گزارش کارآموزی انتقال گرما

انتقال گرما

1- گرما

    هنگامیکه جسمی را گرم می کنیم انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی مولکولهای آن افزایش می یابد.

2_ دما

    انرژی گرمایی درجه گرمای اجسام را بالا برده انها را گرم می کند.درجه گرمی هرجسم را دمای آن جسم نیز می‌گویند نباید درجه گرما یا دما را با گرما که شکلی از انرژی است اشتباه کرد. مثلا یک کتری پر از آب جوش و یک فنجان پر از آب جوش هر دو به یک درجه گرم هستند و به عبارت دیگر هر دو یکی است ولی انرژی درونی آب‌جوش داخل فنجان است . در این مثال انرژی متوسط مولکول آب در هر دو ظرف یکی است ولی شماره مولکولهای آب داخل کتری بیشتر از مولکولهای آب داخل فنجان است. اگردو جسم دمای یکسان داشته باشندو با هم تماس پیدا کنند هیچکدام به هم گرما نمی دهند و اگر دمایشان یکسان نباشد دما از جسم گرمتر به جسم سردتر منتقل میشود.

3- روشهای انتقال دما :

    روشهای انتقال گرما عبارتند از : الف : هدایت    ب : وزش   ج : تابش

عوامل مؤثر در هدایت گرمایی

    اگرچه تمام اجسام گرما را هدایت می کنند ولی میزان هدایت گرمایی در همه اجسام یکسان نیست. مایعات و گازها گرما را به آهستگی هدایت می کنند ولی گرما از طریق وزش و تابش در گازها به خوبی انتقال می ی ابد.

فلزات، هادیهای خوبی هستند. شیشه، آجر، بتون و چوب نسبتا هادی خوبی هستند و چوب پنبه ، نمد ، پشم شیشه ، پشم معدنی هادی های خیلی ضعیفی هستند . هادیهای بی‌نهایت ضعیف را عایق می نامند. عایقها برای به حداقل رسانیدن هدایت گرمایی مورد استفاده قرار می گیرند. مقدار گرمای انتقال یافته از یک ماده به عوامل زیر بستگی دارد :

اختلاف دما بین دوطرف جسم

سطح مقطع جسم

سیستم های حرارت مرکزی :

    نصب بخاری در هر اطاق برای ساختمانهایی که اتاق زیادی دارند مشکلات زیادی از نظر بهره برداری، نگهداری و کیفیت کار پیش می آورد. در چنین ساختمانهایی باید سیستم های حرارت مرکزی ایجاد شود. در این سیستم ، گرما در محلی به نام موتور خانه یا اطاق مکانیکی تولید شده، توسط سیال واسطه‌ای جذب وبه اتاقهای مختلف هدایت می شود  این سیال واسطه می تواند آب یا بخار آب و یا هوا باشد.

انواع سیستم حرارت مرکزی :

سیستم حرارت مرکزی سه نوع است :

1- حرارت مرکزی با آب گرم   2- حرارت مرکزی با بخار آب   3- حرارت مرکزی با هوای گرم 

در حرارت مرکزی با آب گرم گرمای تولیدشده توسط مشعل به آب درون دیگ منتقل می‌شود. آب گرم شده به وسیله یک پمپ جریانی و سیستم لوله کشی در واحدهای پخش کننده گرما جریان یافته، گرمای خود را به هوای اتاق می دهد و برای جذب گرمای مجدد به طرف دیگ برمی گردد.

سیستم حرارت مرکزی با آب گرم:

این سیستم بر سه نوع است :

الف)سیستم‌حرارت ‌مرکزی با دمای پایین که در آن دما تا (120 درجه) و فشار(11‌بار)

ب)سیستم‌حرارت‌ مرکزی با دمای متوسط که در آن دما (175-120) و فشار (3/10بار)

ج)سیستم‌حرارت مرکزی با دمای بالا که در آن دما(230– 176درجه) و فشار(21 بار)

زمانی از سیستم گرمایی با دمای کم استفاده می شود که دمای آب در لوله رفت زیر نقطه جوش آب (در حدود 80 درجه سانتیگراد) و در لوله برگشت بین (60 تا 70) درجه باشد.آب گرمای ویژه بالایی دارد. بنابراین از طریق آن می توان گرمای زیادی را به کمک لوله هایی با قطر کم به پخش کننده های گرمایی رساند.

