سیستم های گرمایشی
همانطور که در بخش گرمایش ذکر شد سیستم های گرمایشی از نظر فرآیند شامل چهار جزء هستند:
- انرژی اولیه یا ماده حامل انرژی اولیه برای تبدیل به حرارت
- دستگاه تولید حرارت یا به عبارت دقیق تر دستگاه تبدیل انرژی اولیه به انرژی حرارتی
- سیال انتقال دهنده حررات تولید شده به محل مورد نظر برای گرمایش
- وسیله منتشرکننده حرارت تولید شده به محیط مورد نظر برای گرمایش
سیستم های گرمایشی مختلف با تغییر در هر یک از چهار جزء بالا شکل گرفته اند که در ادامه به توضیح این سیستم ها پرداخته می شود.
در ابتدا انرژی اولیه نقش بسیار مهمی در انتخاب یک سیستم گرمایشی ایفا می کند. انرژی های در دسترس برای این نوع استفاده عبارتند از:
- انرژی الکتریکی(برق)
- سوخت های فسیلی(غالباً گاز طبیعی و بعضاً گازوئیل)
- سوخت های آلی(چوب)
- انرژی خورشیدی
- مواد سوختی بازیافتی
انتخاب هرکدام از این منابع انرژی با توجه به منطقه جغرافیایی و سیاست های کلان کشورها می باشد. به عنوان نمونه کشور ما با داشتن ذخایر عظیم گاز طبیعی این سوخت را با هزینه ای کمتر از انرژی برق در اختیار مصرف کننده قرار میدهد، زیرا بخش عمده برق تولیدی از سوزاندن همین سوخت ها حاصل شده است. در مقابل کشور ژاپن که محروم از سوخت فسیلی است انرژی الکتریکی تولید شده با روش های دیگر را در اختیار مردم خود قرار میدهد تا برای گرمایش از آن استفاده کنند.
همچنین انرژی خورشیدی و مواد سوختی بازیافتی از جمله تکنولوژی های نوین محسوب می شوند و سرمایه گذاری اولیه آنها نسبتاً بالاست. هرچند روند مصرف انرژی انسانها به گونه ایست که استفاده بیشتر از انرژی های نوین و تجدیدپذیر به امری اجتناب ناپذیر بدل خواهد گشت.
سیستم های گرمایش متداول در کشور ما امروزه با استفاده از انرژی برق و سوزاندن سوخت های فسیلی کار میکنند. انواع بخاری های برقی و پمپ حرارتی دو سیستمی هستند که از انرژی برق برای گرمایش استفاده می کنند. اغلب سیستم های دیگر گرمایشی از جمله دیگ های آب گرم و بخار و پکیج های حرارتی از سوخت های فسیلی بهره می برند.
دستگاه تولید کننده حرارت به عنوان هسته اصلی یک سیستم گرمایش محسوب می شود و وظیفه مهم تولید حرارت از انرژی مصرفی را به عهده دارد. در یک دسته بندی می توان سیستم های گرمایشی را در دو نوع موضعی و چند نقطه ای تعریف نمود. همانطور که از نام این دسته ها برمی آید، در سیستم موضعی برای گرمایش هر قسمت، از یک دستگاه تولید حرارت مجزا استفاده می شود و در سیستم چند نقطه ای، تنها از یک دستگاه برای گرم کردن تمام قسمت ها بهره برداری می گردد.
در سیستم های گرمایش موضعی قسمت های دستگاه تولید حرارت و وسیله منتشرکننده حرارت یکی هستند و اغلب سیال واسط در آنها وجود ندارد. مثال این نوع دستگاه ها، مدل های مختلف بخاری های زمینی، دیواری و تابشی است که می توانند از انواع سوخت های فسیلی، آلی یا برق استفاده کنند.
این سیستم ها عموماً هزینه اولیه و بهره برداری پایینی دارند ولی بدلیل بازده انرژی پایین، توزیع نامناسب حرارت و خطرات ناشی از وجود شعله و احتمال نشت گازهای سمی به محیط امروزه دیگر در ساختمان های مسکونی توصیه نمی شوند.
یک سیستم چند نقطه ای حرارت را توسط یک دستگاه تولید کرده و آنرا به سیال واسط منتقل می کند. سیال واسط انرژی دریافتی را با خود به فضای موردنظر برده و در آنجا بوسیله منتشرکننده های گرما این حرارت را به محیط انتقال می دهد.
سیال واسط معمولاً آب، هوا و یا آب و هوا بطور همزمان می باشد. آب متداولترین سیال واسط در تهویه مطبوع به شمار می رود که توسط انواع بویلر گرم شده و توسط لوله کشی به محل موردنظر ارسال می شود. گرم کردن مستقیم هوا معمولاً در پمپ های حرارتی و یا گرم کن های برقی اتفاق میافتد، ولی گرم کردن هوا توسط آب خروجی از بویلرها و انتقال هوای گرم توسط کانال به فضای مورد نظر، بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. این کار در دستگاهی بنام هواساز اتفاق می افتد.
همانطور که ذکر شد تولید گرما و انتقال آن به آب توسط بویلرها انجام می شود. بویلر در واقع به دستگاهی اطلاق می گردد که انرژی سوخت را به حرارت تبدیل کرده و آنرا به آب منتقل می کند. اغلب بویلرها با سوخت گاز کار می کنند و به آنها بویلر گازی(Gas Boiler) گفته می شود. پکیج دیواری، پکیج زمینی، دیگ آب گرم، دیگ آب داغ و دیگ بخار از انواع بویلرها هستند.
منتشرکننده گرمایی آخرین جزء یک سیستم گرمایش است. انواع رادیاتورها، فن کوئل ها، واحدهای گرمایی(Unit Heater)، گرمایش از کف، گرمایش از سقف، لوله های تابشی و ... همگی به عنوان منتشرکننده ی حرارت که توسط سیال واسط به محیط انتقال پیدا کرده، عمل می کنند. این جزء متنوع ترین بخش در سیستم های گرمایشی است که باتوجه به حضور در محل زندگی یا کار از نظر زیبایی و طراحی داخلی مورد توجه قرار می گیرد.
همانطور که در ابتدا اشاره شد، تفاوت سیستم های مختلف گرمایشی در یک یا تعداد بیشتری از این اجزاست. ولی هدف همه آنها ایجاد آسایش حرارتی در فصل سرد برای ساکنین، با کمترین اتلاف انرژی و بیشترین بازده است. انتخاب یک سیستم گرمایش مناسب، متاثر از پارامترهای مختلفی است. یک مهندس طراح وظیفه دارد با درنظر گرفتن همه فاکتورهای گرمایی و احتساب جنبه اقتصادی، کاراترین سیستم را به کارفرما پیشنهاد دهد. هرچند در نهایت اتخاذ تصمیم نهایی به عهده کارفرما بوده تا باتوجه به پیشنهادات فنی و درنظرگرفتن سلیقه شخصی، سیستم گرمایش محل مورد نظر را انتخاب نماید.