عملکرد پکیج چگونه است؟
پکیج شوفاژ دیواری از اوایل دهه نود شمسی به تدریج وارد ساختمان‌ها شد. این دستگاه‌ها تامین‌کننده گرمایش و آبگرم مصرفی هستند و ممکن است گاهی برای بعضی مشتریان دردسرهای مختلفی را ایجاد کرده باشد، مثلاً رادیاتورها هوا گرفته یا گرم نمی‌شود یا آبگرم در حمام، سرد و گرم می‌شود. برای این خرابی‌های احتمالی ضروری است از تکنسین مجاز شرکت گارانتی کننده پکیج استفاده کنید. البته اهمیت این موضوع که سرویس سالیانه باعث جلوگیری از همین خرابی‌های احتمالی را گرفته و باعث طول عمر قطعات اصلی پکیج شوفاژ دیواری می‌شود برکسی پوشیده نیست.
عملکرد پکیج چگونه است؟
همه چیز درباره نحوه کار پکیج
نویسنده: فرهاد کارجو
پکیج شوفاژ دیواری از سه بخش اصلی تشکیل می‌شود، بخش اول محفظه احتراق بسته، بخش دوم مدار گازرسانی و بخش سوم بلوک هیدرولیکی است. این سه بخش مانند یک ماشین به طور همزمان کار می‌کنند و مکمل یکدیگر هستند.
محفظه احتراق
محفظه احتراق مانند موتور یک ماشین است. همانطور که در تصویر می‌بینید در این بخش شعله بر روی مشعل تشکیل شده و حرارت آن آب داخل مبدل اولیه را گرم میکند. برای توضیح دقیق‌تر در ابتدا قطعات این بخش را معرفی و سپس فرآیند کار این بخش را توضیح خواهیم داد.
فن (شماره 1):
فن وظیفه ایجاد فشار منفی در داخل محفظه احتراق را بر عهده دارد. این قطعه که در بالای مشعل و مبدل اولیه قرار گرفته است، در زمان روشن شدن دود حاصل از احتراق را به دودکش منتقل میکند و به علت ایجاد فشار منفی، باعث مکش اکسیژن به داخل دستگاه می‌شود (چرخه ورود هوا و خروج دود در تصویر با فلش نشان داده شده است؛ شماره 2) . قدرت فن نسبت به توان حرارتی پکیج متغییر است، فن پکیج شوفاژ دیواری 32 کیلووات از پکیج شوفاژ دیواری 28 کیلووات قوی‌تر است چرا که مبدل و مشعل آن بزرگتر و میزان دود تولید شده، بیشتر است.
مشعل (شماره 3):
مشعل وظیفه تشکیل شعله را برعهده دارد. این قطعه که در پایین مبدل اولیه قرار گرفته، در صورت وجود گاز (شهری یا مایع)، اکسیژن و جرقه شعله‌ور شده و شروع به کار میکند. از مزیت‌های این مشعل می‌توان به ایجاد احتراق کامل (شعله آبی) و مصرف سوخت بهینه (به لطف وجود نازل در هر ردیف) اشاره کرد.
مبدل اولیه (شماره 4):
مبدل اولیه مهمترین قطعه در پکیج شوفاژ دیواری، مانند موتور ماشین است. این قطعه که در بالای مشعل قرار گرفته به طور دائم در معرض شعله مستقیم مشعل است و دمای شعله را به آب داخل خود منتقل میکند.
مبدل اولیه است که میزان قدرت یک پکیج شوفاژ دیواری را مشخص میکند، اگر شما پکیج شوفاژ دیواری منزلتان 24 کیلووات است، یعنی به طور دقیق مبدل اولیه قابلیت تولید آبگرم (گرمایش یا مصرفی) به میزان 24 کیلووات را دارد. این مثال برای حجم موتور یک ماشین هم صدق میکند، به طور مثال ماشین با حجم موتور cc 2500 از ماشینی با حجم موتور cc 1600 قوی‌تر و سریع‌تر است.