سیستم حرارت مرکزی با آب گرم شامل قسمتهای زیر است

الف). دستگاههای پخش کننده گرما

    این دستگاه ها شامل کنکتورها، رادیاتورها، فن کویل ها و یونیت هیتر است. آب گرم از طریق لوله رفت وارد این دستگاه ها شده در آنها از طریق هدایت تابش، وزش با هوای اتاق تبادل گرمایی انجام می دهد وآب خروجی از دستگاه پخش کننده ، کاهش دما پیدا می کند.

الف-2). سیستم انتقال آب گرم

    سیستم انتقال آب گرم شامل سیستم لوله کشی بین دستگاههای پخش کننده و تولیدکننده گرما وپمپ سیرکولاتور است جریان گردش آب ممکن است بطور طبیعی بر اساس اختلاف دمای آب رفت و برگشت نیز صورت گیرد. برای بالابردن سرعت آب و کاهش قطر لوله ها امروزه معمولا  از سیستم پمپی استفاده می شود بوسیله سیستم انتقال آب گرم، آب با حجم ثابتی پیوسته بین دستگاههای تولیدکننده و پخش کننده گرما در گردش است آب گرمای از دست داده خود در پخش کننده را از دستگاه تولیدکننده آب گرم بدست می آورد.

الف-3). دستگاههای مولد آب گرم :

    که شامل انواع مشعل و دیگ آب گرم است گرمای حاصل ازسوخت توسط مشعل به آب درون دیگ انتقال یافته موجب گرم شدن آب عبوری داخل دیگ میشود.

الف-4). نشان دهنده ها و کنترل کننده ها :

    نشان دهنده‌هایی مانند ترمومتر و مانومتر دیگ، ‌مای مخزن دیگ و آب نمای مخزن انبساط و کنترل هایی مانند ترموستات دیگ، ترموستات جداری، ترموستات اتاقی، شیر اطمینان‌و رله مشعل از‌لوازمی هستند که برای راهبری‌و‌نگهداری‌صحیح‌سیستم ضرورت دارند.

الف-5). مخازن :

    مخزن گازوییل برای نگهداری گازوییل مصرفی در زمان خاصی از سال ، مخزن گازوییل روزانه مخزن انبساط بسته، مخزن انبساط باز، مخزن آب گرم مصرفی از لوازم ضروری و جنبی یک سیستم حرارتی مرکزی هستند.

دستگاههای پخش کننده گرما :

دستگاههای پخش کننده گرما وسایلی هستند که از آنها برای جبران تلفات حراتی ساختمان و گرم نگهداشتن محل مورد نظر استفاده می شود . در این دستگاهها سیال گرم جریان داشته گرمای خود را از طریق سطح تبادل کننده حرارت به محیط منتقل می کند .

الف : رایاتورها وانواع آن :

رادیاتورها یکی از دستگاههای پخش کننده حرارت هستند که در انواع مختلفی از نظرجنس ، اندازه و فرم به بازار مصرف عرضه می شوند رادیاتورها از نظر جنس ، در انواع فولادی، آلومینیومی و چدنی ساخته می شوند .

