طرز کار هیتر گازی استخر

هیتر گازی استخر، یکی از انواع تجهیزات گرمکن استخر است که بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. شاید برای خیلی ها جالب باشد تا متوجه شوند که داخل پکیج هیتر گازی، چه نوع تجهیزات و قطعاتی وجود داشته و هرکدام از آنها چه نقشی در عملکرد هیتر گازی استخر دارند.

این مقاله و عکس های استفاده شده در آن، مربوط به هیتر گازی هایوارد مدل H1001D1 که دارای طرفیت حرارتی 100,000 Btu/Hr است، می باشد. البته با توجه به اینکه اصول کار در تمامی هیترهای گازی استخر مشابه است، با تقریب بسیار خوبی نکات این مقاله در مورد سایر محصولات مشابه هم صدق می کند.

مشخصات هیتر گازی استخر

عکس روی جعبه این هیترگازی، مشخصات فنی آن را نشان می دهد. همانطور که گفته شد، این دستگاه، هیتر گازی هایوارد مدل H1001D1 است که از توان حرارتی 100,000 Btu/Hr برخوردار است.  توان حرارتی خروجی، 79,000 Btu/Hr بوده که نشاندهنده راندمان 79% دستگاه است. از نظر جغرافیایی، این هیتر برای کار تا ارتفاع 2000 فوت از سطح دریا مناسب است. در صورت نیاز به کارکرد هیتر در ارتفاع بالاتر، سایز اریفیس گاز می بایست افزایش پیدا کند. این هیتر گازی استخر، برای مصرف گاز طبیعی طراحی شده است. هرچند که استفاده از پروپان هم برای مدلهای مشابه، امکان پذیر است. در ادامه، به بررسی بخش های مختلف دستگاه هیتر گازی استخر خواهیم پرداخت:

کنترل پنل

(Control Panel)

یک سیستم کنترل دستی (پیچ مانند) روی بدنه دستگاه  قرار داده شده است. این کنترل پنل به ترموستات هیتر گازی متصل بوده و برای تنظیم حرارت مورد استفاده قرار می گیرد. هیترهای گازی بزرگتر، دارای یک صفحه نمایشگر LED برای تنظیم و کنترل عملیات و وضعیت هیتر هستند. 

بخش کنترل

(Control Module)

مدار داخلی کنترلی دستگاه، مسئولیت جمع آوری و ارتباط کلیه سیگنالهای از تمامی سنسورهای کنترلی و ارسال سیگنال به قطعات و بخش های مختلف دستگاه مانند شمع دستگاه را عهده دار است. این بخش، با اندازه گیری و دریافت سیگنال دما و فشار بخش های مختلف، باعث خاموش شدن دستگاه در صورت عبور هر کدام از این پارامترها از حد تعیین شده، خواهد شد.

سمت گاز دستگاه

(Gas Side Overview)

عکس فوق، بخش های مختلف سمت گازی دستگاه را نشان می دهد. گاز، از طریق شیر گاز وارد دستگاه شده و در محفظه احتراق توسط مشعل سوخته می شود. یک مبدل حرارتی، حرارت تولید شده توسط مشعل گازی را به آب استخر منتقل می نماید. یک بلوئر (Blower) در داخل دستگاه تعبیه شده است که باعث دمیده شدن هوا به سمت مشعل ها می شود. در ادامه، در مورد هر کدام از این اجزا، توضیحات بیشتری ارائه خواهد شد.

پورت ورودی گاز

(Gas Input Port)

پورت ورودی گاز، در کنار شیر گاز قرار گرفته است. انشعاب خط گاز شهری و یا خط متصل به مخزن گاز پروپان، به این پورت متصل می شود.

شیر گاز

(Gas Valve)

شیر گاز، وظیفه تنظیم جریان گاز ورودی به منیفولد (Manifold) گاز و مشعل را بر عهده دارد. شیر گاز می تواند بدون ترانسفورماتور برای برق 120 ولت  یا با تهیه یک ترانسفورماتور، برای برق 24 ولت مورد استفاده قرار بگیرد. در زمان نصب شیر گاز، می بایست ملاحظات و تنظیمات لازم برای فشارهای مختلف ورودی به دستگاه و سایزهای مختلف خط گاز ورودی، لحاظ شوند.

سوئیچ شیر گاز

(Gas Valve Switch)

سوئیچ شیر گاز، امکان خاموش کردن هیتر گازی استخر را بصورت دستی فراهم می کند. دسترسی به این سوئیچ، از طریق پنل قرار گرفته روی دستگاه، امکانپذیر است. 

منیفولد گاز

(Gas Manifold)

منیفلود گاز، وظیفه توزیع گاز به مشعل ها را دارد. با افزایش سایز هیتر، سایز منیفلود و تعداد مشعل ها نیز افزایش خواهد یافت.

اوریفیس ها

(Orifices)

اوریفیس ها، در واقع، اتصالات بین منیفولد و مشعل ها هستند. سایز حفره داخل اریفیس ها، وسیله تنظیم حجم گاز ورودی به مشعلها محسوب می شوند. اندازه حفره اریفیس ها، با میزان ارتفاع محل نصب هیتر از سطح دریا تناسب دارد. هیترهای گازی استخر که در ارتفاع بالاتر از 2000 فوت از سطح دریا نصب می شوند، دارای حفره با اندازه بزرگتر در اریفیس دستگاه هستند.

شمع

(Ignitor)

این هیتر، مجهز به یک شمع الکتریکی است. یک کابل (که در دستگاه شکل فوق وجود ندارد)، شمع را به منبع برق تعبیه شده در بخش کنترل متصل می کند. بخش کنترل، در زمان روشن شدن دستگاه، باعث ایجاد جرقه در شمع می شود. بعضی از انواع هیتر ها (سری millivolt هایوارد)، دارای یک پیلوت همواره روشن هستند که موجب روشنی دائم مشعل ها می شوند.

مشعل ها

(Burners)

عکس فوق، پس از برداشتن مبدل حرارتی و بلوئر، از سمت بالای هیتر گرفته شده است. مشعلها، دو استوانه ای هستند که در بخش زیرین محفظه عایق شده قرار گرفته اند. تعداد مشعل ها در هیترهای با سایز بزرگتر، به شش عدد هم می رسد. شیر گاز، در سمت بیرونی محفظه قرار گرفته است. شمع روش کننده مشعل ها نیز در شکل نشان داده شده اند.

مبدل حرارتی

(Heat Exchanger)

عکس فوق، تصویر مبدل حرارتی هیتر گازی است که از بالا گرفته شده است. مبدل حرارتی، بالای مشعل ها قرار می گیرد تا حرارت تولید شده توسط آنها را به آب استخر منتقل کند. این مبدل، شامل لوله هایی است که روی آنها توسط تعداد زیادی پره (fin) پوشیده شده است. این پره ها، باعث افزایش انتقال حرارت از سمت مشعل به آب استخر که از داخل لوله عبور می کند، می شود.

بلوئر

(Blower)

برخی از انواع هیترها (از جمله هیترهای گازی استخر هایوارد)، دارای سیستمی هستند که باعث دمیده شدن هوا با مقدار بسیاز دقیق و کنترل شده از پایین به بالا در داخل محفظه احتراق می شود. این کار، موجب حذف تداخل شرایط آب و هوای خارج از هیتر (مانند وجود باد) با عملکرد داخلی آن می گردد. برخی دیگر از سازنده های هیترهای گازی استخر، این کار را با طراحی داخلی دستگاه که در برابر باد مقاوم است، انجام می دهند.

سوئیچ فشار هوا

(Air Pressure Switch)

یک سوئیچ هوا به منظور اندازه گیری و کنترل فشار هوای بلوئر، در داخل دستگاه تعبیه شده است. اگر فشار هوا، خیلی افزایش پیدا کند، دستگاه خاموش می شود.

سمت آب دستگاه

(Water Side Overview)

این قسمت، مربوط به بخش آب دستگاه هیتر است که در مقابل بخش گازی دستگاه قرار می گیرد. این عکس، سمت دیگر بلوئر، مبدل حرارتی و محفظه مشعل ها را نمایش داده و همینطور مسیر ورود و خروج آب استخر در هیتر گازی را نیز نشان می دهد.آب استخر، از پورت سمت چپ وارد هیتر شده، از میان یک لوله بزرگ به نام هدر (Header) عبور کرده و از پورت سمت راست خارج و مجدداً به داخل استخر بازمی گردد. در ادامه، به بررسی بیشتر این اجزا می پردازیم.  

هدر

(Header)

هدر، مرکز اتصال لوله های مبدل های حرارتی است. همانطور که در شکل بالا نشان داده است، آب در داخل لوله های مبدل حرارتی به سمت محفظه احتراق رفته و سپس از آن خارج می شود. لوله هدر، توسط یک لایه جدا کننده در داخل، به دو بخش تقسیم شده است. در یک بخش، آب ورودی به مبدل از سه لوله بالا (که در شکل نشان داده شده اند) در هدر بوده و در بخش دیگر، آب برگشتی از مبدل (سه لوله ای که در شکل نشان داده نشده و در زیر لوله های نشان داده شده هستند) وارد شده به هدر می باشد که به مسیر برگشت به استخر هدایت می شود.

مبدل حرارتی

(Heat Exchanger)

این عکس، از بخش تحتانی قسمت مبدل حرارتی گرفته شده است که در آن، مسیر ورود و خروج آب در مبدل حرارتی نیز مشخص شده است. در این شکل، نحوه گردش و چرخش آب در داخل بخش گازی بخوبی نمایش داده شده است. در این شکل، پره های تعبیه شده در داخل مبدل حرارتی برای افزایش انتقال حرارت، بخوبی نمایان هستند.

سوئیچ فشار آب

(Water Pressure Switch)

این سوئیچ، مسئولیت اندازه گیری و کنترل جریان و فشار آب در داخل هدر را بر عهده دارد. در صورتی که فشار و یا حجم جریان آب در داخل هیتر، بیش از حد کم و یا زیاد شود، این سوئیچ دستگاه را خاموش خواهد کرد.

سوئیچ حد بالا

(High Limit Switch)

این سوئیچ ها، دمای آب در داخل هدر را اندازه گیری و کنترل می کنند. در صورت افزایش دمای آب بیش از حد تعیین شده، سوئیچ، دستگاه را خاموش خواهد کرد.

ترموستات

(Thermostat)

ترموستات، باعث تنظیم دما در داخل هدر می شود. این ترموستات، به کنترل پنل نصب شده روی هیتر که در ابتدای مقاله معرفی شد، متصل می شود.

پورت خروجی آب

(Water Output Port)

اتصال هیتر به سیستم لوله کشی مدار تصفیه برای بازگشت آب به استخر، از طریق این پورت می باشد.  فلنج لاستیکی مشکی دور لوله، باعث آب بندی کامل اتصال می شود. مشابه همین قطعه، در پورت ورودی آب به هیتر نیز وجود دارد.