فرآیندکار پکیج
فرایند به این ترتیب شروع می‌شود که در ابتدا برد کنترل، فن پکیج شوفاژ دیواری (شماره 1) را روشن میکند، روشن شدن فن به این دلیل است که بایستی قبل از تشکیل شعله، برد کنترل مکش دودکش را کنترل کند، به فلش (شماره 2) روی تصویر نگاه کنید، آنها گردش هوا در داخل محفظه احتراق را نمایش داده‌اند. برای شعله ور شدن بایستی هوای ورودی وارد مشعل (شماره 3) شده، سپس پس از سوختن و گرم شدن دمای خود را به مبدل اولیه (شماره 4) منتقل کرده و از طریق فن به بیرون دستگاه پرتاپ شود. دود حاصل از احتراق در ادامه با طی کردن مسیر دودکش به فضای آزاد وارد می‌شود.
بیایید به روش روشن شدن (شعله ورشدن) دستگاه برگردیم، در این فرآیند مشخص است دود از دستگاه خارج می‌شود اما از فشار دود اطلاعاتی در دست نیست. به این منظور روی قطعه فن سوراخ کوچکی به نام ونتوری (شماره 5)، تعبیه شده است. این سوراخ یک نمونه از فشار هوای خروجی فن گرفته و توسط یک شیلنگ سیلیکونی به پرشر سوئیچ هوا یا کلید اختلاف فشار دودکش (شماره 6) منتقل میکند. این قطعه یک کلید دیافراگمی است که اگر فشار هوای خروجی مناسب باشد وصل شده و هر زمان فشار مکش کم باشد، قطع می‌شود. برد کنترل دائماً در حال کنترل قطع یا وصل بودن این کلید است و به محض قطع شدن این کلید دستگاه از کار می‌ایستد. پس از آنکه این کلید وصل شد، برد به الکترود جرقه‌زن (شماره 7) فرمان می‌دهد.
جرقه‌زن قطعه‌ای است که از یک سو به برد کنترل و از سوی دیگر در فاصله پنج میلی‌متری روی مشعل قرار گرفته است. این الکترود در تمامی مدل‌های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است. برای فعال شدن، برد کنترل ولتاژی بالا با جریان پایین به وسیله سیم به نوک الکترود ارسال میکند، جرقه‌ها به
سطح مشعل پرتاب می‌شود.
برد کنترل به فاصله چند ثانیه پس از فعال کردن جرقه‌زن به شیرگاز (شماره 8) دستگاه فرمان می‌دهد تا گاز باز شود و مشعل شعله‌ور شود.
پس از روشن شدن، مشعل بایستی پایستگی شعله و مقدار آن کنترل شود.
این کنترل با توجه به رابطه خطی دما و جریان برق بسیار ضعیفی (در حد میکروآمپر) است. برد کنترل پیوسته میزان شعله را از الکترود جرقه‌زن می‌سنجد و اگر اختلالی در مقدار آن باشد متوجه می‌شود. این فرآیند به شکلی اتفاق می‌افتد که اگر شعله کوتاه باشد، میزان جریان برق کمتری به برد منتقل می‌شود و اگر شعله بلند باشد، باعث حرارت بیشتر و جریان برق بیشتری است.
همانطور که گفته شد این بخش به طور کاملاً هماهنگ وارد عمل می‌شوند. این عملکرد هماهنگ، هنرِ زیبایی از برد کنترل است. تمامی قطعات به ترتیب روشن می‌شوند و به فعالیت خودشان ادامه می‌دهند.
بلوک هیدرولیکی
بلوک هیدرولیکی وظیفه تأمین گرمایش و آبگرم مصرفی را بر عهده دارد. این بلوک از قطعات متنوعی به شرح ذیل تشکیل شده است:
پمپ (شماره 9):
پمپ قلب دستگاه است، آبگرمی که در مبدل اولیه گرم می‌شود توسط پمپ در سیستم گرمایش یا مبدل صفحه‌ای (جهت تأمین آبگرم مصرفی) منتقل می‌شود. پمپ توان‌های مختلفی دارد؛ پمپ پکیج شوفاژ دیواری 32 کیلووات از پکیج شوفاژ دیواری 28 کیلووات قوی‌تر است و می‌تواند تعداد بلوک رادیاتور‌های بیشتری را گرم کند.
ایرونت یا شیر¬هواگیر اتوماتیک (شماره 10)
در قسمت بالای پمپ ایرونت یا شیرهواگیری اتوماتیک قرار گرفته است. این قطعه به طور مداوم هوای سیستم گرمایشی و داخل دستگاه را تخلیه میکند.
این قطعه در تمامی مدل های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است.
