گرمایش تابشی و تفاوت های آن با سایر سیستم ها گرمایشی


مقایسه گرمایش تابشی گرماتاب با سامانه های گرمایشی هوای گرم- قسمت دوم

کاهش گرادیان دمایی بین کف و سقف سالن

می دانیم که گرم کردن هوا سبب کاهش چگالی آن می شود. به همین دلیل هوای گرم در اثر گرمایش به کمک نیروی شناوری صعود می کند و هوای سرد در بخش زیرین جایگزین آن می شود.  بنابراین هوای سرد همواره در نزدیکی کف و هوای گرم در نزدیکی سقف باقی خواهد ماند.  این گرادیان دمایی سبب ایجاد شرایطی می شود که در کتاب های تخصصی از آن تحت عنوان « لایه لایه شدن» دمای هوای سالن نام برده می شود و این حالت پایدار خواهد ماند، مگر در شرایطی که به کمک یک نیروی خارجی مانند فن، هوای گرم را به طور دایم به سمت پایین جریان دهیم؛ با وجود این در بسیاری مواقع ایجاد وزش و کوران در هوای سالن و پخش شدن بیش از حد گرد و غبار و انتقال آلودگی، مانع استفاده از این راهکار می شود ؛ ضمن آنکه این فن ها هزینه ی برق مصرفی اضافی نیز در بردارند.

در فضاهای مسکونی با ارتفاع ۵/۲  الی ۳ متر گرادیان دمایی اثر چندانی بر افزایش بار حرارتی ساختمان ندارد و تنها موضوع در خور توجه در این ارتباط، اثر نوع گرادیان بر احساس آسایش دمایی افراد می باشد. در شکل زیر انواع گرادیان های دمایی در یک اتاق که از طریق سامانه های گرمایشی متفاوت گرم می شود، مشاهده می شود.  اختلاف دمای اندک بین سر و پای افراد (حداکثرC 30) به گونه ای که پاها در دمای بالاتر باشند، مطلوب ترین نوع گرمایش محسوب می شود. به علاوه نحوه ی پخش این گرما بایستی به گونه ای باشد که با کمترین میزان جریان هوا و بدون ایجاد وزش در فضای مسکونی یا اداری همراه باشد.

در فضاهای غیر مسکونی که ارتفاع بنا بیش از ۳ متر می باشد و در مواردی به بیش از ۳۰ متر نیز افزایش می یابد، وجود گرادیان دمایی در گرمایش هوای گرم، توجیه کافی جهت انتخاب سامانه های گرمایش تابشی خواهد بود؛ چرا که معمولا تأمین گرمایش و دمای مطلوب تنها تا ارتفاع ۲ متر مد نظر قرار می گیرد، در صورتی که برای دستیابی به این دما با سامانه های هوای گرم بایستی کل هوای موجود از کف تا ارتفاع تاج سوله را گرم نمود ؛ حتی در برخی فضاها همچون مرغداری ها تأمین دمای مطلوب در ارتفاع ۵/۰ متر مد نظر می باشد و گرمایش کل فضای سالن هزینه های هنگفتی را در پی خواهد داشت.

میزان گرادیان دمایی را می توان به کمک روش های تجربی و اندازه گیری درجه حرارت در ارتفاعات مختلف فضای سالن و همچنین به کمک روش های عددی (دینامیک سیالات محاسباتی) به دست آورد. شکل (۳-۳) نمونه ی اندازه گیری گرادیان دمایی در یک تعمیرگاه به ابعاد ۶۰*۲۴ متر و ارتفاع ۵/۶  متر را برای دو سامانه ی تابشی _گرماتاب صنعتی_ و هوای گرم نشان می دهد . این اختلاف دما در فضاهای با ارتفاع زیاد به مراتب بیشتر بوده و حتی دمای سقف و نقاط نزدیک به سقف از  C40 نیز بیشتر خواهد بود.

میزان گرادیان دمایی به عوامل مختلفی چون ابعاد فضا، نوع سامانه ی گرمایشی- بخاری فضای بزرگ- ، چگونگی تهویه و جریان هوا و همچنین میزان عایق بندی سقف و جداره ها بستگی دارد. به طور میانگین در مراجع مختلف برای گرادیان دمایی سالن، افزایش۵/۰ درجه فارنهایت به ازای هر فوت ارتفاع سالن پیشنهاد شده است، در حالی که در برخی شرایط این میزان تا ۵/۱ درجه فارنهایت به ازای هر فوت نیز افزایش می یابد. این افزایش دما که مقدار معمول و حداکثر آن در شکل زیر مشاهده می شود، به هیچ وجه مطلوب نیست و فقط افزایش تلفات حرارتی و اتلاف بی رویه ی انرژی را در پی خواهد داشت.

تجمع هوای گرم در نزدیکی سقف به شدت باعث افزایش تلفات تهویه خواهد شد، چرا که معمولا فن های سالن در ارتفاع بالا قرار دارند و این فن های هوای گرم موجود در نزدیکی سقف را مستقیما به بیرون سالن هدایت می کنند؛ از سوی دیگر با بالا رفتن دمای هوا در نزدیکی سقف،  تلفات هدایتی سقف و جداره های نزدیک به سقف نیز به شدت افزایش خواهد یافت. تنها راه کاستن از میزان تلفات ناشی از گرادیان دمایی در سامانه های هوای گرم، چرخش هوای سالن، برای مثال از طریق پنکه های سقفی می باشد؛ همان گونه که اشاره شد، این راه کار مشکلاتی چون ایجاد کوران، پراکندگی گرد و غبار و آلودگی را در پی دارد که در برخی صنایع به هیچ وجه پذیرفتنی نیست.

مقالات

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *