سه شنبه 6 دی 1390 :: نویسنده : علی اسدی
رادیاتورهای شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترین تجهیزات گرمایشی در ساختمان های عمومی و منازل می باشند.که ما بیشتر از سیستم گرمایش به وسیله ی آبگرم ان ها استفاده می نماییم اولین شخصی که سیستم گرمایش آبگرم نرکزی را ابداع نمود تریواله سوئدی در سال ۱۷۱۶ میلادی بود .
رادیاتورهای شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترین تجهیزات گرمایشی در ساختمان های عمومی و منازل می باشند.که ما بیشتر از سیستم گرمایش به وسیله ی آبگرم ان ها استفاده می نماییم اولین شخصی که سیستم گرمایش آبگرم نرکزی را ابداع نمود تریواله سوئدی در سال ۱۷۱۶ میلادی بود .
در سال ۱۷۷۰ جیمزوات برای اولین بار از رادیاتور های چند تکه که با بخار آب گرم می شد برای گرمایش استفاده نمود . این سیستم گرمایی تکامل جدی یافت تا آن که در سال ۱۸۳۱ ، پرکنیز سیستم کامل گرمایش با آبگرم را که مجهز به مخزن انبساط بود را به نام خود به ثبت رساند . کاملتریت سیستم گرمایش آبگرم که شباهت زیادی با سیستم های متداول امروزی نیز دارد در سال ۱۸۳۳ توسط مهندس انگلیسی به نام پالکو ابداع گردید .
از سال ۱۹۵۰ که پمپهای آبگردان وارد سیستم های گرمایشی گردید رویکرد عمومی مردم به استفاده از شوفاژ به طور قابل ملاحظه ای افزایش یافت .رادیاتورها به سه دسته پره ای ، تخت و لوله ای تقسیم می گردند و از لحاظ جنس نیز دارای انواع فولادی ، چدنی و آلمینیومی می باشند .
البته ناگفته نماند که رادیاتور ها فقط بر اساس شکل ظاهری تقسیم بندی نمی شوند بلکه روش گرمادهی در انواع سطوح آن ها نیز متفاوت است .
اساسا رادیاتورها گرمای خود را از طریق تابش و جابجایی به هوای اتاق پس می دهند و معمولا ۱/۳ گرمای خود را از طریق تابش و ۲/۳ آن را از طریق جابجایی به هوای اتاق پس می دهند .
البته ناگفته نماند که رادیاتور ها فقط بر اساس شکل ظاهری تقسیم بندی نمی شوند بلکه روش گرمادهی در انواع سطوح آن ها نیز متفاوت است .
اساسا رادیاتورها گرمای خود را از طریق تابش و جابجایی به هوای اتاق پس می دهند و معمولا ۱/۳ گرمای خود را از طریق تابش و ۲/۳ آن را از طریق جابجایی به هوای اتاق پس می دهند .
رادیاتورهای شوفاژ امروزه جزو پرکاربردترین تجهیزات گرمایشی در ساختمان های عمومی و منازل می باشند.
●انتخاب محل نصب رادیاتورها
فرض نمایید که در یک اتاق با دمای۲۰ درجه(c) و مقابل دیواری که ضریب k آن ۰.۵۵w/m۲k است قرار گرفته اید و دمای هوای بیرون نیز -۱۲c درجه است .مطابق با نمودار تعیین دمای سطح جداره ی ساختمان با توجه به دمای هوای خارج و ضریب k دیوار خارجی ، دمای سطح داخلی دیوار معادل ۱۷.۸ (C) به دست می آید که با استفاده از رابطه زیر :"دمای محسوس = دمای سطح داخلی دیوار + دمای داخلی اتاق تقسیم بر ۲ "دمای محسوس ۱۸.۹ درجه می شود . حال برای آن که دمای محسوس را به به ۲۰ درجه سانتیگراد برسانیم باید دمای هوای اتاق را به ۲۲.۲ درجه افزایش دهیم .
به اختلاف دمای بین سطح دیوار و هوای اتاق ، کسری گرما یا کسری تابش گفته می شود.
اختلاف دمای پنجره ها با هوای اتاق معمولا بیش از این مقدار است ، اگر دمای هوای بیرون -۱۲ درجه باشد دمای سطح پنجره حدود ۹ درجه خواهد شد. این اختلاف ریاد با بالا بردن هوای اتاق قابل جبران نیست .
حال برای جبران کسری تابش پدید آمده باید از طریق تابش یک سطح گرم آزاد عمل نمود . اختلاف دمای لازم برای این سطح گرم کننده مانند رادیاتور با توجه به طول و ارتفاع نصب آن مشخص می شود . این کار با طراحی جایگاه ، تعیین اندازه و اختلاف دمای لازم برای رادیاتور (مثلا برای جبران جریان عمودی هوا ) برای حذف کامل اثر سردی سطوح پیرامونی و با توجه به ذخیره سازی گرمایی آن ها انجام می شود .
در نتیجه تنها راه حل موثری برای جلوگیری از کسری تابش ، تعیین جایگاهی مناسب برای رادیاتور است . این محل باید به گونه ای اننتخاب شود که رادیاتور افزون بر گرمایش اتاق ، هوایی مطبوع در هر نقطه از اتاق ایجاد کند .
چون معمولا سردترین مکان در اتاق نزدیک پنجره است و به علاوه از طریق درزهای آن ، امکان نفوذ هوا به داخل اتاق وجود دارد ، جایگاه و اندازه رادیاتورها با توجه به موقعیت پنجره مشخص می شود . از این رو بهترین توزیع دما در اتاق و بهترین جبران برای کسری تابش وقتی رخ می دهد که رادیاتور زیر پنجره نصب شود . اگر رادیاتور که حدود ۶۰% گرما را بهع صورت جابجایی منتقل می کند به صورت آزاد جلوی دیوار بیرونی زیر پنجره نصب شود ، نیروی شناوری هوای گرم آن به قدری بزرگ خواهد بود که امکان نفوذ هوای سرد شده ی روی وجه داخلی پنجره و هوای سرد وارد شده از درزهای پنجره ، به درون اتاق را منتفی می سازد ، با این کار جریان هوا در اتاق (گردش هوای اتاق ) برقرار خواهد شد .
هرگاه رادیاتور زیر پنجره نصب شود طول آن باید معادل پهنای پنجره انتخاب شود . با این کار جریان عمودی هوا متعادل می شود و گرمای تابشی رادیاتور بیشتر می شود .
از طرفی هرچه سطح تابشی رادیاتور افزایش یابد با بهتر بگوییم سهم گرمای تابشی رادیاتور افزایش یابد تاثیر بیشتری در ایجاد آسایش گرمایی خواهد داشت . زیرا گرمایی که از طریق تابش از بدن انسان به بیرون منتقل می شود با افزایش سطح تابش رادیاتور بهتر جبران می شود .برای استفاده از حداکثر توان گرمایی رادیاتور باید آن را نزدیک به دیوار و زیر پنجره نصب کرد . حداقل فاصله رادیاتور از جداره های ساختمان از دیوار حداقل ۵۰ میلی متر و از کف اتاق حداقل ۱۰۰ میلی متر باید باشد .در این صورت هیچکونه افت توانی پدید نخواهد آمد .
اگر رادیاتور در حالتها ی زیر نصب شود افت توان خواهد داشت :
- زیر تاقچه
- پنجره
- داخل کابین یا پشت پرده
ضمیمه - 1
پیشرفت روز افزون علم و تكنیك و توجه هر چه بیشتر به آسایش و رفاه زندگی بهمراه گسترش احداث واحدها و مجتمع های مسكونی، تجاری واداری، ابداع و ساخت تاسیسات متنوع مهندسی (نظیر سیستمهای تهویه مطبوع و حرارت مركزی )را به دنبال داشته كه به كارگیری آنها ضمن بر آوردن اهداف اولیه و اساسی كنترل شرایط حرارتی و برودتی ،پی آمدهای مطبوعی نظیر بهینه سازی استفاده از منابع انرژی، كاهش آلودگیهای زیست محیطی ،اجتناب از خطرات مالی و جانی را بدنبال داشته است .
در این راستا سیستم حرارت مركزی (شوفاژ) با بهره گیری از سیال عامل جهت انتقال انرژی حرارتی از واحد مولد گرما ، به لحاظ سهولت استفاده و دسترسی آسان ،هزینه نصب و نگهداری مناسب ،عدم ایجاد آلودگیهای اجتناب ناپذیردر سیستمهای احتراقی (نظیر بخاری) از چند دهه پیش تا كنون در بسیاری از اماكن عمومی و خصوصی نظیر منازل ، مجتمعهای مسكونی ، ساختمانهای اداری،ورزشگاهها، بیمارستانها و... از كاربرد موفقی برخوردار بوده است. در مجموعه مولد گرمایی، رادیاتور به عنوان جزء آشكار سیستم و عامل اصلی انتشار حرارت به محیط اطراف در یك چرخه گرمایی، عهده دار نقش اساسی در نیل به توقعات همه جانبه “ظاهری تزئینی” و “راندمان و عملكرد مطلوب” بوده از اینرو، طراحی و ساخت آن مد نظر قرار دادن شرایط ویژه ای همچون ظرافت و زیبائی، ایمنی و استحكام ، حجم كم و عمر طولانی را به عنوان پارامترهای اولیه الزامی مینماید.
جهت حصول به موارد فوق الذكر ، استفاده از مواد فلزی و غیر فلزی نظیر فولاد ،آلومینیوم ، چدن ومواد پلیمری با برخورداری از فراوانی وقیمت مناسبتر در ساخت رادیاتور ها متداول بوده و اقتضای تولید هر یك از انواع فوق را شرایط كاربرد،محدودیتهای فنی و ملاحظات اقتصادی در تطبیق با مناسبات اقلیمی و فرهنگی مشخص مینماید كه نتایج بررسیهای امكان سنجی تولید و نوع رادیاتور فولادی و آلومینیومی ضمن برآوردهای مستدل فنی ، مالی و اقتصادی در ابعاد صنایع كوچك طی گزارش حاضر به عنوان الگوی كارشناسی احداث واحدهای تولید آنها ارائه میگردد.
فرآیندتولید رادیاتور فولادی نیازبه دانش فنی پیچیده ای نداشته ومراحل آن عملیات متداول در صنایع فلزی اعم از مراحل ورقكاری ( برش ،پرس كاری و فرم دهی )،جوشكاری (جوش مقاومتی وجـــــوش (اكسی استیلن)،پوشش دهی بارنگ وكنترل كیفیت را شامل بوده و عمده مواد مصرفی آن را ورق فولادی تشكیل می دهد.
در این راستا سیستم حرارت مركزی (شوفاژ) با بهره گیری از سیال عامل جهت انتقال انرژی حرارتی از واحد مولد گرما ، به لحاظ سهولت استفاده و دسترسی آسان ،هزینه نصب و نگهداری مناسب ،عدم ایجاد آلودگیهای اجتناب ناپذیردر سیستمهای احتراقی (نظیر بخاری) از چند دهه پیش تا كنون در بسیاری از اماكن عمومی و خصوصی نظیر منازل ، مجتمعهای مسكونی ، ساختمانهای اداری،ورزشگاهها، بیمارستانها و... از كاربرد موفقی برخوردار بوده است. در مجموعه مولد گرمایی، رادیاتور به عنوان جزء آشكار سیستم و عامل اصلی انتشار حرارت به محیط اطراف در یك چرخه گرمایی، عهده دار نقش اساسی در نیل به توقعات همه جانبه “ظاهری تزئینی” و “راندمان و عملكرد مطلوب” بوده از اینرو، طراحی و ساخت آن مد نظر قرار دادن شرایط ویژه ای همچون ظرافت و زیبائی، ایمنی و استحكام ، حجم كم و عمر طولانی را به عنوان پارامترهای اولیه الزامی مینماید.
جهت حصول به موارد فوق الذكر ، استفاده از مواد فلزی و غیر فلزی نظیر فولاد ،آلومینیوم ، چدن ومواد پلیمری با برخورداری از فراوانی وقیمت مناسبتر در ساخت رادیاتور ها متداول بوده و اقتضای تولید هر یك از انواع فوق را شرایط كاربرد،محدودیتهای فنی و ملاحظات اقتصادی در تطبیق با مناسبات اقلیمی و فرهنگی مشخص مینماید كه نتایج بررسیهای امكان سنجی تولید و نوع رادیاتور فولادی و آلومینیومی ضمن برآوردهای مستدل فنی ، مالی و اقتصادی در ابعاد صنایع كوچك طی گزارش حاضر به عنوان الگوی كارشناسی احداث واحدهای تولید آنها ارائه میگردد.
