صفحه نخست > دانستنی های آرایش و زیبائی > دانستنی ها

آشنایی با انواع سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی ساختمان

امروزه با افزایش روز افزون هزینه‌های سوخت و انرژی در کشور ایران، خریداران سیستم‌های تهویه مطبوع بیشتر به دنبال روش‌هایی هستند که تا حد ممکن در کاهش مصرف سوخت و انرژی  به آنها کمک کند. امروزه رشد و توسعه فناوری‌های نوین در صنعت تهویه مطبوع به سرعت در حال گذر از طرح‌ها و ایده‌های قدیمی‌تر می‌باشند. از دلایل اصلی که موجبات این پیشرفت سریع در صنعت تهویه مطبوع را به همراه داشته است، بحث انرژی و صرفه جویی در آن می‌باشد. سیستم گرمایش و سرمایش را می‌توان در تمام قسمت‌های خانه حتی آشپزخانه نیز اجرا کرد.

تاسیسات سرمایشی (cooling installation) چیست؟

تاسیسات سرمایشی به تاسیساتی گفته می‌شود که محیط مورد نظر را سرد می‌کنند. در اینجا، منظور از تاسیسات سرمایشی، تاسیسات مرکزی سرمایشی است که آب یا سیال سرد شده را در نقطه‌ای خارج از ساختمان تولید کرده و به قسمت‌های مختلف آن ساختمان می‌فرستد. غالبا، این تاسیسات جایی در بیرون از ساختمان مانند پشت بام، زیرزمین یا موتور خانه نصب و راه اندازی می‌شوند.  

تاسیسات گرمایشی (heating installation) چیست؟

تاسیسات گرمایشی، مکانیسمی برای استفاده از  انرژی گرمایی در منزل، اداره و ساختمان‌های دیگر و کنترل و حفظ درجه حرارات در سطح پذیرفته شده است. این تاسیسات، بخشی از تاسیسات گرمایشی، تهویه هوا و سرمایشی محسوب می‌شوند. امکان دارد که این سیستم گرمایشی مرکزی و یا توزیعی باشد. به طور معمول، دستگاه‌هایی مانند بخاری، رادیاتورها، آبگرمکن‌ها، فن کویل‌ها، پکیج‌های شوفاژ دیواری و موتورخانه‌ها جز تاسیسات گرمایشی هستند. غالبا، برای خانه‌های شخصی و ساختمان‌های عمومی از سیستم گرمایش مرکزی (شوفاژ) برای گرم کردن استفاده می‌شود.

در روش‌های انتخابی برای سرمایش و گرمایش بحث انرژی و صرفه جویی در آن اهمیت بسزایی دارد. سیستم‌های نوین سرمایش و گرمایشی که به کاهش هزینه‌های انرژی در ساختمان منتهی می‌شوند، عبارتند از:

سرمایش از سقف: ایده اصلی در سیستم سقف سرد، ایجاد سطوح سرد در فضای مورد نظر و منتقل کردن حرارت از طریق جا به جایی است. این روش، کاملا مدرن و عملی بوده و جز روش‌های به روز در اروپا و آمریکا است. کارکرد این سیستم، مشابه سیستم گرمایش از کف بوده و از تئوری انتقال هوای سرد از بالا به پایین و حرکت هوای گرم از پایین به بالا استفاده می‌کند.

سیستم سرمایش از سقف

سرمایش از کف: در این روش، آب سرد از طریق لوله‌هایی که در کف اتاق کار گذاشته شده عبور کرده ومنجر به سرمایش می‌شود. نکته جالب این است که، میزان بهینه سازی مصرف انرژی در روش سرمایش از کف، 80 درصد است. این سیستم در صورتی موثر خواهد بود که پنجره‌های ساختمان عایق و دو جداره بوده و دیوارهای بیرونی ساختمان نیز عایق باشند.

گرمایش از کف: این سیستم، گرما را از طریق تشعشع و جا به جایی به محیط منتقل می‌کند. کارکرد این سیستم به این صورت است که آب گرم، از طریق سیستم گرم کننده در داخل لوله‌های چند لایه می‌چرخد و حرارت را به کف اتاق هدایت می‌کند.

گرمایش خورشیدی: داشتن آب گرم، یکی از نیاز‌های اصلی اماکن مسکونی، ورزشی وعمومی است که مستلزم سوخت‌های فسیلی و یا صرف انرژی است. بنابراین، استفاده از راه حل‌هایی که میزان مصرف این انرژی را کاهش دهد و به کاهش هزینه‌های اقتصادی ساختمان نیز کمک می‌کند. به کارگیری آبگرمکن‌های خورشیدی تا حد زیادی می‌تواند این هدف را تامین کند.

 گرمایش متمرکز: به معنی گرما رسانی مشترک به یک منطقه با استفاده از یک منبع گرمایشی مانند بخار آب است. این سیستم، از یک یا چند واحد محلی برای تولید بخار و گرمایش یک منطقه استفاده می‌کند و یک منبع تغذیه آبگرم و لوله کشی نیز دارد. در صورتی که راندمان تاسیسات موتور خانه به واسطه مرکزی کردن سیستم بهبود پیدا کند، در مصرف انرژی نیز صرفه جویی می‌شود.

 سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی صنعتی: هدف از استفاده از این سیستم‌ها، کنترل شرایط محیطی برای انجام کارهای پژوهشی و روندهای تولید صنعتی است. بنابراین، استفاده از سیستم تهویه در کارخانه‌های نساجی، تولیدی، واحدهای صنعتی چاپ و کاغذ سازی لازم و ضروری است. 

سرمایشی و گرمایشی غیر صنعتی: هدف از به کارگیری این سیستم‌ها، تامین راحتی، آسایش وافزایش کارایی افراد است. سیستم‌های تهویه مطبوعی که در مناطق مسکونی، فرو شگاه‌ها، بیمارستان‌ها، مدرسه‌ها و رستوران‌ها استفاده می‌شوند، جز این گروه هستند.

 انواع سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی بر حسب آرایش تجهیزات

سیستم‌های تهویه مطبوع مرکزی

این سیستم‌ها شامل تجهیزاتی هستند که برای تولید گرما و سرما در مکانی بیرون از فضای تهویه شونده نصب و راه اندازی می‌شوند. انواع چیلر، دیگ آب گرم، دیگ آب سرد و دیگ بخار از جمله این تجهیزات هستند.

سیستم‌های تک واحدی یا بسته ای

منظور از سیستم تک واحدی، سیستمی است که در کارخانه به صورت یک مجموعه کامل و آماده نصب ساخته شده است. پکیج‌ها و انواع اسپلیت‌ها در این دسته قرار می‌گیرند.

سیستم‌های ترکیبی

دراین سیستم‌ها، ویژگی‌های سیستم‌های مرکزی و تک واحدی با هم تلفیق می‌شوند. بهترین سیستم‌های سرمایشی و گرمایشی در ساختمان یکی از مسائل مهم و مطرح در طراحی و اجرای ساختمان‌ها، فراهم کردن تاسیسات مناسب و کارآمد برای سرمایش و گرمایش است. زیرا انتخاب تاسیسات مناسب نه تنها موجب آسایش افراد شده بلکه عمر ساختمان را افزایش داده و منجر به صرفه جویی نیز می‌شود. بنابراین، تاسیسات سرمایش و گرمایش باید حتی الامکان ساده بوده، هزینه سرمایه گذاری آنها مناسب باشد، در مصرف انرژی صرفه جویی کند و آلودگی در بر نداشته باشد.

بهترین سیستم های پیشنهادی برای سرمایش و گرمایش ساختمان ها

  1. سیستم کولر آبی جهت سرمایش و موتورخانه حرارت مرکزی با رادیاتور جهت گرمایش
  2. سیستم کولر گازی جهت سرمایش و موتورخانه حرارت مرکزی با رادیاتور جهت گرمایش
  3. سیستم کولر گازی (اسپلیت) جهت سرمایش و رادیاتور با آبگرم تغذیه شده از پکیج جهت گرمایش
  4. سیستم فن کویل جهت سرمایش و موتورخانه مرکزی با دیگ آبگرم جهت گرمایش
  5. چیلر 

موتورخانه

سیستم‌های سرمایشی

چیلرها

چیلر، برای ایجاد سرمایش در فصل تابستان استفاده شده و به دو گروه چیلرهای جذبی و تراکمی (کمپرسوری) تقسیم می‌شوند. غالبا چیلرهای تراکمی برق زیادی مصرف می‌کنند بنابراین، چیلرهای جذبی با استقبال بیشتری مواجه شدند. از جمله مزیت‌های چیلرهای جذبی این است که از انرژی حرارتی برای تولید سرما استفاده می‌کنند، نسبت به انواع کمپرسوری قطعات کمتری داشته و میزان خرابی و هزینه‌های تعمیر آن نیز کمتر است.

مینی چیلر

کولرهای آبی

کولرهای آبی با استفاده از تبخیر کردن آب، هوا را خنک نگه می‌دارند. از آنجایی که تبخیر زیاد منجر به افزایش رطوبت نسبی می‌شود. بنابراین، روش سرمایش تبخیری (فرآیندی است که در آن، از پدیده تبخیر به عنوان یک مولفه جذب کننده گرما استفاه می‌شود. در این فرآیند، گرمای هوا جذب شده و به عنوان گرمای لازم برای تبخیر هوا مورد  استفاده قرار می‌گیرد) باید در مناطقی استفاده شود که رطوبت نسبی کمتری دارند.

کولر آبی

کولر گازی دوتکه یا کولر گازی اسپلیت

نوعی دستگاه تهویه است که به کمک سیکل تبرید تراکمی، گرما را از اتاق گرفته و آن را در خارج اتاق دفع می‌کند. در بعضی دستگاه‌ها امکان معکوس کردن این سیکل یا چرخه وجود داشته و می‌توان کولر را تبدیل به پمپ حرارتی ( (Heat Pumpکرد و در فصل زمستان از آن برای گرمایش استفاده کرد.

هر دستگاه کولر گازی از چهار جزء اصلی کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و شیر انبساط یا لوله مویین تشکیل می‌شود.

تهویه مطبوع شاخه‌ای از تأسیسات در مهندسی مکانیک می‌باشد که، با توجه به عملکرد و کاربری سیستم‌های مختلف در این زمینه، متنوع است. کولر گازی در چند مدل ساخته می‌شود:

انواع کولرهای گازی

  1. کولر گازی یک تکه یا پنجره‌ای سرد و گرم
  2. کولر گازی دو تکه (اسپلیت) سرد و گرم
  3. کولر گازی پرتابل (قابل حمل)
  4. کولر گازی ایستاده سرد و گرم
  5. کولر گازی سقفی یا کاستی سرد وگرم
  6. کولر گازی داکتی یا کانالی سرد و گرم (در این نوع ممکن است گرمایش به صورت کویل آب گرم باشد)
  7. کولر گازی چند شعبه یا مولتی وی (در ظرفیت‌های 38000 BTU به بالا در دو نوع تک فاز و سه فاز تولید می‌شود)
  8.  کولر گازی دوتکه یا کولر گازی اسپلیت

کولر گازی اسپلیت

به نوعی کولر گازی است که هوای گرم را دریافت کرده و به صورت خنک به داخل بر‌می‌گرداند تا ترموستات به دمای دلخواه برسد.
استفاده از اسپلیت در برج‌ها مشکل ساز خواهد بود زیرا لوله کشی آن محدود بوده و نمی‌توان تعداد کانال‌ها و طول آنها را مدیریت کرد و اسپیلت از دو واحد مجزا ساخته می‌شود.
یونیت خارجی شامل کمپرسور و کندانسور است که در خارج از ساختمان نصب می‌گردد و یونیت داخلی که واحد تبخیر (اواپراتور) در آن جای دارد در داخل ساختمان جای می‌گیرد. یونیت خارجی و یونیت یا پنل داخلی توسط دو لولهٔ مسی یا آلومینیومی به همدیگر مرتبط هستند. لولهٔ باریکتر گاز سرد را از یونیت بیرونی به یونیت داخلی منتقل می‌کند و لوله ضخیم‌تر کار خروج و انتقال گاز گرم را به یونیت و کمپرسور بیرونی به عهده دارد. این کولرها معمولاً دارای دستگاه کنترل از راه دور هستند. این نوع کولرها شامل دو مدل معمولی و اینورتر می‌شوند که در مدل اینورتر تا حداکثر شصت درصد (البته در شرایط ایده‌آل) از مصرف انرژی را نسبت به مدل معمولی کاهش می‌دهد.

کولرهای آبی با بهره‌ گیری از مقدارآنتالپی بالای تبخیر آب کار می‌کنند. با تبدیل فاز آب مایع به بخار آب، می‌توان دمای هوای خشک را به شدت کاهش داد. این کار نسبت به تبرید تراکمی انرژی بسیار کمتری مصرف می‌کند به علاوه کولرهای آبی در مناطقی با آب وهوای بسیار خشک، این مزیت را نیز دارند که با ادامه کارکرد، خشکی هوا را کاهش داده و باعث آسایش بیشتر ساکنان آن می‌شود.هرچه آب و هوا خشک‌تر باشد کارآیی و راندمان کولرهای آبی افزایش می‌یابد کولرهای آبی در مناطق شرجی کارایی چندانی ندارند.

هر کولر آبی بسته به ظرفیت آن به‌ طور متوسط بین ۲۶٫۵ تا ۴۵ لیتر آب در ساعت مصرف می‌کند (یعنی در شبانه‌روز مقداری تقریباً معادل ۷۰۰ لیتر). به بیانی ساده، واحدی مسکونی با مساحت ۱۵۰ تا ۱۷۰ متر با کولری به ظرفیت ۷۰۰۰ فوت مکعب در دقیقه، تقریباً ۸۰۰ لیتر آب را در طی شبانه‌روز تبخیر می‌کند.

کولر گازی در صنعت تهویه و تبرید از جایگاه خاصی برخوردار است. زیرا:

  1. به سرعت از گرمای محیط می‌کاهد و در واقع تهویه مطبوع را حاصل می‌کند، زیرا هم رطوبت، هم دما را کاهش می‌دهد و هم با داشتن فیلتر ذرات معلق در هوا را با فیلتر خود از هوای اتاق جدا می‌کند.
  2. کولر گازی در محیط‌های شرجی کارایی خود را از دست نداده و مناسب است. کولر گازی در واقع یک موتور گرمایی هست که گرما را از محیط سرد به محیط گرمتر یا بیرون انتقال می‌دهد، ولی کولر آبی یا کولر تبخیری گرمای محیط را به آب که مجبور به تبخیر می‌شود در کابین کولر انتقال می‌دهد.
  3. در محیطی که کولر گازی نصب می‌شود مکان باید از محیط بیرون ایزوله باشد، ولی در کولر آبی محیط ایزوله معنا ندارد چون کولر آبی باید در محیط بیرون نصب باشد.
  4. چرخه انتقال گرما در برخی کولرهای گازی می‌تواند معکوس شود و از آن می‌توان به عنوان بخاری نیز استفاده کرد؛ ولی در کولر آبی این امکان وجود ندارد.
  5. استفاده از کولرهای گازی به عنوان جایگزین کولرهای آبی می‌تواند مانع ورود آلودگی از محیط خارج به داخل ساختمان شود و علاوه بر این هوای داخل نیز مورد تصفیه قرار می‌گیرد.

کولر گازی