نوشته شده در دیدگاه‌تان را بنویسید

گرمایش و سرمایش تابشی

 منبع: ماهنامه خانه تاسیسات – شماره ۷ – مرداد ماه ۱۳۹۲
استفاده از این مقاله با ذکر منبع مجاز است.

موفقیت در طراحی سیستم‌های گرمایش و سرمایش تابشی یا تشعشعی نیازمند شناخت کامل ویژگی‌های این سیستم‌ها و در نظر گرفتن ملاحظات طراحی مرتبط با آن‌هاست. عملکرد این سیستم‌ها به راحتی قابل رصد کردن نیست و تحلیل الگوهای انتقال حرارت تابشی آن‌ها در فضای داخل ساختمان با پیچیدگی‌هایی همراه است. طراحی این سیستم‌ها به علت تغییرات الگوی انتقال حرارت و شکل هندسی فضا در پروژه‌های مختلف تا حد زیادی وابسته به ارزیابی‌هایی است که نیازمند تحلیل و طراحی دقیق سیستم است. در وضعیت سرمایش نیز مشکلاتی مانند کندانس بخار آب موجود در هوا در کنار تامین شرایط آسایش حرارتی از جمله ملاحظاتی است که باید به خوبی در نظر گرفته شود.

  

تصویر (۱) ابزار تحلیل سیستم های گرمایش/سرمایش از کف

داده‌های ورودی
پارامترهای سمت هوا
درجه حرارت هوای داخلی =
۷۵ [F]
ضریب کلی انتقال گرما در بالای کف = ۲٫۰۰۸
[(Btu/(h.ft2.F]
شدت گرمای جذب شده خورشیدی =
۴۰ [(Btu/(h.ft2]

پارامترهای پوشش
ضخامت کلی پوشش‌ها =
۰٫۷۹ [in]
مجموع ضخامت و انتقال گرمای پوشش‌ها =
۰٫۰۲۴Btu/hr.F
مقاومت گرمایی پوشش‌ها =
۰٫۱۸ [(Btu/(h.ft2]

پارامترهای دال و لوله
ضخامت لوله =
۱٫۸ [in]
قابلیت هدایت گرما توسط دال =
۰٫۸۷ [(Btu/(h.ft.F]
فاصله مرکز به مرکز لوله ها =
۶ [in]
قطر
داخلی لوله = ۰٫۵۸۴ [in]
قطر خارجی لوله =
۰٫۷۵ [in]
قابلیت هدایت گرما توسط لوله =
۰٫۲۲ [(Btu/(h.ft.F]

پارامترهای سمت آب
طول مدار لوله‌کشی آب =
۳۰۰ [ft]
دمای آب ورودی = 
۶۰ [F]
میزان جریان آب =
۲٫۵ [GPM]

داده‌های خروجی
ظرفیت تابشی کف =
۴۰ [(Btu/(h.ft2]
دمای آب خروجی =
۶۰ [F]
میانگین دمای کف =
۶۰ [F]
دمای سطح =
۶۰ [F]

طراحی سیستم‌های گرمایش و سرمایش تابشی
طراحی سیستم تابشی هیچ شباهتی به طراحی سیستم‌های تهویه مطبوع متداول ندارد، زیرا نمی‌توان عملکرد این سیستم‌ها را از طریق محاسبات ساده ریاضی به راحتی تحلیل کرد. در سیستم‌های گرمایش از کف، انتقال گرمای دوبعدی۱ از سیال درون لوله‌ها به دال کف، سطوح خارجی و فضای اتاق انجام می‌شود و تاثیر انتقال حرارت تابشی۲ با طول موج کوتاه نیز باید در آن تحلیل شود. تحلیل این سیستم‌ها همچنین باید ویژگی‌های کلی فضا از جمله انتقال حرارت تابشی با طول موج بلند در میان سطوح اتاق، لایه‌بندی دمایی هوای اتاق و شارهای خورشیدی بر سطوح فعال و غیر فعال اتاق را نیز در بر بگیرد. در نهایت برای تضمین دست‌یابی به شرایط آسایش باید ویژگی‌های سایکرومتری فضا را نیز ارزیابی کرد.
برای دست‌یابی به این اهداف، در این مقاله از پنج ابزار استفاده می‌شود که هدف هر یک از این ابزارها، ارزیابی یکی از جنبه‌های عملکردی این سیستم است.
اولین ابزار، یک محاسبه ساده است که با برنامه EES) Engineering Equation Solver) اجرا شده و از الگوریتم‌هایاستاندارد تبادل حرارت ASHRAE استفاده می‌کند. با استفاده از این برنامه دیگر نیازی به برگه‌های محاسباتی پیچیده نیست. برگه‌های محاسباتی با استفاده از روش سعی و خطا به شناسایی عوامل محدودکننده انتقال حرارت در سیستم، از دال به فضا، از سیال به دال و جریان سیال می‌پرداخت و عملکرد نهایی سیستم را محاسبه می‌کرد. این شیوه زمانی استفاده می‌شد که هنوز استانداردهای بین‌المللی مرتبط تدوین و منتشر نشده بود. اما در حال حاضر استانداردهایی مانند ISO-DIS11855 و EN15377 در این زمینه تدوین شده‌اند. برنامه EES عامل محدودکننده را شناسایی کرده و با استفاده از یک واسط کاربری مناسب، عملکرد سیستم را محاسبه می‌کند. با استفاده از EES می‌توان جایگزین‌های ممکن برای هدایت گرمایی سطح خارجی کف، عمق دال، طول مدار لوله‌کشی و تعیین فاصله لوله‌ها، جریان آب رفت و درجه حرارت برای ترکیب‌های مختلف دمای اتاق و حرارت جذب شده در کف را ارزیابی کرد. EES بر مبنای این داده‌ها به محاسبه دمای آب خروجی از کف، ظرفیت گرمایشی یا سرمایشی کف بر واحد سطح و دمای سطحی کف می‌پردازد (تصویر ۱). دومین ابزار، الگوی تابش خورشید بر سطوح ساختمان را در زمان‌های مختلف سال محاسبه می‌کند؛ سایه‌اندازی ساختمان و ویژگی‌های نوری شیشه‌ها از جمله این محاسبات هستند (تصویر ۲). این ابزار داده‌های ورودی مورد نیاز درباره تابش جذب شده را برای EES و روش‌های دینامیک سیالات محاسباتی (CFD3) فراهم می‌آورد.
ابزار سوم CFD است که با استفاده از آن مقدار انتقال حرارتسطحی اتاق ارزیابی می‌شود که شامل مبادله تابشی با طول موج بلند بین سطوح، انتقال حرارت جابه‌جایی و جریان القایی بویانسی۴ هوای اتاق، تاثیر تابش خورشید بر سطوح فعال و غیر فعال اتاق و تاثیر هوای رفت بر توزیع دمای اتاق می‌شود (تصویر ۳). گرمای منتقل شده به فضا به هر دو روش انتقال حرارت جابه‌جایی و تابش اختصاص می‌یابد تا لایه‌بندی دمایی ایجاد شده از طریق جابه‌جایی، به طور دقیق‌تری توصیف شود.ابزار چهارم، تعادل سایکرومتری۵ فضا را ارزیابی می‌کند. این ارزیابی را می‌توان بر مبنای روش‌های CFD یا با استفاده از اطلاعات مربوط به منابع رطوبتی و نسبت رطوبت هوای نفوذی و تصفیه شده، انجام داد. آخرین ابزار برای تحلیل عملکرد این سیستم در ساختمان، استفاده از یک پایگاه الگوسازی استاندارد برای انرژی ساختمان است. نمونه ساده شده سیستم گرمایش از کف، به همراه قدرت پمپ‌ها ظرفیت سرمایشی و گرمایشی به عنوان اطلاعات ورودی این برنامه شبیه‌سازی استفاده می‌شوند.

تصویر (۲) پیکربندی خورشیدی در لابی دفتر مرکزی شرکت
National Rural Utiities Cooperative Finance

تصویر (۳) داده‌های خروجی درباره توزیع دما در لابی مرکز اصلی شرکت
National Rural Utilities Cooperative Finance
با استفاده از تحلیلCFD

نتیجه این فرآیند طراحی، ایجاد یک پیکربندی مناسب برای کف است که در آن منطقه‌بندی با الگوهای خورشیدی سازگار است، فاصله‌گذاری لوله‌ها با حداکثر بار سرمایشی یا گرمایشی سازگار است، هوای تهویه به منظور جلوگیری از کندانس به خوبی خشک می‌شود و تامین سرمایش یا گرمایش به صورت کمکی موجب کنترل نیاز ساختمان فراتر از ظرفیت سیستم تابشی می‌شود. نکته مهمی که باید در این زمینه مورد توجه قرار گیرد آن است که علاوه بر تحلیل بیشترین نیاز سرمایش و گرمایش، شرایط عملیاتی نیز باید ارزیابی شود. رطوبت بالا، پایین بودن بار محسوس، مقدار بالای گرمای خورشید، پایین بودن دمای هوای خارج و حداقل و حداکثر میزان فعالیت افراد ساکن در ساختمان از جمله این شرایط هستند. اگرچه این تحلیل‌های ثانویه کمکی به پیکربندی فیزیکی سیستم گرمایش از کف نمی‌کند، ولی می‌توان با استفاده از آن‌ها، از فرآیند کنترل آگاهی پیدا کرد.
یکی از مهم‌ترین بخش‌های فرآیند طراحی، هماهنگی ویژگی‌های حرارتی عناصر معماری داخلی است. برای مثال، در نظر گرفتن مقاومت گرمایی پوشش نهایی کف از اهمیت خاصی برخوردار است. موادی که مقاومت حرارتی آن‌ها بیش از حد زیاد باشد، اختلاف دمای آب درون لوله‌ها و سطح خارجی کف را افزایش می‌دهند.
سنگ‌فرش، کاشی سرامیکی و موزاییک از جمله مصالح ایده‌آل به عنوان پوشش نهایی کف هستند. مصالح چوبی متراکم، مانند تخته چندلایه، پوشش‌هایی مانند لینولیوم (نوعی پوشش با سطح براق) و پوشش‌های پلیمری نیز از جمله مصالح قابل قبول برای کف به شمار می‌روند. مصالح پرمنفذ ضخیم مانند پنبه یا فرش برای پوشش سطوح خارجی کف مناسب نیستند. برای به حداکثر رساندن انتقال گرما به کف، مقاومت گرمایی دال نیز باید مورد توجه قرار گیرد. دال بالایی باید از بتن با حداقل چگالی (۱۲۰lb/ft3 (1925kg/m3 باشد. بتن سبک به علت منافذ زیاد مقاومت گرمایی بسیار بیشتری دارد. هدف اصلی در این طراحی، ایجاد معبریبرای انتقال گرما از آب درون لوله‌ها به فضای اتاق با حداقل مقاومت ممکن است. مشخصات حرارتی کف و پوشش نهایی آن در جدول (۱) نشان داده شده‌اند.

جانمایی سیستم گرمایش و سرمایش تابشی
سیستم گرمایش از کف شامل یک مدار مجزاست که توسط مبدل‌های حرارتی به منابع گرمایی و سرمایی متصل شده و گرمای آن از طریق سیستم لوله‌کشی تعبیه شده در دال کف به فضا منتقل می‌شود. این مدار مجزا باعث می‌شود تا احتمال رسوب‌گرفتگی در مدارهای گرمایش و سرمایش ساختمان کاهش یابد.
تصویر (۴) یک نمونه از نمودار جریان این سیستم را نشان می‌دهد. می‌توان از روش جریان متفاوت و دمای ثابت (برای هر حالت)، برای یک سیستم گرمایش از کف چندمنطقه‌ای استفاده نمود. متناسب با مساحت و کاربری فضا برای هر مدار یا چندراهه می‌توان از شیرهای تعدیل‌کننده استفاده نمود. اگر بر روی هر حلقه، یک شیر تعدیل‌کننده وجود داشته باشد، طراحی‌های متداول شامل یک شیر دو وضعیتی با عملکرد آهسته خواهد بود. در فضاهای بزرگ‌تر، تمامی چندراهه‌هایی که بیش از ده مدار را به هم متصل می‌کنند، برای کنترل ظرفیت از یک شیر دو وضعیتی با عملکرد آهسته استفاده می‌کنند. در وضعیت سرمایشی، برای تعدیل دمای کف در واکنش به تابش خورشید، کنترل ظرفیت منطقه‌ای از اهمیتبیشتری برخوردار است. بخشی از  کف که در معرض تابش مستقیم خورشید است، به جریان کامل نیاز دارد، اما بخشی که در سایه است به منظور حفظ حداقل دمای ۶۸ درجه فارنهایت (معادل ۲۰ درجه سانتی‌گراد) کف به جریان بسیار کمتری نیاز دارد. پمپ گردشی این سیستم دارای یک محرک فرکانس متغیر (VFD7) و یک مسیر فرعی برای کنترل فشار است تا بتواند بارهای بسیار کوچک را تامین نماید. مدار سیستم گرمایش از کف از دو مبدل حرارتی، یکی برای سرمایش و دیگری گرمایش و یا یک مبدل حرارتی چهارلوله‌ای استفاده می‌کند. دمای رفت درسمت ثانویه مبدل حرارتی از طریق یک شیر دوراهه در سمت اولیه کنترل می‌شود، این شیر توسط یک حسگر حرارتی در سمت برگشت مدار ثانویه مبدل حرارتی کنترل می‌شود.
در پروژه‌های سرمایش و گرمایش تابشی می‌توان از لوله‌های (۵/۸in (15.88mm پلی‌اتیلن با چگالی بالا و اتصال متقاطع استفاده کرد. به‌کارگیری (۳۰۰ft (91.4m غلتک، یک روش رایج انتقال در این لوله‌کشی می‌باشد. حداکثر جریان آب در مدار این لوله‌کشی بین ۲gpm تا ۲٫۵gpm یا ۰٫۱۲l/s تا ۰٫۱۶l/s است. حداکثر جریان در زمان استفاده از اتیلن‌گلیکول کمتر خواهد بود.افزایش طول مدار تا (۶۰۰ft (182.8m موجب می‌شود که در معرض تابش خورشید، ظرفیت بر واحد سطح بین هشت تا ده درصد کاهش یابد. این مقیاس می‌تواند برای سطوح کف بزرگ و مشابه موجب بهره‌وری بیشتر و کاهش هزینه‌ها شود.
برای کف‌پوش‌های متنوع‌تر، مدارهایی با طول کوتاه مناسب‌تر است. چندراهه‌ها باید تا بیشترین حد ممکن در نزدیکی کف‌های مورد نظر قرار گیرند. اگر طول حلقه‌ها بیش از (۳۰۰ft (91.4m باشد، برای اجرای این سیستم در مکانی که (۷۵ft (22.9m دورتر از چندراهه قرار دارد، نیمی از مسیر مدار را باید به عنوان مسیر برگشت در نظر گرفت که این مسیر می‌تواند از طریق یک فضای کنترل نشده در کف اجرا شود. در نظر گرفتن موقعیت چندراهه‌ها در اولین مراحل طراحی موجب رفع نیاز اصلاح چندباره سیستم به دلیل عدم تناسب با معماری می‌شود.
اجرای چندراهه به صورت توکار برای یک چندراهه با ده مدار نیازمند فضایی به عمق (۵in (127mm، ارتفاع (۲۰in (510mm و عرض (۴۰in (1.02mm است. البته در نظر گرفتن صفحات دسترسی داخل فضا به گونه‌ای که تداخلی با معماری داخلی نداشته باشد نیز باید مورد توجه قرار گیرد. پیکربندی منطقه باید به گونه‌ای باشد که حسگر حرارتی نصب شده در روزهای تابستان به الگوهای تابشی و منابع حرارتی مجاور به خوبی واکنش نشان دهد.
برای تعیین ابعاد پمپ‌های گردشی مورد نیاز در مدار باید حداکثر نسبت‌های جریانی سیستم برای گرمایش یا سرمایش با یکدیگر مقایسه شوند. برای حفظ دمای کف در محدوده دمای حداکثری ۸۰ درجه فارنهایت (معادل ۲۶٫۷ درجه سانتی‌گراد) در وضعیت گرمایش، نباید بیش از (۰٫۸gpm (0.05l/s از آب گرم با دمای۹۰ درجه فارنهایت (معادل ۳۲٫۳ درجه سانتی‌گراد) در مدار به جریا درآید. با این حال الزامات گرمایشی مناطق پیرامونی، به طور همزمان و بالاتر از میزان جریان، دارای تفاوت اندکی است. حداکثر نیاز سرمایشی در مناطق مختلف بسیار متنوع است. به این ترتیب که برای حفظ حداقل دمای کف به اندازه ۶۸ درجه فارنهایت (معادل ۲۰ درجه سانتی‌گراد) در مناطقی که در معرض آفتاب هستند، به جریان کامل در حلقه نیاز است و برای مناطقی که در سایه هستند، تنها به (۰٫۳gpm (0.02l/s نیاز است. بر مبنای جهت‌گیری دیوارهای دارای شیشه و عمق ورق‌های کف‌پوش، تفاوت نیاز سرمایشی فضاهای مختلف ساختمان می‌تواند به کمتر از پنجاه درصد نیز برسد.
بهترین روش برای تعیین مشخصات مورد نیاز پمپ‌های گردشی، ارزیابی الگوهای تابش آفتاب در چندین روز طراحی است تا بتوان بر مبنای آن بیشترین درصد کفی که در طول سال تحت تابش خورشید است را مشخص کرد و اختلاف میان جریان کامل در وضعیت سرمایشی و گرمایشی را محاسبه و با یکدیگر مقایسه کرد.

تصویر (۴) نمودار جریان سیستم گرمایش و سرمایش از کف

جلوگیری از شکل‌گیری کندانس
اساسا شکل‌گیری کندانس یکی از دغدغه‌های سیستم سرمایش از کف به شمار می‌رود. طراحی مناسب سیستم، جانماییاجزا و کنترل صحیح عملکرد آن‌ها برای جلوگیری از ایجاد کندانس در فضای داخل امری ضروری است. با طراحی مناسب سیستم حتی در مرطوب‌ترین شرایط اقلیمی نیز می‌توان همواره از ایجاد کندانس جلوگیری کرد. روش‌های جلوگیری از کندانس باید با توجه به کاربری ساختمان، اقلیم پروژه و بدترین شرایطرطوبتی انجام شود. برای مثال، بدترین وضعیت هوا از دیدگاه دمای نقطه شبنم پروژه زمانی اتفاق می‌افتد که طوفان همراه با صاعقه محوطه یک پارکینگ بدون سقف، آسفالت شده و گرم را در خارج از ورودی ساختمان فرا بگیرد و دمای نقطه شبنم محلی را به بیش از ۸۰ درجه فارنهایت (معادل ۲۶٫۷ درجه سانتی‌گراد) برساند، یعنی دمایی که از شرایط طراحی ASHRAE نیز بسیار بالاتر است.
مهم‌ترین روش جلوگیری از کندانس سطح خارجی یا داخلی کف، دمای آب سرد رفت داخل لوله‌هاست که اساسا بالاتر از دمای نقطه شبنم هوای داخلی فضا می‌باشد. دمای آب سرد ورودی در بسیاری از پروژه‌ها حدود ۶۱ درجه فارنهایت (معادل ۱۶٫۱ درجه سانتی‌گراد) در نظر گرفته می‌شود. دمای نقطه شبنم هوا، در سطح دریا در دمای ۷۵ درجه فارنهایت (معادل ۲۳٫۹ درجه سانتی‌گراد) و رطوبت نسبی پنجاه درصد برابر با ۵۵٫۱ درجه فارنهایت (معادل ۱۲٫۸ درجه سانتی‌گراد) می‌باشد. این عامل ایمنی با دمای نقطه شبنم ۶ درجه فارنهایت (معادل ۳٫۳ درجه سانتی‌گراد) موجب تغییر داخلی قابل توجهی قبل از وقوع کندانس می‌شود. استفاده از آب سرد رفت در این دمای بالا، علاوه بر جلوگیری از ایجاد کندانس، بر ظرفیت سرمایشی نیز تاثیرگذار است. جدول (۲) ظرفیت دو سیستمی را مقایسه می‌کند که از آب سرد رفت با دماهای ۵۸ درجه فارنهایت (معادل ۱۴٫۴ درجه سانتی‌گراد) و ۶۱ درجه فارنهایت (معادل ۱۶٫۱ درجه سانتی‌گراد) استفاده کرده‌اند.

یکی دیگر از روش‌های جلوگیری از ایجاد کندانس، طراحی سطوح خارجی ساختمان با میزان نشت بسیار کم است. مقادیر بالای نشتی محلی می‌تواند منجر به ایجاد تغییرات محلی با نقطه شبنم بالا شده و علیرغم به‌کارگیری حسگرهای رطوبتی داخل اتاق در نهایت باعث شکل‌گیری کندانس به صورت محلی می‌شود.

افزون بر این، مقادیر بالای نشتی موجب افزایش بار نهان، افزایش دمای نقطه شبنم و کاهش حاشیه اطمینان برای جلوگیری از ایجاد کندانس می‌شود. وجود نشتی در یک ساختمان هیچ‌وقت مفید نیست و در صورت استفاده از سیستم سرمایش از کف می‌تواند خطرات عمده‌ای را در ساختمان ایجاد کند.
یکی از روش‌های موثر برای مقابله با نشتی رطوبتی بالا در ورودی‌های ساختمان، پر کردن کف مجاور قسمت ورودی با هوای سرد رطوبت‌زدایی شده است. نزدیکی هوای سرد و خشک به ورودی‌ها باعث می‌شود تا هوا در کف داخلی ورودی پراکنده شود. به این ترتیب هوای گرم و مرطوب ورودی در بالای این هوای سرد شناور می‌ماند و در نتیجه با کف تماس پیدا نکرده و روی کف کندانس ایجاد نخواهد شد. انتقال لوله‌کشی سرمایش/گرمایش از ناحیه کف نزدیک به ورودی، روش مکملی است که در مسیر برخورد هوای مرطوب با کف سرد (و پیش از ترکیب آن با هوای اتاق) فاصله ایجاد می‌کند. در اقلیم‌هایی با بارهای گرمایشی و رطوبت بالا می‌توان لوله‌کشی را در کف مجاور به ورودی تعبیه کرد، اما ترتیب فرآیند کنترلی باید به گونه‌ای باشد که در حالت سرمایشی سیستم، تمامی شیرهای کنترلی بر روی مدارهای مجاور ورودی را ببندد.
برای جلوگیری از کندانس، سیستم تهویه/رطوبت‌زدایی هوا نیز باید طراحی شود. دمای نقطه شبنم سیستم باید کمتر از دمای آب سرد ورودی به سیستم سرمایش از کف باشد. این تفاوت دمایی در کاربری‌های مسکونی با تراکم بیشتر می‌تواند تا ۱۰ درجه فارنهایت (معادل ۵٫۶ درجه سانتی‌گراد) باشد. در چنین کاربردهایی، سیستم هوارسان باید به گونه‌ای طراحی شود که در مجاورت کف تهویه شده، توزیع یکنواخت هوا را داشته باشیم. اگرچه ممکن است توزیع یکنواخت هوا در این سیستم به اهمیت توزیع یکنواخت در یک سیستم تمام هوا نباشد، اما برای جلوگیری از شکل‌گیری کندانس باید از ایجاد مناطق راکدی که احتمال افزایش رطوبت محلی در آن‌ها بالاست اجتناب شود.
اجرای آب‌نما در کنار سیستم گرمایش از کف ایده بسیار مطلوبی است. آب‌نما به عنوان یک رطوبت‌زن تبخیری موجب افزایش اختلاف بین نسبترطوبت هوای رفت و شرایط محیطی اتاق می‌شود و می‌توان در فصل سرما با سرد کردن آب داخل حوضچه آبنما، آن را از یک جز نامطلوب به یک ابزار کارآمد در کنار سیستم گرمایش از کف تبدیل کرد. کاهش دمای آب‌نما تا چند درجه زیر دمای آب سرد ورودی به کف تا حد زیادی میزان تبخیر آب آب‌نما را کاهش می‌دهد. در این حالت اگر دمای نقطه شبنم محیط از دمای نقطه شبنم آب آب‌نما بالاتر برود، آب‌نما به خودی خود شروع به رطوبت‌زدایی می‌کند.
در دفتر مرکزی شرکت Hearst، ظرفیت سرمایش محسوس در سیستم گرمایش کفی توسط یک آب‌نمای شیب‌دار بزرگ تامین می‌شود، این آب‌نما به موازات پلکان به ورودی سطح پایین‌تر جاری می‌شود (تصویر ۵).

تصویر (۵) لابی دفتر مرکزی شرکت Hearst مجهز به سیستم گرمایش از کف

فرآیند کنترل این سیستم‌ها به منظور جلوگیری از شکل‌گیری کندانس به نسبت ساده است. به این ترتیب که سیستم‌های تهویه با قابلیت تهویه بر حسب نیاز۷، در واکنش به افزایش تعداد افراد حاضر در ساختمان، جریان هوا را افزایش داده و در نتیجه در واکنش به افزایش بار نهان داخلی، ظرفیت رطوبت‌زدایی را افزایش می‌دهند.
علاوه بر این می‌توان در زمان افزایش درجه حرارت نقطه شبنم فضا، دمای خروجی آب رفت سیستم تهویه/رطوبت‌زدا را کاهش داد (کاهش نقطه شبنم دستگاه). برای مقابله با افزایش دمای نقطه شبنم هوا و حفظ دمای نقطه شبنم فضا در یک محدوده ایمن می‌توان از یک کنترل‌کننده برای پمپ گردشی کف استفاده کرد. محدوده ایمن باید با توجه به وضعیت بار نهان در فضا تعیین شود. فضاهایی که دارای بارهای نهان محلی بالاتری هستند به محدوده ایمن وسیع‌تری نیاز خواهند داشت.
یکی از وظایف مهم سیستم کنترل، شناسایی و کنترل تجمع رطوبت در زمانی است که ساختمان خالی از سکنه است. وجود نشتی در این زمان‌ها می‌تواند دمای نقطه شبنم داخلی هوا را به محدوده‌ای بالاتر از دمای رفت آب سرد سیستم افزایش دهد. مصالح پرمنفذی مانند دوغاب روی کف کاشی‌کاری شده، می‌توانند در این هوای مرطوب به تعادل فشار بخار برسند. در زمان فعال شدن سیستم گرمایش از کف کندانس اتفاق می‌افتد. در بهترین حالت حتی اگر کندانس ایجاد شده قابل رویت نباشد و موجب لیز خوردن ساکنان نشود، موجب رشد کپک خواهد شد. برای مقابله با این مشکل، زمانی که دمای نقطه شبنم هوای داخلی به دمای آب سرد رفت می‌رسد، سیستم هوا در حالت رطوبت‌زدایی باید فعال شود. به این ترتیب در دوره‌ای که ساختمان خالی از سکنه است، دمای نقطه شبنم بالا شناسایی می‌شود و قبل از فعال شدن دال در حالتسرمایشی، یک چرخه رطوبت‌زدایی صبح‌گاهی به رطوبت‌زدایی فضا می‌پردازد.
نتیجه‌گیری
برای طراحی سیستم‌های گرمایش و سرمایش از کف به ابزارهای طراحی قدرتمندی نیاز است تا بتوان عملکرد پیچیده این سیستم‌های به نسبت ساده را بهینه کرد. در فرآیند طراحی این سیستم‌ها باید متغیرهای طراحی و پیکربندی فضای تهویه شده نیز ارزیابی شود. تعیین فاصه مرکز تا مرکز لوله‌ها، جریان سیال انتقالی، قابلیت هدایت گرمایی پوشش نهایی کف و جانمایی سیستم لوله‌کشی از جمله متغیرهای کنترل شده طراحی هستند. با این حال تاثیر پیکربندی فضا بر روی عملکرد سیستم را تنها می‌توان از طریق یک الگوی کامل CFD فضا ارزیابی کرد.
موفقیت سیستم سرمایش از کف تابشی در گروی جلوگیری از شکل‌گیری کندانس روی کف است. در نظر گرفتن عوامل ایمنی برای تعیین دمای نقاط شروع، به‌کارگیری فرآیندهای کنترلی برای پیش‌گیری از شرایط کندانس و پیکربندی طرح اولیه کف برای ایزوله کردن کف از منابع رطوبتی از جمله اقداماتی هستند که می‌توان برای دست‌یابی به این هدف انجام داد.
پی‌نوشت:

  1. Two-Dimensional Heat Trasnfer
  2. Radiant Fluxes
  3. Computational Fluid Dynamics
  4. Buoyancy Induced Flow
  5. Psychrometric Balance
  6. Variable Frequency Drive
  7. Demand-Controlled Ventilation

منبع: ماهنامه خانه تاسیسات – شماره ۷ – مرداد ماه ۱۳۹۲
استفاده از این مقاله با ذکر منبع مجاز است.

پاسخی بگذارید