سيستمهاي سرمايشي، گرمايشي و تهويه مركز داده
مسئله تهويه هواي مرکز داده و خنک نگاهداشتن سرويسدهندهها بسيار با اهميت و حياتي است و هر گونه بيدقتي و اهمال در اين زمينه منجر به ايجاد مشکلات اساسي در مرکز داده خواهد شد. برق مصرفي در مدارات و تجهيزات مختلف الكتريكي و الكترونيكي مركز داده موجب گرم شدن فضاي مركز داده ميشود. عدم خروج به موقع هواي گرم موجب افزايش دماي محيط و عملكرد نامناسب تجهيزات مركز داده ميشود. با كنترل دما و رطوبت محيط در حد استاندارد، امكان بازدهي بهينه تجهيزات مركز داده فراهم ميشود. سيستمهاي تهويه مطبوع به نترل رطوبت از طريق خنك كردن دماي هوا در محدوده زير حد شبنم كمك ميكنند. رطوبت بيش از حد ممكن است به تدريج بر روي تجهيزات به صورت رطوبت قرار بگيرد و ايجاد مشكل كند. پايين بودن بيش از حد رطوبت نيز ميتواند منجر به تخليه باز الكتريسيته ساكن و آسيب ديدن دستگاهها شود. در شرايط هواي خشك، سيستمهاي كمكي ايجاد رطوبت اقدام به افزودن رطوبت هواي تهويه ميكنند تا رطوبت به آستانه استاندارد برسد.
ذكر اين نكته ضروري است كه در صورتي كه مركز داده در زير زمين مستقر شود از فرصت خنكتر بودن محيط و هزينهپايينتر تجهيزات و برق مصرفي سيستمهاي خنك كننده بهرهمند است.
سيستم تهويه مطبوع براي كنترل دما و رطوبت و تصفيه هواي جاري در مركز داده استفاده ميشود. "انجمن مهندسان آمريكائي گرمايش، سرمايش و تهويه مطبوع" در سال 2008 سندي را درباره الزامات دما و كيفيت هواي مكانهاي نگهداري تجهيزات فناوري اطلاعات ارائه كردند كه بر مبناي آن محدوده دماي 20 تا 25 درجه سانتيگراد و محدوده رطوبت 40 تا 55% با حداكثر درجه شبنم °C17به عنوان محدودههاي بهينه براي وضعيت يك مركز داده مشخص گرديده است.
استاندارد TIA-942 استفاده از سيستمهاي کافي خنک کننده که در کف کاذب (کف بالا آمده) کار گذاشته ميشوند را براي ايجاد شرايط بهينه خنک کنندگي توصيه ميکند. علاوهبر آن اين استاندارد توصيه جدي دارد که رکها (قفسهها) به صورتي در کنار هم قرار بگيرند که توزيع حرارتي در ميان آنها وجود داشته باشد و رکهاي خنکتر و گرمتر به صورت يک در ميان چيده شوند و حتيالامکان از قرار دادن تجهيزات و سرويسدهندههايي که موجب گرم شدند زياد يک رک ميشوند، در کنار يکديگر و در يک رک خودداري کرده و آنها را در چند رک مجزا توزيع کرد.در کف کاذب مجموعههاي کابلهاي انتقال برق، کابلهاي داده و کانالهاي هواي سرد قرار دارند که به صورتي مجزا و دقيق تعبيه شدهاند. در بخش سقف نيز (در ادامه توضيحات کاملتري در مورد اين بخش ارائه خواهد شد) تجهيزات و امکانات مختلفي تعبيه شده است و يکي از اين امکانات کانالهاي تهويه مطبوع است که هواي گرم فضا و خارج شده از پشت رکها را به محيط بيرون منتقل ميکند.
در چيدمان رکها را در رديفها به گونهاي انجام ميدهند که سمت خنک آنها روبروي يکديگر و سمت گرم آنها نيز روبروي يکديگر باشد، در بخش پايين و کف سمت خنک کانالهاي خروج هواي سرد قرار دارند و در بالاي بخش گرم نيز کانالهاي تهويه هواي گرم. اين نحوه چينش سبب ميشود تا هواي سرد خارج شده از کانالها از سمت جلوي رکها وارد شده و بر روي تمامي تجهيزات حرکت کرده و گرماي آنها را به خود جذب کند، در ادامه اين هواي گرم از پشت رکها خارج ميشود و توسط کانالهاي تهويه مکيده و خارج ميشود (شکل 2).
039.jpg
شکل 12- نماهايي از کف کذب و چگونگي عملکرد سيستم تهويه هواي مرکز داده
به دليل اينکه تمامي تجهيزات گرماي توليدي خود را از بخش پشتي خارج نميکنند، ملاحظات زير نيز در طراحي سيستم خنک کننده مرکز داده بايد مورد توجه قرار گيرد:
- افزايش ميزان جريان هواي تهويه با بستن تمامي مجاري نشتي هواي محيط و / يا افزايش ارتفاع کف کاذب و جريان هواي پايين با بالا
- توزيع تجهيزات در کف مرکز داده و به خصوص در بخشهايي که کانالهاي خروج هواي سد قرار دارد.
- استفاده از قفسههاي باز بجاي قفسههاي بسته، در صورتي که مسائل امنيت داخلي مرکز داده الزام خاصي در اين مورد ندارد، و يا استفاده ار قفسههاي داراي پوشش جلو و عقف شبکهاي و توري مانند
- استفاده از کفپوشهاي منفذ دار (شبکهاي) با خروجيهاي بازتر
با افزايش روز افزون جمعيت و همچنين کاهش منابع انرژي، مصرف بهينه انرژي امري بديهي مي باشد. در اين راستا نقش سيستم هاي گرمايشي بهينه ساختمان ها و مجتمع هاي مسکوني در کنترل و بهينه سازي مصرف انرژي مهم و قابل تامل مي باشد. سيستم حرارتي گرمايش از کف که انتقال حرارت به صورت تشعشعي (تابشي) سهم زيادي در فرآيند گرمايشي آن دارد، در مقايسه با ساير سيستمهاي حرارتي نه تنها در صرفه جويي و بهينه سازي مصرف انرژي بلکه در مقوله رفاه و آسايش ساکنان ساختمان ها داراي نقاط قوت بسياري مي باشد. در سالهاي اخير ، سيستم گرمايشي از کف در کشورهاي اروپائي و آمريکا بسيار متداول شده است و دليل اين گسترش روزافزون بهينه بودن مصرف انرژي ، توزيع يکسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشکلات موجود در ساير روش ها ، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها ، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد. استفاده از روش گرمايش از کف جهت گرمايش محل سکونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است. بطوريکه رومي ها زير کف را کانال کشي کرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و کره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينکه از دودکش عبور کند از زير کف انتقال مي دادند. در سال ۱۹۴۰ نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير کف قرار داد. درکشور ايران نيز درمناطق کوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته، که بيشترين مورد استفاده آن درحمام ها بود.
سيستم حرارتي گرمايش از كف كه انتقال حرارت به صورت تشعشعي (تابشي) سهم زيادي در فرآيند گرمايشي آن دارد، درمقايسه با ساير سيستمهاي حرارتي نه تنها در صرفه جويي و بهينه سازي مصرف انرژي بلكه در مقوله رفاه و آسايش ساكنان ساختمان ها داراي نقاط قوت بسياري مي باشد. در سالهاي اخير، سيستم گرمايشي از كف در كشورهاي اروپائي و آمريكا بسيار متداول شده است و دليل اين گسترش روزافزون بهينه بودن مصرف انرژي، توزيع يكسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشكلات موجود در ساير روش ها ، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد. استفاده از روش گرمايش از كف جهت گرمايش محل سكونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است.
بطوريكه رومي ها زير كف را كانال كشي كرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و كره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينكه از دودكش عبور كند از زير كف انتقال مي دادند. در سال 1940 نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير كف قرار داد. دركشور ايران نيز درمناطق كوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته، كه بيشترين مورد استفاده آن درحمام ها بود.
به طور كلي سه نوع روش گرمايش از كف موجود است:
- گرمايش با هواي گرم
- گرمايش با جريان الكتريسيته
- گرمايش با آب گرم
به دليل اينكه هوا نمي تواند گرماي زيادي را درخود نگاه دارد روش هواي گرم در موارد مسكوني چندان به صرفه نيست و روش الكتريكي نيز فقط زماني مقرون به صرفه است كه قيمت انرژي الكتريكي كم باشد.درمقايسه با دو روش ذكر شده، سيستم گرمايش با آب گرم ( هيدروليك) مقرون به صرفه تر و خوشايندتر مي باشد.
بدين خاطر سالهاي متوالي در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته است. روش گرمايش از كف به عنوان راحت ترين، سالم ترين وطبيعي ترين روش براي گرمايش شناخته شده است. همانطور كه افراد دريك روز سرد زمستاني توسط تشعشع خورشيد احساس گرما مي نمايند دراين روش نيز گرما را بوسيله انتقال حرارت تشعشعي(تابشي) از كف دريافت مي كنند و يقيناً احساس آسايش بيشتري خواهند نمود. در اين سيستم گرمايشي معمولاً دماي آب گرم موجود در لوله هاي كف خواب بين 30 تا60 درجه سانتي گراد مي باشد كه درمقايسه با ساير روشهاي موجود، كه دماي آب بين 54 تا 71 درجه سانتي گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژي صرفه جوئي مي شود. در ساختمان هائي كه داراي سقف بلند مي باشند استفاده از سيستم گرمايش از كف باعث كاهش مصرف انرژي و صرفه جوئي در مصرف سوخت مي شود، به اين خاطر كه در ساير روشها (مانند رادياتور و بخاري) هواي گرم در اثر كاهش چگالي سبك شده و به سمت سقف مي رود و اولين جائي را كه گرم مي كند سقف مي باشد (اين موضوع به طور واضح درسمت چپ شكل زير مشخص مي باشد). به علت بالا بودن دماي هوا در كنار سقف ميزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجاي ديگر بيشتر است و اين عامل باعث اتلاف مقدار زيادي انرژي مي شود.
در روش گرمايش از كف ابتدا قسمت پائين كه مورد نياز ساكنين است گرم مي شود وهوا با دماي كمتري به سقف مي رسد، كه اين يكي از مزاياي اصلي اين سيستم مي باشد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از روش گرمايش از كف كه امروزه بسيار مورد توجه واقع مي شود آسايش و راحتي افراد مي باشد، به طوريكه آسايش و راحتي فرد در محل سكونتش بدون اينكه از هر بابت داراي محدوديت باشد فراهم مي شود. در نظر بگيريد كه بدن شما در يك اتاق بگونه اي گرم شود كه شما در هنگام استراحت هيچگونه هواي گرمي را استنشاق نكنيد وتنفس شما بسيار ملايم صورت گيرد، اين بهترين روش گرم كردن در يك آپارتمان و يا يك منطقه صنعتي است. همه اعضاي بدن شما بخصوص پا كه بيشترين فاصله را با قلب دارد هميشه گرم خواهد ماند و اين براي انسان بسيار مطلوب خواهد بود.
در گرمايش بوسيله رادياتور يا بخاري دماي قسمت پائين اتاق سردتر از بالاي آن مي باشد كه اين حالت براي كودكان كه داراي اندام كوچكي هستند ناخوشايند است، بطوريكه افزايش البسه آنها براي جلوگيري ازبيماري، آزادي كودكانه آنها را محدود مي كند. سيستم گرمايش از كف برخلاف رادياتور كه هواي محل سكونت را به دليل گرماي بيش ازحد خشك مي كند،رطوبت را درحد متعادل نگه مي دارد. همانطور كه مي دانيد بيشتر افراد از كثيف شدن ديوارها و محيط زندگي در اثر استفاده ازمنابع گرمايي همچون بخاري و رادياتور احساس نارضايتي مي كنند. از آنجا كه درسيستم گرمايش از كف جريان هوا به آرامي از پايين به بالا مي باشد بنابراين ديوار ها پاكيزه مي مانند. همين امر در مورد افرادي كه داراي آلرژي (حساسيت) هستند بسيار مورد اهميت است زيرا كه محيط زندگي عاري ازهرگونه محرك خواهد شد. استفاده از اين سيستم در مكانهايي همچون آشپزخانه و حمام كه كف آنها معمولاً خيس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشك شدن كف مي شود. مسئله مهم ديگر اينكه در اين روش رطوبت زمين كه دربعضي ازمنازل منجر به بروز بيماريهاي مفصلي مي شود از بين رفته و باعث كاهش درد بيماران مبتلا به ناراحتي هايي از قبيل رماتيسم خواهد شد.
همچنين از رطوبت ديوارها و كپك زدن آن كه شكل خوشايندي ندارد جلوگيري مي شود و ديگر اينكه در اين سيستم جايي براي رشد و تكثير حشرات موزي وجود ندارد. يكي ديگر از فوايد سيستم گرمايش از كف اين است كه ديگر فضاي منزل يا محل كار توسط دستگاههاي رادياتور و بخاري اشغال نمي شود و به همين منظور آزادي بيشتري در تغيير دكوراسيون محل زندگي خواهيد داشت. شايد به نظر آيد كه به هنگام نصب سيستم كف خواب ديگر نمي توانيد پوشش مورد علاقه تان را براي كف انتخاب كنيد! ولي اين طور نيست. مطمئن باشيد كه شما مي توانيد براي پوشش كف منزل خود از هر نوع مصالحي ازجمله سنگ، سراميك، كاشي پاركت چوب وفرش نيز استفاده كنيد بدون اينكه تأثيري درگرماي مطلوب محيط شما بگذارد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از سيستم گرمايش از كف در روشهاي ذوب برف مي باشد بطوريكه از اين روش براي ذوب يخ يا برف موجود در پياده روها، لنگرگاههاي بارگيري، جاده ها، ورودي ساختمانها و بيمارستانها، باند فرود هواپيما و زمينهاي ورزشي از جمله زمين فوتبال وغيره كه دسترسي آسان و سريع به محل الزامي است مي توان استفاده كرد. بطوريكه اين روش علاوه بركاهش هزينه هاي برف روبي و نمك پاشي، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسيار موثر خواهد بود.
042.jpg
نمايي از اجراي سيستم گرمايش از كف
روميان با سوزاندن چوب و ايجاد گازهاي متشعل و عبور دادن اين گازها از کانالهاي هوايي موجود در کف ساختمان اقدام به گرم کردن کف منازل خود مي کردند . اين روش مدتهاي مديدي مورد استفاده قرار گرفته است.
هم اکنون نيز همين سيستم گرمايشي مورد استفاده قرار مي گيرد با اين تفاوت که نحوه عمل مقداري تغيير کرده است و بجاي گاز داغ از آب گرم و بجاي کانالها از لوله هاي مخصوص استفاده مي کنند.
امروزه با پيشرفت تکنولوژي هزينه نصب سيستم گرمايش کفي کاهش يافته است و با استفاده از لوله هاي PEX ديگر مشکلات مربوط به لوله هاي مسي وفلزي و پلي بوتيلن را نخواهيم داشت .
لوله هاي پلي بوتيلن (PB) مدتها در اين روش مورد استفاده قرار مي گرفت اما بدليل وجود مشکلاتي مانند نشتي آب، کم کم جاي خود را به لوله هاي جديد تر دادند.
امروزه لوله هاي پليمري جديدي که از جنس پلي اتيلن مشبک شده مي باشند مورد استفاده قرار مي گيرند. که مانند لوله هاي PB نصب آنها بسيار آسان خواهد بود اما بخاطر ساختار مشبک آن خواص بهتري از خود نشان مي دهند و مشکلات لوله هاي پلي بوتلين را ندارند .
در ساختمان هائي که داراي سقف بلند مي باشند استفاده از سيستم گرمايش از کف باعث کاهش مصرف انرژي و صرفه جوئي در مصرف سوخت مي شود، به اين خاطر که در ساير روشها (مانند رادياتور و بخاري) هواي گرم در اثر کاهش چگالي سبک شده و به سمت سقف مي رود و اولين جائي را که گرم مي کند سقف مي باشد (اين موضوع به طور واضح درسمت چپ شکل زير مشخص مي باشد). به علت بالا بودن دماي هوا در کنار سقف ميزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجاي ديگر بيشتر است و اين عامل باعث اتلاف مقدار زيادي انرژي مي شود. در روش گرمايش از کف ابتدا قسمت پائين که مورد نياز ساکنين است گرم مي شود و هوا با دماي کمتري به سقف مي رسد، که اين يکي از مزاياي اصلي اين سيستم مي باشد. يکي ديگر از مزاياي استفاده از روش گرمايش از کف که امروزه بسيار مورد توجه واقع مي شود آسايش و راحتي افراد مي باشد، به طوريکه آسايش و راحتي فرد در محل سکونتش بدون اينکه از هر بابت داراي محدوديت باشد فراهم مي شود. در نظر بگيريد که بدن شما در يک اتاق بگونه اي گرم شود که شما در هنگام استراحت هيچگونه هواي گرمي را استنشاق نکنيد وتنفس شما بسيار ملايم صورت گيرد، اين بهترين روش گرم کردن در يک آپارتمان و يا يک منطقه صنعتي است. همه اعضاي بدن شما بخصوص پا که بيشترين فاصله را با قلب دارد هميشه گرم خواهد ماند و اين براي انسان بسيار مطلوب خواهد بود
يکي ديگر از مزاياي استفاده از سيستم گرمايش از کف در روشهاي ذوب برف مي باشد بطوريکه از اين روش براي ذوب يخ يا برف موجود در پياده روها، لنگرگاههاي بارگيري، جاده ها، ورودي ساختمانها و بيمارستانها، باند فرود هواپيما و زمينهاي ورزشي از جمله زمين فوتبال وغيره که دسترسي آسان و سريع به محل الزامي است مي توان استفاده کرد. بطوريکه اين روش علاوه برکاهش هزينه هاي برف روبي و نمک پاشي، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسيار موثر خواهد بود.
044.jpg
آشنايي با سيستمهاي گرمايش از کف
● فوايد استفاده از سيستم گرمايش کفي
- اسايش و آرامش در بالاترين حد ممکن : درجه حرارت ثابت و دائمي درکليه طول زمستان در نزديکي کف ساختمان و در محلي که شما قرار داريد وجود خواهد داشت . اين حالت بسيار دلپذيري است که محيط اطراف پا گرم بوده و هواي مورد تنفس گرماي زيادي نداشته باشد. پروفيل دمايي سيستم گرمايش کفي به پروفيل ايده آل بسيار نزديک است، گرما به آرامي از کف به سمت سقف منتشر مي شود، پاي گرم و سر خنک، به سلامت کمک مي کند.
- ثابت بودن حرارت : بعلت جرم بسيار پوشش کف ساختمان در صورت هر گونه قطع برق و يا عوامل ديگر که باعث توقف حرارت دهي مرکزي باشد ، مدت زمان سرد شدن آپارتمان بسيار طولاني تر از ساير روشها مي باشد . در اين سيستم ابتدا مدت زماني طول مي کشد تا کف زمين به درجه حرارت مطلوب برسد ، ولي پس از گرم شدن اين حرارت به صورت باثبات تري در طول مدت زمستان مورد استفاده قرار خواهد گرفت .
- سبکي وزن ساختمان ، افزايش ارتفاع اتاقها : بعلت استفاده از يکنوع لوله با سايز پائين و همچنين حذف عبور لوله هاي تاسيساتي از روي يکديگر ( که عموما باعث بالا آمدن کف واحدها و پر کردن کف در زمان ساخت مي شود ) ضخامت پوشش به مقدار زيادي کاهش مي يابد. اين امر ضمن کم کردن وزن ساختمان ( و در نتيجه استقامت بيشتر آن ) موجب افزايش ارتفاع سقف واحدها نيز مي گردد.
- صرفه جويي در مصرف سوخت : بعلت تماس مستقيم افراد با منبع گرمايش درجه حرارت اتاق در درجات پائين تري تنظيم مي گردد. اين امر موجب صرفه جويي ۲۵ الي ۴۰ درصد در مصرف سوخت خواهد شد .
- آزادي عمل در دکوراسيون داخل منزل : بعلت قرار گرفتن اين سيستم در داخل کف زمين اثاثيه را ميتوان در هر گوشه از ساختمان قرار داد . اين امر بخصوص در واحدهاي کوچکتر و اتاق خوابهاي بافضاي محدود ، ملموس تر خواهد بود .
- هواي پاکيزه تر و خشک نشدن هوا : در سيستم رادياتوري ، عموما هواي اتاق خشک مي شود . در بسياري از موارد با قرار دادن کتري آب به روي رادياتور سعي در افزايش رطوبت اتاق مي شود . اين مشکل در سيستم گرمايش کفي نمودي نخواهد داشت .
- تميزي ديوارها و اثاثيه منزل : بعلت سيکل گردش هواي داغ در زمان استفاده از رادياتور عموما ديوارهاي بالاي رادياتور بمرور زمان سياه شده و دوده را بخود جذب مي نمايد . در سيستم گرمايش کفي ويرسبو اين مشکل برطرف شده و ديوارها وساير لوازم در طول زمان سياه نخواهد شد .
- افزايش ارزش منزل : استفاده از سيستم گرمايش کفي ويرسبو موجب افزايش ارزش منازل مي شود اگر چه نصب اين سيستم از لحاظ هزينه تفاوت چنداني باسيستم حرارت بتوسط رادياتورهاي مرغوب ندارد ، ارزش افزوده آن براي ساختمان بسيار بيشتر خواهد بود .
- استفاده از منابع حرارتي مختلف : سيستم گرمايش کفي ويرسبو مي تواند از منابع مختلفي براي تامين گرمايش استفاده کند . موتور خانه ، پکيچ و حتي حرارت خورشيدي مي توانند در اين سيستم مورد استفاده قرار گيرند .
- خشک تر باقي ماندن زمينهاي مرطوب و يا خيس : در صورت نصب سيستم گرمايش کفي ويرسبو در محلهاي مانند آشپزخانه ، سرويسهاي بهداشتي و زير زمين ، در صورت خيس شدن کف اين محلها بعلت شستشو بسرعت خشک خواهد شد .
● روشهاي کنترل دما در سيستم گرمايش کفي
- سیستم کنترل دماي بصورت دست
- سيستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت مکانيک
- سیستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت برقي
- سيستم کنترل دماي بصورت دست
در اين سيستم با استفاده از شيرآلات قطع و وصل متصل شده به خروجي هاي هر کلکتور،در جعبه مربوطه، امکان کنترل منطقه هاي حرارتي به صورت دستي امکان پذير مي گردد.از مزاياي اين سيستم، اقتصادي بودن و ساده بودن سيستم کنترلي، ميتوان اشاره نمود.
- سيستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت مکانيک
در اين سيستم با استفاده از نصب شيرآلات گرمايش کفي در داخل ديوار هر فضايگرمايشي، از طريق تنظيم ترموستات حرارتي نصب شده بر روي شير گرمايش کفي داخل ديوار، دماي محيط مريوطه به صورت مکانيکي و اتوماتيک کنترل مي گردد.در اين روش داخل جعبه شير گرمايشي، شير تخليه هوا نيز پيش بيني شده است.
- سيستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت برقي
در اين سيستم شيرهاي برقي که به حس گرهاي الکتريکي در هرمحيط به طورجداگانه وصل شده اند، فرمان قطع و وصل هرمدار حرارتي را دريافت نموده و عمليات تنظيم خودکار هر محيط را انجام مي دهند.امکان ديگري همانند، دبي سنج و يا دماسنج نصب شده بر روي هر خروجي وورودي کلکتور امکان کنترل هاي مختلف و متنوعي را براي کاربر ممکن مي سازد.سيستم اتوماتيک برقي پايپکس کاملترين روش کنترلي دمائي فضاي گرمايش کفي مي باشد.
● انواع منبع تامين کننده حرارتي ممکن جهت سيستم گرمايشي از کف
سيستمهاي گرمايش از کف همانند سيستم رادياتور قابليت اتصال به انواع منابع تامين کننده حرارتي را دارا ميباشند. ولي با توجه به راندمان بالاي گرمايش کفي دماي مورد نياز به بيشتر از ۵۰ درجه نميرسد. از طرف ديگر دماي مورد نياز سيستم آبرساني حد اقل ۶۰ درجه مي باشد. در نتيجه در ساختماني که از گرمايش کفي استفاده مي کند نياز به دو مدار با درجه حرارت متفاوت ضروري است که به روشهاي ذيل ممکن مي باشد:
- استفاده از پکيج
- استفاده از موتورخانه با ۲ ديگ کوچک
- استفاده از موتورخانه با يک ديگ و مبدل حرارتي
- استفاده از موتورخانه با يک ديگ و الکترو والو با مدار باي پاس
مدل سازي اتلاف گرماي سيستم گرمايش کف با استفاده از يک مدل دو بعدي متصل به زمين
گزارش حاضر، يک مدل شبيه سازي دو بعدي از اتلاف گرما و حرارت را توسط يک ورقه روي پايه، براي سيستم حرارتي کفي، معرفي مي کند. وظيفه اين سيستم مدل سازي تأثير آرايش و شکل کف پي ساختمان در کارايي سيستم گرمايش است. اين مدل مي تواند براي طراحي خانه هاي داراي پتانسيل مناسب براي سيستم حرارتي کف با توجه به اتلاف گرما از طريق شکل و ترکيب کف و پي ساختمان، استفاده شود.
بررسي ها نشان مي دهد که براي يافتن ميزان دقيق اتلاف گرما به زمين، مدل متحرک سيستم کف مهم است اما مهمتر از آن، تأثير بسزايي است که پي ساختمان در اتلاف انرژي ساختمان ها که توسط سيستم حرارت کفي گرم مي شوند، دارد. نتيجه اين مدل سازي مي تواند در طراحي خانه هايي با سيستم حرارتي کفي لحاظ گردد.
- مدل شبيه سازي انرژي ساختمان
مدل سازي اتلاف گرماي سيستم گرمايش کف مي تواند در يک مدل شبيه سازي شرايط حرارتي يک اتاق با گرمايش کف استفاده شود. بدين منظور مدل انتقال گرما را با خصوصيات مواد ثابت و پايدار مد نظر مي گيرند. ديوارها، سقف، کف و پنجره ها با استفاده از يک متر حجمي کنترل محدود با يک طرح تهويه مجازي، مدل سازي مي شوند. در اين مدل، سيستم تهويه يک سيستم متعادل ساده است که داراي بازيافت گرما مي باشد. اطلاعات آب و هواي ساعت به ساعت (اندازه گيري شده يا از يک طرح منبع سالانه) نيز به عنوان ورودي استفاده مي شود.
بدين ترتيب، مدل در يک برنامه شبيه سازي با مدل هايي براي ديوارها،( شامل توضيح داخلي تشعشعات خورشيدي)، سقف، کف، تهويه، اتاق و اطلاعات آب و هوا با نام FHSim براي شبيه سازي گرمکن کف، بکار گرفته مي شود. با استفاده از اين برنامه، گرمکن کف، مي تواند جزئيات به مصرف انرژي و اتلاف گرما به زمين را مشخص سازد.
پيش بيني دقيق جريان گرما و حرارت نشان دهندۀ اين مطلب است که ساختمان هاي بزرگ مي توانند به خوبي بعنوان مدل قرار داده شوند که اين کار بر پايه ويژگي بعد آنها استوار مي باشد. علاوه بر اين بهتر است که شبيه سازي ديناميکي حرارت در لوله هاي گرمکن کف براي محاسبۀ دقيق اتلاف گرما به زمين، در صورتيکه هم ميانگين دقيق و هم ماکزيمم جريان گرما نياز باشد، استفاده گردد. معمولاً مقدار متوسط حرارت کف گرم شده نياز است.
اما تخمين اين مقدار دشوار مي باشد زيرا اين مقدار به ليست طويلي از فاکتورها وابسته است که شامل ميزان مصرف انرژي خانه و مقاومت حرارتي بين سيستم گرمايي کف واتاق مي باشد که حتي اشتباهات کوچک در اين تخمين باعث ايجاد تفاوت هاي بزرگ در اتلاف گرماي پيش بيني شده به زمين مي گردد. مدل استفاده شده در اين مقاله مي تواند براي مدل سازي تأثير پي و ساختمان کف در مصرف انرژي و اتلاف گرما به زمين توسط اتصال مدل کف به يک اتاق سنجيده و استفاده شود. با استفاده از اين مدل جامع، شبيه سازي ديناميکي اتاق و سيستم گرمايي کف قابل اجرا مي باشد. در اين مدل تأثير عايق در ساختمان کف و پي در مصرف انرژي خانه مهم نشان داده شده است. اما اِشکال مدل اين است که کند بوده و به تعداد داده هاي زيادي نيازمند است. در هر حال اين مدل مي تواند به عنوان گامي به طرف اجراي سيستم هاي گرمکن کف قلمداد گردد.
تجهيزات هوارساني و تهويه در پناهگاه به طور هم زمان عمل تامين هواي تنفسي (اکسيژن) و دفع هواي مصرف شده را انجام مي دهند (همراه CO2).
به علاوه اين دستگاهها بايد در مواقع اقامت طولاني در پناهگاه، درجههاي حرارت و رطوبت را تا حد قابل تحمل حفظ نمايند. تجهيزات هوارساني بايد در مقابل آثار سلاحها از قبيل فشار، ضربات هوا، لرزش، آوار و ترکش محافظت شوند.
ضمناً گازهاي سمي و شيميايي و غبار نبايد به داخل پناهگاه نفوذ نمايند (فيلتر گازي- فيلتر اوليه ) تجهيزات تهويه فشار بالايي را در پناهگاه ايجاد مينمايند و در مرحله فيلتر، فشار به حداقل pa 50 خواهد رسيد. اين اضافه فشار در داخل باعث ميشود که گاز، بخار و دود از منافذ و درزها به داخل پناهگاه نفوذ ننمايد. (ترکهاي دربها، دريچههاي کاملاً بسته شده) در تجهيزات تامين هواي تازه، فشار اضافي در حد pa250 محدود ميشود تا تغيير فشار حاصل از باز کردن درب ورودي به حد قابل تحمل برسد. گرم کردن مصنوعي هوا ضروري نيست و کافي است که درجه حرارت داخل پناهگاه را در حد مطلوبي نگهدارد.
براي گرم نمودن سريع فضاي پناهگاه ميتوان مقدار هواي تازه وارد را به نصف تقليل داد.
براي استفاده معمولي (دوران صلح) پناهگاه بايد تهويه شود، که نيازهاي آن بستگي به نحوه استفاده از آنها در زمان صلح دارد. قاعدتاً باز گذاشتن درب و دريچه زرهي تهويه کافي را به همراه خواهد داشت.
- براي جلوگيري و با تشخيص صدمات ناشي از خرابي دستگاههاي تهويه، راه اندازي متناوب آنها لازم است.
- به منظور توليد هواي تازه به استثناي وجود موارد خطر به واسطه استفاده از سلاحهاي شيميايي، هوا بايد تهويه شود.
- حداقل مقدار هواي تازهاي که توسط تجهيزات استاندارد تهويه در نظر گرفته شده است 6 متر مکعب در هر ساعت براي هر نفر مي باشد.
- هواي تازه در صورت فعاليت دستگاه تهويه براي توليد هواي تازه بايد از طريق فيلتر اوليه عبور داده شود. اين فيلتر گرد و غبار حاصله از تخريب ساختمانها (و يا ذرات کوچک بارش هستهاي) را تصفيه مينمايد.
هنگام بروز خطر ناشي از سلاحهاي شيميايي، هواي بيرون پس از عبور از فيلتر اوليه بايد از فيلتر گازي عبور نمايد.
- در حالت مقاومت اضافي فيلتر گازي در مقابل عبور هوا، جريان هوا يا يا فيلتر به مقدار نصف يعني 3 متر مکعب معادل 1/2 در هر ساعت تقليل مي يابد. اين مقدار هواي تقليل يافته شامل اکسيژن کافي بوده و درصد CO2 موجود در پناهگاه را پايين نگه مي دارد.
- در اين جريان درجه حرارت و رطوبت هم در حداقل قابل تحمل باقي ميماند.
فيلترها و تجهيزات تهويه در مقابل گازهاي ناشي از آتش سوزي مانند CO2,CO محافظ نيستند. از نظر فني و ايمني، تامين هوا از خارج محدوده آوار اهميت به سزايي دارد. ولي ممکن است شرايطي به وجود آيد که دستگاههاي هوارساني وتهويه قطع و خاموش شوند. در خلال خاموشي غلظت گاز CO2 نبايد از 5/2 درصد بيشتر شود. توضيح اينکه در مدت سه ساعت مقدار 5/2 متر مکعب هوا براي هر نفر کافي خواهد بود. غلظت CO2 پس از 5 ساعت به حد خطرناک خود يعني 45 درصد حجمي ميرسد.
- راه اندازي دستگاههاي تهويه با وسايل دستي بدون برق
دستگاههاي تهويه معمولاً با استفاده از برق کار ميکنند که در اثر قطع برق بايد تمهيداتي در نظر گرفت تا بتوانند به کار خود ادامه دهند. کار دستگاههاي تهويه به استثناي عمل فيلترها لازم نيست به طور مستمر انجام گيرد.
- اجزا و قطعات دستگاههاي تهويه
دستگاههاي تهويه مورد نياز در پناهگاههاي مورد بحث 40VA و 75VA و 150VA ناميده مي شوند. در اينجا اعداد به معني مقدار هواي لازم پس از استفاده از فيلتر ميباشد.
(ساعت m3/h) در شکل 21-7-4 اجزا و قطعات دستگاههاي تهويه نشان داده شده است.نمونه اندازههاي دقيق و کامل در فضاي مورد نياز و محل و نحوه قرارگيري اجزا و قطعات را با توجه به وضعيت دريچه زرهي ميتوان از شکل 21-7-5 برداشت نمود.047.jpg
شکل 13- اجزا و قطعات دستگاه تهويه
- شير اطمينان / فيلتر اوليه
اين دو جزء در واقع يک بخش واحد را تشکيل ميدهند. شير اطمينان يک وسيله بازدارنده و مسدودکننده است که در حالات عادي هميشه باز ميماند.
به هنگام ايجاد فشار هوا، در عرض چند هزارم ثانيه خود به خود بسته ميشود و بدين ترتيب تجهيزات دستگاه تهويه را از ايجاد فشار بيش از حد هوا حفظ مينمايد. فيلتر اوليه از اليافي است که ورود گرد و غبار جلوگيري کرده و در زمان فعاليت فيلتري گازي به آن کمک ميکند.
دستگاه تهويه متشکل از يک لوله هدايت هوا، شير سريع الانسداد، يک دستگاه اندازهگيري حجم هوا و همچنين يک هواکش با موتور برقي براي تهويه هواي تازه و تصفيه شده دستي ميباشد. در لوله تهويه لوله هاي خرطومي با قطعات اتصالي براي تعويض هواي تازه به هواي فيلتر شده به کار مي رود.
دستگاه تهويه با يک روشنايي اضطراري براي ايجاد حداقل روشنايي براي کار اندازي تهويه کافي است.
فيلتر گازي از مواد معلق فيلتر ذغالي فعال تشکيل شده است. اين مواد بارشهاي هستهاي و گازهاي شيمايي را نگه داشته و تصفيه مينمايند.
- سوپاپ فشار اضافي/ شير اطمينان انفجار
اين دو جزء يک قطعه واحد را تشکيل ميدهند و چنانچه هوارساني قطع گردد، باعث بسته شدن خروجيهاي هوا و همچنين شير اطمينان به طور خودکار ميگردند.
قطعات و اجزاء دستگاه تهويه به ترتيب زير کنار يکديگر قرار گرفته اند:
لوله هواگيري معمولاً در بدنه باز شوي راهرو فرار و يا خروجيهاي اضطراري قرار داده ميشود. به هر راه فرار حداکثر سه لوله هواگيري و در خروجيهاي اضطراري حداکثر دو لوله هواگيري وصل ميشوند.
بايد به اين نکته توجه داشت که از طريق اين لولهها هواي مصرفي پناهگاه، مخازن و يا فاضلاب مکيده شود.
دستگاههاي تهويه مستقماً در همان فضا و در نزديکي دريچه زرهي نصب ميشوند و به اين ترتيب انشعاب لازم نميباشد. در زمان نصب و تغيير دستگاههاي تهويه بايد حداقل مکان لازم براي دستگاهها طبق شکل 21-5-5 در نظر گرفته ميشود. دستگاههاي تهويه، فيلتر گازي و فيلتر اوليه تا حد امکان در قسمت مياني زير زمين تعبيه ميشوند.
در صورتي که امکان تعبيه دستگاه تهويه در داخل يکي از فضاهاي پناهگاه نبود بايد آن را به نزديکي لوله هواگيري وصل نمود. براي هوارساني بايد از لولههاي انشعابي استفاده کرد. اين لوله را بايد در امتداد ديوار و در زير سقف کشيد. هواي مصرف شده داخل پناهگاه را بايد از طريق ديوار باز و يا از طريق حفرهاي به ابعاد 05/0 متر مربع، از جنب درب خارج هدايت کرد (هم زمان نظافت و تهويه سرويسهاي بهداشتي نيز بايد انجام پذيرد).
شير اطمينان انفجاري- فيلتر اوليه همچنين قطعه واحد شير ايمني انفجاري/ سوپاپ فشاري را بايد در ارتفاع 85/1 متر (ابعاد محوري) از سطح زمين نصب کرد. سوپاپ اطمينان اضافي در محفظه هوابند با توجه به قلاب نمودن درب زرهي، طبق شکل 21-7-6 داده شود. اين هواکشها مجازند که در ديوارهاي جانبي اجرا شوند و يکي از آنها به منظور تماس نزديک با درون پناهگاه منظور گردد.048.jpg
شکل 14- محل و نظام قرارگيري سوپاپ فشار اضافي و انفجار در ديوار محفظه هوابند