نحوه کار تاسیسات سرمایش و گرمایش

هر دو کار گرمایشی و تهویه مطبوع بر پایه این اصل است که همیشه گرما از شی داغ به شی سردتر حرکت می کند فقط چون آب از سطح بالاتر به سطح پایین تر جریان می یابد. کوره و بخاری یا دستگاه تولید کننده گرما، گرما را به هوا منتقل کرده و به این شکل خانه را گرمتر می سازد و تهویه مطبوع گرما را حذف می کند و خانه را خنک تر می نماید.

همه وسایل یا سیستم های  کنترل هوا و اقلیم  سه جز اصلی دارند: منبع هوای گرم یا خنک، ابزار توزیع هوا به اتاق هایی که باید خنک یا گرم شوند و کنترل استفاده شده برای تنظیم سیستم (ترموستات). منابع هوای گرم مانند دیگ (کوره) و هوای خنک مانند تهویه مطبوع در خانه است که اغلب از سیستم های کنترل و توزیع مشابهی دارند استفاده می کنند. اگر خانه شما تهویه مطبوع مرکزی دارد هوای خنک احتمالا از طریق مجاری مشابهی جریان می یابد تا گرما را بگیرد  و توسط ترموستات مشابهی عمل کنید. هنگامی که سیستم گرمایشی و سرمایشی بد کار می کند یکی از این سه جز ممکن است دچار مشکل شده باشد.

هنگامی که دیگ یا کوره روشن می شود انرژی را از طریق سوخت حال چه گاز باشد یا نفت یا برق مصرف می کند. همانطور که سوخت مصرف می شود گرما تولید شده و به محل زندگی شما در خانه از طریق مجاری، لوله ها یا سیم ها انتقال می یابد و سپس از طریق رادیاتور، پنل گرمایشی و دستگاه تعدیل کننده هوا بیرون داده می شوند. سیستم های قدیمی تر از گرما استفاده می کنند تا آب گرم را تولید کنند که در عوض هوا را در خانه شما گرم می کنند. این سیستم ها از بویلر بهره می برند تا ذخیره سازی کرده و منبع آب را گرم کنند که سپس گردش می یابد چون آب داغ از طریق لوله های جاسازی شده در دیوار، سقف یا کف است.

همه واحدهای گرمایشی و سرمایشی سوخت مصرف می کنند. تهویه های مطبوع از برق استفاده کرده و بیشتر سیستم های گرمایشی خانه از گاز یا سوخت نفت استفاده می کنند. سیستم های دیگر از برق بهره می برند. پمپ گرمایی – واحد کنترل هوایی که انرژی خود را از برق می گیرند هر دو هوا را گرم و خنک می کنند و در تابستان گرما را از هوای درون خانه خارج کرده و در زمستان گرما را از بیرون خانه کشیده و از این گرما بهر می برد تا هوای درون را گرم کند.

نحوه انتخاب تاسیسات سرمایش و گرمایش:

قبل از انتخاب سیستم های گرمایشی و سرمایشی ابتدا در خصوص  پکیج , اسپیلیت یونیتو چیلر توضیحاتی لازم هست بدانید.

پکیج گرمایشی (پکیج سرمایشی نیز در مقیاس بزرگ وجود دارد) که توانایی تولید همزمان آبگرم مصرفی و آب گرم مورد نیاز سیستم گرمایش را دارد در اصل ترکیبی از یک آبگرمکن لحظه ای و یک موتورخانه شوفاژ جمع و جور می باشد .با استفاده از یک پکیج گرمایشی تنها امکان تامین آبگرم مصرفی و تامین گرمایش وجود دارد و امکان ایجاد برودت با پکیج  گرمایشی وجود ندارد لذا جهت سرمایش باید از تجهیزات دیگری مانند اسپیلت یونیت ،کولر آبی و یا چیلر استفاده نمود .

اسپیلت یونیت یا کولر گازی دستگاهی می باشد که می تواند با استفاده از سیکل تبرید و به صورت یک پمپ حرارتی به عنوان تامین کننده سرمایش آپارتمان و همچنین به عنوان تامین کننده گرمایش آپارتمان مورد استفاده قرار گیرد.در اسپیلت این گاز مبرد است که به کمک سیکل تبرید و با کارکرد کمپرسور در یونیت داخلی ایجاد برودت می نماید و می تواند با دمیدن هوای اتاق ار روی کویل های اواپراتور ایجاد برودت نماید .

چیلر دستگاهی می باشد که با خنک کردن آب ،آب سرد مورد نیاز جهت خنک کردن اتاق ها را فراهم می کند که معولا در اتاق ها فن کویل نصب می گردد و این آب سرد در فن کویل وارد شده و با دمیدن هوای اتاق از روی کویل موجود در داخل فن کویل هوای اتاق سرد می شود. بنابراین چیلر فقط توانایی تامین آبسرد را دارد و بنابراین جزء سیستم سرمایش می باشد . معمولا وقتی از چیلر و فن کویل استفاده می شود جهت گرمایش نیز از همین سیستم لوله کشی استفاده می گردد فقط در زمستان به جای آبسرد چیلر از دیگ جهت تامین آبگرم استفاده می گردد و مشابه سیستم شوفاژ و رادیاتور آبگرم داخل فن کویل ها چرخیده و با دمش باد گرم اتاق گرم می شود .در این سیستم چون موتورخانه وجود دارد آبگرم مصرفی نیز توسط یک منبع دوجداره یا منبع کویل دار گرم شده و جهت مصرف بهداشتی مانند استحمام و روشویی به داخل واحدها لوله کشی می گردد .

بزرگترین حسن چنین سیستمی این است که از فضای داخل اتاق و آپارتمان اکسیژنی جهت احتراق مصرف نمی شود و تاثیری بر کیفیت هوای داخل آپارتمان ندارد .

بزرگترین عیب این سیستم سرمایش و گرمایش مرکزی عدم استقلال واحدها می باشد .

اما پس از معرفی سیستم های سرمایش و گرمایش موقع تصمیم گیری در خصوص انتخاب سیستم سرمایش و گرمایش می باشد .جهت تصمیم گیری باید چند پارامتر زیر را وزن دهی نمایید  و سپس آنرا در امتیاز معرفی شده در جدول زیر ضرب نمایید وزن هر پارامتر بستگی به درجه اهمیت ان پارامتر برای کارفرما دارد مثلا شاید هزینه اولیه نزد یک کارفرما بسیار مهم باشد و نزد کارفرمای دیگر از اهمیت کمتری برخوردار باشد .

پارامتر اول : سطح آسایش مورد نظر

پارامتر دوم : سهولت نصب

پارامتر سوم : هزینه اولیه خرید تجهیزات

پارامتر چهارم : هزینه نگهداری و تعمیرات

پارامتر پنجم: سهولت نگهداری و تعمیرات

پارامتر ششم : استقلال واحدها و امکانات کنترل منطقه ای

پارامتر هفتم : طول عمر

پارامتر هشتم: ایمنی و آلودگی

پارامتر نهم: محدودیت اقلیمی

سیستم های توزیع سرمایشی و گرمایشی

یکبار که هوا در منیع سرما یا گرما سرد یا گرم شد باید به اتاق های مختلف در خانه شما منتقل شوند. این می تواند با ثقلی یا سیستم های رادیانت , نفوذ هوا انجام شود که در زیر توضیح داده شده است.

سیستم های ثقلی

سیستم های ثقلی مبتنی بر این اصل هستند که هوای داغ بالا می رود و هوای سرد پایین می آید. بنابراین از سیستم های ثقلی نمی شود برای توزیع هوای سرد از تهویه هوا استفاده کرد. در سیستم ثقلی، کوره نزدیک یا در زیر کف قرار گرفته است. هوای گرم شده از طریق مجاری به سمت بالا جریان می یابد. اگر کوره در کف اخانه قرار گرفته است دستگاه تعدیل گرما معمولا در قسمت بالای دیوارها قرار گرفته اند چون دستگاه تعدیل گرما یاید همیشه بالاتر از کوره باشد. هوای گرم شده به طرف سقف بالا حرکت می کند. همانطور که هوا سرد می شود نزول پیدا کرده و وارد مجاری بازگشت هوا می شود و به عقب جریان می یابد تا در کوره دوباره گرم شود

سیستم های رادیانت

سیستم توزیع گرمایشی بنیادی دیگر، سیستم رادیانت است. منبع گرما معمولا آب داغ است که توسط کوره گرم می شود و از طریق لوله های جاسازی شده در دیوار، کف یا سقف گردش می کند.

کار سیستم های رادیانت با گرم کردن دیوار، کف یا سقف اتاق ها انجام می شود با به طور متداول تر با رادیاتورهای گرمایشی  که در اتاق هاست و این اشیا سپس هوا را در اتاق گرم می کنند. بعضی از سیستم ها از پنل های گرمایشی برقی بهره می برند تا گرما تولید کنند تا در اتاق ها انعکاس یابند. مانند بخاری های دیوار ثقلی، این پنل ها معمولا در اقلیم های گرم نصب می شوند یا جایی که برق نسبتا ارزان هستند. سیستم های رادیانت نمی توانند برای توزیع هوای سرد از تهویه مطبوع به کار روند.