الف-1 )رادیاتورهای فولادی و ساختمان آنها :

رادیاتورهای فولادی از ورقهای آهنی به ضخامت ( 25/1 میلی متر ) در ابعاد و اندازه های مختلف ، معمولا بصورت پره‌ای ساخته می شوند . هر پره رادیاتور شکل دو صفحه پرس شده است که بر روی هم قرار گرفته ، لبه آنها به یکدیگر جوش مقاومتی داده می‌شود . با قرار گرفتن دو صفحه پرس شده بر روی هم مسیرهایی برای عبور آب در حد فاصل دو صفحه ایجاد می گردد.پره‌های تولید شده، در کارخانه به یکدیگر متصل می شوند تا رادیاتور با تعداد پره مورد نظر تولید شود . کارخانه ها تعداد پره‌ها رادیاتورهای فولادی را بر حسب سفارش بازار تولید می کنند . اندازه رادیاتورهای فولادی بر حسب پهنای پره و ارتفاع محور تا محور کلکتورهای بالا و پایین آن بیان می شود .

انواع رادیاتور های فولادی :

رادیاتورهای فولادی از نظر ارتفاع و پهنا در اندازه های مختلفی ساخته شده ، به بازار عرضه می شوند که هر کدام بر حسب ابعاد و اندازه محل نصب رادیاتور در داخل ساختمان مورد استفاده قرار می گیرند . سطح دو طرف رادیاتورهای فولادی یکسان است و پشت و رو ندارند .

رادیاتورهای آلومینیومی و ساختمان آنها :

رادیاتورهای آلومینیومی نیز بصورت پره‌ای از جنس آلومینیومی تولید و معمولا در قطعات 5و7و10 پره به بازار عرضه می شوند . لبه کلکتور بالا و پایین این رادیاتورها در یک طرف از داخل رزوه راست گرد و در طرف دیگر رزوه چپگرد می شود به این ترتیب رادیاتورها را می‌توان به وسیله مغزهایی که نصف طول آن دنده راستگرد و نصف دیگر آن چپگرد است به یکدیگر متصل نمود .

الف-3) رادیاتورهای چدنی و ساختمان آنها :

رادیاتورهای چدنی بصورت پره ای به روش ریخته گری در ابعاد و اندازه‌های مختلف از چدن ساخته می‌شود اتصال پره‌های این رادیاتور به یکدیگر به وسیله مغزی چپگرد–راستگرد و یا مغزهای جازدنی انجام می گردد . این رادیاتور پر کار در فشار(4at) و متحمل حداکثر درجه حرارت 110 درجه مناسب است مزیت این رادیاتور نسبت به رادیاتورهای فولادی ، مقاومت بیشتر آن در مقابل زنگ زدگی است و به همین علت برای جاهای مرطوب مثل حمام مناسب است عیب این رادیاتور این است که خطر شکستگی ان بیشتر است . لازم به ذکر است که با متداول شدن استفاده از رادیاتورهای آلومینیومی روز به روز کاربرد رادیاتور چدنی کمتر شده است .

الف-4) فن کویل و ساختمان آن :

فن : کار فن گرفتن هوای محل گرم شده و هوای تازه ، عبور آن از روی کویل وبه جریان انداختن هوا در محل است فن ، فن کویل ها معمولا از نوع سانتری فوژ هستند و هر فن کویل بسته به ظرفیت آن دارای یک ویا چند عدد فن است .

کویل : کویل که در زمستان معمولا آب گرم در داخل آن جریان می یابد وظیفه انتقال گرما از آب به هوا را به عهده دارد بر روی لوله های کویل به منظور بیشتر شدن سطح تبادل حرارت پره هایی به نام فین نصب می کنند .

فیلتر : فیلتر فن کویل از نوع فیلتر خشک قابل شستشو است و کار آن تصفیه فیز‌یکی هوا است . جای نصب فیلتر در داخل فن کویل در محل ورود هوا به فن است . فن کویل هایی هم وجود دارد که فیلتر آنها بعد از فن در پشت کویل قرار داده شده که به نظر صحیح نیست چون قبل از آنکه ذرات و مواد به فیلتر برسد و بوسیله آن گرفته شود ، در داخل پره های پروانه قرار می گیرد . در نتیجه ظرفیت هوادهی پروانه و قدرت حرارتی فن کویل را کم می کند ، فن را از بالانس می اندازد باعث ایجاد صدا و لرزش می شود .