طرح توجیهی تولید رادیاتور های فولادی شوفاژ

فصل اول

کلیات

1- 1 مقدمه :

مورد مصرف رادیاتورهای فولادی در ساختمان ها، بخصوصئ ساختمان های اداری و تجاری نظیر هتل ها و بیمارستان ها و ... می باشد. این رادیاتورها در اندازه های مختلف ساخته می شود که 3 اندازه آن با ابعاد 500 * 150 و 500 * 200 و نیز 600 * 200 میلیمتر دارای بیشترین کاربرد و مصرف است.

با توجه به اینکه رادیاتور با ابعاد 500 * 200 میلیمتر دارای بیشترین مصرف در بین سایر انواع است، این طرح به تولید این نوع رادیاتور اختصاص یافته است.

هرمجموعه مونتاژ شده رادیاتور به 27 جزء تقسیم می گردد. که در این میان 7 بخش یا جزء آن در کارخانه رادیاتورسازی و سایر اجزاء در دیگر کارخانجات تولید می گردد.

اجزاء 7 گانه فوق به شرح ذیل می باشد:

نیم پرده های میانی- نیم پرده های جانبی برای مونتاژ شیر هوا- نیم پرده های جانبی جهت ورود و خروج آب- پایه- پوش- واشر مستطیلی شکل سه سوراخه- واشر مستطیلی شکل تک سوراخه

1 – 2 نام کامل طرح و محل اجرای آن :

تولید رادیاتورهای فولادی شوفاژ

محل اجرا :

1 – 4 – دلایل انتخاب طرح :

توجه به خودکفایی این صنعت در دولت و همجنین نیاز بازار داخلی به تولید این محصول با توجه به این که تولید رادیاتور فولادی شوفاژ می تواند به رشد و شکوفایی اقتصادی کشور کمکی هر چند کوچک نماید و با در نظر گرفتن علاقه خود به تولید های کارگاهی صنعتی این طرح را برای اجرا انتخاب کرده ام.

1 – 5 میزان مفید بودن طرح برای جامعه :

این طرح از جهات گوناگون برای جامعه مفید است ، شکوفایی اقتصادی و خودکفایی در تولید یکی از محصولات ، سوددهی و بهبود وضعیت اقتصادی ، اشتغالزایی ، استفاده از نیروی انسانی متخصص در پرورش کالای داخلی و بهره گیری از سرمایه ها و داشته های انسانی در بالندگی کشور .

1 – 6  - وضعیت و میزان اشتغالزایی :

تعداد اشتغالزایی این طرح 10 نفر میباشد .

تاریخچه و سابقه مختصر طرح :

در سیستم حرارت مرکزی که با عنوان شوفاژ مطرح می شود .در محلی به نام موتورخانه دستگاههایی از قبیل دیگ، مشعل، پمپ، و... نصب شده و حرارت به سیال واسطه که میتواند اب باشد منتقل گردیده سپس پمپ موجود در موتورخانه ابگرم را توسط لوله کشی به داخل اتاقها هدایت نموده و وارد رادیاتورهای مستقر در اتاق می کند.

این رادیاتورها گرما را به اتاق منتقل کرده و در نتیجه دمای اب کاهش می یابد .و آب توسط لوله برگشت به طرف موتورخانه رفته و برای جذب مجدد گرما به داخل دیگ هدایت می شود و بار دیگر این سیکل و چرخه تکرار می شود .

اصولا در سیستم حرارت مرکزی که از آبگرم استفاده می شود .دمای خروجی اب از دیگ 180 درجه فارنهایت و دمای ورودی اب به داخل دیگ که گرمای لازم را به اتاق منتقل کرده است . برابر 160 درجه فارنهایت در نظر گرفته می شود .به عبارت دیگر اختلاف دمای ابگرم خروجی از دیگ و آب برگست داده شده از ساختمان برابر 20 درجه فارنهایت است .

نحوه گرم شدن اتاق توسط رادیاتور به صورت جابجایی آزاد یا طبیعی میباشد .هوای بالای رادیاتور معمولا به دلیل گرم شدن سبک شده و به طرف بالا حرکت میکند و هوای سرد طرف مقابل اتاق جایگزین آن می شود .به همین ترتیب یک چرخش طبیعی در جریان هوای اتاق بوجود آمده و دمای تمامی نقاط اتاق بالا رفته و اتاق گرم می شود .

رادیاتور شوفاژ فاقد هرگونه موتور یا وسیله برقی است .پس نمیتوان توسط رایاتور شوفاژ دمای اتاق را کنترل کرد .میزان رطوبت نسبی اتاق نیز قابل کنترل نمی باشد .اصولا وقتی هوای اتاق گرم می شود .میزان درصد رطوبت نسبی کاهش می یابد .به عبارت دیگر رادیاتور شوفاژ میزان رطوبت نسبی اتاق را کاهش می دهد .و بایستی توسط افزودن بخار به هوای اتاق میزان رطوبت مورد نیاز انسان را تامین نمود .

به طور کلی در زمستان فضاهایی که کنترل دما و در صد رطوبت نسبی در آنها اهمیت زیادی ندارد می توان از رادیاتور شوفاژ استفاده نمود .( هرچند دمای اتاق در سیستم رادیاتوری به راحتی و به کمک کنترل کننده های الکتریکی و مکانیکی قابل کنترل است )

بهترین محل نصب رادیاتور

در زیر پنجره یا کنار دیوارهای خارجی است .علت این است که توسط رادیاتور شوفاژ در فصل زمستان دائما گرما به اتاق افزوده می شود .ولی دمای اتاق بالا نمی رود و این دما ثابت می ماند .چون بخش بیشتری از گرمای تولید شده تلف می شود .

تلفات حرارتی از دو طریق انجام میگیرد . یکی تلفات حرارتی ناشی از جداره ها از قبیل سقف- کف و دیوار و پنجره و... دیگری تلفات حرارتی ناشی از نفوذ هوای سرد از درزهای پنجره می باشد . به عبارت دیگر چه بخواهیم و نخواهیم این تلفات حرارتی صورت می گیرد . ما فقط میتوانیم میزان آن را کاهش دهیم ولی نمیتوانیم آن را به طور کامل حذف نماییم . پس بهتر است رادیاتور را در زیر پنجره نصب کنیم تا مقداری از حرارت رادیاتور صرف تلفات پنجره وجدارها شود .و بخشی که باقی می ماند اتاق را گرم کرده و دمای ان را در حدی مناسب نگه دارد .و بتوانیم در نزدیکی پنجره از اتاق استفاده نماییم . اگر رایاتور در خلاف ضلع پنجره نصب شود . به دلیل سردی محیط اطراف پنجره استفاده از آن محیط خالی از اشکال نمی باشد .

پیشنهاد دیگری که در اینجا مطرح است این می باشد . که در حد امکان پنجره ها دارای شیشه دوبل یا دولایه باشند . استفاده از شیشه دو جداره علاوه بر اینکه سبب عایق صدا خواهد بود . همچنین میزان ضریب انتقال حرارت شیشه را به حد نصف می رساند .در نتیجه تلفات حرارتی کاهش می یابد . و سبب صرفه جویی در مقدار پره های رادیاتور می شود .و در فصل زمستان از خیس شدن شیشه در سطح داخل اتاق جلوگیری میکند . چون سطح شیشه در فصل زمستان یک لایه سرد است . در اثر تماس بخلر آب در داخل اتاق با آن در روی شیشه آب جاری می شود . ولی وقتیکه شیشه دوجدار باشد . سطح داخلی آن گرم شده و میعان در سطح شیشه اتاق نخواهد افتاد .

رادیاتورهای شوفاژ از نظر جنس به سه دسته تقسیم می شوند:

چدنی

فولادی

الومینیومی

خط تولید رادیاتورهای چدنی به دلیل پایین بودن راندمان حرارتی و بالا بودن وزن آنها برچیده شده و تقریبا منسوخ شده می باشد .

رادیاتور آلومینیومی سبک تر زیباتر و ضریب هدایت حرارتی بالاتری نسبت به فولادی دارد .ولی از لحاظ قیمت گرانتر می باشد .معمولا در فضاهایی که رطوبت زیاد دارد . مانند حمامها بایستی حتما از رادیاتور آلومینیومی استفاده کرد .

پره رادیاتورهای فولادی به صورت یک بلوک غیر قابل تفکیک تولید می شوند . یعنی در خارج از کارخانه نمیتوان به آنها پره اضافه کرد و یا کم نمود .ولی در مورد رادیاتورهای آلومینیومی این قابلیت وجود دارد .

مبنای فروش رادیاتورهای آلومینیومی در بازار پره می باشد . یعنی قیمت به ازای هر پره سنجیده می شود .

گرمایش بوسیله رادیاتور

رادیاتورهای شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترین تجهیزات گرمایشی در ساختمان های عمومی و منازل می باشند

که ما بیشتر از سیستم گرمایش به وسیله ی آبگرم ان ها استفاده می نماییم اولین شخصی که سیستم گرمایش آبگرم نرکزی را ابداع نمود تریواله سوئدی در سال 1716 میلادی بود . در سال 1770 جیمزوات برای اولین بار از رادیاتور های چند تکه که با بخار آب گرم می شد برای گرمایش استفاده نمود . این سیستم گرمایی تکامل جدی یافت تا آن که در سال 1831 ، پرکنیز سیستم کامل گرمایش با آبگرم را که مجهز به مخزن انبساط بود را به نام خود به ثبت رساند . کاملتریت سیستم گرمایش آبگرم که شباهت زیادی با سیستم های متداول امروزی نیز دارد در سال 1833 توسط مهندس انگلیسی به نام پالکو ابداع گردید .

از سال 1950 که پمپهای آبگردان وارد سیستم های گرمایشی گردید رویکرد عمومی مردم به استفاده از شوفاژ به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافت .

رادیاتورها به سه دسته پره ای ، تخت و لوله ای تقسیم می گردند و از لحاظ جنس نیز دارای انواع فولادی ، چدنی و آلمینیومی می باشند .

البته ناگفته نماند که رادیاتور ها فقط بر اساس شکل ظاهری تقسیم بندی نمی شوند بلکه روش گرمادهی در انواع سطوح آن ها نیز متفاوت است .

اساسا رادیاتورها گرمای خود را از طریق تابش و جابجایی به هوای اتاق پس می دهند و معمولا 1/3 گرمای خود را از طریق تابش و 2/3 آن را از طریق جابجایی به هوای اتاق پس می دهند .

انتخاب محل نصب رادیاتورها

فرض نمایید که در یک اتاق با دمای20 درجه(c)  و مقابل دیواری که ضریب k آن 0.55w/m2k  است قرار گرفته اید و دمای هوای بیرون نیز -12c درجه است .

مطابق با نمودار تعیین دمای سطح جداره ی ساختمان با توجه به دمای هوای خارج و ضریب k دیوار خارجی ، دمای سطح داخلی دیوار معادل 17.8 (C)  به دست می آید که با استفاده از رابطه زیر :

"دمای محسوس = دمای سطح داخلی دیوار + دمای داخلی اتاق تقسیم بر 2 "

دمای محسوس 18.9 درجه می شود . حال برای آن که دمای محسوس را به به 20 درجه سانتیگراد برسانیم باید دمای هوای اتاق را به 22.2 درجه افزایش دهیم .

به اختلاف دمای بین سطح دیوار و هوای اتاق ، کسری گرما یا کسری تابش گفته می شود.

اختلاف دمای پنجره ها با هوای اتاق معمولا بیش از این مقدار است ، اگر دمای هوای بیرون -12 درجه باشد دمای سطح پنجره حدود 9  درجه خواهد شد. این اختلاف ریاد با بالا بردن هوای اتاق قابل جبران نیست .

حال برای جبران کسری تابش پدید آمده باید از طریق تابش یک سطح گرم آزاد عمل نمود . اختلاف دمای لازم برای این سطح گرم کننده مانند رادیاتور با توجه به طول و ارتفاع نصب آن مشخص می شود . این کار با طراحی جایگاه ، تعیین اندازه و اختلاف دمای لازم برای رادیاتور (مثلا برای جبران جریان عمودی هوا ) برای حذف کامل اثر سردی سطوح پیرامونی و با توجه به ذخیره سازی گرمایی آن ها انجام می شود .

در نتیجه تنها راه حل موثری برای جلوگیری از کسری تابش ، تعیین جایگاهی مناسب برای رادیاتور است . این محل باید به گونه ای اننتخاب شود که رادیاتور افزون بر گرمایش اتاق ، هوایی مطبوع در هر نقطه از اتاق ایجاد کند .