۰۴۱۳۵۲۶۷۲۴۶

انتخاب سیستم مناسب گرمایش ساختمان ها

انتخاب سیستم مناسب گرمایش ساختمان ها

انتخاب سیستم مناسب گرمایش ساختمان ها از اهمیت زیادی بر خوردار بوده می باشد. از شاخه های مهم مهندسی که بسیار گسترده و عمیق بوده و در برگیرنـده تخصصـهای زیادی، اعم از گرمایش، تبرید، بخار، آب، گاز، فاضلاب، تهویه مطبوع، انواع لوله کشی و… چه در بخـش صـنعت و چه در بخش ساختمان می باشد.

تأسیسات تلفیقی از علوم مختلف مهندسی مانند انتقال حـرارت، مکانیک سـیالات،ترمودینامیک، سوخت و احتراق، الکتریسیته، شیمی، متالورژی و… می باشد. متأسفانه عدم آگاهی و اشراف بر قلمـرواین رشته و تأثیر آن بر تحمیل هزینه ها و ایجاد خسارات مالی (و حتی جانی) فراوان و آلودگی محیط زیست باعـث شده که رویکرد مطلوبی نسبت به آن صورت نگیرد.

در حالیکه می بینـیم بعـد از احـداث یـک سـاختمان (صـنعتی،تجاری، مسکونی و…) بیشترین مشکلات و هزینه های مربوطه در این بخش است که ظهور می کند. لـذا جـا دارد دراین عرصه علاوه بر تدوین مقاله و مقررات و برگزاری دوره های آموزشی بسترهای قانونی و فرهنگی لازم نیز ایجاد شود.

روش های گوناگونی جهت گرمایش ساختمان های مسکونی، اداری، صنعتی، تجاری و…. وجود دارد که در این قسـمت  به بررسی برخی از آنها پرداخته می شود. در هر صورت شرایط آسایش از نظر دما، رطوبـت نسـبی، سـرعت هـوا و تـابش بایستی تأمین شود.

گرمایش مرکزی با آب (موتورخانه) 

یکی از مناسب ترین روش ها برای گرمایش ساختمان های مسکونی و غیر مسکونی روش حرارت مرکزی با آب می باشد.

در این سیستم یک موتورخانه مرکزی وجود دارد که آب گرم سیرکولاسیون دیگ، جهت تأمین گرمایش سـاختمان توسـطپمپ به قسمتهای مختلف پمپاژ می شود، یکی از محاسن این روش امکان تـأمین هـم زمـان گرمـایش و آب گـرم مصـرفی ساختمان است که توسط مبدل (کویلدار، صفحه ای، دوجداره و یا لوله و پوسته) در موتورخانه انجام می شود.

هزینـه اولیـه اجرای موتورخانه در مقایسه با سایر سیستم ها خیلی زیاد نیست ولی هزینـه اپراتـوری و مصـرف انـرژی آن در مقایسـه بـا دیگرسیستم ها مثلاً سیستم شوفاژ دیواری (پکیج) کمتر است.

ساختمان باید فضای مناسب برای احداث موتورخانـه داشـته باشد. از دیگر محاسن موتورخانه مرکزی این است که در مناطقی که گاز کشی نشده است و یا در مواقعی که امکان کاهش فشار و یا قطع گاز وجود دارد موتورخانه می تواند (در صورتیکه مشعل آن دوگانه سوز باشد) روشن باشد.

در ایـن سیسـتم تنها دیگ ها(دیگ آبگرم) دارای دودکش هستند از دیگر مزایای این روش امکان استفاده از سیستم لوله کشی گرمایش جهت خنک کاری ساختمان در تابستان (در صورتی که سیستم لوله کشی بدین منظور محاسبه شده باشـد ) وجـود دارد. پیشـنهاد مـی شـود درساختمان های بیش از ۱۰ واحد آپارتمانی و نیز ساختمان های ویلایی بـیش از ۲۰۰ متـر مربـع از سیسـتم حـرارت مرکزی استفاده شود. این سیستم برای سالن ها، و فضاهایی که ارتفاع فضا یا اطاق کمتر از ۴ متر است مناسب است.

(این شرکت با تولید دیگهای آبگرم گرمایشی با کیفیت و دارای گواهی استاندارد و گارانتی ۳ ساله می باشد)

دیگ آبگرم

دیگ آبگرم

گرمایش با شوفاژ دیواری (پکیج) 

در این سیستم همزمان گرمایش و آبگرم مصرفی ساختمان توسط موتورخانه کوچکی که بصورت یکپارچـه و  پکیج در آمده و در داخل و یا محدوده فضای مورد نظر نصب می شود، تأمین می شود از مهمترین مزایای این روش استقلال سیسـتمگرمایشی واحدها از موتورخانه مرکزی و از همدیگر می باشد.

از معایب این سیستم تأمین هوای احتراق از فضایی که پکیج در آن نصب شده است می باشد که در فضاهای کوچک و درزبند ممکن است باعث کمبود اکسیژن و خفگی شود (البتـه درسالهای اخیر نوعی از پکیج ساخته شده که تأمین هوای احتراق و تخلیه گازهای احتراق آن همزمان توسـط یـک دودکـ ش دوجداره از بیرون از فضای نصب پکیج انجام می شود)

از دیگر معایب این روش، دودکش مستقل برای هر پکیج است که در این صورت در ساختمان های مسـ کونی بـا تعـدادآپارتمان های زیاد تعداد دودکش ها نیز زیاد خواهد شد و محدودیت های اجرایی را به دنبال خواهد داشت ضـمن این که در این حالت مصرف انرژی نسبت به سیستم حرارت مرکزی بیشتر خواهد شد علاوه بر این به دلیل نصب در فضـای داخلـیواحدها حجمی از فضا را اشغال می کنند هم چنین خطر نشت گاز خام و یا نشت گاز منواکسـید کـربن (CO) وجـود دارد.

پکیج ها معمولاً در دو نوع تک مبدل و دو مبدل ساخته می شوند که دو مبدلها یکی از مبدلها وظیفه تأمین گرمایش و دیگری تأمین آب گرم مصرفی را برعهده دارد بدیهی است که مصرف سوخت و گاز دو مبدلها بیشتر است.

گرمایش با بخاری

این روش گرمایش ساختمان، به هیچ وجه توسط متخصصان پیشنهاد نمی شود و برای مناطق مسکونی مناسب نمی باشد هـر بخـاری نیاز به لوله کشی تأمین سوخت (معمولاً گاز طبیعی)، دودکش مجزا و تأمین هوای احتراق مناسب دارد. توزیع گرما در ایـنروش مناسب نبوده و در ساختمان های مسکونی با تعـداد آپارتمانهـای زیـاد تعـداد دودکـ ش هـا  نیـز زیـاد خواهـد شـد ومحدودیتهای اجرایی را به دنبال خواهد داشت خطر نشت گاز خام و یا نشت گاز منواکسید کربن( CO) و همچنـین  خطـرکمبود اکسیژن محل نصب وجود دارد. دو نوع بخاری گاز سوز وجود دارد بـا دود کـ ش و بـدون دود کـ ش، در مبحـث ۱۴ مقررات ملی ساختمان حداقل حجم فضایی که بصورت معمولی درزبند باشد برای نصـب  بخـار ی هـا ی گـاز سـوز بـدوندودکش را یک متر مکعب برای هر ۲۱/۰ کیلو وات ذکر کرده است. در ضمن حجم فضای نصب دسـتگاهها بایـد بـیش ازیک متر مکعب برای هر ۱۷۷ کیلو کالری دستگاه باشد. حداکثر ظرفیـت حرارتـی بخـاری گازسـوز بـدون دودکـش ۷/۱۱ کیلووات( ۰۰۰/۴۰ بی تی یو بر ساعت یا ۰۰۰/۱۰ کیلوکالری در ساعت) می باشد. علـی رغـم مجـاز بـودن نصـب بخـاریگازسوز در ساختمان های مسکونی (تحت شرایط بسیار خاصی) بهتر است از این امر اجتناب شود و فقط با تأییـد مهنـدسناظر در مکان هایی که تعویض هوای مناسبی دارند نصب شوند مانند فروشگاه ها، مغازه ها، بانک ها و. …

گرمایش با یونیت هیتر

این سیستم برای سالنها و کارخانجات و فضاهایی که نیاز کمی به هوای تازه دارند و یا هوای تازه آنها به روش دیگری تأمین  میشود کاربرد دارد. معمولاً هوای گرمی که توسط این دسـتگاه  تـأمین مـی شـود توسـط آب گـرم تول یـ دی دیـگ  در موتورخانه تأمین می شود در واقع این روش هم یکی از مشتقات حرارت مرکزی می باشد ولی بجای سیرکولاسـیون آب بـهداخل رادیاتورها و یا فن کویلها، درون کویل یونیت هیترها انجام می شود در این روش توزیـع  گرمـا توسـط بـادزن  پشـتکویل حرارتی دستگاه انجام می شود یونیت هیترها در داخل فضایی که می خواهد گرم شود نصـب مـی شـوند و بـا گـردش  هوای محیط آن را گرم می کنند این دستگاهها برای فضاهای با ارتفاع زیاد توصیه نمی شوند.

گرمایش با وسایل تابشی

سیستم در ساختمان ها و سالن های صنعتی که ارتفاع فضا زیاد است و از طرفی نه نیاز است و نه مقرون به صرفه است که کل فضا گرم شود و فقط نقاط خاصی از ساختمان لازم است گرم شوند (مثلاً محل کار کارگران، دسـتگاهها و …) مـورداستفاده قرار می گیرد، مثلاً بعضی از کارخانجات هستند که ارتفاع سالنهای آنها از کف تا ۲۰ متر هم می رسد در این صورت گرم نمودن تمام این ارتفاع از نظر فنی و اقتصادی غیر قابل توجیه است، بنابراین بهترین گزینه استفاده از تابش گرهای گرمایی است. همچنین است فضاهایی که تردد در آنها بسیار زیاد است. این دستگاهها در ارتفاع نصب شده و مـی تواننـد از  سـقفبه صورت آویزان و یا برروی دیوار نصب شوند. طبیعتاً به دلیل خروج محصولات احتراق به داخل فضـا ، بایسـتی اگزاسـتفن هایی جهت خروج هوای آلوده پیش بینی شود. توزیع حرارت در این روش خیلی مناسب و کنترل شده نیست .

گرمایش با هوا ساز

سیستم برای ساختمان ها، سالن ها، کارخانجات و صنایعی که نیازمند هوای تازه به مقدار مناسبی مـی باشـند و یـا دراماکنی که ممکن است آلودگی هوای محیط زیاد باشد و دائماً نیاز به هوای تازه دارند کاربرد دارد همچنین برای ساختمان های اداری و مسکونی و …نیز مورد استفاده قرار می گیرند، هوای گرمی که توسط این دستگاه تأمین می شود باید توسط آب خروجی از دیگ در موتورخانه تأمین شده باشد.

در واقع این روش هم یکی از مشتقات حرارت مرکزی می باشد ولی بجای پمپاژ آب به داخل رادیاتورها و یا فن کویل ها، به درون کویل هواساز ارسال می شود وارسال هوای گرم توسط فن دسـتگاه هواسـاز و توزیع آن توسط کانالها انجام می شود. معمولاً هواسازها در جایی باید نصب شوند که تأمین هوای تازه به آسانی صورت پذیرد (مثلاً بر روی بام و یا در ارتفاع مناسبی از کف).

برای گرمایش سالنها و فضاهای با ارتفاع زیاد مناسب نیستند. خطر یخ زدن سیستم درصورت نصب در فضای آزاد در زمستان (در هنگام قطع برق)، انتقال ارتعاشات فن دسـتگاه بـه سـازه، مشـ کلات اجرایی نصب در ارتفاع، حجم زیاد کانال کشی از معایب این سیستم است ولی تأمین هوای تازه به هر نسبت دلخواه، استفاده از هوای برگشتی، فیلتراسیون هوا از محاسن این سیستم است. از دیگر مزایای این روش ایـن اسـت کـ ه جهـت خنـک کـ اری ساختمان در تابستان می توان از کانالها استفاده کرد (در صورتی که سیستم کانال کشی بدین منظور محاسبه شده باشد)

گرمایش با شومینه

این روش برای گرم کردن اماکن مسکونی و یا موارد مشابه مورد استفاده قرار می گیرد. گرمایش سـاختمان تنهـا توسـطشومینه مجاز نبوده و معمولاً با سایر سیستم های گرمایشی ساختمان همراه بوده و بیشتر در مواقع اضطراری مورد استفاده قرار می گیرد.

