مقدمه
پس از انتخاب نوع سیستم گرمایش، مهمترین مرحله در طراحی یک پروژه گرمایشی، محاسبه صحیح بار حرارتی است. حتی اگر بهترین تجهیزات گرمایشی انتخاب شوند، در صورت برآورد نادرست بار حرارتی، نتیجه مطلوب حاصل نخواهد شد.
اگر ظرفیت سیستم کمتر از نیاز واقعی باشد، دمای سالن در روزهای سرد زمستان به مقدار مطلوب نمیرسد و بهرهوری کارکنان کاهش مییابد. از سوی دیگر، انتخاب ظرفیت بیش از حد نیز باعث افزایش هزینه خرید تجهیزات، مصرف انرژی، هزینههای نگهداری و کاهش راندمان اقتصادی پروژه خواهد شد. بنابراین، طراحی اصولی سیستم گرمایش سوله صنعتی تنها با انجام محاسبات مهندسی امکانپذیر است.
بار حرارتی چیست؟
بار حرارتی (Heating Load) مقدار انرژی گرمایی مورد نیاز برای حفظ دمای مطلوب داخل سالن در شرایط طراحی زمستان است. به بیان ساده، بار حرارتی برابر است با مجموع تمام گرمایی که ساختمان از دست میدهد و باید توسط سیستم گرمایشی جبران شود.
این گرما از مسیرهای مختلفی از سالن خارج میشود که مهمترین آنها عبارتاند از:
- انتقال حرارت از دیوارها
- انتقال حرارت از سقف
- انتقال حرارت از کف (در برخی پروژهها)
- انتقال حرارت از دربها و پنجرهها
- نفوذ هوای سرد از درزها
- خروج هوای گرم توسط سیستم تهویه و هواکشهای صنعتی
- باز و بسته شدن دربهای بارگیری
- تعویض هوای موردنیاز فرآیندهای صنعتی
هرچه مجموع این اتلافها بیشتر باشد، ظرفیت سیستم گرمایشی کارگاه صنعتی نیز باید بیشتر باشد.
چرا استفاده از متراژ به تنهایی اشتباه است؟
یکی از رایجترین اشتباهات در بازار این است که ظرفیت سیستم گرمایشی را تنها بر اساس متراژ و مساحت سالن تعیین میکنند؛ برای مثال گفته میشود «برای هر ۱۰۰ مترمربع یک دستگاه گرماتاب کافی است. این روش از نظر مهندسی صحیح نیست، زیرا دو سالن با متراژ یکسان میتوانند بار حرارتی کاملاً متفاوتی داشته باشند.
مثال
فرض کنید دو سوله هر دو ۱۰۰۰ مترمربع مساحت دارند:
سوله اول
- ارتفاع: ۵ متر
- سقف ساندویچ پانل
- دربها محدود
- تهویه کم
سوله دوم
- ارتفاع: ۱۰ متر
- سقف ورق فلزی بدون عایق
- چند هواکش صنعتی
- چندین درب بارگیری
هر دو سالن متراژ یکسان دارند، اما ظرفیت گرمایشی موردنیاز آنها یکسان نیست. این مثال نشان میدهد که متراژ بهتنهایی معیار مناسبی برای انتخاب سیستم گرمایشی نیست.
مهمترین عوامل مؤثر بر بار حرارتی
– شرایط اقلیمی
دمای طرح زمستان در شهرهای مختلف ایران متفاوت است. طبیعتاً هرچه دمای هوای بیرون پایینتر باشد، بار حرارتی افزایش مییابد.
– اختلاف دمای داخل و خارج
هرچه اختلاف دمای موردنظر بین داخل سالن و محیط بیرون بیشتر باشد، میزان انتقال حرارت و در نتیجه بار گرمایشی افزایش مییابد.
– ارتفاع سالن
ارتفاع سالن مستقیماً بر حجم هوای داخل ساختمان اثر میگذارد. در سالنهای مرتفع، نحوه توزیع گرما، لایهبندی دما و عملکرد سیستم گرمایشی اهمیت بیشتری پیدا میکند.
– کیفیت عایقکاری
عایق مناسب در سقف و دیوارها میتواند نقش قابل توجهی در کاهش اتلاف انرژی داشته باشد. استفاده از ساندویچ پانل با ضخامت و مشخصات مناسب، یکی از عوامل مؤثر در کاهش بار گرمایشی است.
– تعداد و نوع دربها
دربهای بزرگ بارگیری، بهویژه در کارخانههایی که تردد لیفتراک زیاد است، یکی از منابع مهم ورود هوای سرد محسوب میشوند. مثلا برای تامین گرمایش سالن تعمیرگاه خودرو همیشه میبایست باز بودن درب ها ملاک قرار گیرد.
– تهویه و هواکشهای صنعتی
هر مترمکعب هوای گرمی که توسط هواکش صنعتی سوله از سالن خارج میشود، باید با هوای تازه جایگزین شود و این هوای تازه نیز نیاز به گرمایش دارد. به همین دلیل، طراحی سیستم گرمایش و سیستم تهویه باید همزمان انجام شود.
– نفوذ هوا
حتی در صورت بسته بودن دربها، وجود درزها و شکافها میتواند موجب ورود هوای سرد و افزایش بار گرمایشی شود. مثلا برای تامین گرمایش سالن ورزشی باید میزان تهویه هوای سالن که بیشتر از یک کارگاه صنعتی است در محاسبات منظور گردد.
– گرمای تولیدی تجهیزات
در برخی صنایع، ماشینآلات، کورهها یا خطوط تولید بخشی از گرمای موردنیاز سالن را تأمین میکنند. در مقابل، در انبارها یا سالنهای مونتاژ ممکن است چنین منبع گرمایی وجود نداشته باشد.
مراحل محاسبه بار حرارتی
یک طراحی اصولی معمولاً شامل مراحل زیر است:
- بازدید از محل پروژه
- برداشت ابعاد دقیق سالن
- بررسی نوع سازه و عایق
- تعیین شرایط اقلیمی محل
- بررسی سیستم تهویه
- تعیین دمای طراحی داخل
- محاسبه اتلاف حرارت اجزای ساختمان
- محاسبه بار ناشی از تعویض هوا
- محاسبه بار ناشی از نفوذ هوا
- تعیین ظرفیت نهایی سیستم گرمایش با در نظر گرفتن ضریب اطمینان مناسب
نقش بازدید کارشناسی در دقت محاسبات
بازدید میدانی تنها برای اندازهگیری ابعاد سالن نیست. در این مرحله باید موارد زیر نیز بررسی شود:
- محل نصب دستگاهها
- مسیر لولهکشی گاز گرماتاب
- وضعیت کابلکشی برق گرماتاب
- وجود جرثقیل سقفی
- محدودیتهای سازه
- محل هواکشهای موجود
- امکان نصب هواکش جدید
- شرایط نصب دیواری یا آویز
- وضعیت سقف (تیرآهن، خرپا یا ساندویچ پانل)
- موانع احتمالی در مسیر تابش
همین اطلاعات است که تفاوت یک طراحی مهندسی با یک برآورد تقریبی را رقم میزند. در قدیم که بسیاری از سوله ها با تجهیزات غیر بهره ور مانند بخاری کارگاهی گازی تجهیز میشد بسیاری از موارد فوق الذکر در ارزیابی و محاسبات و برآوردها منظور نمیشد.
چرا ظرفیت بیشتر همیشه بهتر نیست؟
برخی تصور میکنند انتخاب تجهیزات با ظرفیت بالاتر، حاشیه اطمینان بیشتری ایجاد میکند. در حالی که افزایش بیدلیل ظرفیت میتواند پیامدهای زیر را به همراه داشته باشد:
- افزایش هزینه خرید تجهیزات
- افزایش هزینه نصب و راه اندازی گرماتاب
- افزایش هزینه لولهکشی و کابلکشی
- کاهش بهرهوری اقتصادی پروژه
- دشوار شدن کنترل دما
- استفاده غیربهینه از سرمایه
هدف طراحی، انتخاب ظرفیت مناسب است، نه بزرگترین ظرفیت ممکن.
چک لیست اطلاعات موردنیاز برای محاسبه بار حرارتی
پیش از شروع طراحی، اطلاعات زیر باید جمعآوری شود:
- ابعاد دقیق سالن
- ارتفاع مفید
- شهر محل پروژه
- نوع سقف و دیوار
- نوع عایق
- تعداد و ابعاد دربها
- تعداد و ظرفیت هواکشها
- تعداد شیفت کاری
- دمای موردنیاز داخل سالن
- نوع فعالیت صنعتی
- وجود منابع گرمایی داخلی
- محدودیتهای نصب تجهیزات
جمعبندی فصل پنجم
محاسبه بار حرارتی، پایه و اساس طراحی هر سیستم گرمایشی است. انتخاب ظرفیت تجهیزات بر اساس متراژ یا تجربههای کلی، میتواند به افزایش هزینهها یا کاهش کیفیت گرمایش منجر شود. یک طراحی حرفهای مستلزم بررسی دقیق ویژگیهای ساختمان، شرایط اقلیمی، تهویه، عایقکاری و نحوه بهرهبرداری از سالن است. جهت اخذ قیمت گرماتاب گازی میتوانید به صفحه مربوطه در این سایت مراجعه نمایید.
در قسمت ششم، بر اساس بار حرارتی محاسبهشده، به سراغ اصول جانمایی و طراحی سیستم گرمایش تابشی خواهیم رفت؛ موضوعی که شامل انتخاب تعداد دستگاهها، محل نصب، ارتفاع نصب، فاصله بین دستگاهها، زونبندی، زاویه نصب و نکات اجرایی است و نقش تعیینکنندهای در عملکرد نهایی سیستم دارد. کارشناسان ما آمادگی دارند به منظور نصب گرماتاب گازی و همچنین تامین سرمایش سوله های صنعتی با کولر صنعتی آبی ۵۰۰۰۰ به شما مشاوره رایگان ارایه نمایند. برای دریافت ادامه مقاله طرح توجیهی به مقاله ششم مراجعه نمایید.
بدون دیدگاه