دانلود مقاله کاربرد و مزایا سیستم گرمایش از کف و انتقال حرارت و تاثیر آن در بهینه سازی مصرف انرژی و روش طراحی و نکات فنی در مراحل اجراء

word قابل ویرایش
7 صفحه
9700 تومان
97,000 ریال – خرید و دانلود

چکیده

در این مقاله به بررسی یکی از روشهای نوین گرمـایش ، یعنـی گرمـایش از کف که مورد استقبال واقع شده ، پرداخته شده است . پـس از معرفـی ایـن روش گرمایش و انواع آن و چگونگی مطابقت آن بـا فراینـد و مکانیسـم آزاد سازی انرژی از بدن انسان و مقایسه این دو مـورد مـورد توجـه قـرار گرفتـه است .
همچنین در بخش دیگری از این تحقیـق مقـدمات ، سـاختار کلـی و اجـزا سیستم گرمایش از کف و اجرای آن که شامل لایه عـایق ، لولـه هـای بکـار رفته در ان، ورقه بتونی ، منیفولد مورد بررسی قرار گرفته است .
در ضمن به روشهای طراحی و چگونگی آرایش و فواصل لوله ها و محاسبات دبـی سـیال وافـت فشـار بـین کلکتورهـای رفـت و بـر گشـت کـه یکـی از پارامترهای مهم این سیستم میباشد، پرداخته شده است .

همچنین به روشهای کنترل دما و انواع منابع تامین کننـده حرارتـی جهـت استفاده در گرمایش از کف معرفی شده است .
کلمات کلیدی: گرمایش از کف، انتقال حرارت، بهینه سازی ، مصرف انـرژی، کلکتور گرمایش از کف

مقدمه

با افزایش روز افزون جمعیت و همچنین کاهش منابع انرژی ، اهمیت مصرف بهینه انرژی افزایش می یابد. در این راسـتا نقـش سیسـتم هـای گرمایشـی ساختمان ها و مجتمع های مسکونی در کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی مهم و قابل تأمل می باشد سیستم گرمایش از کف که در فرآینـد گرمایشـی آن ، انتقال حرارت تابشی سهم زیادی دارد ( بـیش از ۵۰ درصـد از انتقـال حرارت به صورت تابشی است ) در مقایسه با سایر سیستم های گرمایشی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سـازی مصـرف انـرژی بلکـه در مقولـه رفـاه و آسایش ساکنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد.
• استفاده از روش گرمایش از کف جهت گرمایش محل سکونت از دیرباز به روش های مختلف انجام می گرفته است بطوری که رومیها از ایـن روش برای گرم کردن حمامهای عمومی خود استفاده می کرده اند و کره ای ها دود حاصل از سوخت را قبل از اینکه دودکش عبور کنـد از درون کانـال هایی که در زیر کف تعبیه شده بود انتقال می دادند. در کشور ایران نیـز در مناطق کوهستانی و سردسیر از جمله آذربایجان این روش مورد استفاده قرار می گرفته که بیشترین مورد استفاده آن در حمام ها بوده است.

در سالهای اخیر ، سیستم گرمایش از کف در کشـورهای اروپـایی و آمریکـا بسیار متداول شده است به نحوی که در اواسط قـرن ۲۰ مـیلادی سیسـتم گرمایش از کف با استفاده از لوله های آهنی و مسی گسترش یافت ولـی بـه دلیل پوسیدگی لوله های آهنی و گرانی لوله های مسـی دیـری نپائیـد کـه

جای خود را به سیستم گرمایش و تهویه مطبوع داد. با تولد پلمیر PEX در اواخر دهه ۶۰ میلادی در قاره اروپا دانشمندان پلیمر لوله هـای PEX رابـه عنوان یکی از ره آوردهای ایـن قـرن بـرای مهندسـان مکانیـک بـه ارمغـان آوردند. اگرچه لوله های PEX توانستند معضل پوسیدگی لوله های آهنی را مرتفع نمایند ولی به دلیل دو محـدودیت دیگـر ( نفـوذ اکسـیژن و ضـریب انبساط طولی زیاد ) نتوانستند نیازهای مهندسان مکانیک را به طـور کامـل اجابت کنند لذا دانشمندان پلیمر با متخصصات ساخت و تولید جهت تولیـد لوله های پلیمری – فلزی هماهنگ شـدند و تحقیقـات گسـترده ای را آغـاز نمودند. این تحقیقات زمینه تولید لوله های PEX-AL-PEX فراهم نمود.

که همزمان با حل معضل پوسیدگی لوله های فلزی ، مشکل نفوذ اکسیژن و زیاد بودن ضریب انبساط طولی لوله های تک لایه پلیمری را مرتفع نمودند.

به همین دلیل لوله های PEX-AL-PEX به عنـوان کـاملترین محصـول جهت کاربردهای تأسیسات گرمایشی و سرمایشی شناخته شده اند و بـدون داشتن رقیب جدی بخش زیادی از بازار را به خود اختصاص داده اند

بدنه اصلی مقاله

• به طور کلی سه نوع روش گرمایش از کف موجود است :

۱٫ سیستم گرمایش از کف با هوای گرم
۲٫ سیستم گرمایش از کف با جریان الکتریسیته
۳٫ سیستم گرمایش از کف با آب گرم
به دلیل اینکه هوا نمی تواند گرمـای زیـادی را در خـود نگـاه دارد سیسـتم گرمایش از کف با هوای گرم در منازل مسـکونی چنـدان مقـرون بـه صـرفه نیست. روش الکتریکی نیز فقط زمانی مقرون به صرف است که قیمت انرژی الکتریکی کم باشد در مقایسه با دو روش ذکر شده سیستم گرمـایش بـا آب گرم مقرون به صرفه تر می باشد و بدین علت است که سالهای متمـادی در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته است.

• روش گرمایش از کف بـه عنـوان راحـت تـرین ، سـالم تـرین و طبیعی ترین روش برای گرمایش شناخته شده است. همانطور کـه افـراد در یک روز سرد زمستانی توسط تابش خورشید احساس گرمـا مـی نماینـد در این روش نیز گرما را بوسیله انتقال حرارت تابشی اتز کف محل سکونت خود دریافت می کنند و یقیناً احساس آسایش بیشتری خواهند نمود.

• در این سیستم گرمایشی ، معمولاً دمای آب گرم موجود در لوله های گرمایش از کف بین ۴۰ تا ۵۰ درجه سانتیگراد می باشد که در مقایسه با سایر روشهای موجود که دمای آب بین ۶۵ تا ۸۲ درجه سـانتیگراد اسـت حداقل بین ۴۰ تا ۶۰ درد در مصرف انرژی صرفه جوئی می شود.
• یکی از دلایلی که سیستم گرمـایش از کـف را بـه شـدت مـورد استقبال ساکنان ساختمانها قـرار داده اسـت همـاهنگی آن بـا مکـانیزم آزاد

۱

اولین کنفرانس بین المللی تهویهمطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی HVACConf-1-023

سازی انرژی از بدن انسان می باشـد. چهـار فرآینـد طبیعـی در آزاد سـازی حرارت از بدن دخالت دارد :

– انتقال حرارت به واسطه تنفس و تبخیر رطوبت از پوست
– انتقال حرارت به هوای اطراف بدن از طریق جابجائی
– انتقال حرارت از طریق هدایت به اشـیائی کـه بـدن بـا آنهـا در
تماس است.
– انتقال حرارت به صورت تابشی بین بدن و اشیاء پیرامون آن

انتقال حرارات به وسیله تنفس و تبخیر رطوبت از پوست

تنفس و تبخیر رطوبت از پوست %۲۵ از کـل حـرارت انتقـال یافتـه از بـدن انسان طی یک فعالیت سبک در یک فضای خانگی یا اداری را تشـکیل مـی دهد.
انتقال حرارت به هوای اطراف بدن از طریق جابجائی

حرارت ازپوست و لباس ما به هوای اطراف جریان می یابد مشروط بـر آنکـه هوای دمای پائینتری داشته باشد. این نمونه ای از انتقال حـرارت جابجـائی محسوب می شود. هر فرد به شرط آنکه لباس ضـخیم نپوشـیده باشـد و در یک فضای خانگی یا اداری قرار داشته باشد حدود %۳۰ از کل حرارت انتقال یافته را به روش جابجائی دفع می نماید.

انتقال حرارت از طریق هدایت به اشیائی که بدن بـا آنهـا در تمـاس

است

انتقال حرارت از طریق هدایت زمانی اتفاق می افتد که هـر یـک از قسـمت های بدن ما شیء سردتری را لمس کند اگر شما با پای برهنه بـر روی کـف محوطه ای واقع در طبقه فوقانی یک زیرزمین سرد بایستید ، پاهایتان سریعاً تأثیر انتقال حرارت هدایتی را حس خواهند کرد. همچنین اگـر شـما جـای فردی را که برای مدتی ( هرچند کوتاه ) روی یک صندلی نشسته بوده است اشغال کنید ، اأثیر انتقال هدایت حرارتی را لمس خواهید کـرد. چـون بـدن انسان به طور پیوسته با اشیاء سردتر یا گرمتر در ارتبـاط نمـی باشـد بـرای انتقال حرارت هدایتی نمی توان درصد ثابتی در نظر گرفت.

انتقال حرارت به صورت تابشی بین بدن و اشیاء پیرامون آن

انتقال حرارت تابشی از پوست و لباس ما به اشیاء پیرامون نقش مهمی را در تأمین یا عدم تأمین آسایش دمـائی ایفـا مـی کنـد. هرگـاه مـا در مجـاورت اشیائی سردتر از سطوح پوست و لباسمان قرار بگیریم حرارت از بـدنمان بـه سطوح پیرامونی تابیده می شود. در یک فضای خانگی یا اداری به شرط آنکه شخص لباس ضخیم نپوشیده باشد تقریباً نیمی از کل حرارت انتقـال یافتـه به صورت تابشی آزاد می شود.
بدن ما به طور خودکار همه این فرآیندها را تعدیل می کند تا حرارت داخلی بدن تنظیم شود. وقتی یک از روش های چهارگانه انتقال حرارت محدود می شود ، بدن ما تلاش می کند تا سـایر مکانیزمهـای آن را تسـریع بخشـد. از طرفی چون حدود ۵۰ درصد از کل حرارت انتقال یافته در سیستم گرمایش از کف به صورت تابشی انتقال می یابد ، بدن ما جهت تسریع سایر مکـانیزم ها تلاش مـی نمایـدو بـدین ترتیـب همـاهنگی خاصـی بـین ایـن سیسـتم گرمایشی و مکانیزم انتقال حرارت بـدن انسـان بـه وجـود آمـده و آسـایش گرمائی به نحو بی نظیری تأمین می گردد.

• با استفاده از این روش رطوبت دیوارها از بـین مـی رود و دیگـر

شاهد ترک یا پوسیدگی حاصل از رطوبت در سـطح دیوارهـا نخـواهیم بـود.

همچنین به علت عدم وجود رطوبت در کف اتاقها ، جائی برای رشد و تکثیر حشرات موزی وجود ندارد.
• یکی دیگر از مزایای سیستم گرمایش از کف این است که دیگـر فضای منزل یا محل کار توسط رادیاتور یا بخـاری اشـغال نمـی شـود و بـه همین دلیل در تغییـر دکوراسـیون محـل زنـدگی آزادی بیشـتری خواهیـد داشت.

• همانطور که می دانید بیشـتر افـراد از کثیـف شـدن دیوارهـا و محیط زندگی در اثـر اسـتفاده از منـابع گرمـایی ماننـد بخـاری و رادیـاتور احساس نارضایتی می کنند ، از آنجا که در سیستم گرمایش از کف جریـان هوای کمتری وجود دارد بنابراین دیوارها پاکیزه مـی ماننـد. همـین امـر در مورد افرادی که دارای حساسیت ( آلرژی ) هستند بسیار اهمیت دارد ، زیرا محیط زندگی در این روش عاری از هرگونه محرک است.
• استفاده از این سیستم در مکان هایی همچون آشپزخانه و حمام که کف آنها معمولاً خیس و مرطوب است مناسـب بـوده و اسـتفاده از ایـن روش باعث خشک شدن کف این محل ها می شود. مسئله مهم دیگر اینکـه در این روش رطوبت زمین که در بعضی از منازل منجر به بروز بیماری های مفصلی می شود از بین رفته و کاهش درد بیماران مبتلا به ناراحتی هایی از قبیل روماتیسم از دیگر مزایای این سیستم است.
• یکی از مزایای قابل توجه سیستم گرمایش از کف امکان کنتـرل دمای هر اتاق به صورت مجزا و جداگانه است که نتیجه آن آسایش هـر چـه بیتر تک تک افراد خانواده می باشد.
• چون در سیستم گرمایش از کف نیازی به جابجائی اجباری هـوا نیست بنابراین دلیلی برای استفاده از فن و یا دمنده وجود ندارد و همین امر باعث حذف صدای اضافی این وسایل می شود.
از دیگر کاربردهای روش گرمایش از کـف اسـتفاده از آن در سیسـتم هـای ذوب برف است به طوری که می توان از این سیستم برای ذوب کردن یـخ و برف پیاده روها ، لنگرگاههای بارگیری ، جاده هـا ، ورودی سـاختمان هـا و بیمارستان ها ، بند فرود هواپیما و زمین های ورزشی که دسترسی آسـان و سریع به محل الزامی است استفاده کرد. با استفاده از این روش هزینه هـای برف روبی و نمک پاشی از بین می رود و همچنین از محیط زیست پیرامون ساختمان مورد نظر به خوبی محافظت می شود.
ساختار کلی پیش شرایط کلی لازم برای نصـب سیسـتم گرمـایش از کـف در سـاختمان عبارتند از:

الف ) نصب چهارچوب تمام ورودیها و خروجیهای ساختمان مانند چهارچوب دربها و پنجره ها ب ) گچکاری داخل ساختمان به طوری که عملیات مذکور تا ۳۰ سـانتیمتر
بالاتر از کف نهایی کاملاً تکمیل گردد.
سیستم گرمایش از کف شامل لایه عایق کف ، لوله پنج لایه ، ورقه بتـونی و لایه عایق پیرامونی می باشد.
لایه های ساختمان ، اجزای ساختمان
کف ساختمان( ( Structural base slab

کف ساختمان باید مطابق با استانداردهای لازم خود طراحی و ساخته شود ، قبل از اجرای سیستم گرمایش از کف باید تمام عملیـات تأسیسـات بـرق و مکانیک که لازم است در کف ساختمان اجرا گردد به اتمام رسـیده و تسـت شده باشد. از جمله این موارد ، اجرای سیستم های لولـه کشـی آب سـرد و آب گرم مصرفی ساختمان و سیستم های لولـه کشـی فاضـلاب مـی باشـد.
همچنین رعایت نکات ذیل ضروری است:

۲

اولین کنفرانس بین المللی تهویهمطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی HVACConf-1-023

الف ) در صورتی که نقشه تأسیسات برق و مکانیک سـاختمان بـه گونـه ای طراحی شده است که لازم است تأسیسات مـذکور در کـف سـاختمان اجـرا گردند باید کلیه تأسیسات مذکور قبل از اجرای سیسـتم گرمـایش از کـف ، اولاً اجرا و ثانیاً تست گردند .

ب ) با توجه به اینکه پس از اجرای سیستم گرمـایش از کـف دسترسـی بـه تجهیزات تأسیسات برق و مکانیک پوشانده شده در زیر لایه گرمایش از کف با دشواری همراه است لذا رعایت نکات ذیل در انتخاب و اجرای سیستم برق و مکانیک ضروری است:

.۱ استفاده از لوله های فلزی و لوله های پروپیلن ( لوله های سبز )

جهت لوله کشی آب سرد و آب گرم مصرفی ساختمان هایی که در مورد آنها قرار است سیستم گرمایش از کف طراحی و اجرا گردد ممنوع است.

۲٫ در صورتی که نقشه معماری به گونه ای طراحی شده اسـت کـه در سرویس های بهداشتی سقف کاذب نصب می گردد ( که معمولاً در اکثـر نقشه های معماری این شرایط لحاظ می گـردد ) توصـیه مـی گـردد نقشـه سیستم لوله کشی فاضلاب پلان مذکور به گونه ای طراحی گردد که اجـزا و قطعات هر سیستم بهداشتی در سقف کاذب سیستم بهداشتی طبقه زیـرین اجرا گردد.
۳٫ در مورد ساختمان هایی که سـقف آنهـا از نـوع کامپوزیـت مـی باشد ، با توجه به اینکه در پلان معماری نقشه های مذکور سقف کاذب نیـز در نظر گرفته می شود ، لذا اکیداً توصیه مـی گـردد کـه تأسیسـات بـرق و مکانیک پلان های مذکور در داخل سقف کاذب طراحی و اجرا گردد.

ج ) در صورت اجرای سیستم های برق و مکانیک روی کف ساختمان ، باید پس از تست ، سایر اجزا و قطعات سیستم های مذکور کاملاً پوشانده شوند و سطحی تراز برای نصب عایق حرارتی فـراهم گـردد. ضـمناً وجـود هـر نـوع

برآمدگی در سطح تراز مجاز نمی باشد.
د ) از شن طبیعی و ماسه نمی توان برای تراز کردن ( ( Leveling کف بنا استفاده نمود.

ه ) قبل از اجرای سیستم گرمایش از کف باید سیستم هـای بهداشـتی و یـا سایر سطوحی که عایق کاری رطوبتی برای آنها پیش بینـی شـده اسـت بـه عایق رطوبتی مناسب مجهز گردند.

لایه های عایق، لایه های محافظ، نوارهای پیرامون

با توجه به این که در سیستم گرمایش از کف، سـطوح حرارتـی انـرژی را از لوله های حرارتی دریافت وبه محیط محل سکونت انتقال می دهند لذا کلیه سطوح زیرین لوله های گرمایش از کف باید عایقکاری گردند. این عایقکاری توسط ورقهای پلی استایرن با ضخامت حداقل ۳ سانتیمتر یـا بیشـتر انجـام میگیرد .
لایه های عایق

لایه عایق بسته به شرایط حرارتی در زیر سازه سیستم گرمایش از کف بایـد حداقل مقاومتهای حرارتی را که در زیر ارائه شده است دارا باشد:

نوارهای عایق پیرامونی

با توجه به اینکه دیواره پیرامون کف گرمایشی در داخل کف گرمایشی نفـوذ پیدا کرده است لذا در صورت عدم عایقکاری ایـن دیـواره ، مقـداری از ایـن انرژی به طریقه هداست به دیواره انتقال و در جهت دمای کـم حرکـت مـی کند. لذا لازم است پیش از نصب ورقه بتونی یک نوار انبساطی (اتصـال لبـه ای) در طول دیوارها و دیگر اجزا متعلق به ساختمان که در ورقه بتونی نفوذ میکنند قرار داده شود. نوار عایق پیرامونی باید از سطح پایه شروع و تا سطح

کف تمام شده ادامه یابد و به ورقه بتونی امکان حرکت حداقل بـه میـزان ۵

میلیمتر ( به دلیل انبساط حرارتی) بدهد بخش بالایی نوار عایق پیرامون که تا بالای سطح کف کامل شده بالا می آید تا زمان تکمیل پوشش کف بریـده نمی شود. در صورت عدم تامین این شـرایط ، افـزایش حجـم در بتـون بـه صورت تنش ذخیره شده و این تنش به حساس ترین المانهـای درون بتـون که همان لوله های گرمایشی می باشند وارد مـی گـردد و از عمـر سیسـتم کاسته می شود.

