یکی از سیستم هایی که در سال های اخیر، استفاده از آن برای گرم کردن سالن های بزرگی مثل فضاهای صنعتی و ورزشی فزونی یافته است، سیستم گرمایش تابشی است. سیستم گرمایش تابشی، یک جایگزین خوب برای سیستم های دیگری مثل سیستم گرمایش مرکزی می باشد. اگر شما هم مایل هستید با این سیستم بیش تر آشنا شوید، همراه پویانو باشید.

سیستم گرمایش تابشی چیست و چگونه کار می کند؟

در سیستم گرمایش تابشی لوله ای یا همان بخاری تابشی، گاز شهری به وسیله مشعل مخصوص با شعله طویل داخل لوله ای با ضریب تابش بالا می سوزد. حرارت حاصل به امواج حرارتی مادون قرمز تبدیل می شود و به کمک سطوح منعکس کننده که با فرم ذوزنقه ای در بخش بالای دستگاه جای گرفته اند، به نقاط مورد نظر می تابد. این امواج به خاطر خاصیت خود در اثر برخورد کردن به گرما بدل شده و سطوح برخورد را گرم می سازند. از آن جایی که گاز طبیعی در دسترس است و هزینه های اولیه نصب و راه اندازی زیاد نیست و به خاطر نیاز نداشتن به جریال مواد سیالی مثل آب، هوا و بخار و طبیعتا مورد نیاز نبودن پمپ، یونیت هیتر، هواساز یا کانال کشی برای انتقال هوای گرم، به کار بردن سیستک گرمایش تابشی با محبوبیت مواجه شده است.

هیتر لوله ای گاز سوز تابشی سقفی با یک مشعل با توجه به استاندارد اروپایی BS-EN-416-1 یا استانداردهای ملی مثل ISIRI-12871-1  طراحی شده و به تولید می رسد. ظرفیت گرمایی سیستم های گرمایش تابشی با توجه به نوع شرکت تولید کننده، متفاوت می باشد، اما به طور کلی می توان گفت که برای گرماتاب های دارای یک مشعل در حدود 22 تا 50 KW می باشد. میزان مصرف گاز این سیستم با در نظر گرفتن ظرفیت حرارتی آن در حدود 2 تا 5 متر مکعب بر ساعت می باشد.

از آن جایی که در روش گرمایش تابشی، سطح ها بدون دخالت و ایجاد تغییر در دمای هوای محیط گرم می گردند، افت حرارتی حاصل از تغییر چگالی هوا به خاطر تغییر حرارت و حرکت هوای گرم به سمت ارتفاع بالا از بین می رود. همچنین با توجه به این که گرمایش در سطوح پایین انجام می شود، اختلاف دمای سقف و نقاط مرتفع داخلی با محیط خارج کم شده و در نتیجه آن، افت حرارتی در مقایسه با روش های همرفتی کم می گردد.

مزایای گرمایش تابشی

• کاهش میزان مصرف سوخت
• ایجاد دمای مطلوب
• عدم جا به جایی هوا
• جلوگیری کردن از پخش گرد و غبار
• کاهش یافتن زمان گرمایش
• صرفه جویی در مصرف انرژی و زمان
• امکان جهت دادن به مسیر گرمایش
• تمرکز حرارتی بیشتر در بخش های نزدیک به کف
• نیاز نداشتن به سیستم انتقال دهنده گرما (لوله کانال و سایر تاسیسات)

باید توجه داشت که طراحی و اجرای مناسب این سیستم، تاثیر بسیار خوبی در عملکرد آن دارد. اگر طراحی سیستم به درستی صورت نگیرد یا از آن در محل هایی که در مسیر تابش مستقیم انرژی گرمایی، مانع وجود دارد، استفاده شود، عملکرد سیستم کاهش پیدا می کند. از جمله عوامل مهمی که در طراحی این سیستم ها برای رسیدن به شرایط دمایی مطلوب دخیل هستند، می توان به ارتفاع نصب، تعداد گرمکن مورد نیاز و سایز و ظرفیت گرمکن ها اشاره کرد.

تامین هوای مورد نیاز سیستم گرمایش تابشی

میزان هوای مورد نیاز برای سوختن کامل در این سیستم ها حدود 11 تا 13 برابر میزان گاز مصرفی هر دستگاه است که می تواند به دو شکل تامین شود. اگر سالن از تهویه مناسبی برخوردار باشد، اکسیژن مورد نیاز برای احتراق به کمک تهویه فراهم می شود. در محیط های تهویه خوبی ندارند، برای هر دستگاه با وصل کردن لوله های مستقل، هوای مورد نیاز سوختن از بیرون سالن فراهم می شود. لازم به ذکر است که زیاد شدن میزان تعویض هوای سالن، در شرایطی که برای ایجاد شرایط مطلوب دما از سیستم گرمایش تابشی استفاده می شود، تاثیر خاصی روی اتلاف حرارت حاصل از تعویض هوا نخواهد داشت.

هیتر تابشی

هیتر تابشی لوله ای که در کشور ما با نام گرماتاب شناخته می شود، این روزها یکی از برترین و کم هزینه ترین سیستم های گرمایشی برای گرمایش همه فضاهایی که ارتفاع بیش تر از 3 متر دارند، می باشد. از جمله این فضاها می توان به سالن های بزرگ صنعتی، انبارها، مرغداری ها، تعمیرگاه ها، گلخانه ها، آشیانه های هواپیما، سالن های ورزشی، نمایشگاه ها و فضاهای بدون حاصر، مثل باراندازها، مصلی ها و پارکینگ ها اشاره کرد.

بعد از دهه 70 میلادی، به خاطر خصوصیات جالب گرماتاب در فراهم سازی گرما برای فضاهای بزرگ، استفاده از این محصول فزونی یافته و ساختار هیتر تابشی از لحاظ پیکربندی با پیشرفت و گسترش بیش تری مواجه شد. در نگاه کلی، هیتر تابشی از مشعل، لوله آتش خوار، منعکس کننده و فن مکنده تشکیل می شود. مخلوط گاز شهری و هوا با نسبت مناسب به وسیله مشعل درون لوله سوزانده می شود و دمای لوله تا حدود 300 درجه بالا می رود. انرژی تابشی لوله به وسیله منعکس کننده به سوی پایین هدایت شده و گرمای لازم را فراهم می کند. فن مکنده هم مکش مورد نیاز را داخل لوله برای حرکت محصولات احتراق به سوی بخش انتهایی لوله فراهم می سازد. هیترهای تابشی در دو مدل خطی و دارای فرم U تولید و عرضه می شوند. این دستگاه ها به صورت مستقل از هم در فضا نصب می گردند و به همین خاطر، خراب شدن و ایراد پیدا کردن یکی از آن ها بر عملکرد سایر آن ها تاثیری نخواهد گذاشت.

تامین هوای مورد نیاز و تخلیه محصولات احتراق دستگاه

هوای مورد نیاز برای احتراق می تواند از طریق تهویه یا با فن فراهم شود. محصولات احتراق را نیز می توان با اتصال لوله ای با قطر 100 تا 150 میلی متر تبدیل خروجی فن، به خارج از فضا هدایت نمود. اگر فضا دارای تهویه مناسب باشد، نصب کردن تعدادی فن تخلیه مناسب برای افزایش تهویه کلی سالن، کار تخلیه محصولات احتراق را نیز انجام می دهد. با در نظر گرفتن احتراق تقریبا کامل دستگاه ها و نصب در زیر سقف، اگر تعویض هوا، حاصل از تهویه طبیعی بیش از 1.5 W/m باشد یا ارتفاع بالای دیوار، مطابق با استاندارد 13410 باشد، نیاز به هیچ نوع ظرفیت حرارتی دستگاه ها در سالن کم تر از 3 تهویه اضافی برای تخلیه محصولات احتراق نیست. اگر این طور نباشد، به ازای هر کیلووات ظرفیت حرارتی دستگاه های تهویه مورد نیاز خواهد بود. این تهویه را می توان از طریق جا به جایی طبیعی، معادل خاصیت دودکشی یا با تهیوه اجباری با کمک فن صورت داد.

آسایش و راحتی یکسان با دمای طراحی پایین تر

آسایش حرارتی به دمای موثر هوا بستگی دارد و از آن جایی که دمای موثر، میانگین دمای هوا و دمای متوسط تابشی است، در دمای متوسط تابشی زیادتر، با دمای هوای پایین تر می توان به آسایش حرارتی دست یافت. در سیستم های هوای گرم، هوا در نقش واسطه انتقال گرما عمل می کند و اجسام موجود در سالن به واسطه تماس با هوا گرم می گردند. به همین خاطر، دمای هوا از دمای سطوج مجاور آن بیش تر خواهد بود. در سیستم های تابشی، گرمای سطح لوله های تابشی به وسیله منعکس کننده و به صورت مستقیم به اجسام مجاور منتقل می شد.

به همین دلیل، دمای سطوح و دمای متوسط تابشی در گرمایش تابشی، بالاتر از دمای هوای فضا می باشد، به صورتی که اگر دمای هوا 16 درجه باشد، دمای متوسط تابشی در حدود 40 درجه خواهد بود و به این شکل، هیتر تابشی در دمای موثر 40 درجه، آسایش حرارتی ایجاد می کند، در حالی که برای ایجاد همین شرایط در سیستم های هوای گرم، باید دمای هوا به 40 درجه برسد. بنابراین، دمای هوای این سیستم ها باید از این مقدار نیز بالاتر باشد. دمای کم تر هوا در سیستم های تابشی سبب می شود اختلاف دما بین دمای داخل و خارج در فصل زمستان کم شود و در نتیجه آن، تلفات حرارتی دیوارها کم شود.

تلفات تهویه، باعث خارج شدن هوای گرم از فضا می شود. هر چقدر دمای هوا بالاتر باشد، میزان خروج انرژی از فضا نیز بیش تر خواهد بود. در هیتر تابشی با کم شدن دمای هوا تا حد زیادی از تلفات تهویه کاسته می شود. این نکته در فضاهایی مثل صنایع فولاد و ریخته گری، تعمیرگاه ها، مرغداری ها و سالن های ورزشی که نیازمند تهویه قوی تر هستند، خیلی اهمیت پیدا می کند. علاوه بر کم شدن تلفات تهویه، فراهم شدن گرمایش در دمای هوای کم تر باعث می شود افراد از نشاط و آرامش بیش تری بهره مند شوند.

بخاری تابشی

بخاری تابشی که در کشور ما با نام گرماتاب شناخته می شود، مثل هیتر تابشی، این روزها یکی از بهترین گزینه های موجود برای گرمایش فضاهای بزرگ با ارتفاع زیاد است.

مزایای بخاری تابشی

• حذف موتورخانه مرکزی: فضای اشغال شده به وسیله تجهیزات سیستم های گرمایش هوای گرم (موتورخانه، شبکه لوله ها و کانال های انتقال دهنده هوای گرم) خیلی بیش تر از سیستم بخاری تابشی است. اندازه تجهیزات سیستم گرمایش تابشی، کوچک تر است و از طرف دیگر با نصب آن روی سقف یا دیوار، فضا تا حد زیادی حفظ می شود. مسلما استفاده از این سیستم در کم کردن هزینه برای اختصاص دادن فضای مورد نیاز برای تاسیسات مذکور، موثر است. علاوه بر این، حذف شدن موتورخانه و تجهیزات مربوطه، نصب و راه اندازی تاسیسات گرمایشی را سریع تر می کند. از طرف دیگر با حذف موتورخانه مرکزی، تلفات حرارتی درون موتورخانه که دست کم 5 درصد کل تلفات است، در کنار اتلاف مسیر انتقال ماده سیال واسطه تا فضای مورد نظر نیز حذف خواهد شد.
• سادگی راهبری و نگهداری: سیستم بخاری تابشی با وجود این که تکنولوژی پیشرفته تری در مقایسه با سیستم های گرمایش هوای گرم دارند، همچنان دارای ساختاری ساده تر است. به این خاطر، تعمیر و نگهداری آن نسبت به سیستم گرمایش هوای گرم که تاسیسات زیاد و پیچیده ای دارد، خیلی ساده تر می باشد و هزینه کم تری نیز رقم می زند. ساختار سیستم گرمایش تابشی در مقایسه با سیستم گرمایش هوای گرم، اجزای بسیار کم تری دارد و تنها بخش متحرک آن فن مکنده است. از همین رو، عملکرد این سیستم با فرسودگی کم تری نیز مواجه می شود که خود سبب افزایش طول عمر دستگاه می شود. از طرف دیگر، اگر بخشی از سیستم گرمایش تابشی از کار بیفتد، تعمیر و تعویض قطعه های آن، هزینه کم تری خواهد داشت. مجزا بودن سیستم های گرمایش تابشی از هم، هزینه نصب آن ها را تا حد زیادی کم می کند و مدت زمان مورد نیاز برای این کار را نیز کاهش می دهد.
• حفظ سلامت محیط: سیستم گرمایش حرارت مرکزی به خاطر لزوم استفاده از شبکه کانال های انتقال هوای گرم یا کنوکتورهای دارای فن، باعث جا به جایی ذرات ریز معلق در هوا و رشد موجودات میکروسکوپی در محیط می شود، اما سیستم گرمایش تابشی چنین مشکلی ایجاد نمی کند. در کنار این که تولید و توزیع حرارت مورد نیاز در این سیستم با حداقل صدا انجام می شود، مشکل سرعت حرکت هوای گرم دریچه های توزیع که سیستم های حرارت مرکزی دارند را نیز ندارد. به این ترتیب، سیستم گرمایش تابشی در مقایسه با سیستم های گرمایشی دیگر، هوای سالم تری فراهم می نماید. این نکته باعث بهره وری بیش تر پرسنل واحدهای صنعتی و تجاری می شود. حتی اگر این فایده را در نظر نگیریم، فراهم سازی گرمایش سالم و حفظ کیفیت هوا در تناسب با استانداردهای لازم برای برخی صنایع، مثل داروسازی، کارگاهای رنگ و صنایع غذایی، نشان می دهد که این سیستم تا چه اندازه موفق عمل می کند.
• مستقل بودن هر سیستم: در گرماتاب هایی که یک مشعل دارند، هر یک از سیستم ها به صورت مجزا و مستقل کار می کند. این نکته از یک طرف باعث می شود ایراد پیدا کردن یک واحد روی عملکرد دیگر واحدها اثر نگذارد و از طرف دیگر کمک می کند انرژی گرمایی با توجه به نیاز مدیران واحدهای صنعتی و تجاری و متناسب با نیاز فصل به صورت انعطاف پذیر تامین شود.
• کاهش مشکلات جانبی: در سیستم گرمایش تابشی، مشکلات رایجی که با تاسیسات جانبی سیستم گرمایش حرارت مرکزی مرتبط هستند (سختی آب، یخ زدن لوله، نشتی لوله و کانال و عایق کاری) وجود ندارد.

معماری و دکوراسیون داخلی پویانو / اکبری