این روش یکی از روشهای فانتزی بوده و نمی تواند توزیع مناسب گرما را انجام دهد هر شومینه نیاز به لوله کشی گاز طبیعی، دودکش مجزا و تأمین هوای احتراق مناسب دارد، مانند بخاری و پکیج در ساختمان های با تعداد آپارتمان های زیاد، تعداد دودکشها نیز زیاد خواهد شد و محدودیتهای اجرایی را به دنبال خواهد داشت. خطر نشت گاز خام و نشت گاز منـواکسید کربن( CO) به داخل فضا، همچنین خطر کمبود اکسیژن محل نصب وجود دارد ضمناً به دلیل اینکه بخشـی از شـعلهمستقیماً به داخل محیط وارد می شود کثیف شدن سطوح داخلی ساختمان، دیوارها و پرده ها و… را به دنبال دارد.

گرمایش با پمپ حرارتی

در فضاهایی که خنک کاری توسط کولرهای گازی و یا مینی چیلرها انجام می شود می توان در زمستان با معکوس کردن سیکل تبرید، گرمایش فضا را نیز تأمین کرد، بدین صورت که اواپراتوری که در تابستان هوا را خنک می کرده است در زمستان و ماههای سرد سال، نقش کندانسور را ایفاء می کند و هوا را گرم می کند این روش برای مکانهایی که زمستانهای سرد دارد و نیز فضاهایی که محیط بیرون مرطوب است مناسب نیست. هزینه برق و انرژی آن بالا بوده و نمی تواند توزیع مناسب گرما را انجام دهد.

گرمایش از کف

در سیستم های گرمایشی متداول، تا ۷۰% گرما نزدیک سقف جمع می شود و نزدیک کف دمای پایین تـر ی داریـ م. گرمـاباید در جایی تولید شود که به آن بیشتر نیاز است، یعنی در کف. در ایـ ن سیسـتم ، گـردش آب گـرم از درون شـبکه ای از لوله هایی (معمولاً لوله های ۵ لایه) که در زیر کف نصب می شود انجام می گیرد و حرارت را به آرامی توزیع می کند.

در سیستم گرمایش کفی شبکه لوله تمام کف را پوشش می دهد و بدین ترتیب توزیع حرارت بصورت یکنواخت است .حداکثر دمای کف در این سیستم ۲۹ درجه ی سانتیگراد است. آب گرم ورودی از طریق موتورخانه، پکیج، یـ ا کلکتورهـا ی خورشیدی تأمین، و از طریق کلکتورهای ویژه توزیع می شود. سیستم گرمایش کفی برای کف های مختلف با پوشـش هـا ی متفاوت از جمله سنگ، سرامیک، پارکت، و موکت مناسب است.

تغییرات دما در سیستم های گرمایشی با رادیاتور بخاطر توزیع نامناسب حرارت بسیار زیاد است اما در سیستم گرمـا یش کفی، حرارت به آرامی و به صورت یکنواخت توزیع می شود و با موازنه ی چهار عامل اصلی راحتـ ی، یعنی دمای محیط ، گرمایش تابشی، جریان هوا، و رطوبت نسبی، برای انسان احسـاس مطبـوعی فـراهم مـی شـود . سیسـتم گرمـایش کفی در کشورهای صنعتی به صورت جزئی از معماری مدرن بدل شده است و در حال گسترش است.

هیچ سـطح داغ و یا لبـه ی تیزی وجود ندارد، و برای بیماری های آلرژیک مانند آسم، و بیماری های مفصلی ماننـد رمات یسـم بسـیار مناسـب اسـت. درمجموع، سیستم گرمایش کفی ۳۰% تا ۵۰% باعث کاهش مصرف انرژی می شود. ارزش افزوده بـرا ی سـاختمان  ارزش یک منزل، با میزان آسایشی که برای ساکنینش فراهم می کند نسبت مستقیم دارد.

سیستم حرارتی گرمایش از کف که انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد.

به طور کلی سه نوع روش گرمایش از کف موجود است:

الف) گرمایش با هوای گرم، ب) گرمایش با جریان الکتریسیته، ج) گرمایش با آب گرم

گرمایش با آب یکی از مشتقات گرمایش با پکیج است (البته در سیستمهای حرارت مرکزی، آب سیرکولاسیون گرمایش کف می تواند توسط دیگی مجزا با دمای کاری متناسب در موتورخانه انجام شود) و یکی از مناسب ترین روشهای گرم کردن می باشد. در این روش آب گرم در لوله هایی که در کف ساختمان بصورت رفت و برگشتی (U شکل) و یا کلکتوری

مقایسه منحنی گرمایش

مقایسه منحنی گرمایش