سيستم حرارت مركزي(انواع، اجزاء توليد و تبادل و توزيع گرما)

انسان داراي قابليت تطابق با محيط خود را داشته و توانائي ايتكار و سازندگي را نيز دارد مثلا وقتي هوا سرد است .لباس بيشتري مي پوشد و منبع حرارتي ديگري را پيدا مي كند .
انسان نخستين آتش را كشف كرد و از آن براي گرم نگهداشتن خود استفاده كرد . انسان هاي باستاني چندين سيست حرارتي را به وجود آوردند كه ممكن است بعضي از آنها هنوز هم مورد استفاده قرار گيرند . روميان قديم يك سيستم حرارتي تشعشعي از كف ساختمان را كه با جريان اب گرم كار مي كرد ابداع كردند كه هنوز هم در بعضي .از جاها از اين روش استفاده مي شود .

چيني هاي قديم از گاز طبيعي براي توليد گرما و مصارف ديگر استفاده مي كردند و نوشته اند كه وقتي آنها گاز را .در حال بيرون آمدن از زمين مي يافتند ، بلافاصله در آن محل آتشكده اي بنا مي نهادند

با گذشت ساليان زياد روش هاي استفاده از آتش نيز تكميل تر شد تا امروز ه عموما از آن براي زندگي و آسايش .در آب و هواي سرد استفاده مي شود .

مساله نگهداشتن انسان در گرماي تابستان و يا در مناطق گرمسير ، شكل كاملا متفاوتي بود . در بعضي از مناطق گرمسير ، نپوشيدن لباس بيشتر يك مسئله عمومي است ولي اين كار در كشورهاي متمدن با محدوديت هايي مواجه مي باشد . قرنها است كه كه اعراب جهت كاهش اثر حرارت خورشيد بدنهاي خود را با لباس هاي گشاد و بلند و سفيد مي پوشاندند ، مصريها اطراف منزل خود را در هنگام عصر آب پاشي مي كردند تا هواي خشك شب اين رطوبت را تبخير نموده و محيط خانه را خنك نمايد . روميان قديم از كوه هاي دوردست ، يخ و برف مي آوردند و از آن براي شستشو و خنك نگه داشتن مواد غذائي استفاده مي نمودند . بشر همچنين كشف كرد كه جابجائي هوا داراي اثر خنك كنندگي موثر مي باشد . كم كم بادبزنهاي بزرگ دستي نيز به زودي در هندوستان ، عربستان آفريقا .و ساير مناطق گرمسير ، متداول در تاريخ زندگي بشر وارد شد

استفاده از آتش و بخاري هاي اوليه ، روش هاي مطلوبي براي ايجاد گرما و تامين آسايش نبودند ولي در عين حال .مقدمه اي بر تاسيس سيستم هاي حرارتي و تهويه مطبوع بودند كه امروز از آنها استفاده مي شود

در يك سيستم كامل تهويه ، جريان هواي داخل ساختمان كه شامل هواي داخلي و هواي تازه مي باشد ، مي بايستي دائما تصفيه شده و به اين ترتيب گرد و غبار گرفته شود تا هواي تازه و تميز با يك درجه حرارت يكنواخت و .رطوبت معين از صافي گذشته و با آرامي در تمام قسمت هاي ساختمان جريان يابد

سيستم حرارت مركزي

به طور كلي دو نوع سيستم حرارت مركزي براي واحدهاي مسكوني وجود دارد .

الف) سيستم هاي حرارت مركزي بدون كانال : در اين سيستم ها يك دستگاه توزيع حرارت در هر اطاق نصب و حرارت مورد نياز انها به وسيله يك دستگاه توليد كننده حرارت در موتورخانه تهيه و به اتاقها و قسمت هاي .ساختمان فرستاده مي شود

معمولترين سيستم حرارت مركزي بدون كانال ، سيستم حرارت مركزي با آب گرم مي باشد . كه در آن وسيله گرم .كردن اتاقها رادياتور بوده و يا ممكن است يك هيتر الكتريكي باشد

حرارت به طريق تشعشع و از سطح رادياتورها در ديوارها و كف و سقف و ساير وسايل داخل اتاق جذب مي گردد ، همچنين هواي اتاق در اثر تماس با سطوح گرم رادياتورها گرم شده و استفاده از خاصيت سيال ها ( هواي گرم در بالا و هواي سرد در پائين ) يك جريان طبيعي و جابجايي در هواي اتاق به وجود مي آيد . بايد توجه داشت .كه اين سيستم فقط هواي داخلي را گرم و جابه جا نموده و هواي تازه اي در اختيار ساكنين نمي گذارد

مدل هاي تكميلي توزيع كننده هاي تشعشعي انواع كنوكتورها هستند كه اصول كار آنها مثل رادياتورها بوده و به .وسيله جريان آب گرم توليد حرارت مي كنند

ب) سيستم حرارتي مركزي با كانال : قلب يك سيستم مكانيكي تهويه هوا عبارت است از كوره هواي گرم معمولا در فسمت مركزي ساختمان قرار مي گيرد . اين كوره شامل يك دستگاه توليد حرارت مي باشد كه براي گرم كردن هوائي كه مي بايستي در اتاق در جريان باشد به كا برده مي شود . گرمايش به وسيله مقاومت ( كويل ) الكتريكي نيز در رديف حرارت مركزي نوع مستقيم مي باشد با اين نفاوت كه در اين سيستم ديگر نيازي به كوره فولادي نيست زيرا دودي حاصل نمي شود كه با هواي گرم مخلوط شده و به اتاق فرستاده شود . بلكه در اين سيستم هوا .مستقيما از روي سيم مارپيچي الكتريكي داغ عبور و گرم مي شود

اجزاء سيستم حرارت مركزي

كابينت دستگاه : تمام وسايل و قسمت هاي يك دستگاه تهويه هوا بدون توجه به نوع سوختشان در يك محفظه از ورق آهن به نام كابينت تعبيه شده اند . كابينت ها شامل دريچه اي هستند كه براي انجام سرويس در قسمت برقي .بوده و نيز محلي نيز براي اتصال كانال برگشت دارند

ونتيلاتور ( هوارسان ) :

در كليه دستگاه هاي تهويه هواي اجباري بدون توجه به نوع سوخت و كارشان از يكي از .دو نوع دستگاه هاي هوارسان استفاده مي شود كه يك نوع از آن نوع چرخ و تسمه مي باشد

نوع دوم ونتيلاتورهاي حركت مستقيم هستند كه در آنها موتور ونتيلاتور مستقيما توسط يك شافت به محود .ونتيلاتور وصل مي شود و تغييرات ميزان هوادهي در اين دستگاه ها با تغيير سرعت موتور امكان پذير مي باشد

صافيها ( فيلتر ) :

در اكثر دستگاه هاي تهويه و هوا و كوره هاي هواي گرم در حد فاصل بين قسمت ورودي هواي برگشتي و ونتيلاتور صافي قرار مي گيرد . صافيها با انواع اقسام مختلف ساخته شده و به منظور تصفيه هوا از .گرد و خاك و تا حدودي دود به كار برده مي شوند

طرح مبدل هاي حرارتي ( گازي ) :

معمولا قسمت اساسي هر ديگ آب گرم و يا كوره هواي گرم را كه محل تبادل .حرارت بين منبع حرارتي و هواي گرم شونده مي باشد به نام بدنه اصلي دستگاه و يا مبدل حرارتي مي نامند

در مبدل هاي حرارتي گازي در حاليكه گاز در داخل محفظه مبدل مي سوزد ، گازهاي حاصل از احتراق از داخل .پوسته مبدل به سمت بالا حركت كرده و پس از جمع آوري به طرف دودكش هدايت مي شوند

طرح مشعلها ( گازي ) :

مشعل هاي گازي كه در ديگ هاي حرارت مركزي يا كوره هاي هواي گرم مورد استفاده :قرار مي گيرند داراي انواع و اقسام مختلف بوده ولي به طور كلي مي توان آنها را به دو دسته تقسيم كرد :

الف) مشعل گازي آتمسفريك : اين نوع مشعل ها كه در محفظه پائيني مبدل حرارتي قرار مي گيرند . در مشعل هاي آتمسفريك نقدار هواي اوليه براي احتراق كامل كافي نبوده و مشعل به هواي بيشتري نيازمند مي باشد . لذا مقداري از هواي اضافي از اطراف مشعل وارد محفظه احتراق شده و در نزديكي سوراخ هاي زبانه به گاز مي .پيوندد و هواي ثانويه ناميده مي شود .

مشعل هاي گازي كه در ديگ هاي حرارت مركزي يا كوره هاي هواي گرم مورد استفاده :قرار مي گيرند داراي انواع و اقسام مختلف بوده

طرح پيلوت مشعل :

در مشعل هاي بزرگ از يك پيلوت كه دائما در حال سوختن است براي روشن كردن مشعل استفاده مي شود . در واقع پيلوت به جز يك مشعل گاز سوز كوچك نمي باشد كه آن نيز از هواي اوليه و ثانويه .براي احتراق استفاده مي كنند

ب ) مشعل گازي فشاري :

اين مشعل ها كه معمولا تمام اتوماتيك هستند طوري طراحي شده اند كه هوا شكل ايروديناميك داشته و مطلوبترين درصد مخلوط هوا و گاز را ايجاد مي كند و با داشتن جلوبندي مناسب بهترين .احتراق را دارا مي باشند . قبل از راه اندازي مشعل نكات زير مي بايستي كنترل شوند :

خط جريان و وصاله هاي آب بندي شده شيرها نصب شده و نشتي نداشته باشند

اتصالات الكتريكي به طور صحيح و ايمني وصل شده باشند

- قبل از باز كردن شير اصلي گاز دريچه تنظيم هوا را كاملا باز كرده و مشعل را روشن مي كنيم تا از صحت كار دستگاه هاي مشعل اطمينان حاصل نمائيم . بعد دريچه تنظيم هوا را كاملا بسته و پيچ تنظيم كننده را تا آخر به سمت چپ حركت مي دهيم و شير اصلي گاز را باز كرده فشار گاز ورودي مشعل را اندازه گيري مي كنيم . آنگاه .مشعل را روشن مي كنيم تا با حداقل ظرفيت مدتي كار كند

مشعل گازوئيلي ( سوخت پاش ) : از نظر كار يك مشعل گازوئيلي با يك مشعل گازي تفاوت زيادي دارد زيرا گاز به صورت آماده جهت احتراق وارد مشعل مي شود در صورتيكه گازوئيل براي احتراق كامل مي بايستي به صورت ذرات ريزي پودر شود عمل پودر كردن گازوئيل به وسيله يك پمپ كه از اعضاي اصلي مشعل مي باشد انجام مي گيرد به اين ترتيب كه به وسيله اين پمپ ، گازوئيل تحت فشار زياد قرار گرفته و سپس به وسيله يك نازل به صورت پودر به داخل محفظه احتراق پاشيده شده و به شكل يك مخروط شعله وارد مبدل حرارتي مي گردد

دستگاه هاي هواي گرم الكتريكي : از آنجائيكه در دستگاه هاي هواي گرم الكتريكي عمل احتراق صورت نمي گيرد ، لذا احتياجي به يك مبدل حرارتي بزرگ و دودكشي جهت انتقال گازهاي حاصله نمي باشد . به همين دليل كوره هاي هواي گرم برقي شامل يك المان حرارتي از مقاومت الكتريكي محفظه دستگاه ، يك ونتيلاتور و فيلتر مي باشند

كاربرد تجهيزات دستگاه هاي هواي گرم : كليه كوره هاي هواي گرم صرف نظر از نوع سوختشان مي توانند به يكي از سه طريق زير به كار گرفته شوند كه اختلاف آنها فقط در جهت جريان هوا از داخل دستگاه مي باشد . يک جريان هوا از پائين به بالا دو- از بالا به پائين سه- جريان افقي -

در كليه روش ها هوارسان هميشه بين كانال برگشت هوا و سطح حرارتي قرار گرفته و در مواقعي كه از يك كويل سرمايي ميز به منظور ايجاد هواي سرد در تابستان استاده مي شود اين كويل معمولا بين سطح حرارتي و كانال .رفت هوا نصب مي شود . فيلتر نيز بين كانال برگشت هوا و ونتيلاتور در محل خود سوار مي گردد

طريقه توزيع هوا به اتاق ها : معمولا دريچه هاي توزيع هواي گرم در محيط ساختمان و در زير پنجره ها قرار مي گيرند . هواي گرم ورودي به اتاق از طريق اين دريچه وارد و به سمت بالا حركت مي كند و در مسير خود هواي سرد جلوي پنجره ها را همراه خود بالا برده و با آن مخلوط مي شود . تخليه و خارج كردن گازها به خارج ساختمان ، عمل بي نهايت مهمي در يك سيستم حرارتي مي باشد . اين تخليه به وسيله يك دودكش كه به صورت عمودي از محل كوره تا پشت بام ساختمان كشيده مي شود انجام مي گيرد و از يك لوله فلزي شبيه لوله بخاري .جهت اتصال كوره به دودكش استفاده مي شود

شرح وسايل توليد و تبادل و توزيع گرما

منظور از وسايل تبادل گرما ، دستگاه هاي مختلفي است كه در سيستم هاي مختلف حرارت مركزي و تهويه گرم به عنوان مولد حرارتي و انتقال حرارت هوا به كار مي روند و شامل ديگ رادياتور كنوكتور و واحدهاي با وزش .اجباري مي باشد

ديگ :

ديگها كه وسيله انتقال حرارت از سوخت مشخصي به سيال معين از راه جدار فلزي مي باشند بر حسب نوع سوخت و سيال حرارت گيرنده و شكل ساختمان جنس مصالح مصرفي به انواع و اقسام مختلف تقسيم مي .گردند

بر حسب نوع سيال حرارت گيرنده ديگها به دو نوع تقسيم مي شوند :

ديگهاي آب گرم
ديگهاي بخار

ديگهاي آب گرم :

داخل ديگ فقط آب بوده و سعي بر آن است كه به هيچ وجه بخار توليد نشود و لذا درجه حرارت آن به وسيله ترموستات هميشه بايد تنظيم شود . ديگ هاي آب گرم از لحاظ نوع جنس ممكن است فلزي و يا چدني .باشند

ديگهاي بخار :

ديگهاي بخار به منظور تهيه بخار است و در داخل ديگ آب و بخار تواما قرار دارند و به وسيله آب نما مقدار آب و بخار در ديگ نشان داده مي شوند تقسيم بندي هاي ديگ بخار مانند ديگهاي آب بوده و در نوع .چدني و فولادي ساخته مي شوند

سوخت پاش :

از لحاظ محاسن و مزايايي كه سوخت مايع نسبت به سوخت جامد دارد امروزه بيشتر سوخت هاي .مايع به كار برده مي شود و بدين جهت وسايل سوخت پاش روز به روز پيشرفت نموده و همه جا معمول مي گردد . سوختهاي .مايعي كه امروزه مصرف مي گردند عبارتند از گازوئيل و نفت سياه

سوخت پاش ها به سه نوع تقسيم مي شوند :

1- فشاري
2- با فشار بخار يا هوا
3- با فشار ضعيف هوا

مشعل گازي :

در اين سيستم ، گاز به وسيله يك شير خودكار با فشار اوليه خود وارد ديگ شده و با هوايي كه .همراه آن وارد مي شود سوخت تنظيم و مشتعل گشته و در حدود 80 درصد حرارت خود را به ديگ مي دهد

رادياتور :

رادياتورها تشكيل شده اند از پره هاي فلزي كه بر حسب ظرفيت هاي مختلف تعدادي از آنها را به هم متصل مي كنند و آب يا بخاريكه از داخل آن عبور مي كند سطح خارجي آن را گرم و در نتيجه وزش طبيعي هوا و .تشعشع حرارت به محل منتقل مي گردد

كنوكنتور :

در كنوكتورها انتقال حرارت بيشتر از طريق وزش انجام مي گردد و تشكيل شده است از لوله هاي پره دار بدين طريق كه روي لوله مسي و يا آهني پره هاي آلومينيومي و يا آهني نصب كرده و آن را در جعبه قرار داده .و هوا از قسمت تحتاني آن وارد شده و پس از گرم شدن از بالا خارج مي شود

واحدهاي گرم كننده :

شامل كويل حرارتي است كه تشكيل شده از لوله هاي پره دار به طوريكه موازي يك رديفه و چند رديفه متباين كه در مقابل ونتيلاتوري قرار مي گيرند و انتقال حرارتي از راه وزش اجباري در آن صورت .مي گيرد

سوخت ها :

به طور كلي تمام اجسامي كه در اثر تركيب با اكسيژن توليد حرارت مي كنند سوخت مي باشند سوخت هايي كه در صنعت به كار مي روند به صورت جامد ، مايع و يا گاز مي باشند كه از عناصري مانند كربن .هيدروژن گوگرد اكسيژن و غيره تشكيل شده اند

سوخت هاي جامد مانند كك ، آنتراسيت لينيت ، تورب ، چوب و ذغال و غيره با عوامل زير مشخص مي شوند

.درصد تركيب سوختها كه مقدار كربن هيدروژن ، اكسيژن و ازت را نشان مي دهد

قدرت حرارتي سوخت يعني مقدار حرارتي كه در اثر احتراق كامل kg1 سوخت ايجار مي شود مقدار خاكستر ـ .مقدار آب ـ مقدار گوگرد

