پمپ حرارتی

ببینید: نحوه علمکرد سیستم تهویه مطبوع مرکزی (VRF)

ر این ویدئو با نحوه عملکرد تهویه مطبوع مرکزی یا همان سیستم های VRF آشنا می شویم. سیستم های تهویه مطبوع مرکزی علاوه بر تامین سرمایش توانایی تامین گرمایش را بصورت یک پمپ حرارتی را نیز دارند.

طراحی تاسیسات مکانیکی ساختمان

سرمایش از کف ، شیوه ای نوین در سیستم سرمایشی ساختمان

اخيرا پژوهشي مبني بر بررسي سرمایش از کف ساختمان با استفاده از گمانه صورت گرفته است. اين بررسي در شهر هاي تبريز، اردبيل، اروميه، ‌زنجان، شهر كرد و همدان انجام شده است.

در سال هاي اخير استفاده از انرژي هاي تجديد پذير در گرمايش و سرمايش از کف ساختمان ها مورد توجه قرار گرفته است. يكي از منابع انرژي تجديد پذير زمين است. دماي عمق زمين در فصل هاي گرم سال از دماي محيط كمتر است و در فصول سرد سال از دماي محيط بيشتر است.

بنابراين زمين مي تواند به عنوان يك عامل براي سرمايش يا گرمايش مورد استفاده قرار بگيرد. در اين زمينه پژوهش هاي زيادي صورت گرفته است. مبدل هاي حرارتي گمانه معمول ترين نوع مبدل هاي حرارتي زميني هستند.

سرمایش از کف

نحوه عملکرد سیستم سرمایش از کف در ساختمان

مبدل هاي حرارتي گمانه متشكل از يك لوله U شكل است كه در يك حفره عميق داخل زمين به صورت عمودي قرار داده مي شود. گمانه ها در پمپ هاي حرارتي زمين گرمايي استفاده مي شوند.

در این پمپ ها زمین در حالت سرمایش به عنوان چاه حرارتی براي کندانسور و در حالت گرمایش به عنوان چشمه حرارتی براي اواپراتور عمل می کند. در حالت سرمایش اگر دماي زمین به حد کافی پایین باشد، در این صورت زمین می تواند مستقیما به عنوان چاه حرارتی به کار رود. به این سیستم، سیستم سرمایش از کف یا مستقیم زمینی گفته می شود.

در این صورت پمپ حرارتی از سیستم حذف می شود و هم موجب کاهش هزینه هاي اولیه و هم موجب کاهش مصرف انرژي می شود. هر چقدر دماي زمين كمتر باشد اين سيستم بهتر كار مي كند. در اين سيستم آب با گردش در داخل گمانه گرماي خود را به زمين مي دهد و خنك مي شود و سپس اين آب خنك شده با عبور از يك فن كوئل هواي ورودي به فضاي خانه را خنك مي كند. در اين سيستم تنها فن و پمپ از انرژي استفاده مي كنند كه البته مصرف پاييني دارند.

شرکت آرین پادرا صنعت ارائه دهنده خدمات تأسیسات ساختمانی از طراحی و برآورد تا اجراء و تعمیر و نگهداری آماده ارائه خدمات با شما مشتریان گرامی می باشد. جهت درخواست مشاوره اینجا را کلیک نمایید.

منبع: فروشگاه بهتام

پمپ حرارتی

پمپ حرارتی چیست؟

پمپ حرارتی (Heat Pump) وسیله ایست که حرارت را در جهت مخالف حرکت همیشگی آن منتقل می کند. (یعنی از جسم یا فضای سرد به جسم یا فضای گرم تر)

گرما همیشه از سمت جسم گرم تر به سمت جسم سرد تر در حال حرکت است ولی پمپ حرارتی گرما را از جسم یا فضای سرد گرفته و به جسم یا فضای گرم تر منتقل می کند.

پمپ حرارتی وو جذب گرما از زمین

در سیکل پمپ حرارتی مایع مبرد در داخل سیکل با گذر از اواپراتور تبخیر شده  و پس از ورود به کمپرسور فشار و بالطبع دمای آن افزایش می یابد . سپس با ورود به کندانسور حرارت خود را از دست داده (مورد استفاده قرار می گید) و مایع می گردد. این مایع مبرد به شیر انبساط فرستاده می شود تا با انبساط آن، درجه حرارتش کاهش پیدا کند.

همان طور که ملاحظه می شود سیکل پمپ حرارتی مشابه با سیکل یخچال می باشد.

پمپ حرارتی یا گرمایش انجام می دهد یا سرمایش .

زمانی که یک پمپ حرارتی برای گرمایش مورد استفاده قرار می گیرد مشابه یک سیستم چرخه یخچال عمل می کند .

به این ترتیب که پمپ حرارتی گرما را از یک منبع بیرونی ( که درجه حرارت آن کمتر از درجه حرارت محیط است مانند زمین) گرفته و آن را به داخل هدایت می کند. یعنی کویل هایی که با اواپراتور در ارتباط هستند گرما را از منبع سرد گرفته و کویل هایی که با کمپرسور در ارتباط هستند گرما را به محیط مورد نظر ما انتقال می دهند.

زمانی که یک پمپ حرارتی برای سرمایش مورد استفاده قرار می گیرد جای کویل ها در اواپراتور و کندانسور عوض می شود ولی در خود چرخه تغییری حاصل نمی شود.

سیستم سرمایشی پمپ حرارتی

این بدان معناست که کویل های مرتبط با اواپراتور سرما را به محیط مورد نظر منتقل می کنند و کندانسور گرما را به منبع بیرونی ارسال می کند و تلف می شود.

در پمپ های حرارتی الکتریکی تا ۳ برابر انرژی گرفته شده از الکتریسیه ، انرژی گرمایی به محیط منتقل می شود. که می توان در فصل زمستان انتخاب مناسبی برای گرمایش محیط باشد

یعن ضریب عملکرد یا همان  COP آن برابر با ۳ یا ۴ است.

چرخه ای از پمپ حرارتی

مثال عملکرد پمپ حرارتی

فرض کنید ۲ منبع آب داریم که یکی ۱ متر مکعب و دیگری ۱۰ متر مکعب آب ۱۰ درجه سانتی گرادی را در خود جای داده اند.

پمپ های حرارتی

با یک پمپ حرارتی آب داخل منبع بزرگتر را سرد می کنیم و گرمای گرفته شده از آن را به منبع کوچکتر منتقل می کنیم.

پمپ های حرارتی

به این ترتیب درجه حرارت منبع کوچکتر ۵۰ درجه سانتی گراد خواهد شد و دمای منبع بزرگ به ۶ درجه سانتی گراد کاهش می یابد .

پمپ های حرارتی

حال اگر این منبع بزرگ دریاچه یا خود زمین مجاور ساختمان باشد که همیشه دارای درجه حرارت ثابتی است ، آنگاه می توان از آن به عنوان یک سیستم گرمایش بی نظیر بهره برد.

نمودار T-S برای پمپ حرارتی

نمودار T-Sبرای پمپ حرارتی

همان طور که در بالا ذکر شد چرخه پمپ های حرارتی و یخچال مشابه هستند . در زیر نمودار T-S برای یک یخچال (یا به نوعی یک پمپ حرارتی) آورده شده است.

نمودار T-Sبرای پمپ حرارتی

نمودار T-Hبرای پمپ حرارتی

این نمودرا در زیر آورده شده است که نشان دهنده این است که مبرد بعد از خروج از کمپرسور در حالت بخار سوپر هیت می باشد و سپس در کندانسور درجه حرارت خود را از دست می دهد تا به مرحله ۳ برسد.

نمودار T-Sبرای پمپ حرارتی

اجزاء سیستم تهویه مطبوع – تخصصی

اجزاء تشکیل دهنده تهویه مطبوع به نگارش مهندس عالی قدر مجتبی طباطبایی که در دسترس عموم مهندسان قرار دارد که می توان با مطالعه آن بهترین برآورد  را از سیستم مورد نیاز هر مجموعه طراحی و محاسبه کرد.

اجزاء سیستم تهویه مطبوع:

تجهیزات لازم برای تهیه هوای مطبوع در شکل زیر نشان داده شده است که عناصر اساسی و اجزاء اختیاری سیستم همرا با شرح وظایف هریک از آنها نیز در زیر آن بیان شده است.

وظیفه اجزاء سیستم ——-
1-مجرای ورود هوای خارج به منظور تهویه

2: پیش گرمایش هوا

3-مجرای بازگشت هوای جریان یافته در اتاقها به دستگاه

4-پالایش هوا از آلودگیها

5-سرمایش و رطوبت گیری هوا ( شستشوی هوا )

 

6- گرمایش در زمستان یا سرمایش در تابستان بمنظور دست یافتن به دمای دلخواه، کنترل رطوبت.

7-رطوبت زنی

8- رانش هوا

9- مجرای جریان هوا به سوی فضاهای مورد تهویه

10- توزیع هوا در فضای مورد تهویه

11- ضمیمه ای برای دستگاه هواساز، که ممکن است دارای محفظه تخلیه هوا، کوئل گرمایی، کوئل سرمایی و خروجی یا عملکرد بی صدا باشد.

1- ورو دی هوای خارج شامل پنجره مشبک، کرکره ها، دمپرها

2- پیش گرمکن

3- ورودی هوای برگشتی ( دمپرها )

4- فیلتر

5- رطوبت گیر ( هوای شوی یا کویل سردی که توسط آب سرد یا محلول نمکهای مبرد و یا انبساط مستقیم مایع مبرد، با یا بدون پاشش حل می کند.

6- کوئل گرمایی

7- رطوبت زدن

8- باد زدن

9- سیستم کانال

10- خروجی هوا

11- ترمینال خوا ( با خروجی )

سمت هوا
12- تهیه سیال سرد کننده برای قسمت 5 12- ماشین تبرید شامل کمپرسور، کندانسور، اواپراتور و لوله کشی مایع مبرد  سمت تبرید
13- رانش آب یا محلول نمک مبرد

14- مجرای انتقال آب یا محلول مبرد بین مبدلهای حرارتی

15- خنک کردن آب کندانسور

13-پمپ

14-لوله کشی آب یا محلول نمک مبرد

15-برج خنک کننده

 سمت آب
16- تهیه بخار یا آب گرم

17- مجرای انتقال بخار یا آب گرم ار دیگ به قسمت های 2 و 6

16- دیک و متعلقات

17- لوله کشی

 سمت گرمایش

 سیستم انبساط مستقیم ( DX ): استفاده از یک واحد تهویه خودکفای کوچک با سیستم DX، ساده ترین روش تهویه مطبوغ تابستانی اتاق است. این دستگاه شامل قسمت های  1، 3، 4، 8، 10 و 12 است. با اضافه کردن قسمت 6 یا تطبیق دادن دستگاه با یک پمپ حرارتی، این واحد می تواند در تمام طول سال، چه در فصل سرما و چه در فصل گرما، عمل تهویه اتاق را انجام دهد. یک واحد تهویه خود کفای بزرگ علاوه بر قسمت های مذکور شانل عناصر 2 و 9 نیز می باشد و می تواند تهویه یک فضای بزرگ را بر عهده بگیرد. از واحد تهویه خودکفا می توان برای تهویه مطبوع انفرادی اتاقها یا فضاهای ساختمانهای مسکونی ، ادارات، تاسیسات تجاری یا یم گروه از اتاقها یا دفاتر استفاده کرد. شکل زیر دو نمونه از کاربرد این سیستم را، یکی برای وقتی که بارسرمایی اتاق بین 1/2 تا 2 تن تبرید می باشد و دیگری برای زمانیکه بارسرمایی اتاق بیش از 2 تن تنبرید است، نشان می دهد.

سیستم تمام آب:

این سیستم که برای تهویه انفرادی اتاقها یا فضاهای ساختمان مورد استفاده قرار میگیرد شامل دستگاه فن کوئل است که در داخل اتاق یا فضای مورد نظر نصب می شود. یک دستگاه فن کوئل متشکل از قسمت های 1، 3، 4 ، 5، 8، 10 می باشد. هوای تازه مورد لزوم برای تهویه می تواند از طریق سوراخی که روی دیوار تعبیه می شود مستقیماَ از خارج تامین گردد. بطوریکه قبلا ذکر گردید آب سرد یا گرم مورد نیاز جهت سرمایش یا گرمایش اتاق، در مرگز جداگانه ای تهیه شده از طریق لوله کشی به کوئل این دستگاه ارسال می گردد. دمای اتاق مورد تهویه را می توان از طریق کنترل دبی آب گرم یا سرد ورودی به کوئل توسط یک شیرموتوری و یا با تغییر سرعت بادزن، با فرمان یک ترموستات اتاقی تثبیت نمود. هوای تازه مورد لزوم جهت تهویه را می توان در یک مرکز جداگانه تهویه نمود به دستگاه فن کوئل رسال کرد که در این صورت یک سیستم هوا-آب خواهیم داشت، بدین ترتیب احتیاجی به تعبیه سوراخ روی دیوار جهت ورود هوای خارج به دستگاه نخواهد بود. البته می توان بجای ارسال هوای تازه به دستگاه فن کوئل ، آن را از طریق دریچه هایی که در راهروها تعبیه می شوند مستقیما توسط سیستم کانال، از مرکز تهیه هوا تازه به راهروها و از آنجا به اتاقها وارد نمود. مرگز تهیه هوای تازه شامل قسمت های 1، 2، 4، ( 6 و 7 بطور اختیاری ) می باشد. دستگاه فن کوئل برای ساختمان هایی که دارای اتاقهای متعدد و نسبتا موچک می باشند از قبیل هتل ها، ادارات و ساختمان های پزشکی کوچک قابل استفاده است. سیستم هوا-آب برای ساختمانهایی مه بدلایل معماری مجاز به تعبیه سوراخ های ورودی هوای خارج روی دیوارهای آن نیستیم، مناسب خواهد بود.

سیستم تمام هوا: 

بطوریکه قبلاً ذکر شد، در این سیستم هوای مطبوع در مرکز جداگانه ای تهیه و توسط سیستم کانال به اتاقها یا فضاهای مورد نظر ارسال میگردد. دستگاهی که وظیفهٔ تهیهٔ هوای مطبوع را برعهده دارد به هوا ساز موسوم است که در داخل اتاق مخصوصی نصب میگردد. این دستگاه شامل قسمت های 1، 2 ، 3، 4، 5 ، 6، 7، 8 ، 9 ، 10، 11 و 17 میباشد. قسمت های 12 ، 13، 14، و 16 در داخل اتاقی جداگانه (موتورخانه) قرار میگیرند و قسمت 15 در فضای آزاد نصب می شود. شکل زیر یک واحد هواساز را بطور شماتیک نشان میدهد. برای استفاده از هوای تهیه شده در واحد هواساز امکانات مختلفی وجود دارد که در شکل زیر نشانداده شده است.


شکل سیستم تمام هوای دو کاناله:  در این سیستم ارسال هوا از مرکز به فضاهای مورد تهویه از طریق دو کانال صورت میگیرد که یکی هوای سرد و دیگری هوای گرم را منتقل می کند. هوا از این دو کانال، جهت اختلاط و کنترل دبی وارد محفظه ای می شود و عمل تخلیط هوای گرم و هوای سرد تحت فرمان یک ترموستات که در فضای مورد تهویه نصب گردیده به نسبت های مختلف و مناسب در این محفظه انجام میگیرد. سیستم دو کاناله از این امتیاز ویژه برخوردار است که علاوه بر فصول سرد و گرم می تواند در فصول میانی نیز مورد استفاده قرار گیرد و نیز قادر است گرمایشی و سرمایش یک ساختمان را بطور همزمان بنحو مطلوبی انجام دهد، مثلاً در ساختمانی که اتاقهای مشرف بخارج آن احتیاج به گرمایش و اتاقهای میانی آن احتیاج به سرمایش دارند، میتوانبا استفاده از این سیستم هردو نظر را تأمین نمود.


سیستم هوا-آب : 

 همانطور که قبلاً ذکر شد، در این سیستم بخش اعظم بار حرارتی اتاق (سرمایی یا گرمایی) توسط مبدل حرارتی اتاق (واحد القایی و یا پانل تشعشعی ) جبران گشته هوای ارسالی از واحد هواساز ضمن تأمین هوای تازه اتاق، بخش کوچکی از بار حرارتی آنرا نیز تأمین میکند، در نتیجه قطر لوله های حامل آب گرم یا سرد بطرف مبدل حرارتی اتاق کوچکتر از سیستم تمام آب بوده کانالهای ارسال هوا از واحد هواساز به اتاق مورد نظر ساختمانهای بزرگ با طبقات و اتاقهای متعدد، میتواند باعث کاهش هزینهٔ اولیهٔ سیستم تهویهٔ مطبوع کردد. شکلهای زیر به ترتیب سیستم هوا-آب را با واحد القایی و پانل تشعشعی نشان می دهند.

 سیستم پمپ حرارتی:

بطوریکه قبلاً اشاره شد، سیستم پمپ حرارتی درواقع یک سیکل تبرید می باشد که قادر است توسط کنترل ویژه ای، حرارت را بسمت دلخواه منتقل کند. بدین ترتیب او اپراتور و کندانسوراین سیکل تبرید باقتضای فصل، متناوباً نقش یکدیگر را ایفا خواهند کرد. این سیستم برای کشورهایی که در آنها قیمت برق ارزانتر از سوختهای فسیلی است، مقرون بصرفه بوده از این نظر دارای جذابیت خاصی است. تمام سیستمهای تهویه مطبوع را می توان به سیستم پمپ حرارتی تبدیل نموده با استفاده از مکانیزم مذکور آبگرم، آب سرد و یا هوای گرم و سرد را باقتضای فصل بوسیلهٔ ماشین برودتی و بدون نیاز به دیگ تهیه کرد. استفاده از این سیستم باعث می شود که هزینهٔ اولیه تأسیسات و نیز فضای مورد نیاز در موتورخانه کاهش یابد. همچنین بدلیل عدم استفاده از سوختهای فسیلی، آلودگی هوا کاهش یافته سیستم در مقابل خطر آتش سوزی از ایمنی بیشتری برخوردار خواهد بود.

سوالی دارید؟در تلگرام پاسخگوی شما هستیم!

Scroll Up
Skip to toolbar