سیستم های هیدرونیک
صفحه اصلی جستجو تماس با ما ثبت کالا

سیستم های هیدرونیک

[ مشاهده نسخه اصلي ]

سیستم های هیدرونیک که به سیستم آبی معروفند، را معرفی می کند. در این متن، سیستم های هیدرونیک سیستم هایی هستند که از آب یا بخار بعنوان واسط انتقال دهنده گرما استفاده می کنند. 


در برخی جاها کلمه "هیدرونیک" فقط به سیستم های گرمایشی کف دورانی مربوط می شود که نسبتا محدودتر از آنچه ما در این متن استفاده می کنیم می باشد.

اهداف مطالعه

سیستم های هیدرونیک که به سیستم آبی معروفند، را معرفی می کند. در این متن، سیستم های هیدرونیک سیستم هایی هستند که از آب یا بخار بعنوان واسط انتقال دهنده گرما استفاده می کنند. در برخی جاها کلمه "هیدرونیک" فقط به سیستم های گرمایشی کف دورانی مربوط می شود که نسبتا محدودتر از آنچه ما در این متن استفاده می کنیم می باشد. ما در بخش 8.3 در مورد سیستم هایگرمایشی با کف دورانی، صفحه گرم کننده و سردکننده بحث می کنیم.

سیستم های هیدرونیک ویژگی ها، مزایا و مضرات بخصوصی دارند. بعد از مطالعه این فصل شما باید بتوانید:

پنج نوع سیستم های هیدرونیک را بیان کنید.

مزایای اصلی سیستم های هیدرونیک را شرح دهید

در مورد بعضی از مضرات سیستم های هیدرونیک بحث کنید

عملکرد و فواید سیستم پمپ گرمایش منبع آب را توضیح دهید.

در بخشهای قبلی،  اشاره کردیم که سرد کننده آب می توان در واحد هواگردان اصلی و برای گرم کردن مجدد کویل در سیستم های کوره و VAV استفاده کرد. در این بخش قرار است سیستم هایی را بررسی کنیم که تجهیزات آب گرم کن و آب سردکن، اغلب گرم کننده ها و سردکننده ها را فراهم می کند.

این سیستم ها در بعضی ساختمان ها با بخار فشار پایین بجای آب گرم برای گرم کردن استفاده خواهد شد. این عملیات اصولاً مشابه سیستم های آب داغ با خروجی بیشتر ناشی از دمای بالاتر بخار است. بهر حال کنترل این سیستم های بخار قاعدتاً بعلت درجه حرارت بخار نامرغوب است. با توجه به سیستم های ASHRAE2001 and Equipment Handbook در مورد سیستم های بخار و بخارپز بحث می کند. ویژگی های بخار، تئوری جریان دو فازی و اندازه گیری لوله بخار ASHRAE 2001 Fundamental Handbook مورد بررسی قرار میگیرد. ما در طول این فصل فرض می کنیم آب داغ بعنوان واسط گرم کننده استفاده می شود. سیتسمهای هیدرونیک به خاطر قابلیتشان در ایجاد خروجی بر اساس مورد نیازاغلب مشترکاً جایی استفاده می شوند که بار گرمایشی و سرمایشی متغیر و مرتفع رخ می دهد. اینها بطور خاص هستند.

مدار دورانی با گرمای خورشیدی یا

ناحیه دورانی در اقلیم های سرد و منجمد که گرما بیشتر هدر می رود.

ورودی راهرو یک ساختمان در اقلیم سرد نمونه ای از کاربرد ایده آل برای این سیستم هاست. آنها متناوباً در ساختمانهای اداری، بیمارستانها، هتلها، مدارس، ساختمانها آپارتمانها و آزمایشگاههای تحقیقاتی درمجاورت با سیستم های خنک کننده هوا و تهویه کاربرد دارند.

مزایای سیستمهای هیدرونیک

عایق صوتی- تأمین فضای ساکت

صرفه جویی، بعلت هزینه پایین- مقدار زیاد گرما از تجهیزات موضعی کوچک

انتقال یکسان گرما اطراف ساختمان

تأثیر انرژی- مصرف انرژی کمتر در بار پایین.

مضرات سیستمهای هیدرونیک

تهیه هوای خروجی برای تهویه در این سیستمهای کم است- خطر در نشتی و انجماد

رطوبت- کنترل این دستگاه کم است.

ما بحثمان را با سیستمهای گرمایشی ساده که با وجود گرما برای هدر رفت از سطح گرم و همرفت خنثی و درجه حرارتی دورانی پایین شروع خواهیم کرد.

8.2 همرفت خنثی و درجه حرارت پایین در سیستمهای گرمایشی دورانی

ساده ترین سیستمهای گرم کننده آب شامل لوله های آب داغ جاری. خروجی از لوله لخت تأثیر آن خیلی کمتر است بنابراین یک سطح گسترده برای پراکندگی هرچه بیشتر استفاده می شود. یک ردیف ساتع کننده امواج گرما وجود دارد. باید توجه داشت واریانس های موضعی هردو در مدلهای موجود و رایج بودن آنها وجود دارد. به طور مثال صفحه رادیاتور آب داغ در اروپا برای سیستمهای گرمایشی خانگی و تجاری رایج است. در شمال آمریکا تنوعهای رادیاتور لوله بال دار بیشتر کاربرد دارد. صفحه رادیاتور را نشان می دهد که در محدوده ارتفاع در ابعاد 8 تا 36 اینچ و عمق بالای 8 فیت ساخته شده.

تعادل بازدهی گرما بین دیوار و پنجره ها بشرط فضای مناسب گرمایشی بدون انتقال گرما از دست می رود زیرا بازدهی در ضخامت دستگاه رخ می دهد. ساختمان بصورت نرمال ضخامت کمی دارد اگرچه لوله بال دار در محل نشست و برخواست  نصب شوند، یک مدل محکمتر باید انتخاب شود. بعضی از طرحها محدودتر ، تعادل دستی برای بازدهی هستند، که با تعدیل کننده ضربه انجام می شود.

رادیاتور صفحه اصلی مس، یک مدل مقاوم از لوله بالدار  است. صفحه اصلی فلزی قالب، امتیاز استحکام دارد، بهرحال بازدهی پایین و عنصر معتبر امروزه آنها را کمتر رایج می کند. بالاخره، صفحه آلومینیوم شامل لوله های تضمین دار با یک ورقه آلومینیوم که تقریباً تمام گرما را بصورت دورانی با بازدهی پایین ساتع می کند، می شود. این گرم کننده های آب می توانند از دو طریق کنترل شوند:

تغییر جریان آب

کنترل مدار موضعی می تواند با جلوگیری از جریان آب صورت گیرد. ساده ترین راه برای دسترسی به آن با سوپاپ کنترل خودمحوری، نصب بر لوله  باشد. این سوپاپ شامل یک کپسول عنصر که تغییرات اساسی در میزان درجه حرارت اتاق را امتحان می کند در بر میگیرد. همانگونه که درجه حرارت بالا می برد، ماده را گسترش می دهد و سوپاپ بسته را هدایت می کند. مجموعه سوپاپ  با درجه حرارت مشخص نمی شود و با آزمایش و خطا برای تنظیم مناسب ممکن است. بهتر است شیوه کنترل یک ترموستات دیوار و سوپاپ کنترل آب باشد اما گران تمام می شود. وقتی بار گرما بالا و جریان هم بالا باشد کنترل آن بصورت دستی و تعدیل آن بهتر کار میکند. بعنوان مثال یک لوله بال دار با عملکرد پایین و جریان پایین تقریباً بازدهی کاملی در نقطه ورودی آب خواهد داشت، اما آب برای پایین آوردن بازدهی در انتها منجمد می شود.  این مسئله و لوله غیرضروری می تواند کاملا بصورت دستی درجه حرارت آب را کاهش دهد.

هدررفت گرما در میان دیوار یا پنجره با اختلاف درجه حرارت درمقابل دیوار یاپنجره متناسب است. بنابراین می تواند برای افزایش درجه حرارت آب همانگونه که بازدهی درجه حرارت پایین می آید سیستم کنترل را تنظیم کند، بطوریکه بازدهی گرما از آب در مرحله افزایش بار دما بالا خواهد رفت. این سیستم کنترل برگرداندن خروجی نامیده می شود. در یک سیستم برگردانی خروجی ساده، درجه حرارت جریان آب ممکن است در دمای 180 درجه فارنهایت در حداقل درجه حرارت مورد انتظار، با چکه سقوط 70 درجه فارنهایت با بازدهی درجه حرارت 70 درجه فارنهایت تنظیم شود. بازدهی گرم کننده دقیقاً در درجه حرارت آب بطور خطی نیست. بازدهی واقعی به تناسب سریع تر و اختلاف درجه حرارت بین گرم کننده و فضا بیشتر و بالاتر  می رود. این اختلاف اگر مدار ترموستات درجه حرارت را کنترل کند، مشکل ساز نیست. برگردان بازدهی، هدررفت گرمای بی تعادل را از تراکم لوله کشی به حداقل میرساند. کنترل مدار با نگه داشتن سوپاپ کنترل مدار با عملکرد بالا بهتر میشود. از آنجایی که جریان متوقف می شود، حتی گرم کننده ها هم به درجه حرارت بالا میرسند. برگردان بازدهی درجه حرارت آب و دریچه کنترل مدار با یکدیگر کنترل درجه حرارت سیستم های هیدرونیک را انجام می دهند.

تلاقی شرایط لازم تهویه 

این سیستمهای گرمایشی هیدرونیک به هیچ وجه تهویه هوا را از بازدهی فراهم نمیکند.  زمانیکه سیستم های آب به کار می روند، شرایط لازم تهویه می تواند با یکی از سه شیوه زیر مطابقت کند:

پنجره باز

تنظیم کننده هوای پنجره

سیستمهای تهویه مجزا با سردکننده گزینشی

پنجره باز: سیستم های آبی اغلب به همراه پنجره های ثابت (پنجره های باز) مورد استفاده قرار می گیرند، جاییکه عمق اتاق محدود می شود و بازدهی درجه حرارت آن را ممکن می سازد.

تنظیم کننده هوای پنجره: یک گام بالاتر از پنجره های گرم کننده و واشو، گرم کننده و تنظیم کننده هوای پنجره هست.

سیستم های تهویه مجزا با سردکننده گزینشی: پیشنهاد متناوب، نصب سیستم مجزا برای بکارگیری تهویه  و در صورت لزوم سردکننده میباشد. این یک شیوه بسیار رایج در اقلیم های سرد به دو دلیل است. اولاً  گرم کردن آب در اطراف بسیار مناسب است دوماً به این معنا که سیستم هوا می تواند در زمان متروکه بودن ساختمان، خاموش باشد بسیاری از ساختمان های اداری فقط پنج روز در هفته و 12 ساعت درروز کار می کنند بنابراین سیستم هوا می تواند بمدت 180 ساعت خاموش و فقط 160 ساعت در هفته با ذخیره 60% زمان راه اندازی سیستم تهویه کارکند. تصویر 8.3 فن کویل دورانی که گرما و سرما بعلاوه سیستم تهویه استفاده از فضای سقف راهرو برای کانال تهویه فراهم می کند.

کنترل سیستم گرامیشی هیدرونیک و سیستم تهویه / سرمایشی باشد برای جلوگیری از هدررفت انرژی مطابقت کند. فرض کنیم، یک دقیقه هر سیستمی ترموستات مخصوص به خود را در هر مدار دارد. اگر ترموستات گرمایشی گرمتر از ترموستات سرمایشی تنظیم شود، بازدهی تا موقعی که ترموستات در حداکثر ساعت در حال راه اندازی است بالا می رود. بنابراین داشتن کنترل کننده ترموستات منفرد برای سیستم گرمایشی آب و سیستم تنظیم هوا ضروری است. قاعدتاً این ترموستات یک تسمه کهنه دارد که دامنه درجه حرارت، دو درجه فارنهایت بین خاموشی سرد کننده و روشن بودن گرم کننده هست. در اقلیم های گرم و شرجی تهویه هوای اولیه باید با رطوبت پایین برای حداقل رسانی مشکلات قالب ذخیره شود. بعلاوه نگه داری فشار ساختمان به ترتیب بازدهی پرمزیت است. بطوریکه نفوذ موضعی که ممکن است باعث رطوبت مازاد جانبی شود، به حداقل رسد.

8.3 صفحه سردکننده و گرم کننده

کف یا سقف محیط می تواند بعنوان گرم کننده و سردکننده به کار رود. کف محیط که از سطح زمین برای گرم کردن استفاده می کند کف دورانی نام دارد. کف دورانی با لوله کشی پلاستیکی با منفذ کوچک گرم می شود که جرمت مارپیچی در سراسر لوله دارد و نیاز به گرم کننده دارد. بازدهی می تواند از یک مکان تا مکان دیگر متعادل باشد که بطور خاص از شش تا هجده اینچ  است و با احاطه حلقه لوله می باشد. اول آب برای ایجاد بازدهی بالاتر در دور تا دور ذخیره شود.

درجه حرارت قابل قبول در سطح محیط برای ساکنان محدود به بازدهی آن است. ممکن است شما از بخش 3.4 آسودگی انسان به یاد داشته باشید، استاندارد ASHRAE 55 به درجه حرارت در گستره 66- 84 درجه فارنهایت برای افراد با پوشش کفش که بر کف زمین نمی نشینند محدود می شود. ماکزیمم درجه حرارت به مقدار گرما مربوط می شود که می تواند با کف متشعشع انجام شود.

رادیاتور گرما را بصورت دورانی و همرفت ساتع می کند. درجه حرارت دستگاه بطور خاص زیر 220 فارنهایت است و شامل درجه حرارت پایین میشود تا آنجا که به گرمای دورانی مربوط می شود. در فصل پایانی این کتاب، به بازبینی گرم کننده دورانی درجه حرارت بالاتر و ویژگی های خاص آنها و کاربردشان می پردازیم.

ما به رادیاتور منتخب توجه می کنیم که از قالب آهن ساخته شده، هم اکنون مدلهای فشرده استیل تولید شده. تمام این دستگاههای حرارتی سیستمهای بسته ای هستند که هوای اتاق را گرم نگه می دارند.

انتقال دهنده گرما، کویل هست که بصورت افقی در زیر جدار لوله نصب می شود. جدار لوله در زیر آن باز است و در مجاورت یا بالای آن حائل دارد. کویل هوا را گرم میکند که چگالی آن کم می شود. ستون گرما  با هوای چگالی کم باعث دوام جریان در کویل با انتقال گرما از دستگاه می شود. این هوای گرم بالارونده در یک محوطه، "اثر کوره" نامیده می شود چون تقریبا در کوره آزمایش میشود. هرچه کوره بزرگتر، لوله جداری بزرگتر، هرچه اتاق بار در دستگاه مناسبتر راه خروجی بزرگتر.

منتقل کننده های هوا بطور خاص در خروجی میانه استفاده می شوند که در ضخامت کم دیوار مورد نیاز است.


لوله های بالدار مشابه منتقل کننده گرما است، اما دستگاه بزرگ است و بطور خاص در اطراف ساختمان کار میکند. آب داغ وارد هوای سرد می شود همانگونه که در لوله بالدار جریان میابد. اگر پره های لوله در فضای ثابت باشند، بازدهی مانند آب سرد پایین می آید. چکه سقوط در بازدهی برای بعضی مقادیر با داشتن بخشهای لوله بدون پره بصورت تغییر در شکل پره در لوله را می تواند خنثی کند.

اگر چه کف های متشعشع اغلب برای نصب نسبت به دیگر شکل های گرم کننده گرانتر است،  اما آنها می توانند بسیار موثر و به صرفه باشند چون آنها لایه بندی حرارتی را به اندازه کافی تأمین نمی کنند. در نتیجه، سیستم برای کودکان و افراد مسن مناسبتر است. معمولاً کنترل بدست برگردان خروجی درجه حرارت آب و ترموستات مجزا برای هر مدار انجام میشود. همچنین سیستم می تواند در لایه بندی خروجی با استفاده از ترکیب الکل بازدارشونده (آنتی فریز) به جای سطح آب نصب شود. این میتواند برای جلوگیری از یخ زدگی پیاده رو، سرازیری گاراژ پارکینگ ها، استفاده شود.

سقفها همچنین می تواند برای گرمایشی و/یا سرمایشی استفاده شود.همانطور که در بخش 3.4 اشاره شد، موقع استفاده از سقفهای گرمایشی، باید از تشعشع بسیار زیاد گرما دوری کرد. برای سقف های پایینی در ارتفاع 10 فیت حداکثر درجه حرارت 140 درجه فارنهایت است این مقدار ماکزیمم تا دمای 180 در ارتفاع 18 فیت هست. موقع یخ زدگی، شما آب منجمد شده را به جای آب داغ در کف سقف، به گردش درآورید. درجه حرارت آب باید به اندازه کافی گرم نگه داشته شود تا حدی که مشکل چگالش اتفاق نیافتد. اختلاف دما بین صفحه سقف و فضا کاملا محدود است. ظرفیت سرمایشی سیستم سقف و حدود موثر کاربرد آن در محیط را محدود می کند که فشار سرمایشی بالایی نداشته باشد.

یک کاشی سقف فلزی، صفحه آبی فلزی پیوسته دارد طوریکه سراسر سطح تشعشع کننده گرما می شود. طرحهای زیادی وجود دارد که یکی از آنها در تصویر 8.5 نشان داده شده.

سیستم مزیت اشغال کردن فضای کف و دیوار را ندارد و کثیفی بیشتری نسبت به سقف نرمال ندارد. جذاب کردن آن برای استفاده در بیمارستان و دیگر مکانها که باید تمیز نگه داشته شوند مناسب است.

8.4 فن کویل ها

تا کنون، سیستم هایی که ما بر روی آن تمرکز کردیم که تأثیرپذیر هستند (نه قسمت های متحرک) و سیستمهای گرمایشی و سرمایشی. اکنون ما فن کویل را بررسی می کنیم. همانگونه که از نامش پیداست، این بخش شامل فن و کویل است. فن کویل می تواند فقط برای گرمایشی یا برای گرم کردن و سردکردن کاربرد دارد. در فن کویل های فقط گرم کننده، کویل گرمایشی معمولاً پره های فاصله دار عریض دارد طوریکه فیلتر کهنه ضروری نیست. در محیط گرد و غبار، ممکن است تمیز کردن اتفاقی کویل برای از بین بردن ضایعات ضروری باشد. فن کویل ها می توانند درمجاورت دیوار و سقف نصب شوند. یک قسمت مخصوص فن کویل در تصویر 8.6 نشان داده شده.

زمانیکه فن کویل برای گرم کردن، استفاده می شود، آب داغ بطور عادی در این قسمت بطور پیوسته عمل می کند. گرما با انتقال گرمای خنثی تشعشع می کند حتی وقتی که فن خاموش باشد. موقعی که ترموستات فن را روشن می کندبازدهی کامل هم ایجاد می شود. یک ترموستات در قسمت دورانی بخوبی کار میکند مانند ورودی ها و دالان ها، جایی که کنترل ترموستات ضروری نیست و اختلاف ترموستات زیاد است. بطور کلی در محل های مسکونی، یک ترموستات اتاق باید برای کنترل این قسمت، کنترل هرچه دقیقتر استفاده شود. بعضی قسمت ها با دو یا سه کنترل سرعت برای فن و تعدیل بازدهی گرما و سروصدا تولید شده ایجاد شود. بسیاری از طراحان قسمتی که برای راه اندازی سرعت میانه طراحی میشود، برای به حداقل رسانی سروصدا از این قسمت انتخاب میکنند. روش دیگری برای به حداقل رسانی سروصدا این قسمت، نصب آن در فضای سقف در راهرو و کانال هوا در اتاق می باشد.

فن کویل های آب داغ: یک روش مناسب برای ایجاد گرما در ارتفاع و فضای پراکنده وجود دارد، فشار در ورودی ها. اگر در اقلیم های سرد درهای خروجی بسته نباشند، دستگاه منجمد می شود، بنابراین بخردانه است به حساب آوردن ترموستات که فن را از کار کردن بازدارد اگر جریان خروجی درجه حرارت آب تا دمای 120درجه فارنهایت پایین بیاید اما بازدهیشان محدود و راه اندازی هرچه بیشتر تا 180 درجه فارنهایت دمای آب پایین می آید

سرد کننده آب می توان در واحد هواگردان اصلی و برای گرم کردن مجدد کویل در سیستم های کوره و VAV استفاده کرد. در این بخش  سیستم هایی را بررسی میکنیم که تجهیزات آب گرم کن و آب سردکن، اغلب گرم کننده ها و سردکننده ها را فراهم می کند.

این سیستم ها در بعضی ساختمان ها با بخار فشار پایین بجای آب گرم برای گرم کردن استفاده خواهد شد. این عملیات اصولاً مشابه سیستم های آب داغ با خروجی بیشتر ناشی از دمای بالاتر بخار است. بهر حال کنترل این سیستم های بخار قاعدتاً بعلت درجه حرارت بخار نامرغوب است. 

با توجه به سیستم های ASHRAE2001 and Equipment Handbook در مورد سیستم های بخار و بخارپز بحث می کند. ویژگی های بخار، تئوری جریان دو فازی و اندازه گیری لوله بخار ASHRAE 2001 Fundamental Handbook مورد بررسی قرار میگیرد. 

سیتسمهای هیدرونیک به خاطر قابلیتشان در ایجاد خروجی بر اساس مورد نیازاغلب مشترکاً جایی استفاده می شوند که بار گرمایشی و سرمایشی متغیر و مرتفع رخ می دهد. اینها بطور خاص هستند. 

مدار دورانی با گرمای خورشیدی یا ناحیه دورانی در اقلیم های سرد و منجمد که گرما بیشتر هدر می رود.

ورودی راهرو یک ساختمان در اقلیم سرد نمونه ای از کاربرد ایده آل برای این سیستم هاست. آنها متناوباً در ساختمانهای اداری، بیمارستانها، هتلها، مدارس، ساختمانها آپارتمانها و آزمایشگاههای تحقیقاتی درمجاورت با سیستم های خنک کننده هوا و تهویه کاربرد دارند. 

🔵مزایای سیستمهای هیدرونیک:

عایق صوتی- تأمین فضای ساکت

صرفه جویی، بعلت هزینه پایین- مقدار زیاد گرما از تجهیزات موضعی کوچک

انتقال یکسان گرما اطراف ساختمان

تأثیر انرژی- مصرف انرژی کمتر در بار پایین

🔴مضرات سیستمهای هیدرونیک:

تهیه هوای خروجی برای تهویه در این سیستمهای کم است- خطر در نشتی و انجماد

رطوبت- کنترل این دستگاه کم است. 



SAKHT BAZAR