مقالات تخصصي تاسيسات



موضوع مقاله

بررسي انواع مختلف رادياتور :

متن :

رادياتور شوفاژ
رادياتورهاي شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترين تجهيزات گرمايشي در ساختمان‌هاي عمومي و منازل مي‌باشند که بيش‌تر از سيستم گرمايش به وسيله‌ي آبگرمکن از آن‌ها استفاده مي‌شود. اولين شخصي که سيستم گرمايش آبگرم مرکزي را ابداع نمود تريواله سوئدي در سال 1716 ميلادي بود. در سال 1770 جيمز وات براي اولين بار از رادياتورهاي چند تکه که با بخار آب گرم ميشد براي گرمايش استفاده نمود. اين سيستم گرمايي تکامل جدي يافت تا آن که در سال 1831، پرکنيز سيستم کامل گرمايش با آبگرم را که مجهز به مخزن انبساط بود را به نام خود به ثبت رساند. کامل ترين سيستم گرمايش آبگرم که شباهت زيادي با سيستم‌هاي متداول امروزي نيز دارد در سال 1833 توسط مهندس انگليسي به نام پالکو ابداع گرديد.
از سال 1950 که پمپه‌اي آبگردان وارد سيستم هاي گرمايشي گرديد رويکرد عمومي مردم به استفاده از شوفاژ به طور قابل ملاحظه‌اي افزايش يافت. رادياتورها به سه دسته‌ي پره‌اي، تخت و لوله‌اي تقسيم مي‌گردند و از لحاظ جنس نيز داراي انواع رادياتور فولادي، چدني و راديتور آلمينيومي مي‌باشند.
البته ناگفته نماند که رادياتورها فقط بر اساس شکل ظاهري تقسيم بندي نمي‌شوند بلکه روش گرمادهي در انواع سطوح آن‌ها نيز متفاوت است.
اساسا رادياتورها گرماي خود را از طريق تابش و جابجايي به هواي اتاق پس مي‌دهند و معمولا 1/3 گرماي خود را از طريق تابش و 2/3 آن را از طريق جابجايي به هواي اتاق پس مي‌دهند.


انتخاب محل نصب رادياتورها
فرض نماييد که در يک اتاق با دماي 20 درجه (c) و مقابل ديواري که ضريب k آن 0.55w/m2k است قرار گرفته‌ايد و دماي هواي بيرون نيز منفي 12c درجه است. مطابق با نمودار تعيين دماي سطح جداره‌ي ساختمان با توجه به دماي هواي خارج و ضريب k ديوار خارجي، دماي سطح داخلي ديوار معادل 17.8 (c) به دست مي‌آيد که با استفاده از رابطه‌ي زير:
«دماي محسوس = دماي سطح داخلي ديوار + دماي داخلي اتاق تقسيم بر 2» دماي محسوس 18.9 درجه مي‌شود. حال براي آن که دماي محسوس را به به 20 درجه سانتيگراد برسانيم بايد دماي هواي اتاق را به 22.2 درجه افزايش دهيم.
به اختلاف دماي بين سطح ديوار و هواي اتاق، کسري گرما يا کسري تابش گفته مي‌شود.
اختلاف دماي پنجره‌ها با هواي اتاق معمولا بيش از اين مقدار است، اگر دماي هواي بيرون منفي 12 درجه باشد دماي سطح پنجره حدود 9 درجه خواهد شد. اين اختلاف زياد با بالا بردن هواي اتاق قابل جبران نيست.
حال براي جبران کسري تابش پديد آمده بايد از طريق تابش يک سطح گرم آزاد عمل نمود. اختلاف دماي لازم براي اين سطح گرم کننده مانند رادياتور با توجه به طول و ارتفاع نصب آن مشخص مي‌شود. اين کار با طراحي جايگاه، تعيين اندازه و اختلاف دماي لازم براي رادياتور (مثلا براي جبران جريان عمودي هوا) براي حذف کامل اثر سردي سطوح پيراموني و با توجه به ذخيره سازي گرمايي آن‌ها انجام مي‌شود.
در نتيجه تنها راه حل موثري براي جلوگيري از کسري تابش، تعيين جايگاهي مناسب براي رادياتور است. اين محل بايد به گونه‌اي اننتخاب شود که رادياتور افزون بر گرمايش اتاق، هوايي مطبوع در هر نقطه از اتاق ايجاد کند.
چون معمولا سردترين مکان در اتاق نزديک پنجره است و به علاوه از طريق درزهاي آن، امکان نفوذ هوا به داخل اتاق وجود دارد، جايگاه و اندازه رادياتورها با توجه به موقعيت پنجره مشخص مي‌شود. از اين رو بهترين توزيع دما در اتاق و بهترين جبران براي کسري تابش وقتي رخ مي دهد که رادياتور زير پنجره نصب شود. اگر رادياتور که حدود 60% گرما را به صورت جابجايي منتقل مي‌کند به صورت آزاد جلوي ديوار بيروني زير پنجره نصب شود، نيروي شناوري هواي گرم آن به قدري بزرگ خواهد بود که امکان نفوذ هواي سرد شده ي روي وجه داخلي پنجره و هواي سرد وارد شده از درزهاي پنجره، به درون اتاق را منتفي مي‌سازد، با اين کار جريان هوا در اتاق (گردش هواي اتاق) برقرار خواهد شد.
هرگاه رادياتور زير پنجره نصب شود طول آن بايد معادل پهناي پنجره انتخاب شود. با اين کار جريان عمودي هوا متعادل مي‌شود و گرماي تابشي رادياتور بيش‌تر مي‌شود.
از طرفي هرچه سطح تابشي رادياتور افزايش يابد با بهتر بگوييم سهم گرماي تابشي رادياتور افزايش يابد تاثير بيش‌تري در ايجاد آسايش گرمايي خواهد داشت. زيرا گرمايي که از طريق تابش از بدن انسان به بيرون منتقل مي‌شود با افزايش سطح تابش رادياتور بهتر جبران مي‌شود. براي استفاده از حداکثر توان گرمايي رادياتور بايد آن را نزديک به ديوار و زير پنجره نصب کرد. حداقل فاصله رادياتور از جداره‌هاي ساختمان از ديوار حداقل 50 ميلي‌متر و از کف اتاق حداقل 100 ميلي‌متر بايد باشد. در اين صورت هيچ‌گونه افت تواني پديد نخواهد آمد.


ملاحظات طراحي رادياتور
طراحي رادياتور بايد براساس درجه حرارت هوا در گرم‌ترين منطقه‌اي که وسيله ممکن است در آن کار کند، صورت گيرد. در آب و هواي سردتر مقدار آب در گردش رادياتور به وسيله ترموستات تنظيم مي‌شود؛ به نحوي که فقط سنجش از قدرت خنک کنندگي رادياتور مورد استفاده قرار گيرد. افزايش دمايي بين 8 تا 12 درجه براي هواي جاري در رادياتور منظور مي‌شود. افزايش دماي بيش‌تر متداول نيست؛ به خصوص که در هواي گرم موجب تبخير بنزين در پمپ بنزين و لوله‌هاي رابط در موتور بنزيني مي‌شود و از رسيدن سوخت به موتور جلوگيري به عمل مي‌آيد.
به منظور پيشگيري از سروصداي زياد و مصرف بيش از اندازه‌ي توان موتور به وسيله‌ي پروانه، افت فشار سمت هوا کم‌تر از kpa 1 منظور مي‌شود. توان مصرفي پروانه بايد به قدري باشد که در دور کم موتور و قدرت زياد بتواند هواي کافي از رادياتور عبور دهد. براي اين که حجم رادياتور کوچک باشد معمولا از لوله‌هاي تخت پره دار استفاده مي‌شود. هرچه تعداد پره بر واحد طول لوله بيش‌تر باشد، مبدل جمع و جورتر خواهد بود اما گرفتگي سوراخ پره‌ها با ذرات معلق موجود در هوا و حشرات سبب مي‌شود که تعداد پره‌ها بين 400 و 600 پره در هر متر باشد.


رادياتور و نحوه‌ي انتقال حرارت از سيال گرم به هوا
رادياتور دستگاهي است در سيستم خنک کننده موتور که حجم زيادي از آب اين سيستم را در تماس نزديک با هوا نگه مي‌دارد تا انتقال حرارت از آب به هوا به خوبي و به سـرعت امکان پذير باشـد. همچنين مي‌توان گفت رادياتور وسيله‌اي است که براي نگهداري مقدار زيادي آب در مجاورت حجم بزرگي از هوا به کار مي‌رود؛ به طوري که حرارت بتواند از آب به رادياتور و از رادياتور به هوا منتقل شود.
اجزاي رادياتور از مخزن بالايي و مخزن پاييني و هسته (شبکه) رادياتور تشکيل شده که خود شبکه از لوله‌ها و پره‌ها به وجود آمده است. همچنين به مخزن بالايي يک گلويي که به لوله هوا ارتباط دارد، متصل است.
سيال خنک کننده توسط پمپ به جداره‌هاي سيلندر جريان مي‌يابد. در صورت بالا رفتن درجه حرارت سيال ترموستات مسير را باز مي‌کند و سيال گرم از طريق لوله ورودي رادياتور که در مخزن ورودي آن تعبيه شده است، وارد رادياتور مي‌شود و پس از خنک شدن به مخزن خروجي جريان مي‌يابد و پس از خروج توسط لوله خروجي رادياتور، سيکل خود را ادامه مي‌دهد.
انتقال حرارت در رادياتور خودرو به اين صورت است که آب گرم در طول مسير حرکت در رادياتور، گرماي خود را به لوله‌ها منتقل مي‌کند و اين گرما از محل اتصال لوله و پره، به پره‌ها منتقل مي‌شود و سپس گرماي انتقال يافته به پره‌ها نيز توسط جريان هواي اجباري از آن‌ها دفع مي‌شود.


انواع رادياتور
شبکه‌ي رادياتورها شامل دو نوع فين تيوب و کروگيت است:

رادياتور فين تيوب (Fin-Tube):
در اين نوع رادياتور امتداد لوله‌ها عمود بر راستاي پره‌هاست و لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور مي‌کنند.

رادياتورهاي کروگيت (Crougate):
در اين نوع رادياتورها لوله‌ها از داخل پره‌ها عبور نمي‌کنند بلکه پره‌ها به صورت موج‌دارند و لوله‌ها در امتداد پره‌ها روي نوک فين قرار داده مي‌شوند.

در حالت کلي مونتاژ رادياتورهاي کروگيت راحت‌تر و سريع‌تر از نوع فين تيوب است و امکان اتوماسيون آن وجود دارد ولي رادياتورهاي فين تيوب به دليل درگير شدن لوله و پره با يکديگر، استحکام مکانيکي بيش‌تري دارند. رادياتورها از لحاظ جنس به دو نوع رادياتور آلومينيمي، مسي و برنجي تقسيم مي‌شوند که تکنولوژي ساخت هر يک مي‌تواند Soldering و Brazing باشد.


اگر رادياتور در حالت‌هاي زير نصب شود افت توان خواهد داشت:

 - زير تاقچه
 - پنجره
 - داخل کابين يا پشت پرده

در صورتي که از يک ورقه جهت پوشش رادياتور استفاده گردد افت توان ممکن است به 15% برسد.


ضميمه يک
پيشرفت روز افزون علم و تكنيک و توجه هر چه بيش‌تر به آسايش و رفاه زندگي بهمراه گسترش احداث واحدها و مجتمع‌هاي مسكوني، تجاري واداري، ابداع و ساخت تاسيسات متنوع مهندسي (نظير سيستم‌هاي تهويه مطبوع و حرارت مركزي) را به دنبال داشته كه به كارگيري آن‌ها ضمن بر آوردن اهداف اوليه و اساسي كنترل شرايط حرارتي و برودتي، پي آمدهاي مطبوعي نظير بهينه سازي استفاده از منابع انرژي، كاهش آلودگي‌هاي زيست محيطي، اجتناب از خطرات مالي و جاني را بدنبال داشته است.
در اين راستا سيستم حرارت مركزي (شوفاژ) با بهره گيري از سيال عامل جهت انتقال انرژي حرارتي از واحد مولد گرما، به لحاظ سهولت استفاده و دسترسي آسان، هزينه‌ي نصب و نگهداري مناسب، عدم ايجاد آلودگي‌هاي اجتناب ناپذير در سيستم‌هاي احتراقي (نظير بخاري) از چند دهه پيش تا كنون در بسياري از اماكن عمومي و خصوصي نظير منازل، مجتمع‌هاي مسكوني، ساختمان‌هاي اداري، ورزشگاه‌ها، بيمارستان‌ها و... از كاربرد موفقي برخوردار بوده است. در مجموعه مولد گرمايي، رادياتور به عنوان جزء آشكار سيستم و عامل اصلي انتشار حرارت به محيط اطراف در يک چرخه گرمايي، عهده دار نقش اساسي در نيل به توقعات همه جانبه ‏‍«ظاهري تزئيني» و «راندمان و عملكرد مطلوب» بوده از اين رو، طراحي و ساخت آن مد نظر قرار دادن شرايط ويژه‌اي همچون ظرافت و زيبايي، ايمني و استحكام، حجم كم و عمر طولاني را به عنوان پارامترهاي اوليه الزامي مي‌نمايد.
جهت حصول به موارد فوق الذكر، استفاده از مواد فلزي و غير فلزي نظير فولاد، آلومينيوم، چدن ومواد پليمري با برخورداري از فراواني و قيمت مناسب‌تر در ساخت رادياتورها متداول بوده و اقتضاي توليد هر يک از انواع فوق را شرايط كاربرد، محدوديت‌هاي فني و ملاحظات اقتصادي در تطبيق با مناسبات اقليمي و فرهنگي مشخص مي‌نمايد كه نتايج بررسي‌هاي امكان سنجي توليد و نوع رادياتور فولادي و رادياتور آلومينيومي ضمن برآوردهاي مستدل فني، مالي و اقتصادي در ابعاد صنايع كوچک طي گزارش حاضر به عنوان الگوي كارشناسي احداث واحدهاي توليد آن‌ها ارائه مي‌گردد.

فرآيند توليد رادياتور فولادي نيازبه دانش فني پيچيده‌اي نداشته و مراحل آن عمليات متداول در صنايع فلزي اعم از مراحل ورق‌كاري (برش، پرس كاري و فرم دهي)، جوشكاري (جوش مقاومتي وجوش (اكسي استيلن)، پوشش دهي با رنگ و كنترل كيفيت را شامل بوده و عمده مواد مصرفي آن را ورق فولادي تشكيل مي‌دهد.
رادياتور آلومينيومي نيز از فرآيند توليد متشكل از ريخته گري تحت فشار، لحيم كاري سخت، رنگ آميزي و كنترل كيفيت برخوردار بوده كه شمش‌هاي آلومينيوم ماده اوليه اساسي توليد آن‌ها به شمار مي‌آيند. ماهيت عمليات مكانيكي فر آيند توليد و نوع مواد اوليه مورد استفاده در واحدهاي توليد رادياتور، آلودگي هاي زيست محيطي را كه در برخي صنايع عامل بازدارنده و محدوده كننده بشمار مي‌آيند، منتفي نموده و به منظور حصول به شرايط استاندارد نيز با ملحوظ داشتن واحدهاي كنترل كيفيت مواد، فرآيند و محصول در طرح، پيش بيني‌هاي لازم جهت كنترل عوامل آلوده ساز و توليد محصولات كيفي براي تامين مقاصد صادرات و پوشش دهي هر چه بيش‌تر بازار مصرف در رقابت با محصولات قابل جانشيني صورت گرفته است.


ضميمه 2
در سيستم حرارت مركزي كه با عنوان شوفاژ مطرح مي‌شود. در محلي به نام موتور خانه دستگاه‌هايي از قبيل ديگ، مشعل، پمپ، و... نصب شده و حرارت به سيال واسطه كه مي‌تواند آب باشد منتقل گرديده سپس پمپ موجود در موتور خانه ابگرم را توسط لوله كشي به داخل اتاق‌ها هدايت نموده و وارد رادياتورهاي مستقر در اتاق مي‌كند.
اين رادياتورها گرما را به اتاق منتقل كرده و در نتيجه دماي آب كاهش مي يابد و آب توسط لوله برگشت به طرف موتور خانه رفته و براي جذب مجدد گرما به داخل ديگ هدايت مي‌شود و بار ديگر اين سيكل و چرخه تكرار مي‌شود.
اصولا در سيستم حرارت مركزي كه از آب گرم استفاده مي شود دماي خروجي آب از ديگ 180 درجه فارنهايت و دماي ورودي آب به داخل ديگ (كه گرماي لازم را به اتاق منتقل كرده است) برابر 160 درجه فارنهايت در نظر گرفته مي‌شود. به عبارت ديگر اختلاف دماي آب گرم خروجي از ديگ و آب برگشت داده شده از ساختمان برابر 20 درجه فارنهايت است.
نحوه‌ي گرم شدن اتاق توسط رادياتور به صورت جابجايي آزاد يا طبيعي مي‌باشد. هواي بالاي رادياتور معمولا به دليل گرم شدن سبک شده و به طرف بالا حركت مي‌كند و هواي سرد طرف مقابل اتاق جايگزين آن مي‌شود به همين ترتيب يک چرخش طبيعي در جريان هواي اتاق بوجود آمده و دماي تمامي نقاط اتاق بالا رفته و اتاق گرم مي‌شود.
رادياتور شوفاژ فاقد هرگونه موتور يا وسيله‌ي برقي است پس نمي‌توان توسط راياتور شوفاژ دماي اتاق را كنترل كرد. ميزان رطوبت نسبي اتاق نيز قابل كنترل نمي‌باشد. اصولا وقتي هواي اتاق گرم مي‌شود ميزان درصد رطوبت نسبي كاهش مي‌يابد. به عبارت ديگر رادياتور شوفاژ ميزان رطوبت نسبي اتاق را كاهش مي‌دهد و بايستي توسط افزودن بخار به هواي اتاق ميزان رطوبت مورد نياز انسان را تامين نمود.
به طور كلي در زمستان فضاهايي كه كنترل دما و در صد رطوبت نسبي در آن‌ها اهميت زيادي ندارد مي‌توان از رادياتور شوفاژ استفاده نمود. (هرچند دماي اتاق در سيستم رادياتوري به راحتي و به كمک كنترل كننده‌هاي الكتريكي و مكانيكي قابل كنترل است.)


بهترين محل نصب رادياتور
زير پنجره يا كنار ديوارهاي خارجي
علت اين است كه توسط رادياتور شوفاژ در فصل زمستان دائما گرما به اتاق افزوده مي‌شود. ولي دماي اتاق بالا نمي‌رود و اين دما ثابت مي‌ماند چون بخش بيش‌تري از گرماي توليد شده تلف مي‌شود.
تلفات حرارتي از دو طريق انجام مي‌گيرد. يكي تلفات حرارتي ناشي از جداره‌ها از قبيل سقف، كف، ديوار و پنجره و... ديگري تلفات حرارتي ناشي از نفوذ هواي سرد از درزهاي پنجره مي‌باشد. به عبارت ديگر چه بخواهيم و نخواهيم اين تلفات حرارتي صورت مي‌گيرد ما فقط مي‌توانيم ميزان آن را كاهش دهيم ولي نمي‌توانيم آن را به طور كامل حذف نماييم. پس بهتر است رادياتور را در زير پنجره نصب كنيم تا مقداري از حرارت رادياتور صرف تلفات پنجره و جدارها شود و بخشي كه باقي مي‌ماند اتاق را گرم كرده و دماي ان را در حدي مناسب نگه دارد و بتوانيم در نزديكي پنجره از اتاق استفاده نماييم. اگر راياتور در خلاف ضلع پنجره نصب شود. به دليل سردي محيط اطراف پنجره استفاده از آن محيط خالي از اشكال نمي‌باشد.
پيشنهاد ديگري كه در اينجا مطرح است اين است كه در حد امكان پنجره‌هاي داراي شيشه دوبل يا دولايه باشند. استفاده از شيشه دوجداره علاوه بر اينكه سبب عايق صدا خواهد بود. همچنين ميزان ضريب انتقال حرارت شيشه را به حد نصف مي‌رساند. در نتيجه تلفات حرارتي كاهش مي‌يابد و سبب صرفه جويي در مقدار پره‌هاي رادياتور مي‌شود و در فصل زمستان از خيس شدن شيشه در سطح داخل اتاق جلوگيري مي‌كند. چون سطح شيشه در فصل زمستان يک لايه سرد است در اثر تماس بخلر آب در داخل اتاق با آن در روي شيشه آب جاري مي‌شود. ولي اگر شيشه دوجداره باشد سطح داخلي آن گرم شده و ميعان در سطح شيشه اتاق نخواهد افتاد.


رادياتورهاي شوفاژ از نظر جنس به سه دسته تقسيم مي‌شوند:

 - رادياتور چدني
 - رادياتور فولادي
 - رادياتور آلومينيومي

خط توليد رادياتورهاي چدني به دليل پايين بودن راندمان حرارتي و بالا بودن وزن آن‌ها برچيده شده و تقريبا منسوخ شده مي‌باشد.
رادياتور آلومينيومي سبک‌تر زيباتر و ضريب هدايت حرارتي بالاتري نسبت به رادياتور فولادي دارد ولي از لحاظ قيمت گران‌تر مي‌باشد. معمولا در فضاهايي كه رطوبت زياد دارد مانند حمام‌ها بايستي حتما از رادياتور آلومينيومي استفاده كرد.
پره رادياتور فولادي به صورت يک بلوک غير قابل تفكيک توليد مي‌شوند يعني در خارج از كارخانه نمي‌توان به آن‌ها پره اضافه كرد و يا كم نمود ولي در مورد رادياتور آلومينيومي اين قابليت وجود دارد.
مبناي فروش رادياتور آلومينيومي در بازار پره مي‌باشد يعني قيمت به ازاي هر پره محاصبه مي‌شود.


بازگشت
مطالب مرتبط با این مقاله

•  ديگ‌هاي بخار (Steam Boilers)
•  سيستم‌هاي HVAC و يکپارچه سازي
•  تفاوت کولر گازي اسپليت، قابل حمل و پنجره‌اي
•  بوي بد کولر گازي از چيست؟
•  آشنايي با سيستم بهينه‌سازي انرژي BEMS
•  اشتباهات مهم در نصب کولر گازي (قسمت چهارم)
•  اينورترها همان اسپليت ها هستند؟
•  انواع سيستم هاي تهويه مطبوع
•  مشخصات مبرد R404a
•  نحوه شارژ گاز R410a
•  روش‌هاي شارژ گاز کولر گازي
•  چگونه قبل از تماس با لوله کش، نشتي لوله کشي خانه خود را پيدا کنيم؟
•  برآورد فضاي مورد نياز موتور خانه
•  نکاتي در جهت نصب و بهبود عملكرد مخازن
•  نحوه عملکرد کمپرسور اينورتر و تفاوت استفاده آن با کولر گازي معمولي

دانستنيهاي فني و تاسيساتي : گردآوری گروه تهویه مطبوع مهاجر