فرآیندتولید رادیاتور فولادی نیازبه دانش فنی پیچیده ای نداشته ومراحل آن عملیات متداول در صنایع فلزی اعم از مراحل ورقكاری ( برش ،پرس كاری و فرم دهی )،جوشكاری (جوش مقاومتی وجـــــوش (اكسی استیلن)،پوشش دهی بارنگ وكنترل كیفیت را شامل بوده و عمده مواد مصرفی آن را ورق فولادی تشكیل می دهد.

پره رادیاتورهای فولادی به صورت یك بلوك غیر قابل تفكیك تولید می شوند
رادیــــاتورهای آلومینیومی نیز از فرآیند تولید متشكل از ریخته گری تحت فشار ، لحیم كاری سخت ،رنگ آمبزی و كنترل كیفیت برخوردار بوده كه شمشهای آلومینیوم ماده اولیه اساسی تولید آنها بشمار می آیند. ماهیت عملیات مكانیكی فر آیند تولید و نوع مواد اولیه مورد استفاده در واحدهای تولید رادیاتور ،آلودگیهای زیست محیطی را كه در بـــــرخی صنایع عامل بازدارنده و محدوده كنندهای بشمار می آیند، منتفی نموده و به منظور حصول به شرایط استاندارد نیز با ملحوظ داشتن واحدهای كنترل كیفیت مواد، فرآیند ومحصول در طرح ، پیش بینی های لازم جهت كنترل عوامل آلوده سازوتولید محصولات كیفی برای تامین مقاصدصادرات و پوشش دهی هر چه بیشتر بازار مصرف در رقابت با محصولات قابل جانشینی صورت گرفته است.
ضمیمه - 2
در سیستم حرارت مركزی كه با عنوان شوفاژ مطرح می شود .در محلی به نام موتورخانه دستگاههایی از قبیل دیگ، مشعل، پمپ، و... نصب شده و حرارت به سیال واسطه كه میتواند اب باشد منتقل گردیده سپس پمپ موجود در موتورخانه ابگرم را توسط لوله كشی به داخل اتاقها هدایت نموده و وارد رادیاتورهای مستقر در اتاق می كند
این رادیاتورها گرما را به اتاق منتقل كرده و در نتیجه دمای اب كاهش می یابد .و آب توسط لوله برگشت به طرف موتورخانه رفته و برای جذب مجدد گرما به داخل دیگ هدایت می شود و بار دیگر این سیكل و چرخه تكرار می شود .
اصولا در سیستم حرارت مركزی كه از آبگرم استفاده می شود .دمای خروجی اب از دیگ 180 درجه فارنهایت و دمای ورودی اب به داخل دیگ كه گرمای لازم را به اتاق منتقل كرده است . برابر 160 درجه فارنهایت در نظر گرفته می شود .به عبارت دیگر اختلاف دمای ابگرم خروجی از دیگ و آب برگست داده شده از ساختمان برابر 20 درجه فارنهایت است .
نحوه گرم شدن اتاق توسط رادیاتور به صورت جابجایی آزاد یا طبیعی میباشد .هوای بالای رادیاتور معمولا به دلیل گرم شدن سبك شده و به طرف بالا حركت میكند و هوای سرد طرف مقابل اتاق جایگزین آن می شود .به همین ترتیب یك چرخش طبیعی در جریان هوای اتاق بوجود آمده و دمای تمامی نقاط اتاق بالا رفته و اتاق گرم می شود .
رادیاتور شوفاژ فاقد هرگونه موتور یا وسیله برقی است .پس نمیتوان توسط رایاتور شوفاژ دمای اتاق را كنترل كرد .میزان رطوبت نسبی اتاق نیز قابل كنترل نمی باشد .اصولا وقتی هوای اتاق گرم می شود .میزان درصد رطوبت نسبی كاهش می یابد .به عبارت دیگر رادیاتور شوفاژ میزان رطوبت نسبی اتاق را كاهش می دهد .و بایستی توسط افزودن بخار به هوای اتاق میزان رطوبت مورد نیاز انسان را تامین نمود .
به طور كلی در زمستان فضاهایی كه كنترل دما و در صد رطوبت نسبی در آنها اهمیت زیادی ندارد می توان از رادیاتور شوفاژ استفاده نمود .( هرچند دمای اتاق در سیستم رادیاتوری به راحتی و به كمك كنترل كننده های الكتریكی و مكانیكی قابل كنترل است )
این رادیاتورها گرما را به اتاق منتقل كرده و در نتیجه دمای اب كاهش می یابد .و آب توسط لوله برگشت به طرف موتورخانه رفته و برای جذب مجدد گرما به داخل دیگ هدایت می شود و بار دیگر این سیكل و چرخه تكرار می شود .
اصولا در سیستم حرارت مركزی كه از آبگرم استفاده می شود .دمای خروجی اب از دیگ 180 درجه فارنهایت و دمای ورودی اب به داخل دیگ كه گرمای لازم را به اتاق منتقل كرده است . برابر 160 درجه فارنهایت در نظر گرفته می شود .به عبارت دیگر اختلاف دمای ابگرم خروجی از دیگ و آب برگست داده شده از ساختمان برابر 20 درجه فارنهایت است .
نحوه گرم شدن اتاق توسط رادیاتور به صورت جابجایی آزاد یا طبیعی میباشد .هوای بالای رادیاتور معمولا به دلیل گرم شدن سبك شده و به طرف بالا حركت میكند و هوای سرد طرف مقابل اتاق جایگزین آن می شود .به همین ترتیب یك چرخش طبیعی در جریان هوای اتاق بوجود آمده و دمای تمامی نقاط اتاق بالا رفته و اتاق گرم می شود .
رادیاتور شوفاژ فاقد هرگونه موتور یا وسیله برقی است .پس نمیتوان توسط رایاتور شوفاژ دمای اتاق را كنترل كرد .میزان رطوبت نسبی اتاق نیز قابل كنترل نمی باشد .اصولا وقتی هوای اتاق گرم می شود .میزان درصد رطوبت نسبی كاهش می یابد .به عبارت دیگر رادیاتور شوفاژ میزان رطوبت نسبی اتاق را كاهش می دهد .و بایستی توسط افزودن بخار به هوای اتاق میزان رطوبت مورد نیاز انسان را تامین نمود .
به طور كلی در زمستان فضاهایی كه كنترل دما و در صد رطوبت نسبی در آنها اهمیت زیادی ندارد می توان از رادیاتور شوفاژ استفاده نمود .( هرچند دمای اتاق در سیستم رادیاتوری به راحتی و به كمك كنترل كننده های الكتریكی و مكانیكی قابل كنترل است )

رادیاتور آلومنیومی با شیر ترموستاتیک
بهترین محل نصب رادیاتور
در زیر پنجره یا كنار دیوارهای خارجی است .علت این است كه توسط رادیاتور شوفاژ در فصل زمستان دائما گرما به اتاق افزوده می شود .ولی دمای اتاق بالا نمی رود و این دما ثابت می ماند .چون بخش بیشتری از گرمای تولید شده تلف می شود .
تلفات حرارتی از دو طریق انجام میگیرد . یكی تلفات حرارتی ناشی از جداره ها از قبیل سقف- كف و دیوار و پنجره و... دیگری تلفات حرارتی ناشی از نفوذ هوای سرد از درزهای پنجره می باشد . به عبارت دیگر چه بخواهیم و نخواهیم این تلفات حرارتی صورت می گیرد . ما فقط میتوانیم میزان آن را كاهش دهیم ولی نمیتوانیم آن را به طور كامل حذف نماییم . پس بهتر است رادیاتور را در زیر پنجره نصب كنیم تا مقداری از حرارت رادیاتور صرف تلفات پنجره وجدارها شود .و بخشی كه باقی می ماند اتاق را گرم كرده و دمای ان را در حدی مناسب نگه دارد .و بتوانیم در نزدیكی پنجره از اتاق استفاده نماییم . اگر رایاتور در خلاف ضلع پنجره نصب شود . به دلیل سردی محیط اطراف پنجره استفاده از آن محیط خالی از اشكال نمی باشد .
پیشنهاد دیگری كه در اینجا مطرح است این می باشد . كه در حد امكان پنجره ها دارای شیشه دوبل یا دولایه باشند . استفاده از شیشه دوجداره علاوه بر اینكه سبب عایق صدا خواهد بود . همچنین میزان ضریب انتقال حرارت شیشه را به حد نصف می رساند .در نتیجه تلفات حرارتی كاهش می یابد . و سبب صرفه جویی در مقدار پره های رادیاتور می شود .و در فصل زمستان از خیس شدن شیشه در سطح داخل اتاق جلوگیری میكند . چون سطح شیشه در فصل زمستان یك لایه سرد است . در اثر تماس بخلر آب در داخل اتاق با آن در روی شیشه آب جاری می شود . ولی وقتیكه شیشه دوجدار باشد . سطح داخلی آن گرم شده و میعان در سطح شیشه اتاق نخواهد افتاد .
تلفات حرارتی از دو طریق انجام میگیرد . یكی تلفات حرارتی ناشی از جداره ها از قبیل سقف- كف و دیوار و پنجره و... دیگری تلفات حرارتی ناشی از نفوذ هوای سرد از درزهای پنجره می باشد . به عبارت دیگر چه بخواهیم و نخواهیم این تلفات حرارتی صورت می گیرد . ما فقط میتوانیم میزان آن را كاهش دهیم ولی نمیتوانیم آن را به طور كامل حذف نماییم . پس بهتر است رادیاتور را در زیر پنجره نصب كنیم تا مقداری از حرارت رادیاتور صرف تلفات پنجره وجدارها شود .و بخشی كه باقی می ماند اتاق را گرم كرده و دمای ان را در حدی مناسب نگه دارد .و بتوانیم در نزدیكی پنجره از اتاق استفاده نماییم . اگر رایاتور در خلاف ضلع پنجره نصب شود . به دلیل سردی محیط اطراف پنجره استفاده از آن محیط خالی از اشكال نمی باشد .
پیشنهاد دیگری كه در اینجا مطرح است این می باشد . كه در حد امكان پنجره ها دارای شیشه دوبل یا دولایه باشند . استفاده از شیشه دوجداره علاوه بر اینكه سبب عایق صدا خواهد بود . همچنین میزان ضریب انتقال حرارت شیشه را به حد نصف می رساند .در نتیجه تلفات حرارتی كاهش می یابد . و سبب صرفه جویی در مقدار پره های رادیاتور می شود .و در فصل زمستان از خیس شدن شیشه در سطح داخل اتاق جلوگیری میكند . چون سطح شیشه در فصل زمستان یك لایه سرد است . در اثر تماس بخلر آب در داخل اتاق با آن در روی شیشه آب جاری می شود . ولی وقتیكه شیشه دوجدار باشد . سطح داخلی آن گرم شده و میعان در سطح شیشه اتاق نخواهد افتاد .
رادیاتورهای شوفاژ از نظر جنس به سه دسته تقسیم می شوند:
- چدنی
- فولادی
- الومینیومی
خط تولید رادیاتورهای چدنی به دلیل پایین بودن راندمان حرارتی و بالا بودن وزن آنها برچیده شده و تقریبا منسوخ شده می باشد .
رادیاتور آلومینیومی سبك تر زیباتر و ضریب هدایت حرارتی بالاتری نسبت به فولادی دارد .ولی از لحاظ قیمت گرانتر می باشد .معمولا در فضاهایی كه رطوبت زیاد دارد . مانند حمامها بایستی حتما از رادیاتور آلومینیومی استفاده كرد .
پره رادیاتورهای فولادی به صورت یك بلوك غیر قابل تفكیك تولید می شوند . یعنی در خارج از كارخانه نمیتوان به آنها پره اضافه كرد و یا كم نمود .ولی در مورد رادیاتورهای آلومینیومی این قابلیت وجود دارد .
مبنای فروش رادیاتورهای آلومینیومی در بازار پره می باشد . یعنی قیمت به ازای هر پره سنجیده می شود .