ترجمه : مهندس غلامحسین منوچهری نائینی

از : Raymond H. King

مأخذ : ASHRAE.JOURNAL, SEP . 1998

خروجی‌های بادزن

به پروفیل سرعت نمونه یک بادزن گریز از مرکز نگاه کنید ( شکل ۱۰)

شکل 10 : پروفیل سیگمای سرعت نمونه در خروجی بادزن، که با افزایش طول کانل مستقیم بهبود می‌یابد

صنعت هوارسانی توصیه می‌‍‌کند که در خروجی بادزن بین خروجی و زانو و یا هر گونه اتصال دیگر یک کانال مستقیم به طول حداقل ۲.۵ برابر قطر (بسته به ابعاد خروجی ) معادل کانال قرار داده شود. حتی در سرعت‌های بیش از ۲۰۰۰ فوت در دقیقه این طول باید افزایش یابد. اگر یک دمپر مستقیماً روی فلنج بادزن نصب شود، نمی‌توان تلفات کلی را که به واسطه پروفیل سرعت نامنظم درست در خروجی بادزن ایجاد می‌شود پیش بینی کرد.

وقتی دمپر درست در خروجی بادزن نصب می‌شود، عملکرد آن اندازه گیری و آزمایش نمی‌شود بلکه عملکرد آن در حالت جریان آرام و با کانال‌های مستقیم که در نشریه شماره ۵۰۰ (۱۹۹۴) انجمن گردش و کنترل هوا (AMCA) تشریح شده و درست مانند روش آزمایش بادزن‌ها است، اندازه گیری می‌شود. حال می توان پروفیل سیگمای سرعت را درست در خروجی بادزن مشاهده کرد و نمی‌توان از منحنی منتشر شده برای مقاومت دمپر استفاده کرد؛ بنابراین دمپر را نباید درست در خروجی بادزن و بلکه باید آن را با فاصله مجاز از خروجی بادزن قرار داد.

در صورتی که بخواهید بادزن را با دمپر خروجی خریداری کنید بهتر است تصحیحات لازم که توسط انجمن گردش و کنترل هوا تهیه شده در حالت نصب دمپر خروجی بادزن اعمال شوند. این تصحیح مقدار زیادی خواهد بود و قبل از خرید بادزن، فروشنده باید تأثیر دمپر را روی بادزن مورد آزمایش قرار داده و مدارک آن را ارائه نماید.

در صورتی که یک تبدیل افزایشی روی خروجی بادزن قرار گیرد، عملکرد آن بهبود می‌یابد. این تبدیل گاهی اوقات Evase نامیده می‌شود. برخی اوقات این تبدیل همراه با بادزن ساخته می‌شود. این معمولاً جزئی از سیستم کانال هوا محسوب می‌گردد. در صورت تهیه این قطعه به همراه بادزن حتماً باید در مشخصات فنی خرید بادزن قید شود. تبدیلی که توسط سازنده بادزن در شکل ۸ ساخته شده، زاویه بیشتری نسبت به حالتی که همراه کانال‌های هوا ساخته می‌‍شود دارد. زانویی ها، اتصالات و دمپر را می‌توان در پایین دست تبدیل نصب کرد. همچنین باید توجه داشت که خروجی بادزن را می‌توان در طول ۳۶۰ درجه و تحت هر زاویه ای قرار داد. همچنین جهت بادزن را می‌توان در خلاف جهت عقربه های ساعت انتخاب کرد. علاوه بر آن چه کسی ادعا می‌کند که خط مرکز پایه بادزن باید با ستون‌های شمال و جنوب ساختمان تنظیم شود؟ پایه بادزن را نیز می‌توان در صورت لزوم تا ۳۶۰ درجه چرخانید تا کانال‌های هوا در حالت بهینه خود نصب شوند.

حال می‌توان دید که در نظر گرفتن فضای لازم برای بادزن و نصب متعلقات آن و پیش بینی فضاهای تعمیر و نگهداری را به راحتی می‌توان انجام داد. بادزن یا موقعیت خروجی آن را می‌توان چرخانید یا جعبه ورودی بادزن را به گونه ای انتخاب کرد تا مجموعه کامل بادزن به نحو مطلوب به مسیر کانال‌های ورودی و خروجی متصل شود. بنابراین نباید اجازه داد که با نادیده گرفتن این امکانات و حالت‌های مختلف ساخت و نصب بادزن و قطعات جانبی آن اشکالات ناشی از اثر نصب (سیستم) بروز کنند.

