انواع سیستم های آب گرم را به 3 گروه درجه حرارت تقسیم می کنند :
1 . سیستم های با درجه حرارت زیاد که در آنها درجه حرارت رفت بیشتر از 180 درجه سانتی گراد است.
2 . سیستم های با درجه حرارت متوسط که درجه حرارت رفت آنها 120 تا 180 درجه سانتی گراد است.
3 . سیستم های با درجه حرارت کم که درجه حرارت رفت آنها برابر یا کمتر از 120 درجه سانتی گراد است.
در سیستم های مرکزی توزیع حرارت می توان از آب گرم یا بخار به عنوان سیال واسطه انتقال حرارت استفاده کرد. قطع نظر از نوع سیال واسطه ، فشار و درجه حرارت بکار برده شده برای گرمایش نباید بیشتر از نیازهای مصرف کنندگان باشد. وقتی درجه حرارت و فشار بیشتر از نیاز باشد ، برای جلوگیری از زیادتر شدن اتلاف حرارت و بیشتر شدن نشت ها باید طراحی و پیش بینی های خاصی انجام شود. در سیستم های کم فشارتر آرامش و امنیت پرسنل تعمیرات و بهره بردار بهتر تامین می گردد. هنگامی که درجه حرارت ها بیشتر هستند شاید نیاز باشد از لوله ها و اتصالاتی که فشار کار آنها بیشتر است استفاده کرد. همچنین ممکن است مجبور شد از مصالحی چون پلی یورتان ( برای عایق حرارتی ) و لوله های غیر فلزی استفاده نمود.
در سیستم های آب سرد ، معمولا درجه حرارت رفت را حدود 4 تا 7 درجه سانتی گراد و درجه برگشت را حدود 10 تا 15 انتخاب می کنند.
سیستم های آب گرم را بر این مبنا طراحی می کنند که افت درجه حرارت در مصرف کننده زیاد باشد. این موضوع باعث کاهش مقدار گذر جریان و توان مصرفی پمپ ها خواهد شد. در این صورت درجه حرارت برگشت کمتر خواهد بود و اتلاف حرارت در لوله های برگشت کاهش می یابد.
در بسیاری از موارد به دلیل وجود تجهیزات و فرآیندهای خاص باید از بخار استفاده شود. سیستم های بخار کم فشار در فشارهای کمتر از 15 psia یا درجه حرارت های کمتر از 120 درجه سانتی گراد و سیستم های بخار پرفشار در درجه حرارت و فشارهای بالاتر از این مقدار کار می کنند.
مقایسه اندازه لوله ها
با وجود این حقیقت که در ازا مقدار مشخصی بار حرارتی ، مقدار بخار مورد نیاز کمتر از آب گرم است و اینکه سرعت بخار نیز زیادتر می باشد ولی چون چگالی بخار کمتر است معمولا قطر لوله تغذیه بخار بزرگتر خواهد بود. این افزایش قطر با کوچکتر شدن خط برگشت کندانسیت جبران می شود. بنابرین هزینه های لوله کشی بخار و کندانسیت با هزینه های لوله های رفت و برگشت آب گرم تقریبا مساوی هستند.
مقایسه سیستم برگشت
سیستم های برگشت کندانسیت نیاز به تعمیرات بیشتری نسبت به سیستم های برگشت آب گرم دارند. خوردگی لوله ها و سایر اجزا (بخصوص در مناطقی که آب تغذیه دارای مقادیر زیادی بیکربنات است) یک مشکل محسوب می شود. در برخی از کاربردها (مثلا وقتی برگشت کندانسیت توسط پمپ انجام می شود و لوله های غیر فلزی در معرض بخار زنده قرار ندارند) استفاده از لوله های غیر فلزی موفقیت آمیز بوده است. در رابطه با سیستم های بخار مشکلاتی نیز در مورد سیستم تخلیه کندانسیت ( تله بخار ، پمپ های کندانسیت و منابع کندانسیت ) وجود دارد. اگر چه در تصفیه آب برای سیستم های آب گرم نیز مشکلاتی وجود دارد ولی به دلیل کمتر بودن مقدار آب جایگزین این مشکلات کمتر از سیستم بخار است.
مقایسه فشار مورد نیاز
تمام سیستم های بخار و آب گرم کننده دارای افت فشار هستند. در سیستم های آب گرم می توان با استفاده از پمپ های کمکی booster pumps که در نقطه ای بین دستگاه مرکزی و مصرف کنندگان نصب می شوند مقدار فشار را افزایش داد. چون چگالی آب بیشتر از بخار است، تغییرات فشار ناشی از اختلاف ارتفاع در سیستم های آب گرم بیشتر از سیستم های مولد بخار خواهد بود. اگر نیاز است در سیستم آب گرم از لوله هایی با گروه فشار بالاتر و یا پمپ های کمکی استفاده شود، این موضوع می تواند بر جنبه های اقتصادی سیستم آب گرم تاثیر معکوس داشته باشد.
سطح مشترک سیستم گرمایش ناحیه ای با آب گرم کننده ثانویه
در سیستم های گرمایش ناحیه ای با استفاده از آب گرم کننده ، درجه حرارت رفت آب گرم کننده با توجه به درجه حرارت هوای خارج تغییر می کند. وقتی مقدار بار گرمایش کاهش می یابد از طریق کم کردن درجه حرارت آب ، مقدار اتلافات انرژی را کاهش و بازده سیستم را افزایش می دهند. اتلافات حرارت در سیستم های توزیع آب گرم با درجه حرارت متوسط در طول سال حدود 5 تا 10 درصد است.
سیستم های درون ساختمان را می توان به طور مستقیم و غیر مستقیم به سیستم توزیع گرمایش ناحیه ای متصل کرد. در اتصال مستقیم ، آب گرم ناحیه مستقیما در درون ساختمان توزیع می شود و حرارت لازم برای تجهیزات ( مانند رادیاتور و یونیت هیتر ) را تامین می کند.
ایستگاه های مبدل حرارتی درون ساختمان به دو سمت اولیه و ثانویه تقسیم می شوند. سمت اولیه مبدل های حرارتی مستقیما به سیستم توزیع گرمایش ناحیه ای متصل هستند.
مقدار انرژی جذب شده توسط مبدل حرارتی توسط یک شیر کنترل که متاثر از نیاز حرارتی ساختمان است کنترل می گردد. استفاده از این سیستم این مزیت را دارد که می توان منابع حرارتی (سوخت) و لوله های ارزان قیمت برای آن استفاده کرد. در عین حال این صرفه جویی باید با افزایش هزینه های توزیع به دلیل کمتر بودن اختلاف درجه حرارت در مدار ثانویه مقایسه شود.
اختلاف درجه حرارت بین خطوط رفت و برگشت
معمولا زیاد بودن اختلاف درجه حرارت بین خطوط رفت و برگشت تاثیر بیشتری بر هزینه ها دارد زیرا قطر لوله ها در مدار توزیع اولیه کاهش خواهد یافت. این صرفه جویی ها باید با افزایش هزینه های تغییرات ساختمان که ممکن است در اثر کمتر شدن درجه حرارت برگشت مدار اولیه تحمیل شود مقایسه گردد.
درجه حرارت رفت در مدار ثانویه را نیز باید همانند درجه حرارت رفت در مدار اولیه کنترل کرد. برای اینکه درجه حرارت برگشت در مدار اولیه کم باشد ، باید درجه حرارت برگشت مدار ثانویه را نیز کم در نظر گرفت. در این صورت به دلیل کاهش قطر لوله ها ، اندازه پمپ ها ، ضخامت عایق و اندازه موتور پمپ ها ، هزینه ها کاهش خواهند یافت. در سیستم های برگشت مرکب یا Combined Return ( سیستم های سه لوله ای ) مقدار معقول برای درجه حرارت برگشت در مدار ثانویه برابر یا کمتر از 55 درجه سانتی گراد است ولی در ساختمان های کوچک که فقط از رادیاتور یا کنوکتور برای گرمایش استفاده می کنند این درجه حرارت را به دشواری می توان به دست آورد.
برای کاهش درجه حرارت برگشت باید مقدار جریان عبوری از درون تجهیزات گرمایشی ساختمان را با توجه به مقدار گرمایش مورد نیاز کنترل کرد.
مطالعه بیشتر ⇐ تجهیزات گرمایشی ساختمان
منبع : کتاب تاسیسات ساختمان – مهندس کاشانی حصار
مطالعه بیشتر ⇓