60 سال پس از میلاد مسیح به خواص و راحتی گرمایش از کف پی برده بودند. در آن زمان رومیان با ایجاد کانال های هو ای گرم در زیر زمین و یا با گرم کردن زمین حمام ها با آتش از زیر سطح , محیط خود را به شیوه ای بسیار مطلوب گرم می نمودند.
دو هزار سال بعد (طی 30 سال گذشته) با اختراع سیستمهای هیدرونیک (Hydraunic systems) و پمپ های انتقال سیالات در اروپا، سیستم گرمایش از کف (به خصوص با لوله های PE-X) به یکی از رایج ترین شیوه های مدرن گرمایشی تبدیل شد.
آشنایی با سیستمهای گرمایش از کف با افزایش روز افزون جمعیت و همچنین کاهش منابع انرژی، مصرف بهینه انرژی امری بدیهی می باشد. در این راستا نقش سیستم های گرمایشی بهینه ساختمان ها و مجتمع های مسکونی در کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی مهم وقابل تامل می باشد. سیستم حرارتی گرمایش از کف که انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد، درمقایسه با سایر سیستمهای حرارتی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد. در سالهای اخیر، سیستم گرمایشی از کف در کشورهای اروپائی و آمریکا بسیار متداول شده است و دلیل این گسترش روزافزون بهینه بودن مصرف انرژی، توزیع یکسان گرما در تمامی سطح و فضا و دوری از مشکلات موجود در سایر روش ها ، به عنوان مثال سیاه شدن دیوارها، گرفتگی و پوسیدگی لوله ها و… می باشد. استفاده از روش گرمایش از کف جهت گرمایش محل سکونت از دیرباز به طرق مختلف انجام می گرفته است. بطوریکه رومی ها زیر کف را کانال کشی کرده و هوای گرم را از آن عبور می دادند و کره ای ها دود حاصل از سوخت را قبل از اینکه از دودکش عبور کند از زیر کف انتقال می دادند. در سال 1940 نیز فردی بنام سام لویت برای این منظور لوله های آب گرم را در زیر کف قرار داد. درکشور ایران نیز درمناطق کوهستانی و سردسیر ازجمله آذربایجان این روش مورد استفاده قرار می گرفته، که بیشترین مورد استفاده آن درحمام ها بود. به طور کلی سه نوع روش گرمایش از کف موجود است: 1-گرمایش با هوای گرم 2-گرمایش با جریان الکتریسیته 3-گرمایش با آب گرم به دلیل اینکه هوا نمی تواند گرمای زیادی را درخود نگاه دارد روش هوای گرم در موارد مسکونی چندان به صرفه نیست و روش الکتریکی نیز فقط زمانی مقرون به صرفه است که قیمت انرژی الکتریکی کم باشد.درمقایسه با دو روش ذکر شده، سیستم گرمایش با آب گرم ( هیدرولیک) مقرون به صرفه تر و خوشایندتر می باشد. بدین خاطر سالهای متوالی در سراسر دنیا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمایش از کف به عنوان راحت ترین، سالم ترین وطبیعی ترین روش برای گرمایش شناخته شده است. همانطور که افراد دریک روز سرد زمستانی توسط تشعشع خورشید احساس گرما می نمایند دراین روش نیز گرما را بوسیله انتقال حرارت تشعشعی(تابشی) از کف دریافت می کنند و یقیناً احساس آسایش بیشتری خواهند نمود. در این سیستم گرمایشی معمولاً دمای آب گرم موجود در لوله های کف خواب بین 30 تا60 درجه سانتی گراد می باشد که درمقایسه با سایر روشهای موجود، که دمای آب بین 54 تا 71 درجه سانتی گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژی صرفه جوئی می شود. در ساختمان هائی که دارای سقف بلند می باشند استفاده از سیستم گرمایش از کف باعث کاهش مصرف انرژی و صرفه جوئی در مصرف سوخت می شود، به این خاطر که در سایر روشها (مانند رادیاتور و بخاری) هوای گرم در اثر کاهش چگالی سبک شده و به سمت سقف می رود و اولین جائی را که گرم می کند سقف می باشد (این موضوع به طور واضح درسمت چپ شکل زیر مشخص می باشد). به علت بالا بودن دمای هوا در کنار سقف میزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجای دیگر بیشتر است و این عامل باعث اتلاف مقدار زیادی انرژی می شود. درروش گرمایش از کف ابتدا قسمت پائین که مورد نیاز ساکنین است گرم می شود وهوا با دمای کمتری به سقف می رسد، که این یکی از مزایای اصلی این سیستم می باشد. یکی دیگر از مزایای استفاده از روش گرمایش از کف که امروزه بسیار مورد توجه واقع می شود آسایش و راحتی افراد می باشد، به طوریکه آسایش و راحتی فرد در محل سکونتش بدون اینکه از هر بابت دارای محدودیت باشد فراهم می شود. در نظر بگیرید که بدن شما در یک اتاق بگونه ای گرم شود که شما در هنگام استراحت هیچگونه هوای گرمی را استنشاق نکنید وتنفس شما بسیار ملایم صورت گیرد، این بهترین روش گرم کردن در یک آپارتمان و یا یک منطقه صنعتی است. همه اعضای بدن شما بخصوص پا که بیشترین فاصله را با قلب دارد همیشه گرم خواهد ماند و این برای انسان بسیار مطلوب خواهد بود. همانگونه که قبلاً اشاره شد در گرمایش بوسیله رادیاتور یا بخاری دمای قسمت پائین اتاق سردتر از بالای آن می باشد که این حالت برای کودکان که دارای اندام کوچکی هستند ناخوشایند است، بطوریکه افزایش البسه آنها برای جلوگیری ازبیماری، آزادی کودکانه آنها را محدود می کند. سیستم گرمایش از کف برخلاف رادیاتور که هوای محل سکونت را به دلیل گرمای بیش ازحد خشک می کند،رطوبت را درحد متعادل نگه می دارد. همانطور که می دانید بیشتر افراد از کثیف شدن دیوارها و محیط زندگی در اثر استفاده ازمنابع گرمایی همچون بخاری و رادیاتور احساس نارضایتی می کنند. از آنجا که درسیستم گرمایش از کف جریان هوا به آرامی از پایین به بالا می باشد بنابراین دیوار ها پاکیزه می مانند. همین امر در مورد افرادی که دارای آلرژی (حساسیت) هستند بسیار مورد اهمیت است زیرا که محیط زندگی عاری ازهرگونه محرک خواهد شد. استفاده از این سیستم در مکانهایی همچون آشپزخانه و حمام که کف آنها معمولاً خیس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشک شدن کف می شود. مسئله مهم دیگر اینکه در این روش رطوبت زمین که دربعضی ازمنازل منجر به بروز بیماریهای مفصلی می شود از بین رفته و باعث کاهش درد بیماران مبتلا به ناراحتی هایی از قبیل رماتیسم خواهد شد. همچنین از رطوبت دیوارها و کپک زدن آن که شکل خوشایندی ندارد جلوگیری می شود و دیگر اینکه در این سیستم جایی برای رشد و تکثیر حشرات موزی وجود ندارد. یکی دیگر از فواید سیستم گرمایش از کف این است که دیگر فضای منزل یا محل کار توسط دستگاههای رادیاتور و بخاری اشغال نمی شود و به همین منظور آزادی بیشتری در تغییر دکوراسیون محل زندگی خواهید داشت. شاید به نظر آید که به هنگام نصب سیستم کف خواب دیگر نمی توانید پوشش مورد علاقه تان را برای کف انتخاب کنید! ولی این طور نیست. مطمئن باشید که شما می توانید برای پوشش کف منزل خود از هر نوع مصالحی ازجمله سنگ، سرامیک، کاشی پارکت چوب وفرش نیز استفاده کنید بدون اینکه تأثیری درگرمای مطلوب محیط شما بگذارد. یکی دیگر از مزایای استفاده از سیستم گرمایش از کف در روشهای ذوب برف می باشد بطوریکه از این روش برای ذوب یخ یا برف موجود در پیاده روها، لنگرگاههای بارگیری، جاده ها، ورودی ساختمانها و بیمارستانها، باند فرود هواپیما و زمینهای ورزشی از جمله زمین فوتبال وغیره که دسترسی آسان و سریع به محل الزامی است می توان استفاده کرد. بطوریکه این روش علاوه برکاهش هزینه های برف روبی و نمک پاشی، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسیار موثر خواهد بود .
سیستم گرمایش از کف چیست؟
این مثل تمام سیستمهای گرمایشی دیگر جهت گرمایش و ایجاد دمای مناسب جهت انسانها استفاده می شود و مثل تمام آنها احتیاج به بررسی پروژه و طراحی و اجرا با نظارت مهندس تاسیسات دارد.
فکر نکنید این سیستم از تاریخ هشتم اسفند ماه هشتادو پنج وارد صنعت تاسیسات شده بلکه این سیستم از زمان رومیان قدیم و حتی در ایران خودمان رواج داشته و به صورتهای مختلف استفاده می شده ولی به علت نبود تجهیزاتی که در حال حاضر وجود دارد بیشتر برای گرمایش حمام ها استفاده می شده پس این یه سیستم قدیمی که جواب خود را پس داده است البته به علت ناشناس بودنش هم می رسیم .
بعد از پیشرفت علم تاسیسات و سیتمهای مختلف تهویه مطبوع و ساخت مواد و لوله های مقاوم تر در اوایل قرن ۲۰ میلادی در آمریکا و اروپا این سیستم با لوله های فولادی و مسی گسترش پیدا کرد اما طولی نکشید که کار متوقف شد چرا؟
بعلت اینکه این سیستم زیر کف کار می شه (در مورد کار شدن زیر کف حرف دارم) و به وسیله سیمان یا پارکت یا هر پوشش دیگری روی لوله ها پوشیده می شه و دسترسی به لوله ها سخت است احتیاج به یک لوله مقاوم داریم که خیالمون از بابت تعمیرونگهداری راحت باشه خب لوله های آهنی که زنگ می زنه پس بدرد نمی خورن اما لوله های مسی بسیار خوب هستن بجز دو مورد که مورد اول برای پولدارا اشکالی نداره چون جون کارفرما میار بالا اما مورد دوم بعدن بهش می رسیم پس چه لوله ای خوب ؟ تو پست بعدی توضیح می دم.
خب به اینجا رسیدیم که لوله های مسی و فولادی بدرد گرمایش از کف نمی خورد پس چه لوله ای استفاده کنیم در اواخر دهه ۶۰ میلادی دانشمندان غربی به طلای دست پیدا کردن به نام پلیمر پکس یا طلای پلیمر و از اون لوله ساختن این جنس بعلت مقاوت دمای تا حدود ۹۵ درجه سانتیگراد و تحمل فشار خوب و عمر بالا بعلت خورده نشدن و زنگ نزدن کم کم جای خود در میان لوله های بکار رفته در تاسیسات باز کرد.
شاید بشه گفت این لوله مخصوص گرمایش از کف است . اما بازم یه مشکلاتی داره :
۱. کلا پلی اتیلن و شاخه های آن مولوکولهای هوا را از خودش عبور می ده و اکسیژن هوا باعث خوردگی تاسیسات فولادی می شه.
۲.ضریب انبساط طولی لوله های پلیمری مخصوصا پکس بسیار بالاست.( m/mk 0.00014)
شاید بگین که خوب باشه زیر زمین که مشکلی پیش نمیاد و سیمان اطراف لوله جلوی لوله رو سد می کنه. اما اینطور نیست یکی از مشکلات لوله های پلیمری ضربه پذیر بودن است.و لوله با انبساط زیاد در اصل به خودش صدمه می زنه.
اما چاره چیه؟
کاری که دانشمندان انجام دادن این بود که لوله های فلزی و پلیمری را با هم تلفیق کردن
یعنی چی ؟ لوله ای درست کردن به نام لوله پنج لایه تلفیقی شامل یک لایه پکس یک لایه چسب مخصوص یک لایه آلومینیوم یک لایه چسب مخصوص و دوباره یک لایه پکس.
لایه آلومینیوم باعث شد که اکسیژن از لوله عبور نکند و با کمک چسب جلولی انبساط بیش از حد لوله گرفته بشه. .( m/mk 0.000018)
پس بهترین لوله ,لوله های PEX/AL/PEX برای سیستم گرمایش از کف
انواع سیستم گرمایش از کف :
خیلی خلاصه بگم که سه نوع سیستم گرمایش از کف داریم
۱.سیستم گرمایش از کف با هوای گرم
۲.سیستم گرمایش از کف با برق
۳.سیستم گرمایش از کف با آب گرم
یکی یکی بررسی می کنیم . هر تاسیسات کاری می دونه که سیستم های هوائی با اینکه تعمیرات و نگهداری کمتری دارن و اطمینان بالای در استفاده از آنها است ( مسائلی مثل نشتی آب رو ندارن) اما بعلت بازده پائین و حمل کم دما توسط هوا پس مجبور به صرف هزینه زیاد زیر منزل هستیم تا کانالهای بزرگی در کف ساخته بشه که از نظرمعماری هم دچار مشکل می شویم پس این یکی را رد می کنیم و به همین دلایل این روش منسوخ شده
گرمایش از کف به وسیله برق بسیار عالی است از هر نظر نصب آسان و ضخامت کم و تعمیر نگهداری بسیار کم و تمیز بودن سیستم اما هرکس تو ایران کار کرد بر شکست میشه بخاطر مصرف بالای این سیستم . پس با این سیستم هم کاری نداریم
اما گرمایش با آب در هر جای دنیا رواج داره چون میشه بازدهی آن را با تعمیرو نگهداری آن از هم کم و زیاد کنیم و این سیستم رو قبول کنیم
بیشتر از اون سرتونو درد نمی آورم در پست بعدی میگم چرا سیستم گرمایش از کف یک سیستم برتر گرمائی است.
چرا سیستم گرمایش از کف بهترین سیستم است؟
این مورد رو می توانیم از دو منظر بررسی کنیم
یکی از نظر بهینه سازی مصرف سوخت و دیگری از نظر دمای آسایش که باید انسان از اطراف جذب کند مورد اول را بعدا در طراحی این سیستم توضیح می دهم ولی مورد دوم احتیاج به مقدمه دارد.
اگر بدن انسان را مثل یک شیء گرماساز در نظر بگیریم پس مانند هر شیئ گرماساز دیگه انرژی از خودش را آزاد می کنه که در تابستان سعی ما اینست که این انرژی را از بدن دفع کنیم و در زمستان این انرژی را در اطراف بدن حبس کنیم و حتی به بدن انرژی گرمائی لازم را برسانیم.
اما دفع و جذب انرژی از بدن از چهار راه اصلی صورت می گیرد:
۱. انتقال حرارت از طریق جابجائی هوای اطراف که تقریبا طبق نظر علما ۳۰٪ از انتقال انرژی بدن از این طریق صورت می گیره
۲. انتقال حرارت از طریق هدایت و تماس دست با اجسام اطراف که بعلت اینکه این نوع انتقال حرارت برای هر روز و برای اجسام مختلف متفاوت است نمی توان درصد درستی ارائه داد ولی شاید بشه گفت حدود ۵٪
۳. انتقال حرارت از طریق تبخیر که می تونه تبخیر داخلی یا خارجی باشه یعنی از طریق تنفس که بعلت اینکه ما دائم در حال تنفس هستیم(البته امیدوارم باشید) و سطح پوست ما با هوای اطراف در حال تماس است حدود ۲۵٪ از انرژی به این صورت از بدن انتقال پیدا می کنه
۴. انتقال حرارت از طریق تابش . دیدین تو زمستان وقتی منتظر اتوبوس هستین می روید و توی آفتاب قرار می گیرید این یعنی جذب حرارت از طریق تابش که بدن حدود ۵۰٪ از دمای لازم رو از این طریق جذب می کنه.
اگه این اعدادرا جمع کردین نگین که اینا می شه ۱۱۰٪ یعنی چه؟
این اعداد تقریبی بوده مثلا ممکن جذب حرارت در یک روز خاص بخاطر تغییر شرایط گرمایش اطراف ما به ۲۰٪ برسه و همینطور بقیه اما برای اینکه بهتر بشه مطالب را درک کرد این اعداد رو که از علما گرفته بودم اینجا آوردم.
خوب حالا اگه ما بتوانیم سیستمی را انتخاب کنیم که انتقال حرارت آن به میزان داده شده و به روشهای گفته شده باشه دیگه هیچکس از سیستم گرمایشی خودش شکایت نخواهد داشت
ولی فکر کنم در حال حاضر غیر ممکن باشه ولی می توانیم یک سیستم گرمایشی نزدیک به این سیستم ایده آل طراحی کنیم
سیستم گرمایشی با رادیاتور اساسش بر جابجائی هواست و این یعنی وجود دماهای مختلف در فضائی که در حال گرم شدن است و مطمئنا هوای گرم در سطوح بالای اتاق قرار می گیرد اما رادیاتور رو به این صورت بررسی می کنیم که ما ۳۰٪ جابجائی از رادیاتور می خواهیم خوب مطئنا به ما این ۳۰٪ را خواهد داد . چه خوب! اما ۵۰٪ تابش هم از ش می خواهیم
می دونید هر جسمی که سطح بیشتری دارد پس تابش بیشتری هم خواهد داشت اما در رادیاتور به علت سطح کمش نمی تواند ۵۰٪ انرژی لازم را به ما بدهد شاید شاید شاید بتواند ۵٪ به ما انرژی بده که جمعا میشه ۳۵٪ .
خوب این یعنی اینکه ما به نصف دمای آسایش هم نرسیدیم پس رادیاتور نمی تواند در دنیای پیشرفته امروز یک سیستم گرمائی مناسب و به صرفه باشه.با این حرفا می توانیم سیستم های دیگر مثل فن کوئل و کانال هوای گرم را هم رد کنیم
سیستم گرمایش از کف بیش از ۵۰ ٪ از حرارت خود را از طریق تابش انتقال می دهد.
حالا میگین چه سریع این حرف را زدید خوب یک چیز بدیهی است در این سیستم به علت اینکه از تمام سطح کف استفاده می کنیم پس یک سطح انتقال حرارت زیادی داریم که بخش عمده از انتقال انرژی را بر عهده می گیره ولی ما ۵۰٪ بیشتر از این انرژی را لازم نداریم بقیه این انرژی به مقدار خیلی کم توسط اجسام دیگر جذب میشه و یا به جابجائی خیلی کمی تبدیل میشه شاید قابل محاسبه نباشه اما به محاسبه احتیاج نداره ما توانستیم بالای ۵۰٪ از انرژی بدنمون را تامین کنیم به نظر شما بهتر از ۳۵٪ نیست. تازه جریان جابجای و هدایت را حساب نکردیم با این کار ما به دمای آسایش نزدیک شدیم بدانید این سیستم تنها سیستم دنیا می باشد که انسان را تا این اندازه به دمای آسایش نزدیک کرده پس بدانید گرمای که تا بحال از رادیاتور می گرفتید یک دمای استاندارد نبوده و اگر این دما را بهترین دما می دانستید بخاطر این که دمای بهتر از این را تجربه نکردید .
تا حالا شده در زمستان در منزل پاهاتون یخ بزنه فکر کنم با سیستم گرمایش ازکف این مشکل حل بشه حالا فکر شو بکونید بچه ای که دارد چهار دست و پا در منزل حرکت می کند مطمئنا دمای سردتری نسبت به افراد بزرگسال تجربه می کند ولی در سیستم گرمایش ازکف نوزاد دچار سرما نمی شود .
این موضوع را فهمیدیم که در سیستم رادیاتوری جابجایی هوا بسیار زیاد است .شاید بدانید که این موضوع چه مضراتی را دارد اول اینکه رطوبت هوا کاهش پیدا می کند و به همین دلیل بودکه سالهای اخیربخاری های به بازار آمد که مخزن آب داشت دوم اینکه جابجایی هوا باعث می شود که گردو غبار باعث چرخش در هوا شده و این دو مشکل را دارد اول اینکه دیوارها در طول زمان تیره تر شده که بیشتر بالای رادیاتور یا بخاری صورت می گیرد این موضوعی است که بیشتر خانمهای خانه از آن می نالند و همچنین گرد و غبار در هوا برای تنفس مخصوصا افرادی که نسبت به این مورد آلرژی دارند مضر است .
حرارتی که در کف منزل توسط سیستم گرمایش از کف ایجاد می شود باعث از بین رفتن رطوبت کف و دیوارها خواهد شد و دیگر کف و دیوارها دراثر تبلور دچار ترکیدگی نمی شوند . همچنین افرادی که نسبت به رطوبت فضای اطراف حساسیت دارند از این مورد رهایی پیدا می کنند.
از بین رفتن رطوبت در کف باعث می شود که فضای مناسب برای رشد و تکثیر حشرات از بین برود این قابل افرادی است که ادعا می کنند سیستم گرمایش از کف باعث می شود فرشها ی منزل بید بزند.
مزیت دیگر که بیشتر به درد خانومهای خانه می خورد اشغال نشدن هیچ فضای از منزل توسط دستگاههای سیستم گرمایی است به این صورت می توانند چیدمان مبلمان منزل را هر طوری که خواستند آرایش بدهند .
مقایسه سیستم گرمایش کف با سایر شیوه های گرمایشی
سیستم گرمایش کفی دارای راندمان حرارتی بالاتری نسبت به سایر سیستمهای حرارتی می باشد. علت این امر توزیع یکنواخت حرارت از کف به جهت بالا می باشد. جاییکه بیشترین نیاز به حرارت احساس می شود.
در سیستم گرمایش از کف برای کنترل محیطهای مختلف حرارتی، از یک جعبه مرکزی انشعابات هر محیط گرفته شده و با توجه به نیازهای طراحی، بخشهای حرارتی (Thermal Zones) از این جعبه مرکزی به تفکیک قابلیت کنترل مجزای هر محیط را ایجاد می کنند.
روشهای کنترل دما در سیستم گرمایش کفی:
1. سیستم کنترل دمای بصورت دست
در این سیستم با استفاده از شیرآلات قطع و وصل متصل شده به خروجی های هر کلکتور،در جعبه مربوطه، امکان کنترل منطقه های حرارتی به صورت دستی امکان پذیر می گردد.از مزایای این سیستم، اقتصادی بودن و ساده بودن سیستم کنترلی، میتوان اشاره نمود.
2. سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت مکانیک
در این سیستم با استفاده از نصب شیرآلات گرمایش کفی در داخل دیوار هر فضایگرمایشی، از طریق تنظیم ترموستات حرارتی نصب شده بر روی شیر گرمایش کفی داخل دیوار، دمای محیط مریوطه به صورت مکانیکی و اتوماتیک کنترل می گردد.در این روش داخل جعبه شیر گرمایشی، شیر تخلیه هوا نیز پیش بینی شده است.
3. سیستم کنترل دمای اتوماتیک بصورت برقی
در این سیستم شیرهای برقی که به حس گرهای الکتریکی در هرمحیط به طورجداگانه وصل شده اند، فرمان قطع و وصل هرمدار حرارتی را دریافت نموده و عملیات تنظیم خودکار هر محیط را انجام می دهند.امکان دیگری همانند، دبی سنج و یا دماسنج نصب شده بر روی هر خروجی وورودی کلکتور امکان کنترل های مختلف و متنوعی را برای کاربر ممکن می سازد.سیستم اتوماتیک برقی پایپکس کاملترین روش کنترلی دمائی فضای گرمایش کفی می باشد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 15 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله گرمایش از کف