رادیاتور ها و کانوکتورها (جسم انتقال دهنده گرما) متداول ترین ابزار توزیع گرمای رادیانت در خانه های قدیمی تر هستند که از سیستم های گرمایشی آب داغ بهره می برند. این سیستم ها ممکن است وابسته به ثقل یا پمپ گردش باشند تا آب گرم شده از بویلر را به سمت رادیاتورها و کانوکتورها گردش دهند. سیستمی که از پمپ، یا گردش دهنده استفاده می کند به نام سیستم هیدرونیک شناخته شده است.

سیستم های رادیانت به ویژه هنگامی که آنها وابسته به ثقل هستند ممکن است دچار چنیدن مشکل شوند. لوله ها برای توزیع آب گرمایشی هستند می توانند با مواد ته نشین معدنی بسته شوند یا در زاویه اشتباه کج می شود. بویلر که آب در منبع گرما را گرم کند ممکن است همچنین باعث بدکار کردن شود. سیستم های آب داغ به ندرت در خانه های جدید نصب می شوند.

سیستم های گرمایشی رادیانت مدرن اغلب در خانه های ساخته شده از فوندانسیون بتنی است. شبکه ای از لوله های آب داغ در زیر سطح بتن قرار گرفته است. هنگامی که بتن با لوله ها گرم می شود و هوایی که در تماس با سطح کف است را گرم می کند. این قطعه بتنی نیاز نیست که خیلی داغ شود. سرانجام در تماس قرار خواهد گرفت و هوا را در سرتاسر خانه گرم می کند.

سیستم های نفوذ هوا

سیستم توزیع هوا، گرمای تولید شده توسط کوره یا منبع خنک کننده تولید شده توسط تهویه مطبوع مرکزی را با فنی کار می کند که به آن بلوئر یا دمنده هم می گویند تا هوا را از طریق سیستم مجاری فلزی به اتاق های موجود در خانه شما نفوذ دهند. چون هوای گرم از کوره به اتاق جریان می یابد هوای سردتر در اتاق ها به طرف پایین از طریق مجموعه دیگری از مجاری به نام سیستم برگشت هوای سرد جریان می یابند تا کوره آن را مجدد گرم کند. این سیستم قابل تنظیم است و می تواند میزان جریان هوا را در خانه شما افزایش یا کاهش دهد. سیستم های تهویه مطبوع مرکزی از سیستم نفوذ هوای مشابهی استفاده می کنند که شامل بلووری (دمنده) است تا برای توزیع هوا بین اتاق ها و جمع آوری هوای گرمتر و برگرداندن آن برای خنک سازی استفاده می شود.

مشکلات سیستم های نفوذ هوا معمولا شامل بدکار کردن بلوور می باشد. بلوور ممکن است صدا داشته باشد و یا باعث افزایش هزینه انرژی برق نسبت به هزینه سوخت کوره شود. اما چون از بلوئری استفاده می شود این سیستم هوای نفوذ، روشی موثر برای توزیع هوای گرم یا خنک در سرتاسر خانه است.

راهکارهای صرفه جویی انرژی در ساختمان
به منظور صرفه جویی در مصرف انرژی، سیستم های گرمایشی و سرمایشی و تهویه مطبوع لازم است که مراحل و قدم های زیر در جهت کاهش مصرف انرژی برداشته شود.

استفاده از سیستم های نوین گرمایشی و سرمایشی
استفاده از سیستم های نوینی که مصرف انرژی پایینی داشته و عمدتاً بر مبنای گرمایش و سرمایش تشعشعی و خورشیدی تعریف می شوند،می تواند کمک شایانی در جهت کاهش مصرف انرژی بکند. نکته مهم در این گونه سیستم ها، آن است که هزینه اولیه این سیستم ها ممکن است نسبت به سیستم های متداول بالا باشد، لکن میزان کاهشی که در مصرف انرژی موجب می شود به گونه ای است که استفاده از آنها را توجیه پذیر می کند به عنوان مثال سیستم های گرمایش کفی و سیستم های گرمایشی تشعشعی از جمله این گونه سیستم ها هستند که بین ۲۰ تا ۵۰ درصد در مصرف سوخت صرفه جویی به دنبال خواهد

