محمد میرزائی- رئیس امور بهینه سازی در تاسیسات و تجهیزات
محمد رحمانی پناه – کارشناس ارشد بهینه ساز ی انرژی در تاسیسات
دمای دود خروجی از دودکش بویلرها و دیگ‌های آب‌گرم که به فضای محیط فرستاده می‌شود در بیش‌تر موارد بالاتر از ۱۵۰ درجه است و در حقیقت هدررفت حرارتی به‌شمار می‌آید. از انرژی حرارتی موجود در این گازها می‌توان برای افزایش راندمان موتورخانه استفاده کرد. 
با قرار دادن یک مبدل حرارتی در مسیر دودکش و گذراندن این دودها از میان مبدل می‌توان از این انرژی هدرشونده استفاده کرد. اکونومایزر یا پیش‌گرم‌کن آب یک مبدل حرارتی از نوع لوله آبی است که از لوله ساده یا پره‌دار ساخته می‌شود. اکونومایزر با کاهش دمای دودکش می‌تواند راندمان بویلر را با توجه به شرایط کارکرد بویلر10-4درصد افزایش دهد. برمبنای یک رابطه سرانگشتی کاهش 20 درجه سانتی‌گراد دمای دودکش، یک درصد افزایش راندمان بویلر را به دنبال خواهد داشت.
میزان بازیافت حرارت از دود بویلر به طراحی دیگ، دمای دود خروجی، میزان هوای اضافی، دمای آب برگشتی، نوع سوخت و نیز روش کنترل اکونومایزر بستگی دارد.
پیش‌تر اکونومایزرها در اندازه بزرگ و تنها برای واحدهای صنعتی بزرگ نیروگاهی و فرایندی به کار می‌رفت ولی چندی‌ست که اکونومایزرها در مقیاس‌های کوچک‌تر صنعتی و یا خانگی هم به‌کار گرفته می‌شوند که می‌تواند با انجام هم‌زمان پاره‌ای از اقدامات اصلاحی بر روی سامانه‌های گرمایشی ساختمان و با هزینه‌ای ناچیز، مصرف انرژی را به شکل چشم‌گیری کاهش دهد.
در ساختمان‌هایی مانند هتل‌ها و اماکن اقامتي، مجتمع‌های مسكوني، بیمارستان‌ها و مراكز درماني، مراكز ورزشي و تفريحي، ساختمان‌های اداری، برج‌ها و دیگر ساختمان‌های بزرگ كه مصرف انرژي‌شان برای تامین گرمايش و آب‌گرم بهداشتي و مصرفي بالاست می‌توان با نصب و راه‌اندازی اکونومایزر متناسب با سیستم موجود کاهش و صرفه‌جویی بسیار بزرگی در انرژی مصرفی به دست آورد.
اندازه و مدل اکونومایزر انتخابی به عوامل گوناگونی مانند حجم و دمای گاز خروجی از دودکش، بیش‌ترین اندازه افت فشار مجاز در دودکش، نوع سوخت مصرفی، میزان بازیافت موردنظر و ... بستگی دارد. برای نمونه اگر اکونومایزری که برای سوخت گازطبیعی طراحی شده در بویلر ذغال‌سنگی به‌کار رود ممکن است دچار گرفتگی و خفگی شود و یا اگر برای بویلر گازوئیلی نصب شود خطر افزایش خوردگی را به همراه خواهد داشت.
در طراحی اکونومایزر و سطح حرارتی آن باید به نکات مهم زیر توجه داشت:
- دمای شبنم (dew point) دمایی است که در آن بخار آب موجود در دود، چگالیده و تبدیل به قطرات مایع می‌شود. در این دما گازهای دی‌اکسید کربن و دی‌اکسید گوگرد ناشی از احتراق در آب حل شده و تشکیل اسید می‌دهند که خوردگی بسیار سریع را به دنبال خواهد داشت. دمای شبنم به نوع سوخت بستگی دارد و برای گازطبیعی 60 و برای گازوئیل 85 درجه سانتی‌گراد است. ولی برای حفاظت دودکش در برابر خوردگی پیشنهاد می‌شود که طراحی اکونومایزر به گونه‌ای باشد که دمای دود در دودکش به کم‌تر از 120 درجه سانتی‌گراد نرسد.
- برای اطمینان از این‌که هیچ بخاری درون لوله‌های اکونومایزر به وجود نیاید، مسیر دود باید مجهز به دمپر و مدار کنارگذر (by pass) باشد تا اگر به هر دلیل آب در خروجی اکونومایزر به دمای اشباع نزدیک شد، دمپر مسیر کنارگذر باز شود و تماس دود با لوله‌های اکونومایزر قطع گردد.
- هنگامی که بویلر با 50 درصد بار (load) نامی خود کار می‌کند، دبی دود هم نصف می‌شود و هم‌زمان دمای دود نیز کاهش می‌یابد. پس سطح حرارتی مورد نیاز برای حالتی که بار بویلر50 درصد است باید بیش‌تر از حالتی باشد که بار بویلر 100 درصد است.
- در استفاده از لوله‌های پره‌دار برای سوخت گازطبیعی تعداد هفت پره در اینچ و برای سوخت گازوئیل پنج پره در اینچ و برای سوخت مازوت هم لوله بدون پره پیشنهاد می‌شود.
- تناسب افت فشار مجاز دود و توان فن مشعل بسیار مهم است. افت فشار ایجاد شده در دودکش ناشی از اکونومایزر نباید به اندازه‌‌ای باشد که فن مشعل نتواند بر آن غلبه کند و موجب خفه‌شدن مشعل شود.
برخی مزایای استفاده از اکونومایزر برای استفاده از گازهای داغ دودکش به این ترتیب است:
- کاهش میزان مصرف سوخت و در نتیجه کاهش چشم‌گیر هزینه‌های مصرف انرژی
- کاهش زمان موردنیاز برای رسیدن به دمای تنظیم‌شده
- کاهش زمان کارکرد سامانه‌های حرارتی و در نتیجه افزایش عمر مفید کارکرد این سامانه‌ها
- کاهش میزان رهاسازی آلاینده‌های زیست‌محیطی به هوا
- کاهش روند افزایش دمای زمین