- سوخت هاي مايع از تقطير نفت خام به دست مي آيد كه بر حسب غلظت و وسيكوزيته به انواع مختلف تقسيم مي شود . قدرت حرارتي و ساير مشخصات اين سوخت ها متفاوت بوده و اغلب اين سوخت ها در درجه حرارت معمولي مشتعل نشده و براي اشتعال ، آنان را به صورت پودر در آورده و يا در درجات حرارت بالا مشتعل مي .كنند

اقدامات بهينه سازي در طراحي تاسيسات ساختمان ها

در جهت افزايش كارايي سيستم هاي تاسيساتي و كاهش مصرف سوخت در ساختمان ها تمهيدات ذيل پيشنهاد ميگردد :

عايق بندي حرارتي لوله هاي رفت و برگشت : اين عايق بندي شامل لوله هاي آب گرم مصرفي و لوله هاي حامل - سيال
گرم / سرد مي باشد و باعث جهت گرمايش / سرمايش محيط مي شوند . عايق حرارتي بر روي لوله هاي رفت و .برگشت اعمال مي گردد و حداقل ضخامت عايق ، 2 سانتيمتر است

عايق بندي حرارتي كانال هاي هوا : كانال هاي هوا ( هواي گرم و هواي سرد ) بايستي با حداقل ضخامت 2 - (سانتيمتر پوشيده شود . به سبب ايجاد شرايط بهداشتي و زيست محيطي استفاده از نوار كانال و بتونه ( يا ماستيك .توصيه مي شود :

استفاده از مشعل هاي استاندارد

نصب شيرهاي رادياتور مناسب ( كاملا باز و كاملا بسته شوند ) جهت كنترل گرمايش فضاها و استفاده حداكثر - از ظرفيت گرمايي سيال حامل انرژي بايست از شيرهاي رادياتوري استفاده نمود كه كاملا در حالت هاي باز و .بسته قرار مي گيرند

عايق بندي حرارتي منابع دوجداره ، منابع كويل دار منابع انبساط و كنوكتورها منابع دوجداره و منابع كويل دار كه راي گرمايش آب گرم مصرفي به كار مي آيند و نيز كنوكتورها رفت و برگشت و منابع انبساط بايد به طور .پيوسته با لوله هاي ورودي و خروجي با عايق حرارتي ( حداقل ضخامت 2 سانتيمتر ) و بتونه عايف بندي شوند

استفاده از چيلرهاي جذبي بجاي تراكمي در كاربردهاي با ظرفيت بيش از 200 تن تبريد ، اين سيستم براي - .مجموعه مسكوني با سطح زيربناي بيش از 6000 مترمربع توصيه مي شود

در اجراي تاسيسات سرمايشي ( چيلر ) كمپرسور زيرسايه و سقف و ترجيحا در شمال ساختمان و دور از اتاق - خواب قرارمي گيرد .

استفاده از هواي برگشتي و تعبيه كانال برگشت هوا در طراحي سيستم هاي تهويه مطبوع در ساختمان مسكوني - هواكش ها در سمت ، پشت به باد در ساختمان قرار داده مي شود -

استفاده از سختي گير

در سيستم هاي تاسيساتي و خصوصا در مكان هايي كه آب داراي املاح بيش از حد استاندارد است استفاده از سختي گير براي آب كل ساختمان توصيه مي شود . استفاده از سختي گير هم از بعد بهداشتي آب مصرفي و هم از بعد جلوگيري از رسوب املاح در لوله هاي سيستم تاسيسات و مجاري آب ديگ و منابع دوجداره و استفاده حداكثر .از ظرفيت آنها انجام مي گيرد .

نصب رادياتور و فن كويل استاندارد با راندمان بالا
نصب رادياتور و فن كويل در زير پنجره ها
نصب ترموستات بر روي ديگ
استفاده از ترموستات در دو حالت سرمايش و گرمايش در ساختمان
.عايق بندي حرارتي ديگها بايد با حداقل ضخامت 3 سانتيمتر ، عايق بندي شوند
تجهيز سيستم لوله كشي آب گرم معدني به لوله برگشت آب گرم با عايق بندي مناسب
استفاده از الكتروپمپ هاي مناسب از نظر ظرفيت و راندمان براي گردش آب
آب بندي شيرهاي آب
تعبيه شيرفلكه مجزا براي هر واحد ساختماني آب گرم و آب سرد

سيستم حرارت مركزي(انواع، اجزاء توليد و تبادل و توزيع گرما)