چند مثال

آیا بادزن‌ها را باید به صورتی نصب کرد که کانال خروجی آن‌ها به طرف عقب قرار گیرد یا کانال‌های ورودی یا خروجی آن‌ها دارای انقباض یا گرفتگی باشد؟ بهتر است در شکل‌های بعدی مشاهده شود که برخی از افراد تصورات ذهنی دیگری دارند.

۱-  این بادزن (شکل ۱۱) در یک سیستم غبارگیر بسیار بزرگ مورد استفاده قرار گرفته است که بعداً ظرفیت آن کاهش یافته است. طراح سیستم لزوم تغییر بادزن را احساس نکرده و تنها به وردی کوچک سیستم غبارگیر جدید توجه نموده است. البته این بادزن کار مناسبی ارائه نکرده و بعداً تعویض شده است.

شکل 11 : بادزن با ظرفیت بیش از حد و کانل خروجی نامناسب که به یک دستگا غبارگیر متصل شده است

۲ – چند وقت قبل پیمانکاری یک بادزن برای هوای تازه یک ساختمان صنعتی فرایند شیمیایی ( شکل ۱۲) نصب کرد. علاوه بر زانوی خروجی اشتباه می‌توان دید که ورودی چقدر نزدیک به دیوار قرار دارد.

شکل 12 : طراحی نامناسب خروجی بادزن توسط کامپیوتر، باعث شده تا کانال‌های خروجی آن شکل بسیار پیچیده‌ای پیدا کنند.

 3- همان طوری که در شکل‌های ۸ و ۱۰ دیدیم تمامی بادزن‌ها باید دارای یک قطعه کانال خروجی مناسب باشند. تبدیل افزایشی یا ( evase) باعث حذف خطای اثر سیستم و افزایش بازیافت استاتیکی بادزن خواهد شد. در نتیجه فشار سرعتی به فشار استاتیکی مفید و با افت اندک تبدیل خواهد شد. حتی اگر یک بادزن در انتهای کانال قرار داشته باشد ( مانند یک بادزن تخلیه ) نصب یک قطعه کانال خروجی همیشه باعث بهبود عملکرد می شود. در صورتی که سرعت در کانال عمودی خروجی کمی بیشتر از ۲۲۰۰ فوت در دقیقه باشد باران در کانال نفوذ نخواهد کرد. اما اگر بادزن در برخی از ساعات کار نکند یک محافظ برای جلوگیری از آب باران باید پیش بینی شود (شکل ۱۳) بهترین روش ساخت یک کلاهک هم مرکز به شکل کانال است.

شکل 13: کلاهک آب باران باعث می‌شود آب باران با کانل بیرونی تماس داشته باشد و از شیار انتهایی آن خارج شود.

این کلاهک باعث می‌شود که باران با کانال بیرونی تماس داشته باشد و از شیارهای بیرونی آن خارج شود. در صورتی که ضخامت کانال‌ها کم باشد این کلاهک را می‌توان روی فلنج خروجی بادزن نصب کرد و طول مستقیم آن را به اندازه دلخواه در نظر گرفت.

۴- در صورتی که این کانال کوچک حتی روی خروجی بادزن نصب نمی شد، نتیجه به مراتب بهتر می بود ( شکل ۱۴)، اما مقصر پیمانکار نصب نبوده، اتصالات آن توسط یک برنامه کامپیوتری جدید در دفتر رئیس او طراحی شده است. اما در این نرم افزار اشاره شده که باید به نشریه 201 انجمن گردش و کنترل هوا (AMCA) مراجعه شود و رئیس او متوجه این نکته نشده است. علاوه بر آن این کانال تخلیه مربوط به یک قسمت از اداره است که در آن استعمال دخانیات آزاد می‌باشد. این کانال تخلیه درست در پشت کانال هوای تازه قرار دارد.

شکل 14: زانویی نامناسب در خروجی یک سیستم هوای تازه

۵- محافظ فلزی تسمه روی یک بادزن تخلیه هوا نصب شده است. روش استفاده از محافظ نوع باز باعث خواهد شد هوا به راحتی از آن عبور کند (شکل ۱۵) یک شخص قادر است انگشت خود و نه دست را از شبکه توری سیمی ۲ اینچی عبور دهد. البته فاصله محرک تسمه ای تا شبکه آنقدر کافی است که حتی در حالت خستگی یک شخص نیز امکان تماس انگشتان وی با موتور یا محرک وجود ندارد.

شکل 15: محافظ باز در ورودی بادزن باعث عبور راحت تر جریان هوا خواهد شد.

– وقتی یک بادزن فرایند مربوط به غبارگیر به قدرت ۵۰۰ اسب بخار شروع به کار می کند لرزش زیادی دارد که باعث جدا شدن جوش‌های محفظه بادزن می‌شود. بادزن به خوبی طراحی و موازنه شده است. موقعیت قرارگیری کانال‌ها به گونه ای است که ظاهراً اشکالی مشاهده نمی شود. ایراد از کجاست؟ دمپر ورودی شعاعی بادزن به صورت جداگانه به محل پروژه ارسال شده و پیمانکار آن را در جهت معکوس نصب کرده است. اشکال از گردش معکوس نیست. ارتعاشات در نتیجه اغتشاش ایجاد شده در اثر موقعیت محوری اشتباه تیغه های دمپر و قطعات رابط آن نسبت به ورودی بادزن به وجود می آید. دفع این اشکال تنها با عکس کردن جهت دمپر انجام خواهد شد. اما چنین اشکالاتی در منحنی های تصحیح اثر سیستم و توسط سازنده بادزن پیش بینی نشده اند. با بازدید بهتر در محل پروژه و راه اندازی می توان از چنین اشتباهاتی جلوگیری کرد.

یک مثال مهم

تعدادی بادزن تخلیه برای یک واحد فرایند نصب شده بودند تا از تشعشعات احتمالی ناشی از نشت در ساختمان جلوگیری نمایند. این یک اقدام ایمنی و بهداشتی بود و تا زمان راه اندازی کامل سیستم، امکان بهره برداری از ساختمان وجود نداشت. هزینه سیستم تخلیه هوا بالغ بر ۶۰۰۰۰ دلار بود. اما قیمت کارخانه متکی به این سیستم تخلیه هوا بیش از ۱۰ میلیون دلار بود.

در شکل ۱۶ نحوه استقرار بادزن‌ها نشان داده شده است. وجود بادزن ذخیره اهمیت حفظ یک شدت تخلیه مناسب هوا در فرایند را نشان می‌دهد. هر چند وجود این بادزن ذخیره طراحی غلط اتصال دو بادزن به یکدیگر بود. پس از آزمایش سیستم تخلیه هوا مشخص شد که ظرفیت آن کمتر از ۷۰ درصد مقدار طراحی است. تعویض موتور و پروانه بادزن‌ها نیز تأثیر چندانی نداشت.

شکل 16: نصب بادزن قبل از انجام اصلاحات. برای فرایند حفظ یک شدت تخلیه مناسب هوا ضرورت دارد.

این یک نکته مهم برای حالات اثر سیستم محسوب گردید. اندازه ورودی بادزن کاهش یافته بود. یک سه راهی بزرگ نیز بین ورودی دو بادزن و دمپرهای کنترل تیغه موازی قرار داشت. نزدیک به خروجی هر یک از بادزن‌ها یک دمپر کنترل با تیغه موازی و یک دمپر شاطری و یک تبدیل با شیب بسیار زیاد  وجود داشت. اصلاح بادزن‌ها به تنهایی امکان پذیر نبود بنابراین کلیه کانال‌های اطراف برای رفع اشکال تعویض شد (شکل ۱۷).

شکل 17: نصب بادزن پس از انجام اصلاحات کانال‌های اطراف بادزن‌ها برای رفع عیب به طور کامل تعویض شد.

کانال‌های خروجی به طور مستقیم اجرا شد دمپرهای خروجی و دمپر شاطری جابه جا و از بادزن دور گردید و سه راهی مستقیم با یک سه راهی ۴۵ درجه (Y) تعویض شد. سه راهی جدید مجهز به دمپرهای کنترل با تیغه پروانه ای بود که علاوه بر انجام کار عادی خود، در حالت باز به عنوان تیغه هادی نیز انجام وظیفه می کرد (شکل ۱۸).

شکل 18: ورودی خاص برای حالتی که محدودیت فضا وجود دارد. سه راهی ( y ) برای نصب دمپرهای با تیغه پروانه‌ای طراحی گردید.

حالت استقرار جدید ظرفیت هر یک از بادزن‌ها را به ۱۰۰ درصد ظرفیت خود رسانید به گونه ای که کارخانه در زمان تعیین شده راه اندازی شد.

بدون شک هیچ یک از تصحیحات اثر سیستم در این مثال آخر در نظر گرفته نشده بودند. در این حالت نمی توان از حالت‌های کلاسیک اثر سیستم برای پیش بینی نتیجه استفاده کرد. تغییر خالص در عملکرد به جای فشار بیشتر روی ظرفیت بوده است. تعیین اصلاحات احتمالی نیاز به کمی ابتکار دارد. در اینجا می‌توان دید که ارزش مبانی اثر سیستم در چه جایی مشخص گردید و دیدیم که چگونه و کجا باید به دنبال آن‌ها باشیم.

توصیه ها

اگر اعتقاد به اهمیت نصب یک بادزن در عملیات فرایند یا حتى تهویه ساختمان دارید اولین نکته ای که باید بدانید این است که سیستم‌های هوارسان نسبت به سیستم‌های دیگر در یک ساختمان به فضای بیشتری نیاز دارند و باید به طرز صحیحی طراحی شوند. دوم اینکه با صرفه جویی در چند فوت مربع از سطح زیربنای ساختمان باعث نصب اشتباه یک بادزن نشوید که ممکن است باعث به خطر انداختن یک فرایند شود. مرحله بعد اینکه اطمینان حاصل نمایید که افراد مناسبی برای تعمیر و نگهداری این سیستم‌ها به کار گمارده شده و خواهند شد. برای نصب صحیح یک بادزن لازم است به چند نکته مهم اشاره کرد :

• از افراد طراح لوله کشی فرایند برای تهیه نقشه های سیستم هوای فرایند استفاده نکنید. برای این کار از افراد با تجربه در طراحی کانال و بادزن‌ها کمک بگیرید.
• از استانداردهای معتبر (مانند AMCA) که در اختیار افراد طراح است برای طراحی سیستم‌های تهویه صنعتی استفاده نمایید.
• بررسی نقشه های نصب بادزن و مشخصات فنی تهیه شده توسط دیگران را به دست افراد با تجربه خود در زمینه طراحی سیستم‌های هوا بسپارید و در به کار بردن مشخصات فنی بادزن دقت کافی مبذول دارید حتی اگر افراد دارای مدرک مهندسی حرفه ای آنها را تهیه کرده باشند.
• بادزن‌ها را فقط از سازندگان معتبر و دارای صلاحیت خریداری نمایید و کنترل نقشه های نصب را در زمان خرید به آن‌ها بسپارید. سازنده میل دارد که بادزن به درستی نصب شود چرا که می‌داند پولی که شما امروز خرج می‌کنید، فردا آبروی او به شمار می رود.
• در مراحل اولیه طراحی به توصیه های فنی افراد با تجربه خود در تعمیر و نگهداری و عملیات توجه نمایید.
• از افراد ذیصلاح معرفی شده توسط سازنده برای راه اندازی اولیه بادزن استفاده نمایید.
• بادزن نصب شده را تا زمان کنترل و بازدید آن توسط افراد ذیصلاح تعمیر و نگهداری خود تحویل نگیرید. چرا که پس از راه اندازی اولیه کار شما به پایان می رسد ولی ابتدای کار این افراد است. اگر فکر می‌کنید که موفقیت در عملیات حرفه ای شما بستگی به عملکرد خوب یک بادزن دارد، باید دقت کافی را در تمام مراحل طراحی و نصب آن مبذول نمایید.

• به نقل از: مجله صنعت تاسیسات، شماره پنجم