بخاری‌‌های بدون دودکش؛ قدمی مهم در راه بهینه‌سازی مصرف انرژی

سرانه بالای مصرف انرژی در ایران همچون سرانه بالای مصرف آب، برنامه‌ریزان اقتصادی را غافلگیر کرده است. جالب اینکه بیشتر مصرف‌کنندگان با تکیه بر منابع محدود انرژی سوخت های فسیلی و تصور اینکه این منابع ظاهراً ارزان تا صدها سال انرژی مورد نیاز خانواده‌های ایرانی را تامین می‌کند، برای مصرف این سوخت‌ها حد و مرزی نمی‌شناسند. این در حالی است که بگفته همشهری اتفاق زمستان گذشته پس از بارش سنگین برف ثابت کرد که هرچند منابع بزرگ گاز کشور تامین کننده سوخت گرمایی منازل غالب شهرهای ایران است، اما با بالا رفتن ناگهانی مصرف گاز به دلیل سرمای شدید، پالایشگاه‌های تامین کننده گاز مصرفی منازل و مراکز تولیدی، تجاری و دولتی دچار کمبود گاز شده و فشار گاز شبکه کشوری افت خواهد کرد، به طوری که نیروگاه‌های گازی برق هم با کمبود سوخت مواجه شده و در تامین برق مصرفی دچار مشکل خواهند شد. یاد کرسی کم‌دردسر خودمان بخیر! اما دیگر کرسی به عنوان یک وسیله کم‌هزینه و سنتی که برای اکثر ما یادآور روزهای کودکی، شب‌های چله و ... است، از خانه‌های ما رخت بربسته است.
خانه‌های لوکس و نقلی پاسخگوی حجم بزرگ کرسی نیستند و انواع بخاری‌ و شوفاژ و هیتر و... را ترجیح می‌دهند. هر چند که استفاده از هر یک از این لوازم در‌بردارنده هزینه‌ای به‌مراتب بالاتر از کرسی باشد.
اما موضوعی که امروزه خانواده‌‌های ایرانی کمتر از آن اطلاع دارند ولی در دنیا سروصدای زیادی کرده است، تولید بخاریهای بدون دودکش (ventless stove) با بازدهی حدود ۹۹ درصد است. این بخاریها علاوه بر آنکه در مصرف بهینه انرژی موثر هستند، مناسب آپارتمانهای نقلی امروزی بوده و از آن گذشته به راحتی از یک اتاق به اتاق دیگر منتقل می‌شوند. این بخاری‌ها نصب راحتی دارند. مشکل نصب لوله وجود ندرد، و تنها نیاز به یک خط گاز دارید. البته این بخاریها فقط گازی نیستند. نوع نفتی و برقی آن نیز وجود دارد. اما بنظر می‌رسد در کشور ما باید نوع گازی آن مورد توجه قرار گیرد.
با این محصول بیشتر آشنا می‌شویم:
●بخاری بدون دودکش چیست ؟
بخاری بدون دودکش گازی محصولی زیبا،گرم،مطمئن،ساده و ارزان برای تامین گرمای مورد نیاز زمستان شماست. بخاری بدون دودکش ، بدون نیاز به دودکش کار می کند و می توان آنرا در هر قسمتی از منزل قرار داد.
بعضی از ویژگیهای بخاری‌های بدون دودکش عبارتند از:
۱.گران نبودن و هزینه استفاده کم.
۲.بازده انرژی ۹۹ درصد.
۳.کار کردن در مواقع اضطراری مانند قطع برق.
۴.طراحی براساس آخرین استانداردهای روز جهانی طراحی. (ANSI Z۲۱.۱۱.۲ )
۵.دارای ظرفیتهای مختلف طراحی از ۶۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ کیلوکالری در ساعت.
۶.عمر طولانی.
از هزاران دلیلی که برای استفاده از بخاری‌های بدون دودکش میتوان به آن اشاره کرد ۵۰ میلیون خانواری است که از این وسیله در دنیا استفاده میکنند.
●بخاری‌های بدون دودکش چطور کار می کنند:
بخاری‌های بدون دودکش با گاز طبیعی و یا گاز مایع کار می‌کنند و بیشتر مدلهای آن احتیاجی به الکتریسیته ندارند وشعله آنها در مدلهای شعله نما (شعله آبی یا زرد با استفاده از هیزم تزئینی) حاصل از سوختن گاز طبیعی یا مایع است ودر مدلهای تشعشعی شعله در واحدهای سرامیکی ایجاد می شود و گرمای حاصله بصورت تابشی پخش می گردد.
●کیفیت هوای داخل:
پنج گازی که محصول احتراق بوده و روی کیفیت هوای داخل منازل تاثیر دارند عبارتند از: منواکسید کربن، دی اکسید کربن ، دی اکسید نیتروژن ، اکسیژن و بخار آب (رطوبت) . امروزه بخاری‌های بدون دودکش بر اساس آخرین استانداردهای جهانی طراحی شده و میزان گازهای منتشره از سوی آنها در سطح مطلوب قرار دارد و هیچگونه مشکلی را برای کاربران خود ایجاد نمی کنند.
●سیستم پیلوت حساس به کاهش میزان اکسیژن (ODS) :
از اوایل دهه ۸۰ میلادی ، بخاری‌های گازسوز بدون دودکش به سیستم ایمنی پیلوت مجهز شدند. این سیستم نوآوری و خلاقیتی است که با پیشرفت علم و تکنولوژی، انقلابی در زمینه ایمنی استفاده از بخاری‌های بدون دودکش به وجود آورده است و در شرایط بسیار نادری که درصد اکسیژن هوا به زیر ۱۸ درجه کاهش یابد، جریان تامین گاز به کل وسیله را به طور خودکار قطع می کند.لازم به یادآوری است که انتشار ۷۰۰ PPM گاز منواکسیدکربن در فضا انسان را در آستانه مرگ قرار می‌دهد به این صورت که ترکیب این گاز با هموگلوبین خون، ماده‌ای به نام کربوکسی هموگلوبین تولید می‌کند و افزایش این ماده در خون خاصیت اکسیژن‌گیری و انتقال اکسیژن توسط خون را کاهش می‌دهد و در غلظت‌های مختلف باعث سرگیجه، حالت تهوع و درنهایت سکته و مرگ می‌شود.گفته شد که یکی از مزایای بخاری گازی بدون دودکش آن است که ۹۹درصد بازده انرژی دارند.از آنجائیکه این نوع بخاری‌های گازی به دودکش نیازی ندارند لذا حرارت خروجی ایجاد شده ، داخل ساختمان می‌ماند واین گرما از طریق دودکش به خارج ساختمان نرفته وگرمای حاصل از بخاری هدر نمی‌رود.
هزینه راه اندازی و استفاده از این محصولات بسیار کم است و با گاز مایع یا گاز طبیعی کار می‌کنند وهزینه دو نوع سوختی که آنها استفاده می‌کنند از برق بسیار کمتر است وحتی در منازلی که از سیستم گرمایش مرکزی استفاده می‌کنند چون خطوط لوله گاز شهری برای آنها موجود است، این نوع بخاری‌ها بسیار مقرون به صرفه هستند.
براساس مستندات مختلف و مدارک مستدل، (به عنوان مثال گزارش انجمن صنایع گازی ایالت متحده )، گاز طبیعی با توجه به ارزش حرارتی و راندمان بالا و در دسترس بودن و تمیز بودن، در زمره مناسبترین سوختهای خانگی قرار دارد و از آنجا که امروزه در کشور ما توسعه شبکه گاز شهری در حال اجرا می باشد، استفاده هوشمندانه از این سوخت بسیار منطقی به نظر می رسد. سازمان بهینه سازی مصرف سوخت کشور نیز با توجه به راندمان بالا و اقتصادی و ایمن بودن بخاری‌های گازی بدون دودکش اقدام به حمایت از تولید و توزیع اینگونه بخاری‌ها را در کشور نموده است.مزیت دیگری که استفاده از بخاری های بدون دودکش دارد آن است که هزینه استفاده از آنها بسیار کم است (به دلیل راندمان ۹۹درصد) و همچنین هیچگونه بوی دود و نامطبوع را نیز در منزل احساس نمی‌کنید و کیفیت هوای مورد استفاده داخل ساختمان بسیار بالا است.
●گرمای مطبوع بخاری های گازی بدون دودکش:
در فصول سرد سال و زمانهایی که به گرمای مطبوع احتیاج دارید بخاری‌‌های گازی بدون دودکش شما را یاری می‌کنند. از این بخاری ها در قسمتهای مختلف منزلتان می‌توانید استفاده کنید :
اتاق نشیمن، آشپزخانه ، اتاق پذیرایی، اتاق ناهارخوری و دفتر کار .
این وسائل در مکانهایی که از لحاظ گرمایش محدودیتهایی دارند یا فرضاً قابلیت لوله‌کشی گاز شهری برای آنها موجود نیست استفاده می‌شوند و می‌توان از مدلهایی مناسب برای کار با گاز مایع استفاده نمود. دامنه کاربرد این وسایل بسیار گسترده است فرضاً می‌توان برای گرمایش گلخانه‌ها، اتاقهای اضافه شده به منزل، و ... از آنها استفاده نمود.
از آنجائیکه این محصولات برای نصب احتیاج به دودکش ندارند می‌توان آنها را به راحتی در هر قسمتی از منزل و با هزینه بسیار کم استفاده نمود.
●چرا بخاری‌های بدون دودکش ایمن و قابل اطمینان هستند؟
در اوایل دهه ۱۹۸۰ میلادی تکنولوژی سیستم پیلوت حساس به کاهش میزان اکسیژن توسط تولیدکنندگان ایالات متحده آمریکا برای کاربرد در انواع محصولات گازی بدون دودکش ( شومینه ، بخازری و غیره ) مورد استفاده قرار گرفت.
تاریخچه استفاده از سیستم به اروپا بازمی گردد و این سیستم در تجهیزات گرمایش گازی از حدود ۴۵ سال قبل در حال استفاده می‌باشد و در این مدت تاریخچه خوبی را درخصوص ایمنی از خود برجای گذاشته است. اطلاعات جمع آوری شده توسط انجمن حمایت از ایمنی مصرف کنندگان ایالات متحده نشان می دهد که از سال ۱۹۸۰ تاکنون هیچگونه حادثه ناگوار یا انتشار گازهای مضر سلامتی انسان توسط بخاری های گازی بدون دودکش گزارش نشده است.●طرز کار ODS :
سیستم ODS از ۳ بخش اصلی تشکیل شده است :
• مشعل پیلوت با طراحی دقیق و حساس به میزان اکسیژن بطوریکه مشخصه‌های اصلی شعله براساس رابطه هوا و سوخت تعریف شده و شکل گرفته است.
• ترموکوپل که در نزدیک شعله پیلوت قرار می‌گیرد
• شیر ایمنی قطع جریان گاز
این سیستم با دقت و اطمینان بسیار بالایی کار می کند و در حالت کلی برای مواردی طراحی گردیده که دامنه تغییرات تمام متغیرها بسیار ناچیز و حساس است. ترموکوپل حساس به تغییرات شعله پیلوت است و این شعله حساس به تغییر رابطه سوخت و هوا می‌باشد و هنگامی که ترموکوپل گرم می‌شود، انرژی گرمایی را به الکتریکی تبدیل می‌کند و میلی ولت تولید شده باعث ایجاد میدان مغناطیسی در سیم پیچ و باز شدن مجرای عبور گاز به مشعل می‌شود. اگر در حالتی که بخاری روشن است اکسیژن موجود در هوا از استانداردهای تعیین شده کمتر شود لذا مشخصه شعله پیلوت تغییر می‌کند و شعله پیلوت خاموش می‌شود و ترموکوپل سرد می‌شود . این کاهش دما باعث کاهش و قطع ولتاژ ارسالی از طرف ترموکوپل گردیده و باعث می‌شود که دریچه شیر مسیر اصلی گاز دستگاه بسته شود و در نهایت بخاری به طور کامل خاموش گردد. این وضعیت تا زمانیکه هوای تازه جایگزین هوای اتاق نشود و اکسیژن موجود در محیط به حد استاندارد نرسد پایدار است و شعله پیلوت روشن نمی‌شود و لذا بخاری خاموش می‌ماند و پس از اینکه شرایط محیط و اکسیژن محیط به سطح استاندارد رسید، می‌توانیم دستگاه را روشن کنیم.اوریفیس مشعل پیلوتODS ، روزنه و محل عبور جریان گاز مشعل پیلوت است و این جریان را در مواقع مختلف تنظیم و کنترل می‌کند و به هیچ عنوان نباید مته زده شده یا گشاد گردد. اوریفیس مشعل پیلوت ODSبرای گاز طبیعی یا گاز مایع دارای اندازه‌ها و طرحهای متفاوت است.
سایر سیستم‌های تکمیلی بخاری‌های بدون دودکش که ایمنی آنها را تضمین می‌کند .شیر ایمنی قطع خودکار نیز، جریان گاز را در مواقعی که به هر دلیل شعله پیلوت خاموش ویا وقفه‌ای در جریان گاز ایجاد شود به طور کامل قطع می کند.
مشعل این بخاری‌ها هم، بسیار دقیق و با آخرین تکنولوژی مهندسی طراحی شده است تا به بهترین و تمیزترین و با راندمان بالایی گاز را بسوزاند و زمانهایی که به هر دلیل جریان گاز کم و زیاد می شود ویا دارای نوساناتی است بدون هیچ وقفه‌ای به کار خود ادامه دهد.هر بخاری بدون دودکش به یک تثبیت کننده فشار گاز (رگلاتور) مجهز است تا در مواقعی که فشار گاز به طور غیر متعارف کاهش یا افزایش می یابد فشار نامی را اعمال کند. این رگولاتور از دسترس افراد عادی دور می‌باشد و تنظیم آن توسط کاربران غیر ممکن است و به طور خودکار عمل می‌کند.
بخاری‌های بدون دودکش به یک سیستم جرقه زن خودکار مجهز هستند که کهربر را از استفاده از کبریت و دیگر وسایل آتش زا برای روشن کردن شعله پیلوت برای شروع به کار بخاری بی‌نیاز می‌کند.بخاری بدون دودکش شعله نما نیز با انواع تابشی سرامیک دار مجهز به شبکه های حفاظتی برای حفظ فاصله مجاز با انواع مواد قابل اشتعال است.از بدو تولید این محصولات تاکنون شبهات و سوالاتی در خصوص تاثیرات استفاده بلند مدت از بخاری‌های گازی بدون دودکش روی هوای داخل ساختمان وجود داشته و دارد. دراوایل سال ۱۹۹۶ میلادی دانشمندان بخش تحقیقاتی موسسه صنایع گازسوز ایالات‌متحده AGAR آزمایشاتی را در خصوص تاثیرات بخاری های بدون دودکش و احتراق آنها بر کیفیت هوای داخل ساختمان انجام دادند. این آزمایشات در یک ساختمان واقعی صورت پذیرفت. نتیجه این آزمایشات مدرک و مرجعی بسیار غنی را در اختیار این موسسه قرار داد .
●آزمون کیفیت هوا:
دانشمندان AGAR گازهای منتشره منواکسید کربن ، اکسیژن ، دی اکسید کربن ، دی اکسید نیتروژن و بخارآب که ۵ گاز اصلی محصولات احتراق می باشد را در ساختمانی که از این نوع بخاری‌ها استفاده می‌کند و بر اساس آخرین ملاحظات و پیشنهادات موسسات مختلف در خصوص میزان گازهای مختلف منتشر شده در محیط انجام داده و حد مجاز آنها را پیشنهاد داده‌اند.
موارد بررسی شده عبارتند از :
• حداکثر منواکسید کربن (CO) مجاز پیشنهادی که از سوی انجمن حمایت از ایمنی مصرف‌کنندگان ایالات متحده (CPSC) تعیین شده و در این مطالعات تاثیرات آن بر افراد خاص مانند بانوان باردار، کودکان و افراد کهنسال نیز در نظر گرفته شده‌اند.
• سطح دی اکسید نیتروژن (NO۲) که توسط خبرگان صنعت و اداره کل سلامتی و ایمنی شهروندان ایالات متحده تعیین و پیشنهاد شده است.
• حداکثر سطح دی اکسید کربن(CO۲) که در راهنمای کیفیت هوای داخلی شهروندان کانادا پیشنهاد شده است.
• سطح استاندارد اکسیژن (O۲) مورد نیاز که توسط موسسه ملی سلامتی و ایمنی شهروندان ایالات متحده تعیین شده است.
• سطح بخارآب پیشنهادی که از سوی انجمن مهندسین گرمایشی ، سرمایشی و تهویه مطبوع ایالات متحده تعیین شده است.
میزان بخار آب :
در مناطق مختلف زمانهایی که دمای هوای بیرون افت می کند رطوبت نسبی نیز کم می شود(بخار آب)
امروزه دراکثر کشورهای پیشرفته در مناطق سرد و همچنین فصول سرد سال برای افزایش رطوبت نسبی هوا از مرطوب کننده‌های مصنوعی هوا استفاده می‌شود.اگرچه که بخاری‌های بدون دودکش قابلیت مرطوب کننده‌های مصنوعی را ندارند اما در هر صورت بخشی از رطوبت مورد نیاز انسان را تامین می‌کنند.این رطوبت حاصل از سوختن ترکیب هوا و گاز است و به دلیل آنکه این بخاریها فاقد دودکش می‌باشند، بخارآب حاصل از سوختن گاز در محیط باقی می‌مانند.
●ایران نیز در این زمینه بیکار نبوده است:
۶۷۰ هزار دستگاه بخاری نفتی بدون دودکش تا پایان سال جاری با حمایت مالی سازمان بهینه‌سازی مصرف سوخت کشور توسط سازندگان داخلی تولید و توزیع می‌شود.به گزارش قلم سبز ایران، این طرح در سال ۸۱ با هدف ارتقا فناوری تولید بخاری‌های نفتی در کشور و دستیابی به تکنولوژی تولید بخاری‌های کم مصرف آغاز شده است و تا پایان سال ۸۴ توسط سه شرکت سازنده بخاری ایرانی و تحت لیسانس کشورهای صاحب تکنولوژی در حداکثر ظرفیت تولید می‌شود. براساس این گزارش، این بخاری‌ها از نوع فیتیله‌دار بوده و راندمان آن ۹۸ درصد است و سیستم احتراق آن به گونه‌ای است که آلودگی را به کمترین میزان ممکن کاهش می‌دهد.همچنین با اعطای یارانه به سازندگان بخاری‌های کم مصرف قیمت اولیه محصول پایین آمده و استفاده از تجهیزات گرمایشی با راندمان بالا گسترش می‌یابد.
درصورتی که این طرح به طور کامل اجرا شود در ازای ۶۷ هزار دستگاه بخاری، سالانه در ۳۰۰ میلیون لیتر نفت سفید صرفه جویی می‌شود.
گفتنی است تکنولوژی بالای بخاری‌های بدون دودکش، مانع از افزایش آلاینده‌های سمی در فضای اتاق نیز می‌شود. این سیستم از تکنولوژی پیچیده‌ای برخوردار است، به نقل از ایسنا یکی از اشکالات مطرح در خصوص استفاده از این سیستم در بخاری‌ها احتمال خرابی آن است و با توجه به این که فناوری تولید این محصول به صورت انحصاری در اختیار کشورهای توسعه یافته است، امکان خرابی آن کم است ولی در صورت بروز مشکل باید تعویض شود. اما منصور جدیدی، مشاور سازمان بهینه‌سازی مصرف سوخت کشور در بخش ساختمان در گفت و گو با قلم سبز ایران با اعلام این خبر که: "طراحی سنسور ODS در بخاری های بدون دودکش برای اولین بار در ایران انجام شده و میزان اکسیژن موجود در فضا را تشخیص می‌دهد، به طوری که اگر میزان اکسیژن کاهش یابد و منواکسیدکربن موجود در هوا زیاد باشد، سنسور وارد عمل می‌شود و شعله بخاری را کم کرده و بخاری به طور اتوماتیک خاموش می‌شود"، افزود: "بخاری‌های بدون دودکش برخلاف تصور اغلب مردم آلاینده‌های سمی را وارد فضای اتاق نمی‌کند."
مشاور سازمان بهینه‌سازی در بخش ساختمان گفت: "سیستم این بخاری‌ها به گونه‌ای طراحی شده است که سوخت با هوا به خوبی ترکیب می‌شود و احتراق کامل اتفاق می‌افتد درحالی که در بخاری‌های دودکش‌دار که اکثر آنها تکنولوژی قدیمی دارند، احتراق به طور ناقص انجام می‌شود."احتراق کامل در این بخاریها باعث می‌شود تا مشکل دوده نداشته باشند، آنقدر تمیز کار می‌کنند که طراحان به خود اجازه داده‌اند آن را طوری طراحی کنند تا مصرف‌کننده بتواند با نصب آن روی دیوار از آن بعنوان طاقچه هم استفاده کند و لوازم تزئینی مناسب اتاق را روی طاقچه آن بگذارد.
وی افزود: "عواملی از قبیل تکنولوژی بالای مشعل و نصب سیستم ODS و گاورنر در بخاری‌های بدون دودکش موجب شده است که استفاده از این بخاری‌ها جان هیچ فردی را از طریق انتشار منواکسیدکربن تهدید نکند."جدیدی درمورد نصب سیستم گاورنر گفت: "فشار گاز شهری همواره با نوسان همراه است، این درحالیست که نصب این سیستم در بخاری‌های بدون دودکش باعث تنظیم فشار گاز شده و شعله بالا و پایین نمی‌رود و احتراق به طور کامل صورت می‌گیرد."البته تاکنون تنها یک واحد تولیدکننده بخاری گازی بدون دودکش موفق به دریافت پروانه کاربرد علامت استاندارد شده و یک واحد دیگر نیز در شرف دریافت این پروانه است. و تا به حال موردی مبنی بر بروز حادثه به دلیل غیر استاندارد بودن عملکرد این نوع بخاری گازی گزارش نشده و بیشتر اتفاقات ناشی از استفاده نادرست از این محصول بوده است.
منابع:
www.awesomepoolproducts.com
www.clarkpublicutilities.com
www.iee.org
www.hometips.com

منبع : مجله گسترش صنعت