کاهش هزینه‌های انرژی با استفاده از بخاری تابشی گازی در محیط‌های صنعتی 6

مقدمه

بحث مصرف انرژی یکی از دغدغه‌های همیشگی صاحبان صنایع مختلف بوده است. حال آنکه در فصل زمستان و جایی که بیشترین نیاز به گرمایش احساس می‌شود، این بحث بسیار نمود پیدا می‌کند.

انتخاب بهترین روش گرمایشی لزوما نیازمند در نظر گرفتن تمام شرایط است. این شرایط گاها می‌تواند انتخاب درست راهکار گرمایشی مطابق با نیاز محیط، شناخت چالش‌های پیش روی این راهکار و دست آخر داشتن اطلاعات کامل در زمینه اقتصادی و سایر جنبه‌های آن است. یکی از مهمترین این موارد، آشنایی با رویکرد اقتصادی محور آن‌ها در زمینه مصرف انرژی است.

برای این کار ابتدا باید نوع مناسب بخاری‌ تابشی گازی که در صنعت استفاده می‌شود، بررسی گردد.  بنابراین می‌خواهیم ابتدا به بیان تئوری و بررسی روش کاری این دستگاه‌ها و ساختار آن‌ها بپردازیم.

تابش حرارت، گامی نو در صنعت گرمایشی

امروزه در صنعت، دیگر برای تولید حرارت، لازم نیست هوا را گرم کنند. بیشتر سالن‌های صنعتی دارای ابعاد بسیار بزرگ بوده و معمولا دارای ارتفاع چندین متری هستند. بنابراین گرم کردن چنین سالن‌هایی شوخی بردار نیست و نیازمند یک غول حرارتی بسیار بزرگ با توان گرمایشی بسیار بالاست. همچنین زمان بسیار زیادی برای گرم شدن می‌طلبد. از طرفی در حال حاضر مراکز صنعتی وجود دارند که در زمستان نیاز فوری فوتی به حرارت پایدار دارند.

اصولا استفاده از راهکار هوای گرم، دست و پنجه نرم کردن با اتلاف حرارتی است. چون هوا تمایل بسیار زیادی برای فرار به سمت بالا دارد. لذا اگر سقف سالن بلند باشد، گرما در نقاط نزدیک به سقف تجمع یافته و کاملا از دسترس خارج می‌شود. این عامل خود باعث خواهد شد، قسمت‌های زیرین که همیشه نیاز حتمی به گرما را دارند، سرد باقی بمانند. در چنین شرایطی بایستی راهکار گرمایشی کاملا عوض شود.

پس راه‌حل چیست؟

بجای ایجاد گرما در سطح گسترده و وسیع، گرما در سطح منطقه‌ای و موضعی فراهم می‌شود. در مقیاس صنعتی، بهترین راه‌حل، استفاده از تجهیزات تولید و انتقال حرارت تابشی مانند بخاری تابشی لوله‌ای است.

نقشه راهی که بخاری تابشی گازی لوله‌ای تعیین کرده، انتقال مستقیم امواج حرارتی است. این نقشه کاملا ماهیت طبیعی دارد. همانند پرتوهای نور خورشید که از فرسنگ‌ها دورتر به زمین می‌رسند و در مسیر خود هر آنچه را که قرار دارد، گرم می‌کنند. در این شیوه نیز هدف، تولید تشعشات گرمایی و بازتاب آن به اجسام و جانداران تحت پوشش دستگاه است.

به دنیای بخاری تابشی گازی لوله‌ای خوش آمدید: سفری به داخل فناوری گرمایش

امروزه ایجاد حرارت از طریق تابش، یکی از کارآمدترین روش‌های گرمایشی به ویژه در مکان‌های صنعتی است. به دستگاه‌هایی که از شیوه تابش حرارت استفاده می‌کنند، هیتر تابشی یا بخاری تابشی گفته می‌شود.