شرایط مربوط به معماری و فیزیک و مصالح ساختمان
نوع جهت گیری جغرافیایی ساختمان، قابلیت ساختمان به منظور بهره گیری از انرژی خورشید، طراحی ساختمان با کمترین سطح خارجی،  استفاده از عایق ها در دیوارها، کف و سقف، به کارگیری انواع شیشه های دو یا چند جداره،  درز بند کردن انواع بازشوها و کل ساختمان و پایین آوردن میزان نفوذ هوا، درزبندی کانال های هوایی و … از جمله مواردی هستند که به کاهش بارهای سرمایشی و گرمایشی ساختمان کمک شایانی می کنند.
هر چه راندمان ساختمان در این مورد بیشتر باشد، سیستم های تأسیساتی کوچک تر و بالطبع هزینه های انرژی مصرفی نیز کاهش می یابد. در این صورت  میزان انرژی مورد نیاز جهت گرمایش به ۴۷ درصد و انرژی مورد نیاز جهت سرمایش در حدود ۴۴ درصد مقدار اولیه کاهش یافته است. به همین ترتیب هزینه انرژی گرمایشی سالیانه به ۳۷ درصد و هزینه انرژی سرمایشی سالیانه نیز به ۴۷ درصد مقدار اولیه کاهش یافته است.

تخمین صحیح تجهیزات گرمایشی و سرمایشی
تعیین سایز صحیح تجهیزات سرمایشی و گرمایشی ساختمان های مسکونی، کلید مهمی برای رسیدن به شرایط مناسب آسایش داخل ساختمان و کاهش مصرف هزینه های اولیه و جاری این گونه سیستم هاست. هنگامی که میزان انرژی بالاتر از حد مورد نیاز تخمین زده می شود، میزان هزینه های اولیه افزایش یافته و به این طریق، راندمان کلی کاهش می یابد. لازم به ذکر است که این امر از طرف دیگر ، افزایش هزینه انرژی مصرفی را به دنبال خواهد داشت.
در شرایط آب و هوایی مرطوب، تخمین دقیق دستگاه ها اهمیت بیشتری می یابد. چرا که انتخاب دستگاه های بزرگ باعث کوتاهی فاصله زمانی روشن و خاموش شدن دستگاه ها شده و این امر کنترل اندک رطوبت را در پی خواهد داشت. از طرف دیگر روشن و خاموش شدن مکرر و بسیار زیاد، باعث کاهش راندمان کل سیستم نظیر دستگاه های تهویه مطبوع، بویلر و پمپ و … شده و خرابی این گونه دستگاه ها را موجب خواهد شد.
در سیستم های هوایی استفاده از تجهیزات با ظرفیت های بالا موجب به کار گیری فن های بزرگتر و افزایش نشتی از کانال های هوا به واسطه افزایش فشار داخل کانال شده که این امر تأثیر بسزایی در افزایش مصرف انرژی و کاهش راندمان کلی دارد. همچنین انتخاب تجهیزات بزرگتر موجب افزایش مصرف انرژی در روزهای بسیار گرم تابستان و بسیار سرد زمستان می شود. که در این خصوص، آمارها نشان می دهد سیستم هایی ۵۰ درصد بزرگتر از حد مورد نیاز در حدود ۱۳ درصد مصرف انرژی بیشتری دارند.

بهسازی تاسیسات سرمایش و گرمایشهمانگونه که پیش از این بیان شد، انتخاب دستگاه ها با سایز مناسب یکی از مناسب ترین راهکارها در زمینه صرف جویی انرژی است. اما به منظور انتخاب سیستم گرمایشی و سرمایشی مناسب باید در گام اول به دنبال بهترین اجزاء از نظر راندمان عملکردی بود.
باید به این نکته توجه کرد که با وجود انتخاب اجزای مناسب، ممکن است اندرکنش این اجزاء با یکدیگر موجب دور شدن از راندمان مناسب شود. به عنوان مثال، چیلرها (حتی در صورتی که از نوع با راندمان بالا نیز انتخاب شوند) برای کارکرد با راندمان بالاتر باید آب خنک تری را از برج خنک کن دریافت کنند. که این امر با مصرف انرژی بیشتر توسط فن موجود در برج خنک کن محقق می شود. مثال فوق نشان می دهد که علاوه بر اهمیت و لزوم استفاده از اجزای سرمایشی و گرمایشی با راندمان بالا، لازم است بهینه سازی انرژی مورد استفاده توسط جمیع این اجزاء و اندرکنش آنها نیز مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله به سیستم های سرمایش و گرمایش مرکزی به عنوان مهمترین مصرف کننده های انرژی در ایران و راهکارهای مربوط به کاهش مصرف انرژی اینگونه سیستم ها پرداخته شده است.

 

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید