آشنايي با سيستمهاي گرمايش از كف

نوشته شده توسط

«آشنايي با سيستمهاي گرمايش از كف»


• آشنايي با سيستمهاي گرمايش از كف:
با افزايش روز افزون جمعيت و همچنين كاهش منابع انرژي، مصرف بهينه انرژي امري بديهي مي باشد. در اين راستا نقش سيستم هاي گرمايشي بهينه ساختمان ها و مجتمع هاي مسكوني، در كنترل و بهينه سازي مصرف انرژي مهم وقابل تامل مي باشد.
سيستم حرارتي گرمايش از كف كه در آن انتقال حرارت به صورت تشعشعي (تابشي) است در مقایسه با سایر سیستم های حرارتی نه تنها باعث صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی در فرآیند گرمایشی می شود، بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری است.‏‏‎
در سالهاي اخير، سيستم گرمايشي از كف در كشورهاي اروپائي و آمريكا بسيار متداول شده است و دليل اين گسترش روزافزون، بهينه بودن مصرف انرژي، توزيع يكسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشكلات موجود در ساير روش ها، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد.
استفاده از روش گرمايش از كف جهت گرمايش محل سكونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است. بطوريكه رومي ها زير كف را كانال كشي كرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و كره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينكه از دودكش عبور كند از زير كف انتقال مي دادند. در سال 1940 نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير كف قرار داد. دركشور ايران نيز درمناطق كوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته كه بيشترين مورد استفاده آن درحمام ها بود.
به طور كلي سه نوع روش گرمايش از كف موجود است:
1-گرمايش با هواي گرم 2-گرمايش با جريان الكتريسيته 3-گرمايش با آب گرم
به دليل اينكه هوا نمي تواند گرماي زيادي را درخود نگاه دارد، روش هواي گرم در موارد مسكوني چندان به صرفه نيست و روش الكتريكي نيز فقط زماني مقرون به صرفه است كه قيمت انرژي الكتريكي كم باشد. درمقايسه با دو روش ذكر شده، سيستم گرمايش با آب گرم (هيدروليك) مقرون به صرفه تر و خوشايندتر مي باشد. بدين خاطر سالهاي متوالي در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته است.
روش گرمايش از كف به عنوان راحت ترين، سالم ترين وطبيعي ترين روش براي گرمايش شناخته شده است. همانطور كه افراد دريك روز سرد زمستاني توسط تشعشع خورشيد احساس گرما مي نمايند دراين روش نيز گرما را بوسيله انتقال حرارت تشعشعي(تابشي) از كف دريافت مي كنند و يقيناً احساس آسايش بيشتري خواهند نمود.
در اين سيستم گرمايشي معمولاً دماي آب گرم موجود در لوله هاي كف خواب بين 30 تا60 درجه سانتي گراد مي باشد كه درمقايسه با ساير روشهاي موجود كه دماي آب بين 54 تا 71 درجه سانتي گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژي صرفه جوئي مي شود.
در ساختمان هائي كه داراي سقف بلند مي باشند، استفاده از سيستم گرمايش از كف باعث كاهش مصرف انرژي و صرفه جوئي در مصرف سوخت مي شود، به اين خاطر كه در ساير روشها (مانند رادياتور و بخاري) هواي گرم در اثر كاهش چگالي سبك شده و به سمت سقف مي رود و اولين جائي را كه گرم مي كند سقف مي باشد.

تصویر شماره1: مقایسه سیستم گرمایش از کف با سایر سیستم ها
به علت بالا بودن دماي هوا در كنار سقف ميزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجاي ديگر بيشتر است و اين عامل باعث اتلاف مقدار زيادي انرژي مي شود. در روش گرمايش از كف ابتدا قسمت پائين كه مورد نياز ساكنين است گرم مي شود و هوا با دماي كمتري به سقف مي رسد كه اين يكي از مزاياي اصلي اين سيستم مي باشد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از روش گرمايش از كف كه امروزه بسيار مورد توجه واقع مي شود آسايش و راحتي افراد مي باشد، به طوريكه آسايش و راحتي فرد در محل سكونتش بدون اينكه از هر بابت داراي محدوديت باشد فراهم مي شود. در نظر بگيريد كه بدن شما در يك اتاق بگونه اي گرم شود كه شما در هنگام استراحت هيچگونه هواي گرمي را استنشاق نكنيد وتنفس شما بسيار ملايم صورت گيرد، اين بهترين روش گرم كردن در يك آپارتمان و يا يك منطقه صنعتي است. همه اعضاي بدن شما بخصوص پا كه بيشترين فاصله را با قلب دارد هميشه گرم خواهد ماند و اين براي انسان بسيار مطلوب خواهد بود.

تصویر شماره2: میزان گرما و حرارت در سقف و کف ساختمان در روش های مختلف
همانگونه كه قبلاً اشاره شد در گرمايش بوسيله رادياتور يا بخاري، دماي قسمت پائين اتاق سردتر از بالاي آن مي باشد. سيستم گرمايش از كف برخلاف رادياتور كه هواي محل سكونت را به دليل گرماي بيش ازحد خشك مي كند، رطوبت را درحد متعادل نگه مي دارد.
همانطور كه مي دانيد بيشتر افراد از كثيف شدن ديوارها و محيط زندگي در اثر استفاده ازمنابع گرمايي همچون بخاري و رادياتور احساس نارضايتي مي كنند. از آنجا كه درسيستم گرمايش از كف جريان هوا به آرامي از پايين به بالا مي باشد بنابراين ديوارها پاكيزه مي مانند. استفاده از اين سيستم در مكانهايي همچون آشپزخانه و حمام كه كف آنها معمولاً خيس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشك شدن كف مي شود.

تصویر شماره3: امکان استفاده از این سیستم در فضا های مرطوب
يكي ديگر از فوايد سيستم گرمايش از كف اين است كه ديگر فضاي منزل يا محل كار توسط دستگاههاي رادياتور و بخاري اشغال نمي شود و به همين منظور آزادي بيشتري در تغيير دكوراسيون محل زندگي خواهيد داشت.

تصویر شماره 4: آزاد شدن فضا برای چیدمان
براي پوشش كف می توان از هر نوع مصالحي ازجمله سنگ، سراميك، كاشي پاركت چوب وفرش نيز استفاده كرد بدون اينكه تأثيري درگرماي مطلوب محيط بگذارد.

تصویر شماره5: استفاده از مصالح مختلف برای کف فضا های مجهز به سیستم گرمایشی از کف
يكي ديگر از مزاياي استفاده از سيستم گرمايش از كف، استفاده از اين روش براي ذوب يخ يا برف موجود در پياده روها، لنگرگاههاي بارگيري، جاده ها، ورودي ساختمانها و بيمارستانها، باند فرود هواپيما و زمينهاي ورزشي از جمله زمين فوتبال وغيره كه دسترسي آسان و سريع به محل الزامي است مي باشد. بطوريكه اين روش علاوه بركاهش هزينه هاي برف روبي و نمك پاشي، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسيار موثر خواهد بود.
• فواید استفاده از سیستم های گرمایش از کف
آسايش و آرامش در بالاترين حد ممکن: درجه حرارت ثابت و دائمي دركليه طول زمستان در نزديكي كف ساختمان و در محلي كه شما قرار داريد وجود خواهد داشت. اين حالت بسيار دلپذيري است كه محيط اطراف پا گرم بوده و هواي مورد تنفس گرماي زيادي نداشته باشد.

تصویر شماره6: گرما در کف ساختمان
ثابت بودن حرارت: بعلت جرمِ بسيارِ پوششِ كفِ ساختمان، در صورت قطع برق و يا عوامل ديگر كه باعث توقف حرارت دهي مركزي است، مدت زمان سرد شدن آپارتمان بسيار طولاني تر از ساير روشها مي باشد. در اين سيستم ابتدا مدت زماني طول مي كشد تا كف زمين به درجه حرارت مطلوب برسد ولي پس از گرم شدن، اين حرارت به صورت باثبات تری در طول مدت زمستان مورد استفاده قرارخواهد گرفت .
سبكي وزن ساختمان، افزايش ارتفاع اتاقها: بعلت استفاده از يك نوع لوله با سايز پائين و همچنين حذف عبور لوله هاي تاسيساتي از روي يكديگر (كه عموما باعث بالا آمدن كف واحدها و پر كردن كف در زمان ساخت مي شود) ضخامت پوشش به مقدار زيادي كاهش مي يابد. اين امر ضمن كم كردن وزن ساختمان و در نتيجه استقامت بيشتر آن موجب افزايش ارتفاع سقف واحدها نيز مي گردد.

تصویر شماره7: فضای اشغال شده در کف
صرفه جويي در مصرف سوخت: بعلت تماس مستقيم افراد با منبع گرمايش درجه حرارت اتاق در درجات پائين تري تنظيم مي گردد. اين امر موجب صرفه جويي 25 الي 40 درصد در مصرف سوخت خواهد شد.

تصویر شماره8: میزان دما در سیستم های گرمایشی مختلف
آزادي عمل در دكوراسيون داخل منزل : بعلت قرار گرفتن اين سيستم در داخل كف زمين اثاثيه را ميتوان در هر گوشه از ساختمان قرار داد . اين امر بخصوص در واحدهاي كوچكتر و اتاق خوابهاي بافضاي محدود ، ملموس تر خواهد بود.

تصویر شماره9: تاًثیر در دکوراسیون فضا
هواي پاكيزه تر و خشك نشدن هوا: در سيستم رادياتوري، عموما هواي اتاق خشك مي شود. در بسياري از موارد با قرار دادن كتري آب به روي رادياتور سعي در افزايش رطوبت اتاق مي شود. اين مشكل در سيستم گرمايش كفي نمودي نخواهد داشت .
تميزي ديوارها و اثاثيه منزل: بعلت سيكل گردش هواي داغ در زمان استفاده از رادياتور عموما ديوارهاي بالاي رادياتور به مرور زمان سياه شده و دوده را بخود جذب مي نمايد. در سيستم گرمايش كفي اين مشكل برطرف شده و ديوارها و ساير لوازم در طول زمان سياه نخواهد شد.
افزايش ارزش منزل: استفاده از سيستم گرمايش كفي موجب افزايش ارزش منازل مي شود اگر چه نصب اين سيستم از لحاظ هزينه تفاوت چنداني با سيستم حرارت توسط رادياتورهاي مرغوب ندارد، ارزش افزوده آن براي ساختمان بسيار بيشتر خواهد بود.
استفاده از منابع حرارتي مختلف: سيستم گرمايش كفي مي تواند از منابع مختلفي براي تامين گرمايش استفاده كند. موتورخانه، پكيچ و حتي حرارت خورشيدي مي توانند در اين سيستم مورد استفاده قرار گيرند.
خشك تر باقي ماندن زمينهاي مرطوب و يا خيس: در صورت نصب سيستم گرمايش كفي در محلهايی مانند آشپزخانه، سرويس هاي بهداشتي و زير زمين، در صورت خيس شدن كفِ اين محلها، بعلت شستشو به سرعت خشك خواهد شد.
• سيستم گرمايش از کف
نصب کلکتور:
برای نصب کلکتور رفت و برگشت در سیستم گرمایش از کف بهتر است از جعبه‌های کلکتور استفاده شود.
استفاده از لوله‌های پلی پروپیلن جهت لوله‌های اصلی ورودی به کلکتورهای رفت و برگشت مجاز نمی‌باشد. توصیه می‌گردد لوله‌های اصلی ورودی به کلکتورها عایق کاری شود، شیر هواگیری اتوماتیک بر روی کلکتورهای رفت و برگشت در نظر گرفته شود، جعبه‌های کلکتور در اندازه‌های 45*45 و 65*45 و 90*45 در نظر گرفته شده است.
کنترل سیستم گرمایش از کف توسط شیرهای دستی که روی کلکتور موجود است امکان پذیر است. همچنین می‌توان از شیرهای ترموستاتیک نیز استفاده نمود. این شیرها بر روی کلکتور نصب شده و با دریافت سیگنال از ترموستات، مدار را قطع و وصل می‌نماید. بدین ترتیب کنترل هر مدار به صورت خودکار توسط ترموستات‌های اتاقی امکان‌پذیر است.
لازم به ذکر است می‌توان از کلکتورهای ویژه SGP که مجهز به شیر هواگیری و شیر تخلیه می‌باشند و برای پروژه‌های کوچک و یا بزرگ با تعداد انشعاب‌های مختلف قابل دسترسی هستند، استفاده نمود.
شیر بای پس: نوعی شیر مخصوص است که با اختلاف فشار جریان آب باز شده و جهت جلوگیری از فشار مضاعف به پمپ، استهلاک و تخریب آن استفاده می‌شود. همچنین باعث یکنواختی جریان آب برای به تعادل رسیدن مدارهای گرمایشی می‌گردد.

تصویر شماره10: فضای داخل کلکتور
عایقکاری:
ابتدا عايق پيراموني نصب مي گردد اين عايق که از جنس XPE می باشد باید پيرامون ديوارها، چهارچوب درها و ستونها و ديگر اجزا ساختمان كه در لايه بتن نفوذ مي كند، نصب گردد. اين عايق به بتن اجازه انبساط مي دهد و از بوجود آمدن پل حرارتي بین ديوارهاي خارجي جلوگيري مي نمايد.
بر روي كف، عايق خوابانده مي شود، حداقل ضخامت عايق كه از جنس XPE است 3cm و در صورتی که فضای زیر کف ساختمان سرد باشد حداقل 4cm در نظر گرفته شده و چگالي آن در هنگام طراحيِ سيستم گرمايش از كف مشخص مي گردد.

تصویر شماره11: عایق کاری
نصب لوله ها
• مطابق نقشه تهیه شده توسط مهندس طراح، تعدادی پاره خط (به عنوان خطوط راهنما) روی عایق رسم می شود.
• مطابق نقشه تهیه شده توسط مهندس طراح و با استفاده از خطوط راهنما، لوله ها را نصب می کنند.
• در فواصل 40 الی 50 سانتیمتر و همچنین در میانه خم ها از بست های نگهدارنده استفاده می شود.
• طول مدارها و فاصله بین لوله ها، باید منطبق بر نقشه تهیه شده توسط مهندس طراح باشند.
• جهت خم نمودن لوله ها حتماً از فنر روکار یا لوله خم کن استفاده نمائید.
لوله پنج لایه به دلیل دارا بودن ساختار و ویژگیهای منحصر به فرد بهترین گزینه برای استفاده در این سیستم می باشد. عمر بالا، مقاومت در برابر خوردگی، عدم رسوب گیری، ضریب انتقال حرارت مطلوب و در نهایت عدم نفوذ پذیری اکسیژن که همواره یکی از مشکلات لوله های پلیمری به شمار می آید، لوله پنج لایه را مناسب ترین گزینه برای رکن اصلی سیستم گرمایش از کف قرار می دهد.
لوله پنج لایه از دو لایه پلیمر، دولایه چسب و یک لایه آلومنیوم تشکیل شده است. لایه درونی و بیرونی از پلیمر خاص بر پایه پلی اتیلن (بسته به نوع کاربرد) تشکیل شده که مقاومت لوله در برابر خوردگی و رسوب پذیری تضمین می کند. لایه میانی که فلز آلومینیوم می باشد به روش Overlap به صورت طولی با تکنولوژی اولتراسونیک جوش می شود. از چسپ برای تلفیق دو لایه درونی و بیرونی پلیمر به آلومینیوم استفاده می شود که نقش مهمی در یکپارچگی و مقاومت لوله دارد.

تصویر شماره12: لوله پنج لایه تصویر شماره13: نصب لوله در سیستم گرمایش از کف


مراحل اجرای لوله گذاری در کف:
اتصال لوله ها به کلکتور
• در زمان اتصال لوله ها به منیفولد این اصل کلی را در خاطر داشته باشید:
همیشه آب گرم از کلکتور رفت خارج شده ودر ابتدا به مرزهای سرد وارد می شود وپس از عبور از مرزهای سرد وارد مرزها و سطوح نیمه سرد می گردد و نهایتاً به کلکتور برمی گردد.
• همیشه لوله ها را به گونه ای به کلکتور وصل کنید که لوله خروجی از کلکتور، آب گرمتر را به مرز سرد برساند.
• برای تمام مدارها یک شیر مستقل نصب نمائید.
• همیشه کلکتور برگشت را بالاتر از کلکتور رفت قرار دهید. این امر باعث می شود هوای موجود در آب با قابلیت بهتری از سیستم خارج شود.
• روی کلکتور بازگشتی، شیر هواگیری تعبیه نمائید.
• به علت تراکم زیاد لوله ها در نزدیکی کلکتور، لوله های ورودی نزدیک به کلکتور را عایقکاری کنید تا از انتقال بیش از حد گرما به سطوح نزدیک به کلکتور جلوگیری شود.
• قسمت خم شده لوله را در یک غلاف محافظ (ازجنس لوله پلیمری) قرار دهید.

تصویر شماره14: قسمت خم شده لوله در یک غلاف محافظ


تست سیستم لوله کشی گرمایش از کف
آزمایش با گاز:
الف) آزمایش با گاز در مورد لوله‌کشی سیستم‌هایی ممکن است انجام گیرد که فشار آزمایش در آنها از 10 بارتجاوز نکند.
ب) آزمایش با گاز ممکن است با هوای فشرده، گاز ازت و یا دیگر گازهای خنثی انجام گیرد.
آزمایش با گاز اکسیژن مجاز نیست.
پ) فشار آزمایش باید دست کم 25/1 برابر فشار کار طبیعی سیستم لوله‌کشی باشد.
حداقل فشار آزمایش در هر حال نباید از 7 بار کمتر باشد.
ت) مدت زمان آزمایش با گاز دست کم باید یک ساعت پیوسته باشد.
عملیات بتن ریزی :
پس از حصول اطمینان از اجرای صحیح سیستم - عملیات بتن ریزی تحت نظارت مهندسین انجام می شود.
- مجموع ضخامت ورقه بتن از روی عایق تا زیر کف پوش ( سنگ - کاشی - سرامیک ....) نباید کمتر از 3 سانتیمتر باشد. لازم به ذکر است برای ساخت ملات بتن باید از مصالح با دانه بندی ریز استفاده شود. (حداکثر اندازه دانه های مصرفی نباید از یک سانتیمتر بیشتر باشد)
- افزایش ضخامت ورقه بتنی تا 50 میلیمتر مشکلی برای سیستم گرمایش از کف ایجاد نمی کند.
- در هنگام اجرای ورقه بتنی حداقل به مدت 2 روز نباید دمای محیط از 5 درجه سانتیگراد کمتر شود.
- در 3 روز اول پس از اجرای ورقه بتنی باید از خشک شدن آن محافظت گردد.
- در طی 7 روز پس از بتن ریزی - ورقه بتنی نباید تحت بارهای بیشتر از وزن انسان قرار گیرد.

تصویر شماره15: بتن ریزی
• سیستم سرمایش از کف
سیستم سرمایش از کف نیز همانند گرمایش از کف، سیستم نوینی است که هدف را در سرمایش ساکنان ساختمانها قرار داده است. در این سیستم نیز شما بدون هزینه تاسیساتی مضاعف و با همان لوله کشی که برای گرمایش از کف قرار داده اید می توانید مسیر ورودی کلکتور را به تجهیزات (چیلرهای آپارتمانی) سرمایشی جدید SGP وصل کرده و سرمایش مطبوعی را در فصول گرم سال تجربه کنید.
• تاًٌمین انرژی مورد نیاز سیستم گرمایش از کف

استفاده از پکیج یا موتورخانه برای تأمین انرژی مورد نیاز سیستم گرمایش از کف امکان پذیر است.
پکیج :
در صورت استفاده از پکیج برای تأمین انرژی سیستم گرمایش از کف، پکیج مورد استفاده باید دارای کنترل دو منظوره باشد (کنترلر دمای آب سیستم گرمایشی مستقل از کنترل دمای آب گرم مصرفی باشد).
موتورخانه :
نصب پمپ سیستم گرمایش از کف روی مسیر برگشت به هیچ عنوان مجاز نمی باشد و الزاماً لازم است بر روی مسیر رفت (و بعد از محل اتصال منبع انبساط به سیستم گرمایشی) قرارگیرد.
در صورت نصب پمپ در مسیر برگشت، امکان ورود هوا به سیستم از شیرهای هواگیری واتصالات آب بندی نشده بوجود آمده وهمچنین فشار مثبت در ورودی پمپ تأمین نمی گردد.

تصویر شماره16: طرح موتور خانه جهت تامين آب گرم سيستم گرمايش از کف



تصویر شماره17: آرایش لوله ها در کف تصویر شماره18: اتصال لوله به کلکتور
• بررسی تفاوت کلی بین سیستم گرمایش از کف و سایر روش ها
سیستم گرمایش از کف بیش از ۵۰ ٪ از حرارت خود را از طریق تابش انتقال می‌دهد در صورتی که در شوفاژ تنها ۵ ٪ بوسیله تابش انتقال پیدا می‌کند و عمدتا انتقال حرارت توسط همرفت می‌باشد که در مکانها و خانه‌های با سقف بلند، گرم کردن بسیار مشکل می‌باشد.
در سیستم گرمایش از کف، دمای آبگرم مورد نیاز که وارد لوله‌ها مي‌شوند، بين 30 تا60 درجه سانتي گراد مي‌باشد كه در مقايسه با ساير روشهاي موجود، كه دماي آب بين 54 تا 71 درجه سانتي گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژي صرفه‌جوئي مي‌شود.
سیستم گرمایش از کف به علت مزایای خاص خود نسبت به سیستم رادیاتور و همچنین گران بودن مواد اولیه رادیاتورها، هزینه‌های مربوط به تعمیر و نگهداری کمتری دارد.
در سيستم گرمايش از کف، شبكه لوله، تمامِ كف را پوشش مي‌دهد و بدين ترتيب توزيع حرارت بصورت يكنواخت است. حداكثر دماي كف در اين سيستم 29 درجه‌ سانتيگراد است. آب گرم ورودي از طريق موتورخانه، پكيج يا كلكتورهاي خورشيدي تامين و از طريق كلكتورهاي ويژه توزيع مي‌شود.
حرارت ايجاد شده در كف زمين، 24 درجه سانتيگراد، بالاي سر و در ارتفاع 7/2 متري، حدود 12 درجه سانتيگراد است (نزدیک به حالت ایده آل) در حاليكه در روشهاي گرمايش متداول مثل رادياتورها، بيشتر گرماي توليد شده در ارتفاع بالا (سقف) جمع مي‌شود.

تصویر شماره19: مقایسه دما و مصرف انرژی در سیستم گرمایش کف با سایر سیستم ها

1 نظر

  • پیوند نظر اسفهلانی شنبه, 04 دی 1395 ساعت 11:13 ارسال شده توسط اسفهلانی

    ممنون

نظر دادن

Make sure you enter all the required information, indicated by an asterisk (*). HTML code is not allowed.