اکونومایزر در بویلر وسیله ای است که میزان سوخت مورد نیاز بویلر برای خروجی ثابت آن را کاهش داده و بدین ترتیب هزینه سوخت مصرفی و میزان آلاینده های تولیدی را کاهش می دهد. (زیرا بویلر در این حالت با راندمان بالاتری کار می کند.)

اکثرا دارای دمایی در محدوده 450 تا 650 درجه درجه فارنهایت بوده و با توجه به دبی بالای خود میزان انرژی زیادی را بدون استفاده مفید به محیط خارج هدایت می کنند. وظیفه اکونومایزرهای بویلرها بازیافت مقدار زیادی از این حرارت تلف شده جهت پیش گرم کردن آب است که این آب می تواند آب جبرانی ورودی به بویلر (Feed Water) و یا هر آب دیگر مرتبط با عملکرد بویلر باشد. در حالت کلی می توان اکونومایزرها را مبدل های حرارتی گاز به مایع دانست که حرارت در حال تلف شدن را از گازهای داغ دریافت می کند. این حرارت جهت گرم کردن سیالات مایع مورد استفاده در فرآیند های تولیدی، گرم کردن محیط، پیش گرم کردن آب تغذیه و... به کار برده می شود. با پیش گرم شدن آب، حرارت مورد نیاز جهت تبدیل آن به بخار در دیگ کاهش می یابد که این امر اثر مستقیم خود را در کاهش میزان مصرف سوخت بویلر و در نتیجه صرفه جویی در هزینه مورد نیاز برای تامین سوخت نشان می دهد. به طوری که با هر 40 درجه فارنهایت کاهش در دمای گازهای حاصل از احتراق میزان مصرف سوخت حدودا یک درصد کاهش می یابد. در صورت وجود سوپرهیتر و یا ری هیتردر سیستم،اکونومایزر در مسیر گازهای حاصل از احتراق، پس از مرحله آخر سوپر هیتر و ری هیتر قرار می گیرد.

در مواردی که مقدار آب جبرانی به بویلر زیاد باشد (این مورد هنگامی پیش می آید که مقدار زیادی از کندانسه به بویلر بازگشت داده نشودو یا اینکه تمام و یا اکثر بخار تولیدی در فرآیندها مورد استفاده قرار گیرند.) و یا میزان آب گرنم مورد نیاز در سایر فرآیند ها زیاد باشد، استفاده از اکونومایزر تاثیر بسیار زیادی ر افزایش راندنمان سیستم خواهد داشت. برای کسب اطلاعات بیشتردر رابطه با اکونومایزرها و درخواست خدمات مربوطه با شرکت مهندسی اسوه عمران انرژی تماس بگیرید.

پیش گرمایش آب تغذیه دیگ بخار

در سیستم های تاسیساتی و کارخانجاتی که دارای فرآیند و یا سیستم های بخار باشند می توان از انرژی گرمایی تلف شده در پیش گرمایش فید واتر دیگ های بخار استفاده نمود. در دیگ های بخار به علت تبخیر و نشت و عملکرد بلو دان پیوسته لازم است که مقداری آب تزریق و جایگزین آب هدر رفته شود. دمای آب تغذیه ورودی به دیگ بخار باید حد اقل بالای 60 درجه سانتیگراد باشد تا عناصر تشکیل دهنده دیگ را دچار تنش حرارتی ننماید. بنابراین وقتی این آب به داخل دیگ هدایت می شود بخشی از انرژی محصولات احتراق را برای رسیدن به دمای آب داخل دیگ صرف می کند.

در صورتی که این آب با دمای بالاتری مثلا 120 درجه وارد دیگ بخار شود این میزان انرژی در دیگ بخار تلف نمی گردد و هزینه های سالیانه آن صرفه جویی می شود. علیرقم تصوری که ممکن است به وجود آید ارقام و اعداد به دست آمده از این نوع صرفه جویی در طول یک سال قابل ملاحظه می باشد.

پیش گرمایش سوخت

ایده آل ترین حالت در کوره ها و دیگ ها آنست که محصولات حاصل از احتراق تمام انرژی خود را  تبادل نموده و با دمایی برابر با دمای هوای ورودی به مشعل ازدودکش خارج گردد . هرچه دمای دود خروجی از دودکش کاهش یابد باعث افزایش راندمان خواهد شد . ولی اغلب در صنایع محصولات حاصل از احتراق با دما و دبی بسیار بالایی از طریق دود کش ها خارج میگردد در صورتی که این گازهای داغ حاصل از احتراق از پتانسیل بالای انرژی برخوردار می باشند .

یکی از روشهای موثر استفاده از انرژی دود خروجی از اگزوز استفاده از این گرما جهت پیش گرمایش سوخت می باشد.

در فرایند احتراق سوخت با دمای محیط وارد محفظه احتراق شده و مقداری از گرمای محفظه احتراق را جذب نموده و به دمای داخل کوره می رسد . با پیش گرمایش سوخت در واقع میزان جذب حرارت محفظه احتراق به وسیله سوخت به شدت کاهش یافته و کمک شایانی به افزایش راندمان سیستم و کاهش مصرف انرژی می نماید. البته پیش گرمایش هوای احتراق به دلیل حجم زیادترهوای احتراق نسبت به سوخت موثرتر  می باشد.

تولید بخار جهت تولید نیرو

برای سال های متمادی در انگلستان از گرمای تلف شده بویلرها برای تولید بخار استفاده شده است، در صورتی که منبع تولید گرما به طور دائم وجود داشته و تجهیزات لازم برای انجام این کار مهیا باشد، انجام این کار فعالیتی کاملا اقتصادی می باشد.

در صورت تصفیه کردن آب،نگهداری درست و کنترل به موقع تجهیزات، زمان بازگشت سرمایه این روش کمتر از دو سال خواهد بود. به دلیل وجود انرژی زیاد جذب شده در هنگام تغییر فاز و وجود این فرآیند در روند عملکرد بویلرهای گرمای تلف شده، این دستگاه ها راندمان بالایی (بیش از 80 درصد) دارند. در استفاده از (گرمای تلف شده بویلرها) باید به سادگی نصب دستگاه ها و هزینه ها و هزینه پایین نگهداری تجهیزات توجه نمود.

حرارت مرکزی با آب گرم دمای زیاد HTW

سازمان ASHRAE سیستم های آب گرم را به سه دسته تقسیم کرده است:

1- سیستم های آب گرم دمای کم (LTW) با دمای آب رفت تا 250 درجه فارنهایت یا 120 درجه سانتیگراد

2- سیستم های آب گرم دمای متوسط (MTW) با دمای آب رفت 250 تا 350 درجه فارنهایت یا 120 تا 180 درجه سانتیگراد

3- سیستم های آب گرم دمای زیاد (HTW) با دمای آب رفت 350 تا 450 درجه فارنهایت یا 180 تا 230 درجه سانتیگراد

معمولا سیستم های حرارت مرکزی که اغلب اوقات دمای مابین 180 تا 230 درجه سانتیگراد دارند را سیستم آب داغ دما بالا می نامند. فشار این سیستم ها نیز بیش از فشار جو است و از منبع انبساط بسته استفاده می کنند.  آب داغ دما بالای مورد نیاز سیستم های حرارت مرکزی با آب داغ یا به تعبیر سازمان ASHRAE سیستم های آب گرم دمای زیاد (HTW) که مخفف High Temperature water می باشد، معمولا توسط دیگ های فولادی تامین می شود.

ریژنراتورها

ریژنراتورها بر اساس قواعد سیکل های کوتاه حرارت کار می کنند. این دستگاه ها از یک جفت هسته سرامیکی تشکیل شده اند که به یک جفت و یا یک مشعل تکی متصل شده اند. گازهای گرم تلف شده ناشی از سوختن سوخت در مشعل از میان یکی از هسته ها عبور کرده و باعث گرم شدن آن می شود. 

زمانی که سیکل بر عکس شد هوای سردی که وارد می شود از روی این هسته داغ عبور کرده و در نتیجه دمای آن بالاتر می رود. و پس از اتمام کار خود در سیستم از آن خارج می شود. زمان هر سیکل بین 30 ثانیه تا 30 دقیقه متغیر است و به نوع ریژنراتور و کاربرد آن بستگی دارد.

انواع ریژنراتورها شامل موارد زیر می باشد:

1. ریژنراتورهای دوار

2. ریژنراتورهای پسیو

3. ریژ نراتورهای استاتیکی

4. ریژنراتورهای لوله پره دار

5. ریژنراتورهای لوله و پوسته

6. ریژنراتورهای فشرده سرامیکی

گرم کردن فضا

اگر چه از گرمای تلف شده به طور معمول برای گرم کردن فضا استفاده می شود اما این کار اغلب بازدهی چندانی ندارد و بازگشت هزینه سرمایه گذاری شده بین سه تا پنج سال است. گرم کردن فضا نسبت به سایر استفاده هایی که از گرمای تلف شده می توان کرد دارای اشکالاتی است.

به عنوان مثال اگر منبع تولید گرما و فضایی که قرار است با این حرارت گرم شود از هم دور باشند، آنگاه نیاز به مجاری و کانال های مخصوصی است تا این گرما را از منبع تولید آن به محل مصرف منتقل کند. ضمنا برای انتقال گرما معمولا نیاز به تجهیزات خاص واسطه می باشد. هزینه بالای نصب کانال ها و تجهیزات تقریبا تمام مزایای استفاده از گرمای تلف شده را خنثی می کند.

اگر از گرمای تلف شده تنها برای گرم کردن فضا استفاده شود تمام تجهیزات نصب شده فقط در ماه های سرد سال کاربرد دارند و در ماه های گرم سال عملا بازیافت حرارت صورت نمی پذیرد. می توان گفت که بازیافت حرارت به منظور گرم کردن فضا تنها زمانی مفید است که امکان به کارگیری سایر روش ها و جود نداشته باشد. و در یک قالب کلی می توان گفت که استفاده از گرمای تلف شده برای گرم کردن فضا در شرایط زیر مفید است:

- منبع تولید گرما و فضایی که قرار است گرم شود به هم نزدیک باشند.

- سیستم های تولید گرمایش موجود ناکارآمد باشند.

- از این حرارت هیچ استفاده دیگری نتوان کرد.

- نصب مبدل های حرارتی خیلی آسان باشد و هزینه خرید و نگهداری آن ارزان باشد.

- میزان گرمای تلف شده موجود دو برابر میزان گرمایی باشد که برای گرم کردن فضا لازم است.

گرم کردن هوای جبرانی

ایده آل ترین حالت در کوره ها و دیگ ها آنست که محصولات حاصل از احتراق تمام انرژی خود را  تبادل نموده و با دمایی برابر با دمای هوای ورودی به مشعل ازدودکش خارج گردد . هرچه دمای دود خروجی از دودکش کاهش یابد باعث افزایش راندمان خواهد شد . ولی اغلب در صنایع محصولات حاصل از احتراق با دما و دبی بسیار بالایی از طریق دود کش ها خارج میگردد در صورتی که این گازهای داغ حاصل از احتراق از پتانسیل بالای انرژی برخوردار می باشند .

در این روش از یک مبدل حرارتی به منظور استفاده از انرژی گرمایی دود اگزوز بویلر ها و کوره ها جهت گرم کردن هوای احتراق بهره گرفته می شود.

در فرایند احتراق هوای سرد محیط وارد محفظه احتراق شده و مقداری از گرمای محفظه احتراق را جذب نموده و به دمای داخل کوره می رسد . با پیش گرمایش هوای احتراق در واقع میزان جذب حرارت محفظه احتراق به وسیله هوای احتراق به شدت کاهش یافته و کمک شایانی به افزایش راندمان سیستم و کاهش مصرف انرژی می نماید.

پایین بودن دمای هوای لازم برای احتراق باعث می شود تا بتوان دود را تا دمای پایین نیز سرد کرد که این امر موجب تقطیر شدن بخار آب موجود در دود گردیده و در نیجه انرژی نهان آب موجود در دود نیز منتقل می گردد.

میزان بخار آب در محصولات حاصل از احتراق در سوخت های گازی بیشتر از سوخت های مایع می باشد ، به این دلیل در سوخت های گازی با سرد تر کردن دود می توان انرژی نهان بسیاری را منتقل نمود.  

تشکیل ترکیبات اسیدی مشکل اصلی در سرد کردن دود می باشد . برای رفع این مشکل در مبدل ها می توان از مواد ضد خوردگی و مقاوم در برابر ترکیبات اسیدی استفاده نمود. جهت کسب اطلاعات بیشتر با گروه مهندسین اسوه تماس حاصل نمایید.

گرماده ها

گرماده هایی که در سیستم های هیدرونیک کوچک استفاده می شوند عبارتند از:

1- کنوکتورهای پادیواری مجهز به کویل و پره

2- فن کویل ها

3- رادیاتورها

4- پادیواری های تابشی

5- پانل های تابشی

لوله های گرم

این نوع مبدل ها از مجموعه ای از لوله ها تشکیل شده است که به درون گازهای گرم احتراق امتداد پیدا می کنند. این لوله ها در مسیها و کانال های مشخصی قرار دارند. هر کدام از این لوله ها دارای اجزاییبرای عایق بندی هستند که به شکل یک فتیله حلقوی می باشد، ضمن آنکه در داخل لوله ها سیال مخصوصی جریان دارد.

گرمای جذب شده از گازهای گرم خروجی باعث تبخیر سیال داخل لوله ها شده و بخار در مرکز لوله ها جمع می شود. سپس این بخار، گرمای نهان تبخیر را به انتهای سرد لوله ی گرم، جایی که بخار در آنجا کندانس شده و گرمای خود را از دست می دهد، منتقل می کند. این مایع کندانس شده بر اثر خاصیت مویینگی یا جاذبه به انتهای گرم لوله جایی که در آنجا مجددا وارد سیکل می شود، منتقل می شود.

چهار مورد از مزایای این نوع مبدل حرارتی به شرح زیر می باشد:

1. اندازه کوچکی دارند.

2. مشکلات آلودگی ندارند.

3. برای کار نیاز به انرژی خارجی ندارند.

4. هیچ قطعه متحرکی ندارند.

 مدارهای توزیع

مدارهای توزیع سیستم های کوچک گرمایش هیدرونیک را می توان به صورت های مختلف طراحی کرد. عواملی که در انتخاب مدار توزیع دخیل هستند شامل موارد زیر می باشند:

1- تعداد زون های گرمایش ساختمان.

2- روش کنترل زون ها.

3- دمای مورد نیاز گرماده ها.

4- چگونگی گرمادهی دستگاه مولد گرما.

5- هزینه های لوله کشی.

6- اندازه و هزینه های راهبری پمپ های سیرکولاسیون سیستم.

7- امکان گسترش آتی سیستم.

 انواع مدارهای توزیع قابل اجرا شامل موارد زیر می باشد:

 1- مدار سری یک لوله ای

2- مدار سری یک لوله ای با چند زون که هر یک به طور مستقل کنترل می شود.

3- مدار چند زونه که هر زون پمپ سیرکولاسیون مخصوص به خود را دارد.

4- مدار چند زونه که هر مدار شیر کنترل زون مخصوص به خود را دارد.

5- مدار دو لوله ای (موازی) برگشت مستقیم.

6- مدار دو لوله ای (موازی) برگشت معکوس.

7- مدار توزیع شعاعی

8- مدار اولیه - ثانویه

9- مدارهای توزیعی که از ادغام دو یا چند روش از روش های اشاره شده درست شده اند.

منابع تولید گرما  

منابع تولید گرما به چند دسته تقسیم می شوند:

1- دیگ های متعارف (گاز سوز و گازوییل سوز) غیر تقطیری

2- دیگ های گاز سوز نوع تقطیری

3- دیگ های مجهز به المان الکتریکی و مخزن آب گرم

4- پمپ گرمایی هیدرونیک

5- منابع تولید گرمای تجدید پذیر

از منابع  تولید گرمای معرفی شده در بالا "دیگ های متعارف (گاز سوز و گازوییل سوز) غیر تقطیری" بیشترین استفاده را در خانه های مسکونی و ساختمان های تجاری کوچک دارند. زیرا قیمت آن ها از سایر سیستم ها ارزان تر می باشد.