انواع روشهای گرمایش و سرمایش در ساختمانهای مسکونی و تجاری
مقدمه:
تهیه محیط مناسب برای زندگی در فصول مختلف سال یک مسئله مهم است. انسان اولیه با شناختن آتش در کلبه ها و غارها ،ایجاد گرمای غیر سالم توام با دود ، تااندازه ای خود را در زمستان سرد حفظ میداشت و بعدها با گذاشتن دود کش ،هدایت دود بخاری با ساخت اولین بخاری دیواری انجام گرفت.رومیها به طریق بسیار جالبی ،یعنی گرم کردن کف ساختمانها بوسیله نصب کانالهای دود محیط را گرم می کردند،که هنوز در بعضی از نقاط آثار آن باقی است.
امروز یکی از سیستمهای معمول بنام گرمایش تشعشعی به تقلید از این روش مورد استفاده قرار می گیرد.با افزایش جمعیت جهان و محدود بودن منابع انرژیهای فسیلی ،نیاز به بررسی و تحقیق بیشتر در رسیدن به راههای عملی و صحیح بهره برداری از این انرژیها ،فرایندی است که می بایست با دقت هر چه تمامترانجام گیرد.
در این فصل علاوه بر اشاره به روشهای مختلف گرمایش و سرمایش ،بررسی در مورد روشهای صرفه جویی و همچنین جلوگیری از اتلافات حرارتی و برودتی
صورت خواهد گرفت.
1-1- روشهای گرمایش ساختمان به صورت مجزا
در این روشها جهت گرمایش هوا در محیط داخلی ساختمان از منابع جداگانه نسبت به گرمایش آب مصرفی روزانه استفاده شده و گرمایش آب مصرفی و هوا ساختمان به صورت پیوسته نیست .
بطورطبیعی در این روش مصرف کننده های مختلف انرژی وجود خواهند داشت که به تفضیل توضیح داده خواهد شد.
1-1-1-گرم کردن هوای داخلی ساختمانهای مسکونی و تجاری (به صورت مجزا)
میدانیم که درجه حرارت بدن انسان ثابت بوده و 37 درجه سانتیگراد
می باشد.اصطکاکهای داخلی بدن همانند (جریان خون ، حرکت عضلات ) وعکس
ا لعملهای گرمازای داخلی در انسان تولید انرژی حرارتی کرده که باید به خارج دفع شود تا درجه حرارت بدن به علت افزایش این انرژی حرارتی بالا نرفته و همواره ثابت باشد.آزمایشات نشان میدهد که انسان در حال فعالیت کم ،وقتی احساس راحتی می کند که درجه حرارت و رطوبت نسبی محیط در شرایط مطبوع بوده و دفع انرژی حرارتی از بدن بدان گونه باشد که احساس نامطلوبی در شخص ایجاد نکند.
این شرایط در فصل زمستان و تابستان متفاوت است . وقتی درجه حرارت کمتر از این مقدار باشد بدن شخص در مقابل عکس العملهای گرمازا قرار گرفته و شخص احساس سرما خواهد کرد که در این حالت نیاز به گرمایش محیط داخلی ساختمان وجود خواهد داشت .
در جدول زیر شرایط جهت احساس مطلوب برای انسان در محیط داخلی ساختمان و در فصل زمستان مشخص شده است.
| محل |
درجه حرارت استاندارد |
محل |
درجه حرارت استاندارد |
| سالن غذا خوری |
20-18 |
تئاتر،سینما،رستوران |
20 |
| اطاق نشیمن |
21-25 |
بیمارستان،اطاق عمل |
35-21 |
| هتل و اتاق خواب |
21 |
بیمارستان،اتاق بیماران |
21 |
| حمام |
27-21 |
کارخانجات با کار سبک |
18-16 |
| سرویسهای بهداشتی |
20 |
کارخانجات باکارسنگین |
16-10 |
| آشپز خانه |
18 |
مدرسه و سالن کنفرانس |
20-18 |
| راهرو |
18-16 |
انبارها |
18 |
| دفتر کار |
20 |
مدرسه،سالن کنفرانس |
20-18 |
| سالنهای ورزشی |
18-13 |
اطاق رنگ کاری |
27 |
| اماکن عمومی |
22-20 |
حمام بخار و سونا |
43 |
| |
|
|
|
جهت رسیدن به دمای مطلوب در ساختمانهای تجاری و مسکونی در سیستمهای مجزا استفاده از بخاریها می باشد.
انواع بخاریهایی که در حال حاضر در کشور ایران استفاده می شود به شرح زیر هستند:
بخاریهای گازی
بخاریهای نفتی
بخاریهای برقی
بخاریهای گازی:
این مدل بخاریها در حال حاضر در کشور ما ایران ،تولید گسترده ای پیدا کرده است و شرکتهای متعددی در این زمینه فعالیت دارند . این بخاریها در حال حاضر با بازدهی بسیار کمی حدودا کمتر از 70-60 در صد به نوع تکنولوژی ساخت کار می کنند و ما بقی انرژی دریافتی خود را تلف می کنند .
در سالهای اخیر با تمهیداتی که اداره استاندارد با همکاری شورای لوازم گاز سوز در نظر گرفته که شرکتهای تولید کننده را ملزم به افزایش راندمان کاری این نوع بخاریها کرده است.
یکی از این تمهیدات ،اختصاص برگهای انرژی * روی محصولات خانگی من جمله بخاریهای گاز سوز است که به صورت اجباری از سال 1381 بروی لوازم خانگی نصب شده و آگاهی لازم به مصرف کننده نسبت به راندمان محصول داده خواهد شد.
همانطور که میدانیم انتقال حرارت از بخاریها ،خصوصا در بخاریهای گاز سوز به محیط داخلی ساختمان از چهار طریق صورت میپذیرد .
بسته به نوع انتقال حرارت چهار نوع کلی از بخاریهای گاز سوز وجود دارند:
بخاریهای گاز سوز با انتقال حرارت جابجایی
بخاریهای گاز سوز با انتقال حرارت جابجایی-تشعشعی
بخاریهای گاز سوز با انتقال حرارت جابجایی اجباری
بخاریهای گاز سوز با انتقال حرارت جابجایی اجباری-تشعشعی
)4-4(
بخاریهای گازسوز با انتقال حرارت جابجایی:
این نوع بخاریها متداولترین نوع استفاده شده در کشور ما میباشدو متاسفانه پایین ترین راندمان را نیز دارد. در این نوع بخاریها گاز پس از عبور از شیر کنترل وارد برنر*شده و روی برنر در محفظه احتراق ،محترق می شود.در داخل محفظه احتراق با نصب براکتهایی گازهای سوخته شده را ازمسیرهای از پیش طراحی شده حرکت میدهند و در این حرکت گازها ،گرما به جدارههای بیرونی و از آنجا بطریق جابجایی طبیعی به محیط اطراف منتقل خواهد شد.
طی آزمایشات انجام شده در صورتیکه این بخاریها در بهترین حالت کار کنند در شرایط آزمایشگاهی به شرایط زیر خواهیم رسید:
8% = میزان co2 در خروجی
ppm50=میزان co در خروجی
c 250 = دمای دودکش
طی آزمایشان انجام شده در این نوع بخاریها ما ناگزیر از تولید آلاینده های محیط زیست از قبیل دی اکسید کربن و منواکسید کربن می باشیم و در صورتیکه بخواهیم از میزان آلاینده ها کم کنیم به تعداد زیادی از راندمان بخاری کسر شده و اتلاف انرژی بسیار زیادی خواهیم داشت . که در حالت ایده ال برای آلاینده ها در شرایط آزمایشگاهی به نتایج زیر می رسیم.
7/2% = میزان co2 در خروجی
ppm0=میزان co در خروجی
c 120 = دمای دودکش
ولی در این حالت راندمان سیستم ما به ، 40 در صد خواهد رسید که در واقع ما 60 درصد از گازهای سوخته را از دودکش هدر خواهیم داد.
بخاریهای گاز سوز با انتقال حرارت جابجایی-تشعشعی:
این نوع بخاری یکی از بهترین انواع بخاری است که با شرایط ایران بسیار سازگار است . در این نوع بخاریها حرارت به دو روش جابجایی و تشعشعی انتقال )4-5(می یابد. بدیهی است که در این نوع بخاریها راندمان بسیار بالا تر خواهد بود.