لوله گرمایش از کف

برای انتقال آب گرم به کف گرمایشی باید آب از درون لولـه گرمـایش عبـور کند. آنچه در دنیا بعنوان لوله گرمایشی کـاربرد دارد لولـه هـای پلیمـری از جنس PEX است. به خصوص اگر بخواهیم با حفظ تمـام مزایـا بـر معضـل انبساط طولی لوله PEX غلبه کنـیم لولـه PEX-AL-PEX مطـرح مـی گردد که لوله نیوپایپ دارای این مشخصات است.
امروزه لوله های پنج لایه علاوه بر دارا بودن خاصیت انتقـال حـرارت کمتـر نسبت به لوله های مسـی دارای خـواص ایـده ال دیگـری از قبیـل انعطـاف
پذیری ، مقاومت در برابر خوردگی و طول عمر بالای ۱۰۰ سـال مـی باشـد. همچنین کم بودن ضریب انتقال حرارت لوله پنج لایه w/mk) 0,45)نسبت به لوله مسی w/mk) 400)یک مزیت برای ایـن لولـه دراسـتفاده از آن در

سیستم گرمایش از کف محسوب می گـردد. چـرا کـه نتیجـه آن گرمـایش یکنواخت سطح و محل مورد نظر است.
لوله پنج لایه نوعی لوله مرکـب اسـت کـه سـطوح داخلـی و خـارجی آن از جنس پلی اتیلن مشبک و لایه مرکزی آن از جنس آلومینیوم می باشد. بین لایه آلومینیومی و پلی اتیلنی از یک لایه چسب اسـتفاده شـده اسـت . ایـن ترکیب خاص لوله پنج لایه را بعنوان بهترین گزینه برای استفاده در سیستم گرمایش از کف معرفی کرده است.

مدار و منیفولد سیستم گرمایش از کف

جهت کنترل دقیق دمای طرح داخـل بـرای دسـتیابی بـه شـرایط آسـایش گرمایی در هر پروژه از تعداد مدار موازی جهت طراحی سیستم گرمـایش از کف استفاده می شود. برای توزیع آب گرم تولید شده بین مدارهای موازی و بازگشت آب از همـان مـدارها بـه سیسـتم مرکـزی از منیفولـدهای رفـت و برگشت استفاده می شود. محـل نصـب منیفولـد هـای رفـت و برگشـت در قسمتی از پلان است که مدارهای هم طول را ایجاد کند.
کلکتور رفت و برگشت همراه با تجهیزات هواگیری و شـیرآلات نصـب شـده روی هر مدار منیفولد را تشکیل میدهند.
آنچه نصب کننده سیستم گرمایش از کف بایـد بدانـد ایـن اسـت کـه لولـه گرمایش از کف از منیفولد رفت شروع و به منیفولد برگشت منتهی می شود.

نکته اول اجراء دقیق سیستم گرمایش از کف منطبق بـر نقشـه تهیـه شـده توسط مهندسی طراح است. این نقشه باید شامل مشخصات کـاملی از ابعـاد کلی طرح ، مشخصات کاملی از مدارها و اطلاعـات دقیـق و جزئـی از سـایر مدارها اعم از طول مدار ، سطح گرم شونده توسط هر مدار ( که بـا تفکیـک رنگ مدارها مشخص می شـود)و فاصـله بـین لولـه هـا در سـطوح مختلـف گرمایشی باشد.
از دیگر مزایای مهم استفاده از مدارهای موازی عبـارت اسـت از افـت فشـار کمتر در طول مسیر و در عین حال استقلال فضاهای مختلف که لازم اسـت در نحوه کنترل دما به صورت مستقل عمل کنند. به علت محدودیت در افت دمای آب ورودی ( توصیه می شود حداکثرافت دما۸ یا ۱۵ درجه فارنهایـت

۳

اولین کنفرانس بین المللی تهویهمطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی HVACConf-1-023

باشد) . طول مدارهای سیستم گرمایش از کف از مقادیر ارائه شده در جدول

۳ نمی تواند بیشتر باشد.

توجه :۱ استفاده از اتصال در مدار سیستم گرمایش از کف ، فقط در ورودی و خروجی منیفولد مجاز میباشد و نصب مدارهای دو تکـه بـه هـیچ عنـوان مورد تائید نمیباشد.
توجه : ۲ حداکثر اختلاف طول مجاز در مدارهای یک منیفولد بدون قابلیـت تنظیم فشار %۱۰ میباشد.
( مثلا اگ کوتاهترین مدار ۹۰ متر باشد، بلندترین مدار نمیتواند از ۹۹ متـر بیشتر باشد)

ســایز قطـــر قطـــر ضـــخامت وزن حجمl/m طــــــول حــــداکثر
لوله داخلی خارجی جــــــداره Gr/m پیشنهادی طــول هــر
mm mm mm mm m مدارm
9-12 9 12 1.6 80 0.064 60 76
12-16 12 16 1.65 101 0.113 90 106
16-20 16 20 1.9 150 0.201 122 152
20-25 20 25 2.25 203 0.314 152 182

نکات مهم

-۱ به جهت های نشان داده شـده روی مـدارها توجـه نماییـد. آب گرمتر به موقعیت دیوارهای خارجی وارد می شود که نتیجه آن خـروج شـار گرمائی بیشتر در مرزهای سرد اتاق است.
-۲ فاصله ای میزان ۱۰ سانتیمترالی ۱۵ سـانتیمتر بـین دیوارهـا و لوله ها در نظر بگیرید تا لوله ها از هرگونه آسیب احتمالی مصون بمانند. -۳ در زمان نقشه کشی به دنبال طرحی باشید کـه حتـی المقـدور لوله ها با دیوارها تقاطعی نداشته باشند. در صورت عبور لوله ای از یک دیوار ، محل تقاطع را روی پلان لوله کشی مشـخص نمائیـد و بـه صـاحب خانـه اطلاع دهید.