یکی از بهترین نمونه‌های صنعتی این دستگاه‌ها، بخاری تابشی گازی لوله‌ای است. آنچه که این دستگاه‌ها را کاملا مهیای استفاده در ابعاد صنعتی و بزرگ می‌کند، قدرت گرمایشی موضعی و قابلیت توزیع یکنواخت حرارت آن است.

در ساختار این دستگاه قسمت‌هایی وجود دارد که نقش تعیین کننده‌ای در ایجاد حرارت متمرکز آن دارد. در این دستگاه، مشعل به عنوان آغازگر تولید انرژی حرارتی، شعله‌‌ای با حرارت بسیار بالا به وجود می‌آورد. این شعله ماحصل سوختن گاز و هوا داخل مشعل است.

در ادامه، حرارت مشعل وارد لوله‌هایی تحت عنوان مبدل‌های حرارتی می‌شود. این لوله‌ها در نقش هدایت آتش در یک مسیر U شکل ظاهر می‌شوند. بدین ترتیب بیشترین حرارت از مشعل دریافت خواهد شد. نهایتا حرارت حاصله به درجه تابش رسیده و به صورت امواج مادون قرمز به نقاط موردنظر ساطع می‌شود. وظیفه انتقال امواج گرمایی هم برعهده صفحاتی موسوم به رفلکتور است.

اما این دستگاه چه تحولاتی در صنعت به وجود آورده است؟ و با استراتژی برتر خود تا چه حد توانسته‌ به صنعت کمک کند؟

امروزه تامین برق با توجه به هزینه‌های سرسام آور آن برای واحدهای صنعتی و پر مصرف، یکی از معضلات اصلی است. برای مکان‌هایی که ماهیت آن‌ها کاملا وابستگی به پرورش موجودات زنده مانند گیاهان و پرندگان دارد، همواره تامین برق مداوم و پایدار، مهم و چالش برانگیز بوده است.

با لباس گرم اقتصادی که بخاری تابشی گازی لوله‌ای به تن این مراکز پوشانده است، انتظار بیش از این‌ها را باید داشت.

امروزه شاهد تاسیس انواع سالن‌های پرورش مرغ، جوجه مرغ‌های گوشتی و تخم‌گذار، بوقلمون، کپک و … هستیم. حتی این نوع دید پرورشی به سمت گلخانه‌ها نیز کشیده شده است. در حال حاضر انواع سالن‌های گلخانه‌ای چند منظوره با قابلیت پرورش انواع گل‌ها و گیاهان بومی و غیر بومی، میوه‌ها و صیفی جات مختلف تاسیس شده‌اند.

هر کدام از این موجودات نیاز به محدوده‌های دمایی متفاوتی برای رشد بهینه در فصول سرد سال دارند. این امر تنها زمانی میسر است که از سنسورها و قطعات تنظیم دمایی در محیط و قسمت‌های مختلف سالن استفاده شود. این تجهیزات تنظیم دمایی به “ترموستات‌های محیطی” معروف هستند و نقش عمده‌ای در کاهش کارکرد دستگاه و بهینه‌سازی مصرف سوخت و انرژی آن دارند.

• بازدهی بی چون و چرا

شاید سوال باشد که این راهکار می‌تواند شرایط گرمایی مناسبی را در کل یک سالن گلخانه‌ای یا مرغداری فراهم کند؟ آیا این تجهیزات می‌توانند به عنوان سیستم‌های ذخیره کننده حرارت نیز استفاده شوند؟

با توجه به ویژگی‌های سیستم گرمایش تابشی، عدم جابجایی هوا و بهبود کیفیت هوای داخل سالن از جمله مزایای این سیستم‌هاست. علت این امر این است که کوچکترین گردوغبار یا ذرات دیگری در اثر عملکرد دستگاه از زمین بلند نمی‌شود. این سیستم باعث خواهد شد که نیاز به ورود و تزریق هوای تازه به میزان زیادی کاهش یابد. در نتیجه هزینه‌های انرژی مرتبط با عملیات تهویه مطبوع هوا نیز پایین خواهد آمد.

این موضوع به ویژه در مرغداری‌ها اهمیت خاصی دارد؛ چراکه یکی از اساسی‌ترین پارامترهای یک سالن مرغداری، تامین هوا و اکسیژن لازم برای پرندگان است.

در صورت استفاده از بخاری تابشی گازی لوله‌ای، اختلافات فاحش دمایی بین نقاط بالایی و کف سالن وجود نخواهد داشت. به عبارت دیگر، گرمای قسمت‌های نزدیک به خود جانداران پرورشی همواره بالاتر از هوای خود سالن است. این امر منجر به کاهش نوسانات ناگهانی و شدید دمایی در زمان توقف عملکرد دستگاه می‌شود.

بنابراین می‌توان مصرف انرژی دستگاه حرارتی را مدیریت کرد. بجای استفاده دائمی از دستگاه می‌توان، این استفاده را به زمان‌های حیاتی منتقل نمود. چراکه همواره گیاهان و ریشه آن‌ها و بدن پرندگان و بستر رشد آن‌ها دمای بالاتری خواهد داشت.

بهینه‌سازی انرژی در کارخانجات سنگ و سنگبری تا چه مرحله‌ای پیش رفته است؟

یکی دیگر از مکان‌هایی که تاثیر بخاری تابشی گازی لوله‌ای در آن چشمگیر بوده است، کارخانجات سنگی است. این تاثیرات بیش از همه در زمینه اقتصادی نمود پیدا کرده است. در ساختار چنین کارخانه‌هایی موارد زیر دقیقا به چشم می‌خورد:

• ارتفاع زیاد سالن
• وجود قسمت‌هایی که به حرارت نیاز ندارند
• عدم عایق‌بندی مناسب و اصولی

با توجه به این موارد، بهترین راهکار حرارتی، تابش حرارت خواهد بود.

بیایید موضوع دیگری را در نظر بگیریم. یکی از مصارف اصلی این سالن‌ها برای انجام عملیات سنگبری، مصرف آب است. در کلیه مراحل فرآوری سنگ‌های ساختمانی باید از آب جهت برش بهتر و دقیق‌تر با دستگاه‌های برشی استفاده شود.

با این اوصاف، استفاده از راهکار گرمایشی تابش امواج که هیچگونه نیازی به آب ندارد، می‌تواند کاملا برای این مراکز مفید و به صرفه باشد.

اما بهره‌وری انرژی این مراکز از لحاظ گرمایشی مربوط به دو مرحله می‌شود.

اولا داخل خود سالن اصلی و محل‌هایی که دستگاه‌ها و افراد در حال کار هستند، با سیستم گرمایش تابشی گرم می‌شوند. با استفاده از این راهکار، جلوی انتقال بی هدف گرما به مناطق غیر ضروری گرفته می‌شود. لذا این روند گرمایشی توام با مصرف انرژی به صورت هدفمند خواهد بود. پس میزان هزینه‌های انرژی این بخش از صنعت کاهش خواهد یافت.

ثانیا خود سنگ‌های خیس برش یافته بلافاصله به اتاق‌هایی جداگانه انتقال داده می‌شوند. در این اتاق‌ها، حرارت به طور دقیق، به صورت تابشی و از بالا به پایین به این سنگ‌ها انتقال می‌یابد. این نوع روش حرارت دهی به سنگ‌ها، چون توام با فشار بالا نیست، لذا هیچگونه ضایعاتی در روند خشک کردن سنگ‌ها ایجاد نخواهد کرد.

پس می‌توان گفت این تجهیزات به صورت دوبل، کاهش هزینه‌های انرژی کارخانجات سنگی را تقبل خواهند کرد.

سوال 

آیا استفاده از بخاری تابشی گازی، تنها در زمینه کاهش مصارف انرژی و به طور کلی از لحاظ اقتصادی کارساز بوده است؟ این دستگاه از چه ابعاد دیگری می‌توانند کمک حال صنایع و حوزه‌های مختلف باشند؟ لطفا نظرات، پیشنهادات و انتقادات خود را در این مورد برای ما در بخش دیدگاه‌ها ارسال کنید.