سیستم‌های گرمایش هیدرونیک در مقیاس مسکونی چگونه کارمی‌کند؟

هیدرونیک (هیدرو به معنی آب) استفاده از آب مایع یا آب گازی (بخار) یا محلول آب (معمولاً گلیکول با آب) به عنوان وسیله انتقال حرارت در سیستم‌های گرمایش و سرمایش است. این نام این سیستم‌ها را از سیستم‌های روغن و مبرد متمایز می‌کند. از نظر تاریخی، در ساختمان‌های تجاری در مقیاس بزرگ مانند ساختمان‌های بلند و محوطه دانشگاه، یک سیستم هیدرونیک ممکن است شامل یک حلقه آب سرد و گرم شود تا گرمایش و تهویه مطبوع را فراهم کند. چیلرها و برج‌های خنک کننده به صورت جداگانه یا با هم به عنوان وسیله‌ای برای تأمین آب خنک کننده استفاده می‌شوند، در حالی که بویلرها آب را گرم می‌کنند. یک نوآوری اخیر سیستم دیگ چیلر است که شکل کارآمدی از HVAC را برای خانه‌ها و فضاهای تجاری کوچکتر فراهم می‌کند.

اعلام نتایج آزمون نظام مهندسی

سیستم گرمایش هیدرونیک چگونه کار می‌کند؟

انواع سیستم‌های هیدرونیک
مزایای گرمایش هیدرونیک
گرمایش از کف تابشی هیدرونیک چگونه کار می‌کند؟
هزینه اجرای گرمایش از کف تابشی
سیستم گرمایش قرنیز هیدرونیک
سیستم گرمایش هیدرونیک بسته

انواع سیستم‌های هیدرونیک

سیستم‌های هیدرونیک می‌توانند شامل انواع زیر باشند:

۱-سیستم‌های آب سرد
۲-سیستم‌های آب گرم
۳-سیستم‌های بخار
۴-سیستم‌های میعانات بخار
۵-سیستم‌های پمپ حرارتی منبع زمینی

سیستم‌های هیدرونیک بیشتر به پنج روش طبقه‌بندی می‌شوند:

تولید جریان (جریان اجباری یا جریان گرانشی)
دما (کم، متوسط و زیاد)
فشار (کم، متوسط و زیاد)
چیدمان لوله کشی
ترتیب پمپاژ

مزایای گرمایش هیدرونیک

ارتقای آسایش

گرمایش هیدرونیک گرما را با رطوبت هوا به صورت متعادل پخش می‌کند و از ایجاد نقاط داغ، هوای گرم و یا بو جلوگیری می‌کند. سیستم‌های هیدرونیک همچنین قادر می‌سازند تا نیاز به گرمایش را شخصی‌سازی کنید و همچنین بی‌صدا عمل می‌کنند.

گرمایش هیدرونیک و سازگاری با سلامت انسان

گرمایش هیدرونیک یک فرم ملایم، بهداشتی و دلپذیر از گرما تولید می‌کند. بسیاری از سیستم‌های گرمایشی رایج، آلاینده‌های موجود در هوا، آلرژن‌ها و گرد و غبار را در اطراف فضای مسکونی به گردش در می‌آورند. همچنین گرمایش اجباری هوا سبب خشکی می‌شود که می‌تواند روی پوست، چشم‌ها و سیستم تنفسی انسان تأثیر بگذارد. این گرمایش مبتنی بر اصل انرژی تابشی است که گرما را مانند گرمای خورشید از منبع به جسم منتقل می‌کند. گرمایش هیدرونیک با تقلید از طبیعت، کیفیت هوای بهتر و خانه‌های سالم‌تری تولید می‌کند.

کارآمد بودن

گرمایش هیدرونیک از جمله کارآمدترین سیستم‌ها است و برای این ادعا دلایل مختلفی وجود دارد. اولاً آب رسانای بهتر گرما نسبت به هوا است، بنابراین گرما به راحتی به فضاهای پیرامون منتقل می‌شود. ثانیا گرمایش هیدرونیک گرما را به طور مساوی توزیع می‌کند، بر خلاف سایر اشکال گرمایش که همیشه یک قسمت از اتاق گرمتر از بقیه است. با سیستم‌های گرمایش هوای اجباری، گرم‌ترین هوا در نزدیکی سقف جمع می‌شود و با بخاری‌های چوبی سنتی گرما از دودکش خارج می‌شود. گرمای تابشی فشار هوا را افزایش نمی‌دهد بنابراین از بیرون راندن هوای گرم از طریق شکاف‌ها و حفره‌های کوچک خانه جلوگیری می‌کند. این امر همچنین باعث می‌شود که گرمایش هیدرونیک موثرترین سیستم برای خانه‌هایی با سقف بلند باشد. به دلیل توزیع یکنواخت گرما، اتاق‌ها را می‌توان در دمای پایین‌تر نگه داشت که به معنای مصرف انرژی کمتر است.

سیستم‌های گرمایش هیدرونیک مدرن همچنین شما را قادر می‌سازد تا دمای هر منطقه را با یک ترموستات کنترل کنید تا بتوان آن‌ها را با توجه به فضای اشغال شده و نیازهای فردی تنظیم کرد. مثلا اتاق خواب‌ها را می‌توان با گرمایش کمتر نسبت به مناطق نشیمن مشترک نگهداری کرد. این امر اتلاف حرارت و مصرف انرژی را به حداقل می‌رساند که به معنای کاهش اثرات زیست محیطی و هزینه برق است.

گرمایش هیدرونیک همچنین در دانشگاه‌ها، مدارس، خانه‌های سالمندان، بیمارستان‌ها، فرودگاه‌ها و بسیاری از ساختمان‌های عمومی و تجاری دیگر استفاده می‌شود، چرا که سیستم گرمایشی کارآمدی است و هزینه‌های نگهداری بسیار پایینی نیز دارد.

اجزای سیستم گرمایش هیدرونیک

سیستم‌های گرمایش تابشی هیدرونیک به طور کلی دارای هفت جزء مهم هستند که به منظور گرمایش یک فضا عمل می کنند. لازم است در صورت استفاده از این نوع سیستم، انواع و اجزای آن‌ها را بدانید.

دیگ بخار: وظیفه دیگ بخار، گرمایش مایع درون سیستم است.
مایع: اکثر سیستم‌های هیدرونیکی از آب به عنوان سیال اصلی و در حال گردش استفاده می‌کنند که دلیل آن فراوانی و دسترسی آسان و البته ویژگی‌های انتقال حرارت نسبتا مطلوب است. سیستم‌های گرمایش هیدرونیک سیستم‌های حلقه بسته هستند، به این معنی که آب در لوله کشی باقی می‌ماند.
ترموستات: ترموستات ضمن کنترل دما که وظیفه اصلی آن است، سیستم را کنترل، روشن و خاموش می‌کند.
منیفولد: این جزء مرکز هدایت جریان آب است.
لوله‌ها: در بیشتر موارد، لوله‌ها در مقایسه با لوله‌های مسی یا سفت و سخت پلاستیکی یا PEX هستند.
پمپ: هنگامی که مایع در سیستم گرم می‌شود، از طریق لوله‌ها پمپ می‌شود و به اتاق‌ها منتقل می‌شود.
مبدل حرارتی: این ممکن است کفپوش تابشی، شوفاژ یا بخاری تخته‌ای باشد. گرما را از لوله به داخل اتاق منتقل می‌کند.

گرمایش از کف تابشی هیدرونیک چگونه کار می‌کند؟

گرمایش از کف تابشی هیدرونیک از انعطاف‌پذیری لوله‌های (Cross-Linked Polyethylene) PEX بهره می‌برد. لوله‌های انعطاف‌پذیری که از کف اتاق می‌گذرد و ابتدا و انتهای آن به منیفولد متصل می‌شود. از آنجا که بستر آب‌بندی می‌شود، هیچ اتصالی بین لوله وجود ندارد. حلقه لوله‌ها تقریباً ۲۰ تا ۲۵ سانتی‌متر از هم فاصله دارد و با منگنه‌های مخصوص در جای خود ثابت نگه داشته می‌شود.

سطح زیرین و لوله‌ها با ملات بتنی، گچ بتنی یا خمیری خشک پوشانده شده‌ که باعث می‌شود لوله‌ها کاملا مهر و موم شوند. این مواد، گرما را نگه می‌دارند و اجازه می‌دهند گرما به‌طور یکنواخت در محیط پخش شود. در بیشتر موارد، با استفاده از کاشی و سرامیک، کف سازی به پایان می‌رسد، این متریال گرما را به‌خوبی حفظ و پخش می‌کنند. منیفولد که از اتاق به سمت سیستم حرکت می‌کند، به توزیع یکنواخت آب در طول لوله‌های PEX و تخلیه سیستم کمک می‌کند. در انتهای دیگر سیستم یک دیگ بخار یا آبگرمکن اختصاصی قرار دارد. یک پمپ آب را به داخل سیستم می‌کشاند و آن را به دیگ برمی‌گرداند تا دوباره گرم شود. از آنجا که دمای آب به طور کلی فقط ده درجه کاهش می‌یابد، سیستم می‌تواند گرما را به‌خوبی حفظ می‌کند.

محتوای پیشنهادی ما به مهندسین گرامی

عملکرد سیستم چیلر و بویلر

هزینه اجرای گرمایش از کف تابشی

از آنجا که نصب این نوع سیستم‌ها نسبت به سایر انواع مشابه تفاوت‌های قابل ملاحظه‌ای دارد، به سادگی نمی‌توان مقدار دقیق این هزینه‌ها را برآورد کرد. به عنوان مثال، مصالح استفاده شده ممکن است متفاوت و متغیر باشد. اما به منظور کاهش هزینه‌ها بهتر است که این عملیات طی بازسازی و یا قبل از اجرای کفپوش انجام شود تا خرابی مصالح کف اتفاق نیفتد یا در صورت وقوع این اتفاق در کمترین متراژ ممکن رخ دهد. سیستم گرمایش از کف تابشی هیدرونیک طول عمر تقریبا ۲۰سال را دارا هستند. این سیستم اگرچه هزینه نصب اولیه بالایی دارد اما به دلیل دوام و عمر طولانی می تواند انتخاب مناسبی باشد. در مقایسه با یک بخاری معمولی می‌تواند از طول عمر ۳۵ سال تجاوز کند. در مورد هزینه، سیستم هیدرونیک بسته به نوع خانه متفاوت خواهد بود. سیستم زیر کف به‌اندازه سایر سیستم‌ها خراب نمی‌شود، اما وقتی خراب شود هزینه تعمیر آن بیشتر است زیرا برای رسیدن به محل مشکل باید کفپوش به طور کامل برداشته شود.

نصب و راه‌اندازی سیستم گرمایش هیدرونیک نسبت به سیستم‌های برقی ارزان‌تر است. نصب این سیستم در مساحت‌های بالا به طور کلی ارزان‌تر از مساحت‌های کوچک‌تر خواهد بود، چرا که محدودیت‌های فضا می‌تواند کار را سخت‌تر کند. یکی دیگر از عواملی که بر هزینه نصب تأثیر می‌گذارد، نوع کاربری فضا است. برخی از اتاق‌ها بیشتر از اتاق‌های دیگر استفاده می‌شود و این اتاق‌ها نسبت به مناطق کم رفت و آمد خانه اغلب به دمای متوسط بالاتری نیاز دارند. چنین مناطقی به سیستم‌های پیچیده‌تری نیاز دارند و این موضوع می‌تواند هزینه را افزایش می‌دهد.

سیستم گرمایش قرنیز هیدرونیک

در این نوع سیستم‌ها که شبیه به رادیاتور عمل می‌کنند، یک گرمکن عملیات گرمایش مایع (آب یا روغن) را انجام می‌دهد. در عین حال نسبت به رادیاتور فضای بسیار کوچک تری را اشغال می‌کند. گرمکن علاوه بر گرمایش سیال، تابش به فضای داخل را نیز انجام می‌دهد.

سیستم گرمایش هیدرونیک بسته

در سیستم گرمایش حلقه بسته، از حلقه لوله PEX به عنوان مبدل حرارتی استفاده می‌کنند. اتصال این لوله با پمپ‌های حرارتی و واحدهای داخلی محلول ضد یخ به مایع کاری اضافه می‌شود تا از یخ زدگی آن جلوگیری شود. این سیال عامل در یک فرآیند سیکلی از طریق سیستم به حرکت در می‌آید. این سیستم در صورت نصب کامل قابل اعتماد و از نظر اقتصادی مناسب است.

فشار عملکردی در سیستم گرمایش هیدرونیک برحسب نوع سیستم و اجزای آن متغیر بوده و حدود ۱۲ تا psi 15 است. این فشار همچنین به نوع پمپ سانتریفیوژ مورد استفاده نیز بستگی داشته و برای پر کردن آب در کل مدار لوله کشی کافی است..

علاقه مندان و مهندسان گرامی جهت مطالعه و کسب اطلاعات بیشتر می توانند به کتاب “سیستم‌های هیدرونیکی مدرن برای ساختمان‌های مسکونی و تجاری” از انتشارات نوآور مراجعه نمایند.