ورقه بتونی

ورقه بتونی جزئی از ساختمان است که روی کف بنا یا روی لایه محـافظ یـا لایه عایق قرار میگیرد. روقه بتونی می تواند مستقیما بعنوان سطح پوششـی در نظر گرفته شود. یا طوری طراحی شـود کـه روی آن پوشـش کـف قـرار گیرد. در زمان طراحی و اجرای سیستم گرمایش از کف توجه به نکات ذیـل ضروری است :
الف) لوله های گرمایشی نباید ازاتصالات سازه ای بنـا عبـور کننـد و بایـد و فقط باید درون ورقه بتونی قرار گرفته باشند.
ب) در صورتیکه پلان ساختمان به گونه ای است که دارای سطحی یکپارچه با مساحت بیش از ۴۰ متر مربع باشد یا شامل مستطیل با مساحت کمتـر از
۴۰ متر مربع ولی ضلعی با طول بیشتر از ۸ متـر باشـد بایـد بـا اسـتفاده از اتصالات مخصوص (اصطلاحا(Screed joint هر سطح با مسـاحت بـیش از

۴۰ متر مربع را به سطوحی با مساحتی کمتر از ۴۰ مترمربع تقسیم نمود.
این اتصالات می توانند از جنس پلی استایرن( یا هر محصولی که در انبساط و انقباض عملکردی مناسب دارد)باشند. پیشنهاد می شود پهنـای اتصـال ۵
الی ۱۰ سانتیمتر و ضخامت آن مطابق ضخامت ورقه بتونی ( معمولا ۳ الـی
۴ سانتیمتر) در نظر گرفته شود. از این پس اتصالات مذکور رابـا عنـوان درز انبساطی می شناسیم.
توصیه می گردد درز انبساطی روی عضوهای اصلی سازه ساختمان یا محـل ورودی ها ( مثل ورودی دربها) و یا سایر قسـمت هـایی قـرار گیـرد کـه بـه

۴

خوبی یک مدار مستقل گرمایش را از مدار مستقل دیگر جدا کند. لوله کشی مدارهای گرمایش پلان مورد نظر و موقعیت اتصالات قطعات باید به گونه ای باشد که حداقل تقاطع لوله ها بوجود آید.
ج) لوله هایی که از درز انبساطی عبور می کنند باید توسط یک لوله PE یـا
PVC به طوریکه قطر آن حداقل ۸ میلیمتر از لوله گرمایشی بزرگتـر اسـت عبور کند و طول این لوله محافظ حدودا ۰/۳ متر می باشد.

د) در صورتیکه سطحی که قرار است ورقه بتونی روی آن قرار بگیـرد شـیب دارباشد این ورقه باید به گونه ای روی سطح آن قرار بگیرد که سطح بـالایی آن دارای شیب یکسان با کف بنا و موازی با آن باشد.
ر) ورقه بتونی حتی المقدور باید دارای ضخامت یکنواخت ، چگالی مواد توده ای یکنواخت و ویژگی های کلی یکنواخت باشد.
س) ضخامت ورفه بتونی از زیر لوله گرمایشی تا زیر پوشش کف ( برای مثال تا زیر سرامیک) به هیچ عنوان نباید از ۳۰ میلیمتر کمتر باشد.
ش) افزایش ضخامت ورقـه بتـونی تـا ۵۰ میلیمتـر مشـکلی بـرای سیسـتم گرمایش از کف ایجاد نمیکند.
ص) ضخامت ورقه بتونی نباید از سه برابر اندازه بزرگترین دانه توده سـازنده آن کمتر باشد.
ض) پیش از نصب لایه های عایق ، کف بنـا بایـد کـاملاً مسـطح گـردد. بـه طوریکه هیچگونه برآمدگی در کف بنا مجاز نمی باشد.
ع) در زمان ساخت ورقه بتونی ، باید از لوله های گرمایش از کف و لایه های عایق در مقابل ضربات و آسیب های احتمالی محافظت شود.

طراحی سیستم های گرمایش از کف

– مقدمه
اولین قدم در طراحی هر سیستم حرارتی محاسبه مقدار گرمای مورد نیاز از هر یک در اتاقها و سایر فضاها میباشد. یک محاسـبه دقیـق مقـدار اتـلاف ، میتواند طراح را از رساندن طرح مورد نظر به نقطـه بهینـه مصـرف انـرژی (
حداکثر میزان بهره وری ) و در عین حال بـالاترین سـطح آسـایش گرمـایی ساکنان ، مطمئن سازد.
درموردمحاسبه مقداراتلاف حرارتی برای سیستم های گرمایشی تابشی آنچه توسط انجمن های معتبر ذیربط توصیه می شود استفاده از محاسبات اتلاف حرارتی تجربی ( سیستم های گرمایشی رادیاتوری) بعنوان گزینه ای جهـت رسیدن به مقدار اتلاف در سیستم های گرمایش از کف می باشـد. البتـه دو نکته اصلی باید مطرح گردد :
الف)بزرگترین وجه امتیاز سیستم گرمایش از کف از عدم تولید تـوده هـوای گرم در این روش انتقال حرارت ناشی می شود. از طرفی اگـر سـاختمانی در نوع طراحی و مصالح به کار گرفته به گونه ای باشد که استعداد اتلاف هوای گرم داشته باشد و ساختمان مورد نظر به سیسـتم گرمـایش از کـف مجهـز شده باشد به دلیل عدم تولید تـوده هـوای گـرم در سیسـتم مـذکور بخـش زیادی از انرژی هدر نمی رود . در صورتیکه اگر همان ساختمان به سیسـتم رادیاتوری مجهز گردد به دلیل تولید توده هوای گرم خـود بـه خـود مقـدار زیادی از انرژی هدر می رود.
ب) دومین وجه امتیاز از سیستم های گرمـایش از کـف بـه افـزایش دمـای تابشی متوسط در این سیستم در مقایسه با سیستم های جایجـایی هـوا بـر
می گردد. انجمن مهندسین گرمـایش ، سـرمایش و تهویـه مطبـوع آمریکـا دراستاندارد ASHRAE Standard 55-92 به تشـریح پارامترهـای لازم
جهت تامین آسایش دمائی پرداخته است. در ایـن اسـتاندارد شـش پـارامتر

اولین کنفرانس بین المللی تهویهمطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی HVACConf-1-023

اصلی که جهت تامین آسایش دمایی باید در حدود قابل قبولی کنترل شوند

بدین ترتیب ذکر شده اند :
-۱ سطح فعالیت (Activity level)
-2 مقاومت پوشش لباس ( (clothing insulating value -3 سرعت هوا (Air Velocity)
-1 رطوبت (humidity)
-2 دمای هوا((Air Temperature
– 3 دمای تابش متوسط((Mean Radiant Temperature

نکته مهم اینکه دمای تابشـی متوسـط تـامین شـده توسـط سیسـتم هـای گرمایش از کف ارائه شده در این استاندارد تطابق دارد. در صـورتیکه دمـای تابشی متوسط که به واسطه سیستم جاجایی هوا تامین می گـردد از حـدود مشخص شده در این استاندارد کمتر می باشـد و بـه همـین دلیـل مصـرف انرژی در سیستم های جابجایی هوا نسبت به سیسـتم گرمـایش تابشـی بـه طور قابل توجهی افزایش می یابد. لـذا سیسـتم گرمـایش از کـف بـه دلیـل ساختار تابشی ضمن کاهش مصرف انـرژی نسـبت بـه سـایر سیسـتم هـای گرمائی، آسایش دمایی را در حدود قابل قبول استانداردهای مربوطه تـامین می نماید.

نظر به دو عامل فوق و فاکتورهای برتـری بخـش سیسـتم گرمـایش از کـف نسبت به سیستم های رادیاتوری در کشورهای غربی که بـه دلیـل نداشـتن منابع انرژی فسیلی، قیمت انرژی در آن کشورها واقعی اسـت و حتـی بـرای جلوگیری از اتلاف هـوای گـرم در سیسـتم هـای رادیـاتوری طراحـی هـای مناسبی صورت می گیرد. مهندسان تاسیسات در آن کشورها طبـق توصـیه انجمن ها و تولید کنندگان سیسـتم هـای گرمـایش از کـف ذیـربط میـزان مصرف انرژی را در سیستم های گرمایش از تا میزان %۳۰ کمتر از سیسـتم های رادیاتوری در نظر می گیرند.
در بررسی قبض گاز ساختمان هایی که به این سیستم گرمائی مجهـز شـده اند با قبض ساختمانهای مشابهی که به سیستم رادیاتوری مجهـز شـده انـد مورد مقایسه قرار گرفته است . پیش بینی می گـردد در نظـر گـرفتن %۴۰
بهینه سازی در مصرف انرژی برای طراحی های سنتی کشور ایـران عـددی مطلوب باشد و لذا در یک طرح خوب به سایر مهندسان توصیه میشود برای رسیدن به مقدار انرژی لازم در سیستم گرمایش از کف ، اتلاف حرارتی را در سیستم های رادیاتوری محاسبه نمـوده و % ۴۰ از کـل مقـدار آن بکاهنـد و بدین ترتیب مقدار انـرژی لازم در سیسـتم گرمـایش از کـف جهـت تـامین شرایط آسایش گرمائی ساکنان را محاسبه نمایند.

– روش طراحی

محاسبات مقدار حرارت مورد نیاز با توجه به مقدمه ذکر شده حرارت مورد نیـاز در سیسـتم گرمـایش از کـف
جهت تامین شرایط آسایش گرمائی ساکنان محاسبه می شود.
محاسبه مقدار شار گرمایی با داشتن مقدار حرارت مـورد نیـاز جهـت تـامین شـرایط آسـایش گرمـائی
ساکنان و سطح خالص گرمایش از کف مقدار شار گرمایی بدسـت مـی آیـد.

قابل توجه است سطح خالص گرمایش از کف شـامل سـطوح کـف کمـدها، زیرکابینت ها و یخچالها که در طراحی رادیاتور گرمایش از کف حضور ندارند نمی باشد.
پارامتر مهمی که در این مرحله باید مورد بررسی قرار گیرد حـداکثر دمـای سطح کف میباشد. مطابق جدول ذیل برای تامین هر یـک از مقـادیر شـارژ

گرمائی با توجه به اینکه دمای اتاق متناظر یک دمای سطح مشـخص اسـت.

لذا با توجه به جدول ذیل دمای سطحی که موجب تامین شار گرمائی مـورد نیاز می گردد محاسبه می گردد.
حداکثر دمای کف اتاق هایی که اتلاف گرمـای زیـادی دارنـد ، حمـام هـا و ورودی های ساختمان ۹۰ درجه فارنهایت در نظر گرفته شود.
حداکثر دمای کف اتاق هایی که اتلاف گرمای زیـادی ندارنـد ، آشـپزخانه و پذیرائی ۸۵ درجه فازنهایت در نظر گرفته شود.

شار گرمائی دمای اتاق
Btu/h
60 F 65 F 68 F 70 F 72 75 F
10 65 70 73 75 77 80
15 67,5 72,5 75,5 77,5 79,5 82,5
20 70 75,5 78 80 82 85,5
25 72,5 77,5 80,5 82,5 84,5 87,5
30 75 80 83 85 87 90
35 77,5 82,5 85,5 87,5 89,5 92,5
40 80 85 88 90 92 95
45 82,5 87,5 90,5 92,5 94,5 97,5
50 58 90 93 95 97 100

با در نظر گرفتن جدول زیر ، فواصل بین لوله هـا بـا توجـه بـه مقـدار شـار گرمائی مورد نیاز وسایز لوله مصرفی محاسبه میگردد .

شار گرمائی سایز لوله و فواصل بین لوله ها (سانتیمتر)
W/m
9-12 12-16 16-20 20-25
0-32 25 30 30 35
32-63 25 30 30 35
63-95 15 25 25 30
95-126 10 15 20 25

انتخاب فواصل بین لوله ها

فاصله بین لوله ها در سیستم گرمایش از کف ارتباط مستقیم با مقـدار شـار گرمایی ، دمای آب ورودی و آسایش کارکنانا دارد. جـدول شـماره ۵ فاصـله پیشنهادی بین لوله ها را در حالت های مختلف مسکونی و تجاری ارائه داده است.
تذکر : طراحی اغلب ساختمان های مسکونی و مراکز کم جمعیت تجاری بـا لوله سایز ۱۶-۱۲ انجام می گیرد.
هرچند در برخی از طرح ها ممکن است از لوله های سایز ۱۲-۹ یـا ۲۰-۱۶
نیز استفاده گردد.

سطوح سایز لوله مصرفی و فواصـل بـین لولـه هـا
(سانتیمتر)
۹-۱۲ ۱۲-۱۶ ۱۶-۲۰
۱ تا ۱,۵ متر ۱۵ ۱۵ ۲۰
(حاشیه سرد طبقات)

۵

اولین کنفرانس بین المللی تهویهمطبوع و تاسیسات حرارتی و برودتی HVACConf-1-023

۱ تا ۱,۵ متر ۱۰ ۱۰ ۱۵
(حاشیه سرد طبقه اخر)
اتاق خواب ۱۵ ۲۰-۲۵ ۲۵-۳۰
حمام – اشپزخانه ۱۵ ۲۰ —-
اتاق پذیرائی – ناهار خوری ۱۵-۲۰ ۲۰-۳۰ ۲۵-۳۵
دفتر کار – کلاس درس —- ۲۰-۳۰ ۳۰

پوشش کف

پوشش کف از پارامترهای موثر در طراحی سیستم گرمایش از کف می باشد.

پوششهای مختلف کف دارای مقادیر مختلف مقاومت حرارتی می باشند کـه بایدتوسط طراح وارد فرایند طراحی گردند.

مقادیر مختلف مقاومت حرارتی انواع پوشش هـا در جـدول شـماره ۷ آمـده است. اگر در طرح شـما از پوشـش هـای مختلـف کـف در قسـمت معینـی استفاده شده است باید آن مقادیر را با هم جمع کنید تا مقاومت کلی سطح
مورد نظر بدست آید. توصـیه مـی شـود مجمـوع مقاومـت پوشـش کـف از m2k/w0,44 بیشتر نباشد.

-میانگین دمای آب

میانگین دمای آب سیستم گرمایش از کف با توجه به پارامترهای پارگرمایی موردنیاز و مقاومت حرارتی سطح گرمایش از کف و استفاده از نمودار شماره یک قابل محاسبه است.

به طور کلی حداکثرمیانگین دمای آب در سیستم گرمایش از کـف بـا ورقـه بتونی می باشد.

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 9700 تومان در 7 صفحه
97,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد