طراحی و اجرای سیستم های سرمایش و گرمایش

طراحی و اجرای سیستم های سرمایش و گرمایش

شاید شما هم جمله تاسیسات ساختمان قلب تپنده یک ساختمان است را شنیده باشید ، یکی از مهم ترین بخش های سیستم های تاسیسات یک ساختمان ، طراحی و اجرای سیستم های سرمایش و گرمایش آن است که وظیفه فراهم کردن آسایش دمایی مطلوب در فصول مختلف را در یک ساختمان دارد ، طراحی و اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش بسیار حساس است و باید پیمانکار سیستم های سرمایش و گرمایش و طراح بسیار هوشمندانه در این سیستم عمل کنند که در ادامه نکاتی در مورد طراحی و اجرا سیستم سرمایش و گرمایش خدمتتان ارائه می دهیم.

در این مطلب تلاش شده است است نکات کاربردی طراحی و اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش و  هر آنچه یک طراح و پیمانکار سیستم های سرمایش و گرمایش الزام دارند رعایت کنند به آن پرداخته شود .

تاسیسات مکانیک یک ساختمان از اجزاء مختلفی تشکیل شده است که هر کدام از اجزای ان به تنهایی کاربرد مهمی در عملکرد این سیستم دارند و هر کدام از دستگاه ها را می توان به تنهایی یک سیستم مجزا در نظر گرفت.

در اغلب ساختمان های با کاربری هایی مختلف مسکونی ، تجاری ، اداری و … بر اساس فصل سرد یا گرم سال یک سیستم فعال است به طور مثال در فصل سرما فقط گرمایش فعال است ولی با توجه به کاربری یک ساختمان و دلخواه یک پروژه و کارفرما این امکان وجود دارد که در فصل سرما هم در فضاهایی ، تهویه مطبوع با دمای پایین یا به عبارتی سرمایش داشته باشیم که لازمه آن سیستم چهار لوله ایی می باشد که در ادامه به آن می پردازیم.

اگر بخواهیم سیستم چهار لوله ایی را به صورت مختصر توضیح دهیم اینگونه است که در فصل هایی مانند بهار یا پاییز با توجه به موقعیت بنا امکان دارد دو مکان به صورت همزمان در یک ساختمان گرم و سرد باشند و طبیعی است برای این فضا ها باید تهویه مطبوع مناسب با دمای به ترتیب سرد و گرم در نظر گرفت و با توجه به اینکه ساختمان ها دارای موتورخانه مرکزی و سیستم سرمایش مرکزی هستند .

اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش توسط طراحی طراحان و مجری سیستم های سرمایش و گرمایش  به شیوه چهار لوله ایی انجام می پذیرد تا هر فن کوئل بتواند به صورت مجزا و به دلخواه اوپراتور برای سرد کردن یا گرم کردن یک محیط عمل کند سیستم چهار لوله ایی که طراحی می شود ، به این معناست که همزمان امکان ورود آب سرد یا گرم به کویل های یک فن کوئل وجود دارد که در اجرا به دلیل بسته بودن سیستم مجری سیستم های سرمایش و گرمایش باید کاملا ضوابط مربوط به اجرا صحیح را رعایت کند که در ادامه این مطلب نکاتی درباره این ضوابط را خدمتتان ارائه خواهیم کرد.

برای مطالعه مقاله اسپرینکلر آتش نشانی چیست کلیک کنید

لازم به ذکر است شرکت نزهت مائده شرق یک شرکت طراح و پیمانکار تاسیسات مکانیکی است که تجربه بالایی در طراحی و اجرا سیستم سرمایش و گرمایش را دارا می باشد و در صورت تمایل می تواند در کنار شما کارفرمایان عزیز بهترین خدمات را ارائه دهد.

دستگاه هایی که در سیستم سرمایش و گرمایش بر اساس توجیح اقتصادی یک پروژه و نظر کارفرما می توان به کار گرفت عبارت اند از:

چیلر

هواساز

بویلر

فن کوئل

VRF

داکت اسپیلت 

GHP

روف تاپ پکیج

ایرواشر

انواع کولر های ابی و گازی

همانطور که گفته شد سیستم سرمایش و گرمایش تجهیزاتی دارد که می توان از هر دو منظور سرمایشی و گرمایشی استفاده کرد مانند فن کوئل ، هواساز ، داکت اسپیلت ، روف تاپ پکیج و دیگر موارد مانند چیلرکه فقط برای سرمایش و بویلر که به اصطلاح به ان دیگ آبگرم هم می گویند فقط برای گرمایش استفاده می شود.

اینکه در یک پروژه از کدام سیستم و دستگاه استفاده شود بستگی به طراحی و توجیح اقتصادی در یک پروژه با توجه به متراژ و حجم آن دارد.

به طور مثال برای پروژه های مسکونی با تعداد واحد های کم استفاده از سیستم سرمایش و گرمایش مرکزی که شامل چیلر و موتورخانه مرکزی است توجیح اقتصادی ندارد ، شاید یک کارفرما با توجه به دلخواه خود و منطقه جغرافیایی دوست داشته باشد که از این سیستم ها استفاده کند ولی باید عواقب آن که هزینه تعمیر و نگهداری بالا نسبت به مشترکین ، هزینه بالای اولیه اجرا نسبت به سیستم های جایگزین ، هزینه ابتدایی بالا برای خرید دستگاه ها و تجهیزات و ….. را متحمل شود.

طراحی و اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش بسیار حساس و حائز اهمیت است و تنوع در این سیستم برای بکار بردن تجهیزات بالا است به طور مثال در سیستم موتورخانه مرکزی با عدم در نظر گرفتن مزایا و معایب نوع تجهزیات میتوان از دو نوع بویلر یا به اصطلاح دیگ آب گرم چدنی و فولادی استفاده کرد ، درسته ظرفیت های کاری این نوع دیگ ها و روش کاری آن ها برای گرمایش متفاوت است و هرکدام خصوصیت خاص خود را دارند ولی آزادی عمل را به طراح می دهد تا باشرایط موجود در پروژه به طراحی بر اساس هر کدام از نوع های چدنی و فولادی بپردازد.

طراحی سیستم‌های سرمایش و گرمایش نیازمند بررسی دقیق و انجام مراحل مشخصی است تا بتوان به یک سیستم کارآمد و بهینه دست یافت. در ادامه به مراحل اصلی طراحی سیستم سرمایش گرمایش مرکزی پرداخته می‌شود.

1. تحلیل نیازها و مشخصات پروژه

این مرحله شامل جمع‌آوری اطلاعات اولیه درباره پروژه و نیازهای کاربران است. عواملی که باید مورد بررسی قرار گیرند شامل:

• نوع ساختمان: مسکونی، تجاری یا صنعتی.
• کاربری فضا: اداری، تولیدی، فروشگاهی و غیره.
• تعداد و نوع افراد: تعداد ساکنان یا کارمندان و الگوی فعالیت آنها.
• استانداردها و الزامات: الزامات قانونی و استانداردهای مربوط به گرمایش و سرمایش.

2. محاسبه بار حرارتی و برودتی

در این مرحله، بار حرارتی (برای گرمایش) و بار برودتی (برای سرمایش) ساختمان محاسبه می‌شود. این محاسبات شامل:

• محاسبه انتقال حرارت: از طریق دیوارها، پنجره‌ها، سقف و کف. این محاسبات به تعیین نیازهای گرمایشی و سرمایشی ساختمان کمک می‌کند.
• محاسبه بار حرارتی داخلی: ناشی از فعالیت‌های افراد، تجهیزات و نورپردازی.
• استفاده از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی: مانند نرم‌افزارهای HVAC (گرمایش، تهویه و سرمایش) برای محاسبه دقیق بارها.

3. انتخاب نوع سیستم گرمایش و سرمایش

بر اساس بار محاسبه شده، نوع سیستم‌های مناسب باید انتخاب شوند. انواع سیستم‌های رایج شامل:

• سیستم‌های گرمایشی:

  • بویلرها: برای گرمایش آب و توزیع آن به رادیاتورها یا سیستم‌های گرمایش از کف.
  • پمپ‌های گرمایی: برای گرمایش و سرمایش، با انتقال حرارت از یک منبع به منبع دیگر.
  • رادیاتورها و شوفاژها: برای توزیع حرارت در فضا.

• سیستم‌های سرمایشی:

  • چیلرها: برای تولید آب سرد و توزیع آن به واحدهای هواساز.
  • کولرهای گازی: برای سرمایش مستقیم فضا.
  • سیستم‌های VRF (Variable Refrigerant Flow): برای کنترل دما در واحدهای مختلف به‌صورت همزمان.

4. طراحی شبکه توزیع

پس از انتخاب سیستم‌های مناسب، باید شبکه توزیع گرما و سرما طراحی شود. این شامل:

• طراحی کانال‌های هوا: برای سیستم‌های تهویه مطبوع.
• طراحی لوله‌کشی: برای سیستم‌های گرمایش و سرمایش آبی.
• انتخاب محل نصب تجهیزات: بویلر، چیلر، واحدهای هواساز و غیره.

5. تعیین کنترل‌ها و اتوماسیون

طراحی سیستم‌های کنترل و اتوماسیون برای مدیریت بهتر دما و کارایی سیستم بسیار مهم است. این شامل:

• ترموستات‌ها و سنسورها: برای کنترل دما در فضا.
• سیستم‌های مدیریت انرژی: برای بهینه‌سازی مصرف انرژی و کنترل سیستم‌ها به‌صورت خودکار.

6. رعایت استانداردها و الزامات

تمام مراحل طراحی باید با رعایت استانداردهای ملی و بین‌المللی انجام شود. این استانداردها شامل الزامات ایمنی، بهینه‌سازی مصرف انرژی و کیفیت هوای داخلی هستند.

7. نظارت بر اجرا و تست سیستم

پس از طراحی، نظارت بر مراحل اجرایی و تست سیستم‌های نصب شده برای اطمینان از عملکرد صحیح آنها ضروری است. این شامل:

• تست عملکرد: اطمینان از اینکه سیستم به درستی کار می‌کند و بارهای محاسبه شده را تأمین می‌کند.
• تنظیمات نهایی: تنظیم سیستم‌ها برای بهینه‌سازی عملکرد و کارایی.

این موضوع در سیستم سرمایش هم صدق می کند زمانی که ما میتوانیم با توجه به شرایط منطقه ایی و پروژه و انرژی در دسترس تر ، چیلر های جذبی یا چیلر های تراکمی را انتخاب کنیم .

برای توضیح بیشتر باید گفت چیلر تراکمی با برق کار می کند و چیلر جذبی با بخار ، آب داغ یا سوختن سوخت های فسیلی تولید سرما می کند این تنوع بالا در دستگاه های تهویه مطبوع ازادی عمل را به طراحان می دهد تا با شرایط موجود در منطقه به طراحی بپردازند .

به طور مثال یک طراح می تواند در منطقه ایی مثل کشور عراق که با چالش انرژی رو به رو است و گاز در آنجا بسیار سخت پیدا می شود برای سرمایش یک پروژه از چیلر تراکمی استفاده کند یا برعکس آن می تواند بر اساس شرایط به وجود امده در کشور عزیزمان ایران که در فصل تابستان با کمبود و کسری در شبکه برق رو به رو است طراحی خود را برای سیستم سرمایش یک پروژه متناسب با چیلر جذبی انجام دهد.

اسپرینکلر چیست؟

از فاز طراحی و توضیحات در مورد سیستم های تهویه مطبوع که در مقالات دیگر به صورت کامل و جامع به ان پرداخته شده است گذر کنیم می رسیم به بخش اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش ، که بسیار مهم تر از بخش طراحی می باشد زیرا طراح  یک پروژه ترسیم راهی برای اجرا سیستم های  سرمایش و گرمایش را انجام میدهد و براساس علم و خواست کارفرما سیستمی را طراحی میکند .

رسالت پیمانکار سیستم های سرمایش و گرمایش در این است که اگر ضعف و مشکلی را در این سیستم می بیند با طراح در بیان بگذارد زیرا تمام طراحی ها وابسته به اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش  است و اگر نقصی در زمان بهره برداری وجود داشته باشد ابتدا این پیمانکار سیستم های سرمایش و گرمایش است که باید جوابگو باشد و باید در یک پروژه طراح و مجری سیستم های  سرمایش و گرمایش به تبادل اطلاعات و تجربه خود بپردازند تا بتوانند در  طراحی و اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش به بهترین نحو عمل کنند و در زمان بهره برداری از پروژه ساکنین آسایش دمایی مطلوبی را حس کنند.

اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش گستردگی زیادی دارد زیرا به بخش های مختلفی وابسته است مانند موتورخانه مرکزی ، برج خنک کننده ، چیلر ها ، هواساز و … که به صورت کامل در مقالات به ان پرداخته شده است و در این مقاله متمرکز بر روی لوله کشی داخلی تاسیسات یک پروژه هستیم.

مهم ترین نکته در اجرا که یک مجری سیستم های سرمایش و گرمایش در اجرا باید رعایت کند این است که سیتمی که به اجرا آن می پردازد سیستم باز است یا بسته اگر بخواهیم مختصر در مورد این سیستم ها توضیح بدهیم سیستم باز به سیستمی گویند که سیال آن با هوا و محیط ارتباط دارد مانند برج خنک کن و سیستم بسته به سیستمی گویند که سیال آن هیچ ارتباطی با محیط ندارد مانند چیلر زیرا در تمام سیستم های بسته مجری سیستم های سرمایش و گرمایش ملزم است قوانین مربوط به ان که مهم ترینش عدم سیفون شدن لوله ها است را رعایت کند.

اگر بخواهیم سیفون شدن لوله را توضیح دهیم اینگونه است که در فن کوئل برای گرمایش از آب داغ به عنوان سیال استفاده می شود و این آب داغ است که با گردش در کویل ها و پرتاب هوا توسط فن خروجی هوای گرم برای یک فضا توسط فن کوئل انجام می شود حال اگر هوا در این در سیکل گردش آب به وجود بیاید عملکرد فن کوئل را تحت شعاع خود قرار می دهد و اخلال ایجاد می کند که به اصطلاح به آن سیفون شدن می گویند .

سیفون شدن فقط مربوط به سیستم فن کوئل نمی باشد و باید در هر سیستم بسته ایی این نکته رعایت شود در طراحی و اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش باید تلاش شود تا جایی که امکان دارد این اتفاق به وجود نیاید ولی ممکن است در اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش با توجه به شرایط اجرایی این اتفاق بیفتد که باید در ان صورت در اجرا  از شیر های هواگیری (ایرونت) استفاده شود و به صورت منظم از عمل کرد این شیر ها اطمینان حاصل شود تا بتوان بهترین بازدهی و آسایش دمایی از هر سیستمی شاهد باشیم.

شرکت نزهت مائده شرق یک شرکت مشاور و پیمانکار تاسیسات مکانیکی است که در طراحی و اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش تجربه بالایی دارد و پروژه های متعددی را به سرانجام رسانده است ما می توانیم در صورت تمایل شما کارفرمایان عزیز پروژه های شما را در بخش طراحی و اجرا سیستم های سرمایش و گرمایش به بهترین نحو به سرانجام برسانیم.

مقالات طراحی و اجرای سیستم های سرمایش و گرمایش را مطالعه کنید