دانلود مقاله گرماسازهای ساختمانی

بخشی از مقاله

فهرست:
بهينه سازي مصرف انرژي در ساختمان
نگاهي بر معماري گرمايشي ساختمانهاي EFEM
رادیاتور شوفاژ در طرح تار عنکبوتی ، نسل جديد سيستم هاي گرمايشي
آشنايي با شوفاژهاي ديواري
مضرات رسوبات سيستم گرمايشي شوفاژ
انتخاب ديگ شوفاژ
معرفي سيستم هاي گرمايشي تابشي

منابع:

www.sharifnews.com

www.ehsaneamiri.com

بهينه سازي مصرف انرژي در ساختمان
توجه به طبيعت در معماري از قرن 19 آغاز شد. جان راسكين توجه معماران را به نظم هارمونيك و متوازني جلب كرد كه در طبيعت وجود دارد. ويليام موريس به موضوع بازگشت به زندگي در اطراف و حومه سبز شهرها اشاره كرد تا بتوان از طبيعت بهره برد.برخي از معماران براي ايجاد پيوند و هماهنگي بين انسان و محيط طبيعي از طريق فضاي معماري به فكر استفاده از مصالح و مواد طبيعي و در مواردي كاربرد روشهاي بومي افتادند. رايت و حسن فتحي را مي توان از جمله اين معماران به شمار آورد.

كاربرد روز افزون و گريزناپذير تكنولوژي صنعتي و سپس تكنولوژي الكترونيك موجب شد كه گروهي از معماران و شهرسازان در پي يافتن راه حلهايي براي آشتي دادن تكنولوژي پيچيده با طراحي و مسايل محيطي باشند.به همين سبب كاربرد تكنولوژي پيچيده و كم توجهي به مسائل محيطي در طراحي و احداث فضاهاي معماري و شهري چندان دوام نياورد و به ويژه پس از مسئله بحران انرژي، موضوع هماهنگ سازي فضاي معماري با محيط طبيعي مورد توجه قرار گرفت و معماري (اكوتك) به تدريج جايگزين معماري (هاي تك) گرديد كه از دهه 1990 مورد توجه واقع شده بود.

در پايان قرن بيستم، شماري از تركيبهاي جالب طراحي ساختمان پديد آمد كه به عنوان آثار اكوتك شناخته شد و به اين ترتيب استفاده از تكنولوژي عالي با توجه به ملاحظات محيطي صورت گرفت. نحوه و چگونگي استفاده از اين تكنولوژي در هماهنگي با محيط طبيعي در همه انواع بناها يكسان نبوده و نخواهد بود. در برخي از بناهاي مهم و شاخص معماري و شهري گاه از آخرين ابداعات فني استفاده مي شود به گونه اي كه به نظر مي رسد استفاده از آن روشها براي كشورهاي در حال توسعه گاه در دوره معاصر چندان مقدور نيست، اماتجربيات كشورهاي اروپايي در برخي از زمينه ها به ويژه در مورد بعضي از بناهاي كوچك مانند واحدهاي مسكوني مي تواند بسيار سودمند باشد. به همين سبب نمونه اي از اقدامات نسبتاً ساده در زمينه طراحي و ساخت واحدهاي مسكوني بدون استفاده از سيستم گرم كننده معرفي مي شود. توجه به طراحي چنين واحدهايي از يك سو به دليل كمبود سوختهاي فسيلي و از سوي ديگر به سبب آلوده زا بودن سوختهاي فسيلي گرم كردن يا خنك كردن و تهويه ساختمانها باشند و هم زمان با آن تلاش كنند كه از اتلاف انرژي در بناها جلوگيري كنند تا به اين وسيله اساساً به سوخت و انرژي كمتري نياز باشد و ميزان آلودگي هاي محيطي نيز به حداقل ممكن كاهش يابد. به همين منظور در برخي از تجربيات تلاش مي شود با عايق كاري مناسب بنا به انرژي كمتري نياز باشد.

نگاهي بر معماري گرمايشي ساختمانهاي EFEM
مجموعه سكونت گاه هايي كه در بستر يك محيط طبيعي و سبز در بيست كيلومتري جنوب شهر گوتنبرگ در سوئد متشكل از بيست خانه تراس دار طراحي و ساخته شده اند به گونه اي است كه در طراحي و ساخت آنها تلاش شده از كمترين مقدار انرژي استفاده شود.

اين مجموعه توسط شركت EFEM با همكاري چند دانشگاه و مركز تحقيقاتي از جمله دانشگاه تكنولوژي چالمرز، شوراي تحقيقات ساختماني سوئد و مؤسسه ملي تحقيقات و آزمايش سوئد؛ بررسي، طراحي و ساخته شده است.

اين واحدهاي مسكوني به گونه اي طراحي و ساخته شده اند كه ضمن دارا بودن نمايي زيبا، مصرف انرژي را به حداقل ممكن كاهش مي‌دهند. نماي جنوبي هر ساختمان امكان استفاده كامل از نور و حرارت خورشيد را در زمستان ميسر مي كند. بالكنها و پيش‌آمدگي‌هاي بالاي پنجره ها مانع تابش زياد خورشيد به فضاهاي دروني در هنگام تابستان مي شوند.

پنجره ها به صورت دو جداره ساخته شده اند تا انتقال حرارت و برودت به حداقل ممكن برسد. همچنين به وجهي مطلوب در برابر نفوذ هوا مقاوم و با دقت ساخته شده اند. پنجره اي در بالاي پلكان و بر روي بام وجود دارد كه از يك سو نور فضاي مركزي خانه را تأمين مي كند و از سوي ديگر براي تهويه ساختمان در تابستان مورد استفاده قرار مي گيرد.

ديوارهاي خارجي و سقف، ضخيم و با چند لايه عايق طراحي و ساخته شده اند و به اين ترتيب تبادل حرارتي و برودتي بين فضاي داخل و خارج بنا بسيار اندك و ناچيز است. كف ساختمان نيز كاملاً عايق كاري شده است.

بخشي از گرماي مورد نياز داخل ساختمان از طريق حرارت ناشي از ساختمان خانه، لامپها و وسايل برقي تأمين مي شود. بخش اندكي از انرژي و حرارت مورد نياز در فصل سرما توسط وسايل گرماساز تأمين مي شود. براي گرم كردن بخشي از آب گرم مورد نياز از كلكتورهاي خورشيدي كه سطح آن حدود پنج متر مربع است و بر روي بام نصب شده، استفاده مي شود، كه به اين ترتيب حدود نيمي از آب گرم مورد نياز تأمين مي شود.

تهويه خانه در تابستان به طور عمده توسط باز كردن پنجره ها صورت مي گيرد. البته كنترل جريان هوا چه در تابستان و چه در زمستان به نحوي است كه شرايط مساعدي براي ساكنان فراهم مي آورد، به همين دليل براي بخش ورودي ساختمان ها كه در جبهه شمالي هر واحد مسكوني قرار دارد، يك فضاي واسط و جداكننده در نظر گرفته شده كه در ساختمان بدون واسطه به فضاي بيرون باز نشود و به اين ترتيب تبادل حرارتي و برودتي در كم ترين حد انجام مي شود.
رادیاتور شوفاژ در طرح تار عنکبوتی ، نسل جديد سيستم هاي گرمايشي

چه قدر به معماری و دکوراسیون منازل خودتان اهمیت می دهید؟ آیا همیشه به دنبال اشیا گران قیمت و عتیقه هستید و یا اینکه ترجیح می دهید با وسایل فانتزی و شاید هم عجیب منازل خود را زیبا سازید؟ این عکس متعلق به یک رادیاتور ژو فاژ است که به طرح " تار عنکبوتی " معروف است. سیستم گرمایشی آن به گو نه ای ست که لوله های آب گرم آن در طرحی شبیه به تار عنکبوت بر روی سطح فلزی که رسانایی گرمایی آن نسبتا بالاست تعبیه شده است. خودنان تصمیم بگیرید. آیا به نظرتان زیباست و می تواند جلوه ای دیگر به اتاق پذیرایی شما بدهد؟!!
آشنايي با شوفاژهاي ديواري
• شوفاژ ديواری چيست؟
• مزاياي شوفاژ ديواري چيست؟
• سيستم احتراق بسته چيست؟
• عملكرد مدارهاي گرمايش و آبگرم مصرفي چگونه است؟
شوفاژ ديواري كه بعضا با نام پكيج شناخته شده است، محصولي است كه گرمايش و آب گرم بهداشتي اماكن مختلف را تامين مي كند. اين دستگاه به گونه اي طراحي شده است كه اجزاي تشكيل دهنده مدارهاي گاز، گرمايش، آب گرم مصرفي و سيستم كنترلي اين مدارها در مجموعه اي كوچك قرار دارد و به علت وزن كم قابل نصب روي ديوار مي باشد. به اين ترتيب با استفاده از آن نياز به احداث موتورخانه در ساختمان ها منتفي خواهد شد.

• شوفاژ ديواري بوتان، با وجود كوچكي، معادل يك موتورخانه عمل مي كند. استفاده از اين دستگاه امكاناتي نظير: استقلال واحد مسكوني در تامين آبگرم و گر مايش، فضاي مفيد بيشتر در مقايسه با موتورخانه، و سرويس و نصب آسان را در اختيار مشتري قرار مي دهد. علاوه بر اين مزيت ها، مشتري در هزينه هاي تاسيساتي و نيز مصرف گاز نيز صرفه جويي مي نمايد.

• همانطور که از نام آن مشخص است، سيستم احتراق بسته امکانی برای تثبيت وضعيت هوا می باشد. اين سيستم به گونه ای عمل می کند که هوای مورد نياز برای احتراق از لوله بيرونی دودکش وارد می شود و دود حاصل از احتراق، از لوله داخلی خارج می شود. بدين ترتيب هيچ تغييری در ميزان اکسيزن موجو در هوای محل نصب ايجاد نمی شود.

• عملكرد زمستاني: اين دستگاه در فصل زمستان آبگرم مدار گرمايش را تامين مي كند. وقتي شيرآب گرم مصرفي بازشود با عبور جريان اب از سوييچ جربان، اين سوييچ فعال شده و با ارسال فرمان به شير سه طرفه برقي از طريق برد كنترل الكترونيك، مدار رادياتورها موقتا قطع شده و آب مدار گرمايش به مبدل حرارتي ثانويه هدايت مي شود. به اين ترتيب آبگرم مصرفي بصورت فوري تامين مي گردد. بلافاصله پس از بسته شدن شير آب گرم مصرفي، شير سه طرفه برقي بطور اتوماتيك آب گرم مدار گرمايش را به مدار رادياتورها هدايت مي كند.

• عملكرد تابستاني: در اين حالت دستگاه تنها در هنگام نياز به تامين آبگرم مصرفي به صورت اتوماتيك روشن مي شود . هنگاميكه مصرف كننده يكي از شيرهاي آب گرم را باز نمايد، فرمان روشن شدن مشعل از طريق سوييچ جريان و برد كنترل الكترونيك صادر شده و آبگرم مصرفي با بهره گيري از مبدل حرارتي ثانويه به صورت فوري تامين مي شود. با بسته شدن شير آبگرم مصرفي، بلافاصله دستگاه خاموش مي شود

مضرات رسوبات سيستم گرمايشي شوفاژ
تشکیل رسوب بر روی سطوح حرارتی (سمت آب)، ناشی از ناخالصی در آب تغذیه دیگ بخار می باشد. این ناخالصی ها در تمام منابع طبیعی آب، شامل رودخانه ها، چشمه ها، دریاها وجود دارند.

جهت جلوگیری از ایجاد رسوب که منجر به ایجاد مشکلات جدی در عملکرد درست دیگ های بخار می گردد، لازم است این ناخالصی ها از آب تغذیه دیگ حذف گردند.

مهمترین این ناخاللصی ها، ملاح کلسیم Ca، منیزمیم Mg و سیلیس Si می باشند، که بنام املاح سختی معروف هستند.
وجود این املاح در آب تغذیه دیگ، باعث تشکیل رسوب در داخل دیگ می گردد. این رسوبات که عایقهای نسبتا خوبی می باشند با در برگرفتن سطوح منتقل کننده گرما، مانع از تبادل حرارتی دما بین گازهای داغ حاصل از احتراق داخل کوره و لوله ها با آب داخل دیگ می شوند. این عدم تبادل گرمایی، ضمن آنکه موجب پایین آمدن راندمان دیگ و درنتیجه افزایش مصرف سوخت و انرژی خواهد شد، پیامدهای دیگری چون افزایش دمای فلز در معرض رسوب و در نهایت تغییر شکل فلز و افزایش تنش در کوره یا صفحات شبکیه و در آخر ترکیدگی و پیشامدهای مصیبت بار دیگر را در پی خواهد داشت.

فرآیندهای منجر به خوردگی نیز در حضور رسوبات، سرعت بیشتری می گیرند و آسیب های وارده نیز متنوع تر خواهند بود.

آب سخت، علاوه بر ایجاد رسوب و پیامدهای ناشی از آن، موجب بالا رفتن مجموع املاح محلول (TDS) داخل دیگ نیز می گردد.بالا بودن TDS و قلیائیت ممکن است منجر به ایجاد کف و غلیان در داخل دیگ گردد.در این حالت سطح آب در حالت نرمال می باشد ولی مقادیری آب همراه با بخار از دیگ خارج می شود که منجر به ایجاد حالتهای خطرناکی نظیر ضربه قوچ یا اخلال در سیستمهای مصرف کننده فرآیندی خواهد شد.

انتخاب ديگ شوفاژ
امروزه مهندساني كه براي صاحبان ساختمانها كار مي كنند در هنگام انتخاب ديگ هاي گرمايش آب تاسيسات ساختمانها گزينه هاي متنوعي را در اختيار دارند. اين گزينه ها انواع ديگ هاي قطعاتي چدني ، ديگ با لوله هاي فولادي اعم از لوله هاي آتش يا آب . ديگ با لوله هاي پره دار مسي و ديگ هاي چگالشي را در بر مي گيرد. تمام اين انواع مختلف امروزه در پروژه هاي ساخت و ساز بكار برده مي شوند.

با وجود اين همه تنوع انتخاب ، يك مالك و يا مهندس طراح تاسيسات ساختمان ممكن است با آخرين ويژگي هاي عرضه شده در طراحي ديگ ها آشنايي نداشته و يا نتواند براحتي با مدل هايي كه كاملا امتحان خود را در بازار پس نداده اند كنار بيايد. بسياري از مالكان و مهندسان با مدل هاي خاصي از ديگ ها آشنايي دارند و يا برنامه هاي نگهداري خود را حول نوع خاصي از ديگ ها طرح ريزي كرده اند. چه بسا اين گونه افراد براي پروژه هاي جديد و يا برنامه هاي اصلاح ديگ هاي موجودشان چيزي به نام تغيير مدل ديگ ها را به حساب هم نمي آورند.

ديگ فولادي يا مسي؟
هنگاميكه مهندسي شروع به فكر كردن در باره نوع ديگ جهت استفاده در پروژه خاصي مي كند ، نتيجه اي كه نهايتا حاصل مي شود انتخاب ديگ فولادي به جاي ديگ مسي است. با وجوديكه ديگ هاي قطعاتي چدني و ديگهايي كه مبدل هاي حرارتي فولاد ضد زنگ در آنها بكار رفته است هم اكنون در بازار موجود بوده و در برخي پروژها مورد استفاده قرار مي گيرند ، با اين حال انتخاب ديگ فولادي همچنان انتخاب برتر محسوب مي شود. درك تفاوت هاي طراحي ديگ با لوله هاي فولادي و ديگ با لوله هاي مسي از نظر كاربرد مناسب اين مدل ها در تاسيسات حائز اهميت است.

كاربرد ديگ هاي داراي لوله هاي فولادي مدتها قبل از ديگ هاي با لوله مسي شروع شده و محدوده تنوع مدلهاي آن بسيار وسيع تر مي باشد و انواع ديگ با لوله هاي آتش ، با لوله هاي آب ، با لوله هاي آب انعطافي (فلكس تيوب) و با لوله هاي آب مايل را در بر مي گيرد.در اكثر كاربردهاي گرمايش آب در تاسيسات تجاري استفاده از ديگ هاي داراي لوله هاي انعطافي و لوله هاي آب مايل نسبت ديگ هاي داراي لوله هاي آتش رايج تر است.

اكثر مدل هاي لوله انعطافي داراي 5 فوت مكعب سطح گرمايشهستند. زياد بودن مقدار سطح گرمايش تنها معيار برخي از مهندسان در انتخاب ديگ پروژه مي باشد. اما سنجش توان يك ديگ تنها بر اساس ميزان فوت مكعب سطح گرمايش امروزه ديگر يك نرم كاري قديمي محسوب مي شود. اين نوع سنجش سالها پيش، زماني كه ذغال سنگ و گازوئيل و مازوت سوخت اغلب ديگ ها بودند و وجود سطح گرمايش اضافي براي مقابله با رسوب گيري ناشي از اين سوخت ها اهميت زيادي داشت ابداع شده است ، معيار سنجش مذكور اين موضوع را كه آيا طراحي ديگ قادر به جذب يكنواخت حرارت در تمام سطح لوله ديگ مي باشد يا خير در نظر نمي گيرد.

ديگ هاي مسي در اواخر دهه 1940 ، پس از جنگ جهاني دوم به بازار آمدند. براي اكثر مهندسان سالها طول كشيده است تا ديگ هاي لوله مسي را بر ديگ هاي لوله فولادي ترجيح دهند. مهندسان تاسيسات بزرگ احساس مي كنند كه ديگ هاي لوله مسي تنها از نظر پايين بودن قيمت بهترين انتخاب براي موتورخانه محسوب مي شوند نه بهترين گزينه از جميع جهات.
ديگ هاي لوله مسي در حدود 25 تا 30 % از مدل هاي ديگ با لوله انعطافي ارزانترند. پايين تر بودن قيمت اوليه ديگ هاي لوله مسي بطور خودبخودي نزد تعدادي از مهندسان به معناي كمتر بودن قابل ملاحظه طول عمر ديگ تلقي شده است. اما بسياري ديگر نيز بر اين باورند كه ديگ هاي لوله مسي با لوله پره دار امروزه بهترين انتخاب براي ساختمانهاي تجاري مي باشد. پايين تر بودن قيمت اوليه و تقاضا براي راندمان هاي بالاتر ، انعطاف پذيري در انتخاب گزينه هاي تخليه دود احتراق ، و نياز به فضاي نصب كوچكتر سبب گرايش بازار به سمت ديگ هاي لوله مسي شده است.
دماي آب برگشتي :
در هنگام انتخاب و نصب هر نوع ديگ آب گرم در سيستم ، دماي آب برگشتي بايد در نظر گرفته شود. دماي برگشت آب گرم سيستم تهويه مطبوع كليد كاربرد هر نوع ديگي در سيستم محسوب مي شود. ديگ و آب گرم به يكديگر وابسته اند. البته اين نكته بديهي به نظر مي رسد. اما بروز اشكالات در سيستم و خرابي ديگ اغلب در مواردي رخ مي دهد كه ديگ استفاده شده با سيستم تهويه مطبوع سازگاري ندارد. راندمان ديگ به دماي آب برگشتي و بار ديگ بستگي دارد.

دماي آب برگشتي ديگ هاي غير چگالشي بايد بين 130 تا 140 درجه سانتيگراد باشد تا از تقطير گازهاي تنوره جلوگيري شود. تقطير باعث خرابي ديگ و كوتاه شدن عمر مفيد آن شده و به بروز اشكال در برنامه هاي نگهداري و تعميرات منجر مي شود. اگر طراحي سيستم به حد كافي بالا بودن درجه حرارت آب برگشتي را تا حدي كه از تقطير جلوگيري كند تضمين ننمايد ، ديگ هاي داراي لوله فولادي و يا مسي دچار خرابي مي شوند. در صورت پايين بودن دماي آب برگشتي بايستي نسبت به مواردي از قبيل سيستم هاي پمپاژ آب گرم ، ذوب كردن برف ، و تنظيم دريجه هواي خارج (outdoor air reset) توجه كافي مبذول گردد تا از بالاتر بودن دماي آب برگشتي نسبت به نقطه شبنم گازهاي تنوره اطمينان حاصل شود.

ديگ هاي چگالشي يك انتخاب عالي براي سيستم هاي پمپاژ منابع آب گرم مي باشند زيرا دماي آب برگشتي در اين سيستم ها از سيستم هاي ديگر كمتر است. دماي آب برگشتي در اين سيستم ها در حدود 60 درجه سانتيگراد است ، كه براي ديگ هاي چگالشي مطلوب است. راندمان ديگ هاي چگالشي با پايين آمدن دماي آب برگشتي بهبود مي يابد.

منحني هاي راندمان دليل مناسب نبودن ديگ هاي چگالشي براي سيستم هايي كه درجه حرارت آب برگشتي آنها بالاتر از 140 درجه است را نشان مي دهند.