خانه / تاسیسات تهویه مطبوع / واحد گرمایش محلی Local Heating Unit

واحد گرمایش محلی Local Heating Unit

با ظهور سيستم ­هاي نوين ساختماني و افزايش توان مهندسي در کشور شاهد ظهور ساختمان ­هايي در ابعاد و اندازه­ هاي بزرگ و با سطح رفاهي بيشتر هستيم. کلوني­ هاي بزرگي که در آنها عمدتاً واحدهاي اقامتي مسکوني و تجاري با تعداد زياد (بيشتر از 20 واحد) در آنها احداث شده و بصورت يکپارچه مديريت تاسيسات آنها انجام مي­شود.

تنوع کاربري و لزوم بهره ­برداري خاص از اين ساختمان ­ها از اولويت ­هايي است که طراحان و مشاوران به آن مي ­پردازند. از آن جمله سهولت کاربري، استقلال در مصرف انرژي تک واحدها و نگاه خاص به مديريت، صرفه ­جويي و مصرف بهينه انرژي است.

سيستم­هاي مرکزي

برطبق مقررات ملي ساختمان (مباحث چهارده و هفدهم) براي ساختمان­ هاي بالاي 10 واحد استفاده از بخاري ممنوع بوده و سيستم گرمايش ساختمان بايد از انواع حرارت مرکزي (موتورخانه مرکزي يا پکيج حرارتي) باشد. اقبال خوب و عملکرد مناسب پکيج ­هاي حرارتي موجب گسترش استفاده از اين دستگاه شده است ولي در نهايت شاهد محدوديت­ هايي در به کارگيري آن هستيم مانند:

  • نياز به لوله­ کشي گاز و هدايت گاز طبيعي تا محل نصب پکيج و اختصاص فضا براي کنتورهاي گاز و شبکه لوله­ کشي انتقال گاز در ساختمان
  • نياز به تعبيه دودکش مستقل و هدايت صحيح و ايمن محصولات احتراق به خارج از ساختمان
  • استفاده اکسيژن فضاي داخل منازل براي عمل احتراق در داخل پکيج
  • نياز به تعمير و بازرسي دوره­ اي کويل­ و مبدل دستگاه
  • محدوديت در هد پمپ و دبي آب گرم سيستم گرمايش و آب گرم بهداشتي
  • اتلاف انرژي از طريق دودکش پکيج

اين دلايل و برخي دلايل ديگر در مجموعه­ هاي بزرگ بسيار پررنگ­ تر شده تا جايي که استفاده از پکيج­ هاي حرارتي را کاملاً رد مي­ کنند.

معرفي دستگاه

واحد گرمايش محلي (Local Heating Unit) دستگاهي است با قابليت توليد آب گرم بهداشتي، توزيع و اندازه­گيري انرژي و آب مصرفي براي مصرف کننده ­هاي کوچک مانند منازل مسکوني، واحدهاي آپارتماني، اتاق­ هاي هتل و متل­ها، واحدهاي تجاري و اداري مستقر در مجموعه­ هاي بزرگ، که از يک منبع انرژي حرارتي بصورت متمرکز تأمين انرژي مي­ شوند.

اين دستگاه با به کارگيري مجموعه­ اي از کنترلرها و وسايل اندازه­ گيري، امکان اندازه­ گيري، نشان دادن و انتقال اطلاعات دو فاکتور آب بهداشتي مصرفي و انرژي گرمايي مصرف شده در داخل مصرف کننده محلي مورد نظر را دارد.

انواع

اين دستگاه به تناسب سيستم­ هاي تهويه مطبوع مي­ تواند در انواع مختلف توليد شود. در ساده ­ترين نوع آن امکان گرمايش واحد و توليد آب گرم بهداشتي وجود دارد. در نگاه اول انواع مختلف اين دستگاه را مي­ توان بصورت زير طبقه ­بندي کرد:

نمونه دستگاه که ضمن اندازه­ گيري مقدار آب مصرفي قادر به تغذيه سيستم گرمايش رادياتورها و توليد آبگرم مصرفي است. اندازه­ گيري انرژي حرارتي که جهت گرمايش و توليد آبگرم مصرفي براي واحد استفاده شده از ديگر ويژگي هاي اين دستگاه است.

نمونه دستگاه که ضمن اندازه­ گيري مقدار آب مصرفي قادر به تغذيه سيستم گرمايش رادياتورها و توليد آبگرم مصرفي است. اندازه­ گيري انرژي حرارتي که جهت گرمايش و توليد آبگرم مصرفي براي واحد استفاده شده از ديگر ويژگي هاي اين دستگاه است. در اين دستگاه سيستم گرمايش با پمپ داخلي تحت فشار قرار دارد و افت فشارهاي داخلي واحد توسط پمپ دستگاه تأمين خواهد شد. (براي کويل­هاي حرارتي)

نمونه دستگاه براي سيستم ­هاي تهويه مطبوع هيدرونيک که توليد آبگرم و آبسرد (Chilled and Hot Water) بصورت مرکزي در آنها انجام مي­ شود. در اين دستگاه اندازه­ گيري مقدار آب مصرفي، انرژي حرارتي مصرفي و انرژي منتقل شده توسط سيستم سرمايش انجام مي ­شود. توليد آبگرم بهداشتي به همراه تغذيه سيستم سرمايش و گرمايش از قابليت­ هاي اين دستگاه است. دستگاه ­هاي تهويه مطبوع داخل واحد مي ­توانند از نوع دو يا چهار لوله­اي باشند.

نمونه دستگاه براي سيستم­ هاي تهويه مطبوع هيدرونيک که توليد آبگرم و آبسرد (Chilled and Hot Water) بصورت مرکزي در آنها انجام مي ­شود. در اين دستگاه اندازه ­گيري مقدار آب مصرفي، انرژي حرارتي مصرفي و انرژي منتقل شده توسط سيستم سرمايش انجام مي ­شود. توليد آبگرم بهداشتي به همراه تغذيه سيستم سرمايش و گرمايش از قابليت ­هاي اين دستگاه است. دستگاه­ هاي تهويه مطبوع داخل واحد مي ­توانند از نوع دو يا چهار لوله­اي باشند. در اين دستگاه سيستم گرمايش و سرمايش با پمپ داخلي تحت فشار قرار دارند و افت فشارهاي داخلي واحد توسط پمپ دستگاه تأمين خواهد شد. (براي کويل ­هاي حرارتي)

کاربردها

اين دستگاه را مي­توان در مجموعه­ هايي که داراي واحدهاي مصرف کننده متعدد هستند و از مورتوخانه مرکزي به يکي از صورت­ هاي زير استفاده مي­ کنند، بکار برد:

  1. يک موتورخانه مرکزي در ساختمان تعبيه شده و کل مجموعه را تحت پوشش دارد
  2. يک موتورخانه مرکزي براي واحدهاي اقامتي – تفريحي سايت­ هاي مسکوني يا تفريحي
  3. يک موتورخانه مرکزي براي مصرف کننده ­هاي پراکنده و جدا از هم
  4. گرمايش شهرک­ هاي مجاور نيروگاه­ ها و تأمين انرژي از حرارت بازيافتي نيروگاه
  5. ساختمان يا مجموعه هتل­ ها و متل­ هايي که با سيستم مديريت انرژي منطقه­ بندي (Zone) شده­ اند.

مزاياي به کارگيري واحد گرمايش محلي

به کارگيري واحد گرمايش محلي در ساختمان­ هاي با تعداد مصرف کننده زياد با هدف کنترل مناسب تاسيسات و مصرف بهينه انرژي با تکيه بر الگوي مصرف جداگانه انرژي هر واحد ساختماني است.

وجود ادوات و تجهيزات پيشرفته اندازه­ گيري و کنترل، امکان برآوردن اين اهداف را بصورت فني و در مرحله بعد بصورت فرهنگي ايجاد مي­ کند.

– تعبيه تجهيزات اندازه ­گيري در اين دستگاه امکان قرائت و مشخص شدن مقدار مصرف هر واحد را فراهم مي­کند. مقدار آب مصرفي، انرژي حرارتي و انرژي منتقل شده از سيستم سرمايش از جمله پارامترهاي قابل اندازه­گيري اين دستگاه است. وجود امکان اندازه­ گيري و صدور صورتحساب براي هر مصرف کننده، موجب مي­ شود بهره­ برداران هزينه انرژي مصرفي خود را، بصورت دقيق بپردازند. لذا الگوهايي صرفه­ جويي توسط خود مصرف کننده ­ها به اجرا گذاشته خواهد شد و متعاقباً معضلات ناشي از زندگي جمعي در آپارتمان­ ها و اختلافات ناشي از عدم امکان اندازه­ گيري دقيق مرتفع خواهد شد. از طرفي مديران مجموعه­ هايي مانند برج­ هاي تجاري، هتل­ ها و مجموعه­ هاي اقامتي امکان مديريت مصرف انرژي را دارند.

– واحدهاي گرمايي مي­ توانند نزديک ساختمان­ ها يا داخل واحد آپارتماني نصب شوند. (البته مناسب­ تر است در قسمت­هاي عمومي ساختمان نصب شوند تا دسترسي سريع­تر و آسان مسئول تاسيسات امکانپذير باشد.)

– سيال اوليه چرخه موتورخانه (Chilled or Hot Water) تقريباً با نرخ و دماي ثابت از پيش تعيين شده در طول سال جريان دارد . بدين ترتيب امکان نصب تجهيزات (بويلر و چيلر) با نرخ توان پايين­تر در موتورخانه مرکزي فراهم مي ­شود.

– بدليل توليد آبگرم بهداشتي در واحد گرمايش محلي (داخل هر واحد آپارتماني) اين دستگاه مانند آبگرمکن لحظه­ اي Tankless عمل مي­ کند بدين ترتيب رايزرهاي رفت و برگشت آبگرم بهداشتي، منابع کويلدار (يا دوجداره) توليد آبگرم و پمپ­ ها مرتبط با آنها حذف مي ­شوند.

اين موضوع علاوه بر کاهش سرمايه­ گذاري اوليه در تاسيسات مکانيکي ساختمان موجب حذف اتلاف­ هاي حرارتي از اين تجهيزات (شبکه لوله­ کشي و تجهيزات توليد و توزيع آبگرم بهداشتي) مي­ شود. کوچک­تر شدن شافت­ هاي تاسيساتي، کاهش حجم عايقکاري، کاهش فضاي موتورخانه مرکزي و کاهش عمليات و هزينه­ هاي تعمير و نگهداري از ديگر مزاياي اين قابليت دستگاه است.

– با تعبيه يک مبدل ثانويه در ورودي سيال اوليه به دستگاه امکان تبديل موتورخانه آبگرم به موتورخانه آب داغ يا بخار وجود دارد. لازم به ذکر است افزايش دماي سيال اوليه حامل حرارت و تبديل آن به آب داغ يا بخار موجب صرفه­ جويي چشمگير در سايز لوله­ ها و افزايش راندمان مبدل هاي حرارتي مي­ شود.

اجزای دستگاه

مجموعه ادوات و تجهيزاتي که در اين دستگاه به کار مي ­روند عبارتند از:

  1. مجموعه اتصالات لوله­ کشي ورودي (Inlet Connections) شامل يک اتصال دنده­ اي مخصوص ورودي آب سرد مصرفي، دو اتصال رفت و برگشت سيال اوليه گرمايش (Primary Heating Fluid) و در برخي مدل­ ها دو اتصال رفت و برگشت سيال اوليه سرمايش (Primary Cooling Fluid).

اين اتصالات از نوع مهره ماسوره­ اي دنده­اي برنجي هستند بطوريکه امکان جداسازي دستگاه از لوله­ کشي را به راحتي فراهم مي­کنند.

  • مجموعه اتصالات لوله­ کشي خروجي (Outlet Connections) شامل يک اتصال خروجي آب سرد مصرفي واحد، يک انشعاب خروجي آب گرم مصرفي واحد، دو اتصال رفت و برگشت سيستم گرمايش واحد و در برخي مدل­ ها دو اتصال رفت و برگشت آب سيستم سرمايش (تهويه مطبوع).
  • مبدل حرارتي جهت توليد آبگرم بهداشتي که بدليل حجم کم و کارايي زياد، مبدل ­هاي صفحه ­اي توصيه مي­شوند.
  • تجهيزات و ادوات اندازه­ گيري، شامل دستگاه اندازه­ گيري حجم آب سرد مصرف شده در مدار آب سرد و گرم بهداشتي واحد، دستگاه اندازه­ گيري انرژي حرارتي ورودي به واحد که جهت گرمايش رادياتورها و توليد آبگرم بهداشتي واحد مصرف شده است و دستگاه اندازه­گيري انرژي تبادل شده در سيکل سرمايش
  • انواع شير­هاي کشويي و کف فلزي براي قطع جريان ورودي و خروجي و تنظيم جريان، شير اطمينان فشار، صافي آب ورودي به دستگاه، شير يک طرفه، قطعه ضربه گير (ضربه قوچ)، سوئيچ سنسور اختلاف فشار، شير مخلوط کن آب گرم بهداشتي، ترموستات شير مخلوط کن، شير سه راهه موتوري، شير بالانس جريان
  • ماجول کنترل مرکزي، که وظيفه کنترل ادوات داخلي و جمع­ آوري، نشان دادن و ارسال اطلاعات قرائت شده از تجهيزات اندازه­ گيري را بر عهده دارد.
  • کابينت دستگاه شامل شاسي اصلي براي نصب توکار يا روکار دستگاه و کاور دستگاه

نویسنده و مترجم: مسعود خانی بختیاری

منبع: کاتالوگ شرکت Watts