمولا"داراي نا خالصي هايي هستند كه عبارتند از گوگرد وفلزات سنگين كه ايجاد مشكلات مختلفي مي نمايند.
احتراق كامل(سوختن كامل)
وقتيمواد هيدرو كربوري در مجاوت اكسيژن قرار گيرد به كمك جرقه سوخته مي شوند.وقتي احتراق كامل خ.اهد بود كه اكسيژن كافي جهت سوختن ماده سوختي وجود داشته باشد.
چند مثال زير سوختن كامل كربن �هيدروژن و گوگردرا نشان مي دهد.
گاز كربنيك <......................... اكسيژن +كربن CO2<........................ C+O2 (1)
آب <.........................اكسيژن +هيدروژن H2O<.......... H2+1/2O2 (2)
اكسيد گوگرد<.........................اكسيژن+� �وگرد SO2<........................ S+O2(3)
حرارتCO2 + 2H20 + <................................................. ...................................... CH4+2O2(4)
حرارت+آب+گاز كربنيك<..................................... .................................................� �كسيژن +متان
2متر مكعب بخار آب +1متر مكعب گاز كربنيك <.....................................2متر مكعب اكسيژن +1متر مكعب متاندر فرمول 4 نشان ميدهد كه براي سو ختن يك متر مكعب گاز متان به دو متر مكعب اكسيژن ميباشد.با توجه بااينكه يك پنجم حجم هوا اسيژن مي باشد.اذا براي سوختن كامل يك متر مكعب گاز متان نياز به ده مكعب هوا مي باشد لازم به ذكر است كه فر مولهاي فوق بصورت تئوري است.
احتراق ناقص
چنانچه براي سوزاندن سوختها هواي كافي وجود نداشته باشد.علاوه بر گاز كربنيك بخار آب و ازت كه عمدتا "بي خطر هستند گازهاي خطرناكي حاصل مي شود كه بد ترين آنها گاز ذغال با فرمول COمي باشد
(گاز ذغال)منو اكسيد كربن<..............................اكسيژ� �+كربن CO <...................C+1/2O2
گازCOبي بو و بيرنگ است ودر حجم زياد كشنده بو ودر حجم هاي كمتر باعث استفراغ و سر گيجه مي باشد.اين گاز كمي از هوا سبكتر است.
لابد تا به حال شنيداه اند كه اشخاص براي گرم كردن حمام از بخاري نفتي كرده اند ويا اينكه سر خود را زير كرسي كرده اند و مرده اند.دليل مرگ اين اشخاص ناقص سوختن زغال بعلت كمبود هواي زير كرسي و در نتيجه ايجاد گاز ذغال و تنفس آن بوده است.يكي از عوامل خطرناك آلودگي هواي شهرها نيز همين گاز است كه از سوختن ناقص مواد كربن دار از جمله بنزين اتومبياها و نفت وگازئيل وسائل خانگي بوجود مي آيد.
احتراق انفجاري:
احتراق بسيار سريع و كنترل نشده حجم قابل توجهي از گاز را "انفجار"مي گويند.همانطور كه ميدانيم در يك مشعل گاز سوز,گازي كه از سوراخهاي نازل مشعل خارج مي شود قبلا"با هواي اوليه مخلوط شده وپس از خروج از سر مشعل با هواي ثانويه موجود مخلوط شده وبا همان سرعتي كه از سوراخهاي سر مشعل خارج مي شود مي سوزد وايجاد حرارت مي نمايد.اين نوع احتراق را "احتراق كنترل"شده مي خوانند.ولي اگر مخلوط گاز وهوائي كه از سوراخهاي سر مشعل خارج مي شود حجم آن زياد بوده و بهر دليلي بافاصله پس از خروج مشعل نشود اين مخلوط در فضاي اطراف وسيله گاز سوز ويا داخل محفظه احتراق به مقدارقابل توجهي جمع ميگردد.
اگردر اين موقع شعله يا جرقه به آن برسد بطور ناگهاني و سريع مي سوزد اين احتراق همراه با صدا وفشار نسبتا"زيادي خواهد يود حتما"ملاحظه نموده ايد كه زمانيكه شير اجاق گاز را باز كرده وبعدا"كبريت را روشن نمائيد روشن شدن شعله اجاق با صداي انفجار هماره خواهد بود در طراحي آبگرمكن هاي ديواري وسيله بنام شير احتراق آهسته تابيه شده تا حجم گاز را به آرامي به سر مشعل برساند.
حرارت چيست؟
گرماي خاص از مواد سوختني را حرارت گويند.واحد اندازه گيري حرارت كالري مي باشد كه هزار كالري را يك كيلو كالري گويند.
مهمترين خواصي كه از گاز در طراحي وسايل گاز سوز در نظرگرفته مي شودعبارتنداز:ارزش حرارتي,وزن مخصوص,تركيب شيميايي گاز بعلاوه ,خواص مهم ديگري از قبيل هواي لازم براي احتراق كامل و درصد گازهاي حاصل از احتراق و سرعت شعله نيز در چگونگي كاربرد سوختهاي مختلف تاثير زبادي دارد كه توسط فرمول شيميايي سوخت تعيين مي گردد.

وسايل احتراق (شعله پخش كن)
بن سن در سال 1855 ميلادي نوعي شعله بخش كن گازي طراحي كرد كه با استفاده از اصول جديدي توليد يك شعله آبي نمود.در اين مشعلها هوارا از اتمسفر اطراف خود مي گرفت و بهمين دليل به اين نوع دستگاه شعله بخش كن اتمسفر يك هم گفته شده ,اصول بهره برداري از اصول شعله بخش كن اتمسفر يك بن سن در شكل داده شده است.گاز تحت فشار استاندارد 11اينچ ستون آب به شعله پخش كن مي رسد.گاز از درون يك نازل كه آنرا مستقيما "به يك تيوپ مخلوط كننده مي راند,هدايت مي شود.سرعت جريان گاز توليد خلا نموده و فشار بيشتر اتمسفر هوا را به داخل تيوپ رانده و در آنجا گاز و هوا كاملا "مخلوط مي شود.
اين مخلوط بعد از بيرون آمدن از سر شعله پخش كن در محل سوراخها ئيكه دهانه ناميده مي شود هوائيكه با گاز در دهانه تيوپ مخلوط مي شود هواي اوليه گويند.هواي اوليه براي سوزاندن كامل نيست ودر س مشعل نيز هواي لازم است كه اين هوا راهواي ثانويه گويند.اندازه نازل در اين شعله پخش كن هابسيار مهم است زيرا اگر زياد از حد باشد سبب مي شود كه هوا نسبت مناسب با محيط نگرديده وشعله پخش كن شعله مطلوبي نداشته باشد اگر نازل كوچكتر از حد مناسب باشد باعث مي شود كه از حد اكثر ظرفيت شعله پخش كن استفاده نشود.لذا اندازه بودن نازل از اهميت زيادي برخوردار خواهد بود.در صورتي شعله پخش كن اتمسفر يك خوب عمل كند كه موارد زير در طراحي آن در نضر گرفته شده باشد.
1-اندازه مناسب نازل2-فاصله مناسب نازل با ونتوري-3-فشار گاز ورودي از نازل4-قطر و شكل مناسب ونتوري وشعله پخش كن5-هدايت جريان گاز به مركز تيوپ مخلوط كننده

پایان قسمت اول
آموزش مبانی آبگرمکن دیواری-قسمت دوم