موتور شیر سه‌راهی (شماره 11)
طبق تصاویر بالا، آبگرم در مبدل اولیه محیا می‌شود و توسط لوله‌ای از جنس مس به قطعه موتور شیر سه‌راهی می‌رسد. دوحالت ممکن است اتفاق بیافتد که یکی تصویر سمت چپ، در حالت تولید آبگرم مصرفی، و دیگری تصویر سمت راست، در حالت تأمین گرمایش است. این قطعه طبق فرمانی که از بردکنترل دریافت میکند، تغییر وضعیت داده، یک مسیر را باز و مسیر دیگر را می‌بندد. این نکته مهم را بدانید که اولویت پکیج شوفاژ دیواری تأمین آبگرم مصرفی است تا گرمایش. در واقع در فصول سرد سال که دستگاه در حال تأمین گرمایش ساختمان (به طول مثال گرم کردن رادیاتورها) است، به محض اینکه مشتری شیر آبگرم را بازکند، بردکنترل فرمان تغییر وضعیت را صادر میکند تا گرمایش قطع شود و آبگرم مصرفی در کوتاه‌ترین زمان ممکن محیا شود. این قطعه در تمامی مدل‌های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است.
بردکنترل دو فرمان متفاوت را صادر میکند:
1- دستگاه بایستی گرمایش را گرم کند.
در این حالت، موتور شیر سه‌راهی در حالت استراحت است. آبگرمی که در مبدل اولیه تولید شده، به سمت رفت مدار گرمایش حرکت کرده و به طور مثال رادیاتورها را گرم میکند.
2- دستگاه بایستی آبگرم مصرفی تولید کند.
در این حالت بردکنترل، موتور شیر سه‌راهی روشن کرده و شفت آن به سمت جلو حرکت میکند. مغزی شیر سه‌راهی مسیر رفت گرمایش را بسته و آبگرم به سوی مبدل صفحه‌ای ( شماره 15) می‌رود. در مبدل صفحه‌ای است که آبگرم مصرفی تولید و آماده می‌شود.
منبع انبساط (شماره 12)
اگر دقت کرده باشید، در جلوی دستگاه شما یک عقربه مانند ساعت وجود دارد، این عقربه فشار ثابتی را به شما نمایش داده که به ندرت تغییر میکند. این مسئله، ثبات در فشار دستگاه را نشان می‌دهد که ناشی از عملکرد صحیح منبع انبساط است. منبع انبساط وظیفه کنترل فشار آب را در داخل دستگاه و سیستم گرمایش (به طور مثال رادیاتورها) را بر عهده دارد. دانستن این نکته الزامی است که وقتی آب گرم می‌شود به تدریج حجمش بیشتر شده و ممکن است سَرریز کند. این خاصیت ذاتی آب است و مثال بارز آن وقتی است که آب داخل کتری گرم می‌شود و به اصطلاح می‌گوییم کتری جوش آورده است.
منبع انبساط تیوپی است که اطراف آن را آب دربرگرفته است. این تیوپ مخصوص مانند دوچرخه یک شیر سوزنی برای تنظیم فشار هوا دارد که بایستی همیشه فشار باد داخل آن تنظیم باشد. یکی از دلایل تنظیم باد منبع انبساط در سرویس سالیانه کنترل فشار پکیج و سیستم گرمایشی است.
روش کار منبع به این صورت است که زمانی که بر اثر گرما، فشار آب افزایش میابد، این فشار به سطح تیوپ منبع وارد می‌شود، اما به دلیل حجم هوای داخل تیوپ، خنثی می‌شود. این عمل، فشار افزایشی آب داخل پکیج را خنثی میکند و فشار سیستم متعادل می‌شود. از لحاظ علمی در قطعه منبع انبساط، انرژی آب صرف مقابله با فشار هوای داخل تیوپ می‌شود.
حجم منبع انبساط با توجه به توان دستگاه متفاوت است. هرچه توان دستگاه بیشتر باشد، بایستی زیربنای بزرگتری را گرم کند، بنابراین حجم منبع انبساط در پکیج شوفاژ دیواری 32 کیلووات از پکیج شوفاژ دیواری 28 کیلووات بیشتر است.
شیر اطمینان (شماره 13)
شیر اطمینان وظیفه تکمیلی منبع انبساط را بر عهده دارد. اگر در هر صورت فشار باد منبع انبساط کم شود یا تیوپ آن سوراخ شود، فشار اضافی (انقباضی) دستگاه کنترل نمی‌شود. این شیر زمانی که فشار بیش از حد مجاز باشد به طور اتوماتیک عمل کرده و شروع به تخلیه آب اضافی میکند تا به پکیج و لوله‌ها آسیبی نرسد. به طور عموم این قطعه در زیر دستگاه قرار دارد، بنابراین از قراردادن وسایل برقی در زیر دستگاه مانند ماکروویر خودداری کنید. این قطعه در تمامی مدل‌های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است.
بای-پس (شماره 14)
بای-پس یا مسیرکوتاه، قطعه‌ای در پکیج شوفاژ دیواری است که اگر به هر دلیلی آب در داخل پکیج، لوله‌ها یا رادیاتورها گردش نکند؛ از آن عبور کرده و از آسیب رسیدن به قطعات دیگر جلوگیری نماید. این قطعه که بین مسیر رفت و برگشت گرمایش در داخل پکیج قرار گرفته، وظیفه ایمنی قطعات داخل دستگاه را بر عهده دارد. این قطعه در تمامی مدل‌های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است.
پرشر سوئیچ آب (شماره 15)
پرشر سوئیچ آب، وظیفه کنترل فشار آب در داخل پکیج و سیستم گرمایش را بر عهده دارد. این قطعه اگر فشار آب از یک حد مشخص کمتر شود، به بردالکترونیکی اعلام میکند تا با نمایش خطا؛ مصرف کننده نسبت به افزایش فشار آب دستگاه اقدام نماید. کمااینکه فشار آب بر روی مانومتر دستگاه نیز قابل مشاهده است. این قطعه در تمامی مدل‌های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است.
شیر تخلیه (شماره 16)
شیر تخلیه یک شیر دستی عادی است که اگر بخواهید آب پکیج را به صورت کامل تخلیه کنید، می‌توانید از این شیر استفاده کنید. ابتدا بایستی شیرهای رفت، برگشت، سرد و گرم روی دیوار که توسط شیلنگ به دستگاه متصل شده‌اند را ببندید، سپس با باز کردن این شیر می‌توان آب داخل پکیج را به صورت کامل تخلیه کرد. این قطعه در تمامی برندهای پکیج شوفاژ دیواری وجود ندارد، به طور عموم دستگاه‌های خارجی از وجود چنین شیری بهره‌مند هستند.
شیر پُرکُن (شماره 17)
شیر پرکن یک شیر دستی است که وظیفه تزریق آب تازه را به دستگاه دارد. اگر عقربه مانومتر (فشار سنج) دستگاه کمتر از عدد 1.5 بود، با بازکردن این شیر فشار را افزایش دهید. این قطعه در تمامی مدل‌های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است.
فلوسوئیچ (شماره 18)
فلوسوئیچ یک کلید حساس به جریان است. در زمانی که مشتری شیرآبگرم مصرفی را باز میکند این سوئیچ یا کلید تحریک شده و به برد اطلاع می‌دهد که مشتری به نیاز به تأمین آبگرم مصرفی دارد. فلوسوئیچ در داخل خود یک توری فلزی برای جلوگیری از ورود ناخالصی به دستگاه را دارد. از دیگر امکانات این قطعه وجود محدود کننده جریان آب است که اجازه عبور آب از یک مقداری بیشتر را نخواهد داد. این قطعه در تمامی مدل‌های پکیج شوفاژ دیواری مشترک است.
مبدل صفحه‌ای (شماره 19)
مبدل دوم پکیج شوفاژ دیواری، قطعه‌ای است که وظیفه تولید آبگرم بهداشتی را دارد. پکیج‌های تک‌مبدله همیشه با مشکل رسوب‌گیری مواجه بودند، زیرا یک مبدل وظیفه تامین گرمایش و آبگرم بهداشتی را بر عهده داشت. اما پکیج‌های دومبدله، سیستم عملکردی متفاوتی دارند. در این پکیج‌ها در حالت گرمایش آبگرم در مبدل اولیه تولید و برای آبگرم بهداشتی مبدل ثانویه شروع بکار میکند.
طرز کارکرد مبدل صفحه‌ای به این شکل است که تعدادی صفحه در کنار یکدیگر قرار گرفته‌اند. این صفحات تعدادشان زوج است. به طور مثال مبدل صفحه‌ای پکیج شوفاژ دیواری 32 کیلووات، شانزده صفحه دارد. این شانزده صفحه به دو گروه هشت صفحه‌ای تقسیم می‌شوند که به صورت یکی در میان در کنار یکدیگر قرار دارند. در گروه اول، در هشت صفحه آب از مبدل اولیه گردش میکند (وارد شده و خارج می‌شود). در گروه دوم آب سرد ورودی پس از عبور از فلوسوئیچ وارد شده و از سوی دیگر خارج می‌شود؛ نکته حائز اهمیت آن است که جهت گردش آب در این دو گروه بر خلاف یکدیگر است. در این حالت آب داغ‌تر (مبدل اولیه) دمای (انرژی) خود را به آب سردتر (آبسرد ورودی) منتقل میکند. با این عمل پکیج شوفاژ دیواری، آبگرم مصرفی را تولید کرده و آماده مصرف است.
نحوه عملکرد دستگاه
عملکرد قطعات بلوک هیدرولیکی را فرا گرفته‌ایم. حال طبق تصاویر زیر به توضیح عملکرد دستگاه می‌پردازیم:
عملکرد گرمایش:
همانطور که گفته شد شعله در محفظه احتراق تشکیل می‌شود، آب در مبدل اولیه گرم شده و توسط لوله به سمت موتور شیر سه‌راهی حرکت میکند. موتور مسیر گرمایش را باز گذاشته تا پس از گذشت از بای-پس، آبگرم تولید شده به سیستم گرمایشی (رادیاتورها) برسد، رادیاتورها یکی پس از دیگری گرم شده و آب دمای خود را از دست می‌دهد. آب در مسیر برگشت به دستگاه می‌رسد، به ترتیب از شیر اطمینان، بای-پس، منبع انبساط، پرشرسوئیچ آب، شیرتخلیه و پمپ عبورکرده و به مبدل اولیه می‌رسد. در این مبدل مجدداً گرم شده و به سمت سیستم گرمایشی رهسپار می‌شود. این سیکل در فصول سرد سال، یعنی از زمانی که دستگاه خود را تغییر فصل می‌دهید دائماً تکرار می‌شود تا محیط گرم شود. وقتی محیط اطراف رادیاتورها به طور کامل گرم شد، دیگر تبادل دما بین رادیاتور و محیط اتفاق نمی‌افتد، دما افت نکرده و به دستگاه برمی‌گردد. برد الکترونیکی وقتی این مسئله را متوجه می‌شود، دیگر مشعل را روشن نمی‌کند، اما به پمپ دستور می‌دهد که دائماً در حال کار باشد تا دمای خانه حفظ شود.
عملکرد آبگرم مصرفی:
همانطور که می‌دانید، پکیج شوفاژ دیواری در حالت زمستانه دائماً در حال گرم کردن محیط است. اما وظیفه اصلی دستگاه این است که در تمام طول سال آبگرم مصرفی را آماده نماید. دانستن این نکته مهم است که، اولویت در پکیج شوفاژ دیواری با درخواست آبگرم مصرفی است. یعنی اگر دستگاه در حالت زمستانه و در حال گرم کردن سیستم گرمایشی (مثلاً رادیاتورها) باشد، به محض اینکه مصرف کننده شیرآبگرم را باز کند، پیکج شوفاژ دیواری وظیفه گرم کردن رادیاتورها را متوقف کرده و شروع به تولید آبگرم بهداشتی میکند؛ اما این امر چگونه محقق می‌شود.
در ابتدا فلوسوئیچ جریان آبسرد ورودی را حس کرده، به برد الکترونیکی اطلاع می‌دهد که مشتری درخواست آبگرم مصرفی دارد، برد محفظه احتراق را روشن میکند (اگر در حالت زمستانه باشد، مشعل روشن است)، آب در مبدل اولیه گرم می‌شود، همزمان به موتور شیر سه‌راهی فرمان می‌دهد که مسیر گرمایش را بسته و مسیر مبدل صفحه‌ای را باز کند. به وسیله پمپ آبگرمی که در مبدل اولیه گرم شده، در قسمت اول مبدل ثانویه گردش پیدا میکند. در قسمت دوم مبدل ثانویه آبسرد ورودی پس از عبور آبسرد از فلوسوئیچ وارد شده، گرم شده و از دستگاه خارج می‌شود. این آبگرم برای مصرف کننده آماده شده است.