سيستم هاي گرمايشي خورشيدي چگونه كار مي كنند؟

نحوه گرمایش توسط سیستم های گرمایش تابشی برگرفته از گرمایش خورشید می باشد. در روش تابش، انرژی خورشیدی بدون جذب در فضای مابین زمین و خورشید، در کره زمین به گرما تبدیل می گردد. گرمايش تابشي فرايندي است كه در آن انرژي به شكل امواج الكترومغناطيس از سطح يك جسم به سطح جسم ديگري كه دماي کمتري دارد منتقل مي‌شود. در بعضي موارد، اين امواج با چشم غير مسلح نیز قابل رؤیت هستند. به عنوان مثال، بخشي از انرژي تابشی خورشید به شكل امواج مرئي به زمين مي‌رسد. در موارد ديگر، اين امواج نامرئي هستند. اگر طول موج انرژي تابشي از طول موج تشعشعات رؤیت‌‌پذیر توسط ما بلندتر باشد، اصطلاحاً با «تابش مادون قرمز» يا «تابش گرمایي»۱ سر و کار داریم. اين همان نوع انرژي تابشي است كه اکثر سطوح تابشي۲ از خود منتشر مي‌کنند. همه تشعشعات الكترو‌مغناطيس، اعم از انواع مرئي و نامرئي، حائز چند ويژگي مشترك به شرح زير هستند: ۱- كل تابش از سطح گرم‌تری که آن را منتشر می‌کند به سطوح سردتري كه آن را جذب مي‌كنند منتقل می‌شود. گرما همیشه از جسم دارای درجه حرارت بیشتر به جسم دارای درجه حرارت کمتر منتقل مي‌شود و اساساً تفاوت نمی‌کند که این (انتقال) به کدامین روش ممکن صورت بگیرد. ۲- تابش فقط وقتي به گرما تبدیل مي‌شود كه عملاً جذب يك جسم شود. نور تابان خورشيد پس از پیمودن حدود فضای خالی بسیار سرد به زمين مي‌رسد، اما فقط وقتی به گرما تبديل مي‌شود كه جذب اجسامی همچون مولكول‌هاي گازي در جو زمین يا سطوح جاذب ديگر در مسير خود شود. همین که اين تشعشعات جذب اجسام شدند عملاً فرایند تابش الكترومغناطيس پايان مي‌پذيرد. انرژي موجود در جسم گرم‌تر به شكل گرما جذب ماده جاذب (سردتر) مي‌شود. ۳- هر سطح مي‌تواند تابش را به هر سطح سردتر ديگر كه در منظر آن قرار دارد صادر كند. نرخ انتقال انرژي تابشي به چند عامل بستگي دارد كه عبارتند از: الف) اختلاف دماي بين سطوح ب) فاصله بين سطوح پ) زاويه بين دو سطح ت) خواص بصری سطوح (شامل ضريب انتشار و ضريب جذب) 4- گرماي تابشي به طور يكنواخت در كليه جهات منتشر مي‌شود. بيشتر مردم فكر مي‌كنند كه گرما هميشه بـه سمت بالا حرکت مي‌کند. آن‌ها عملاً اين واقعیت را در نظر مي‌گيرند كه هواي گرم به خاطر دانسيته كمتر در قياس با هواي سرد به طرف بالا مي‌رود. اين واقعيت كه تابش۱ درست همان‌قدر که توانايي حركت از پايين به بالا دارد توانايي حركت از بالا به پايين نيز دارد ما را در فهم اين موضوع ياري مي‌رساند كه چطور يك سقف گرم شده۲ مي‌تواند گرما را به اجسام (واقع در ارتفاع) پايين‌تر از خود منتقل کند. ۵- هوا تابش گرمایي بسيار كمي جذب مي‌كند. اين یک ویژگی فوق‌العاده مهم (و کاملاً سودمند) گرماي تابشي است که چندان زیاد جذب هوا نمی‌شود. این، در واقع، همان خصوصیتی است كه به سيستمهاي گرمایش تابشي۳ اجازه مي‌دهد تا مستقيماً اجسام مورد نظر را گرم كنند، بدون آنكه ابتدائاً نيازي به گرم كردن هواي پيرامون آن‌ها باشد. اين واقعيت به خوبي آشکار مي‌سازد كه چرا يك فرد مي‌تواند گرماي يك بخاری برقی را حتي با اينكه هواي موجود بين فرد و بخاری سرد است حس كند. انرژي تابشي صادر شده توسط المنت‌های بخاری فقط وقتي «حس» گرم شدن را به فرد القاء مي‌كند كه گرما جذب پوست و لباس او شود. ۶- بخشي از تابش گرمايي ممكن است به وسیله برخي سطوح خاص برگردانده شود. برخي سطوح از قبيل فلزات صيقلي قادرند بخشي از تابش مادون قرمزی را كه به سمت‌شان مي‌آيد بازگردانند، درست همان‌طوري‌كه يك آينه قادر است نور مرئي را بازگرداند. استفاده از يك يا چند سطح نازك و براق فلزي تحت عنوان عايق انعكاسي۴ دقيقاً برای تحصیل چنين هدفي انجام مي‌شود. هر چند، سطوح داخلي بيشتر ساختمان‌ها قابلیت انعكاس‌دهی ضعیفي دارند و در نتيجه بيشتر تابش مادون قرمز ارسالي به سمت خود را جذب مي‌كنند. ۷- اجسام با دمای سطح كمتر از حدود تابش مادون قرمزي را (از خود) منتشر مي‌کنند كه اصلاً برای انسان قابل رؤيت نيست. همه سيستمهاي گرمايش تابشي كه قصد داریم در اين برنامه آموزشي فنی به تشريح عملكردشان بپردازیم در زمره اين قبيل سیستمها قرار مي‌گيرند. با اين حال، صرفاً با استناد به این نکته که تابش‌هاي صادر شده از سطوح تابشي كم‌دما قابل رؤیت نیستند نمي‌توان مدعي شد كه اين سيستمها در حد مطلوب قادر به تأمین نياز گرمايشي و در نتيجه تأمين آسايش مطلوب ما نيستند. بلکه كاملاً بر‌عكس، در بیشتر موارد، آسايش يكنواخت ايجاد شده توسط يك سطح تابشي كم‌دما۵ بسيار مطلوب‌تر از گرمای شديد حاصل از عملکرد یك سطح تابشي پر‌دما۶ است. البته، در برخي موارد، يك سطح تابشي مي‌تواند تابش‌هاي مرئي از خود منتشر کند. به عنوان مثال، يک صفحه فلزي داغ را در نظر بگيريد كه با ايجاد دمای بيش از در يك كوره آهنگري موجود است. اين صفحه می‌تواند در اين دماي فوق‌العاده زياد تابش‌هاي مرئي از خود منتشر کند. به طور كلي، انرژي تابشي منتشر شده توسط حتي يك جسم كوچك در چنين دماهاي فوق‌العاده زیادی مي‌تواند چند متر دورتر حس شود. ۸- همه تشعشعات الكترومغناطيس با سرعت نور منتشر مي‌شوند. تابش الكترومغناطيس، صرفنظر از مرئي یا نامرئي بـودن آن، با سرعتي در حدود از سطوح صادر‌كننده خارج مي‌شود. بنابراين، ارسال و دريافت امواج الكترومغناطيس حتي در اتاق‌هاي بزرگ بسيار سريع انجام مي‌شود. ۹- تابش گرمايي به طور کامل از تابش هسته‌اي۱ متفاوت است. سيستمهاي گرمايش تابشي هرگز ذرات زير‌اتمی۲ از خود صادر نمي‌كنند يا به عبارتي هرگز باعث ايجاد مخاطرات سلامتي كه غالباً ناشی از صدور تابش‌هاي هسته‌اي است نمي‌شوند. اگرچه بيشتر مردم اين واقعيت را مي‌دانند، اما به ياد داشته باشيد كه واژه «تابش» غالباً معني خوشايندي را در ذهن بسياري از مصرف‌كنندگان تداعي نمي‌كند. درك اين تمايز بسيار مهم است. ۱۰- تابش گرمايي، «عامل» كل حرارت آزاد شده توسط يك سطح تابشي نيست. جابجايي۳ (و بعضاً هدايت۴) نيز علاوه بر تابش در انتقال حرارت از سطوح گرم تابشی نقش دارند. یك سيستم گرمايش از كف تابشي۵ نوعاً حرارت را به صورت گرماي تابشي منتقل می‌کند. درصد باقیمانده نيز غالباً به واسطه جابجايي جريان‌هاي ملايم هوا منتقل مي‌شود. با اين حال، در يک سيستم گرمايش از سقف تابشي۶ انتقال گرما مي‌تواند از طريق تابش صورت پذيرد. از آنجايي كه هواي گرم جمع شده در زير يك سقف گرم اصولاً «تمايلی» به حركت به سطوح پایين‌تر ندارد، بنابراين در یک سیستم گرمایش از سقف تابشی جابجایی نقش بسيار محدودي ايفاء مي‌كند. سیستم گرمایش تابشی از مشعل، لوله تابشی، منعکس کننده و یک فن مکنده تشکیل شده است. مشعل نسبت هوا با گاز ( مایع یا شهری ) را در لوله تابشی به صورت احتراق کامل می سوزاند و باعث بالا رفتن دمای لوله می گردد. فن مکنده، جهت احتراق را به سمت انتهای لوله هدایت می نماید و منعکس کننده انرژی تابشی لوله را به سمت پایین هدایت و بدین طریق گرمایش لازم را تامین می نماید. این دستگاه ها با استفاده از بست های ویژه سیستم گرمایش تابشی از زیر سقف سالن نصب می گردند. در این روش با پرهیز از گرم کردن جرم هوا در مصرف انرژی صرفه جویی می گردد و با حذف سرمایه گذاری برای موتورخانه های متداول در سیستم های گرمایشی سنتی و کاهش هزینه تعمبر و نگهداری مربوطه، در هزینه ها صرفه جویی می گردد. توزیع حرارت دستگاه های گرمایش تابشی بررسی ترموگرافیکی شخص تحت گرمایش تابشی این تکنولوژی برگرفته از بطن طبیعت و نحوه گرمایش زمین توسط خورشید می باشد. انرژی خورشید پس از طی مسافت زیاد در برخورد با زمین به گرما تبدیل شده ولی فضای بین خورشید تا زمین به دلیل ضریب جذب پایین، این انرژی را جذب نمیکند. سابقه استفاده ازسیستم های گرمایش تابشی (Radiant Heating) – یعنی روشی که در آن گرما بدون نیاز به واسطهای مانند هوا انتقال می یابد- به دهه۱۹۵۰میلادی باز میگردد. در این روش دستگاه مولد گرما، یک مشعل گازسوز یا گازوئیل سوز است که با گرم کردن (افزایش دما) لولهها، آنها را به تابش وا میدارد. به کمک یک بازتاب دهنده (رفلکتور) پرتوهای تابش به سمت مکان مورد نظر گسیل داده میشوند تا پس از جذب بار دیگر به گرما تبدیل شوند. در این روش با پرهیز از گرم کردن جرم هوا (هوای محیط) در مصرف انرژی صرفه جویی شده و با حذف سرمایه گذاری برای موتورخانه های متداول در سیستمهای گرمایشی سنتی (حرارت مرکزی) و کاهش هزینه تعمیر و نگهداری مربوطه، در هزینه ها صرفه جویی میگردد. مزایای گرمایش به روش تابشی مانند خورشید: امکان گرمایش یک منطقه خاص متمرکز کردن حرارت بر روی سطح زمین (کف سالن و محل کار پرسنل) بینیازی از دمنده برای چرخش و جابجایی هوا کاهش شیب تغییرات دما از سقف تا کف زمین عدم ایجاد گرد و غبار در زمان گرمایش گرمایش محیطهای سر باز و ورود هوای تازه به منطقه گرمایشی عدم نیاز به موتورخانه عدم نیاز به تاسیسات مانند بویلر ها، مشعل، لوله کشی، سیالات واسط (آب ،روغن و بخار)، گرم کننده‌ها، یونیت هیترها، پمپ های سیرکولاسیون، شیرآلات کنترل، کانال عبور لولهها، تابلوهای برق و غیره اینرسی حرارتی کمتر در کل سیستم امکان گرمایش یا منطقه خاص به دماهای مختلف حداقل سرویس سالیانه کاهش مصرف انرژی بازگشت سرمایه در کمتر از یک سال قرار گرفتن در بازه مشتریان کم مصرف سوخت و استفاده از سیاستهای تشویقی دولت عدم اشغال فضای مفید کاری ایجاد دمای مورد نظر در کمترین زمان امکان گرم کردن فضاهایی با ارتفاع بلند و دهانه باز با کمترین هزینه راندمان بالای احتراق (بیشتر از ۹۰%) و رعایت مسائل زیست محیطی استفاده از سیستمهای پایش (مونیتورینگ) و برنامهپذیری بر حسب

ساعات کار کارخانه کاهش آلودگی هوا در اثر چرخش هوا تامین گرمایش مطلوب با توجه به باز بودن دربها احساس شادابی بیشتر در اثر تهویه بهتر از آنجا که در سیستم گرمایش تابشی حرارت از طریق امواج مادون قرمز منتقل می‌شود، امکان جهت دادن به مسیر گرمایش وجود داشته و حرارت بیشتر در فضای نزدیک به کف و سایر مکانهای مورد نیاز متمرکز می‌گردد مقایسه روش رایج گرمایش(هیتر یونیت) و گرمایش به روش تابشی در سیستم گرمایش از طریق جابجایی هوای گرم، حرارت بیشتر در زیر سقف متمرکز شده و سطوح نزدیک به کف و محل فعالیت کارکنان از دمای مناسب برخوردار نخواهد شد. در نتیجه اتلاف انرژی از طریق سقف بسیار زیاد است. حرارت از طریق تابش، جذب هوای محیط نمی‌شود و اتلاف حرارتی در اثر تعویض هوا بسیار ناچیز است. در صورتی که اتلاف حرارتی به علت حرکت هوای گرم و خروج آن از جداره‌ها، درها، پنجره‌ها و هواکش‌ها در سیستم جابجایی بسیار زیاد است. امکان زون بندی و کنترل منطقه‌ای در سیستم گرمایش تابشی و قابلیت انعطاف زیاد این سیستم، امکان گرمایش در مناطق انتخابی طبق نیاز طراحی شده را ایجاد می‌نماید. در سیستم گرمایش جابجایی، امکان کنترل و جهت دهی به حرکت هوا وجود ندارد، در نتیجه هوای گرم به فضاهای ناخواسته نیز وارد شده و موجب افزایش مصرف و هزینه سوخت می‌گردد. سیستم گرمایش تابشی باعث چرخش هوا نمی‌شود، در نتیجه آلودگی مواد معلق و غبار موجود در هوا به شدت کاهش یافته و در بهبود وضعیت بهداشتی مجموعه موثر است. اما گرمایش به روش جابجایی بستگی به حرکت هوای گرم داشته و در نتیجه در کارگاههای رنگ، صنایع غذایی و بسیاری از صنایع دیگر که حرکت هوا، گرد و غبار ناخواسته را موجب میگردد، از کیفیت شرایط محیط کار و محصول کاسته میشود. حرارت منتقل شده از طریق سیستم گرمایش تابشی مستقیما کف، اشیاء و افراد واقع شده در مسیر را گرم می‌کند، بدون اینکه نیازی به گرم شدن کل محیط باشد. در نتیجه حرارت تابشی محیط را سریعتر گرم می‌کند. کوتاه شدن زمان گرمایش، صرفه جویی زیادی در انرژی و وقت دربر دارد. تسریع در آماده شدن محیط کار (Recovery Time) و عدم نیاز به روشن بودن سیستم گرمایش قبل و بعد از ساعت مفید کاری، از دیگر مزایای این سیستم است. در صورتی که گرم شدن محیط به روش جابجایی به کندی و پس از گرم شدن کل هوای موجود در محیط صورت می‌گیرد. علاوه بر این، امکان خاموش نمودن سیستم گرمایش در ساعات غیر کاری وجود نداشته و با وجود مصرف سوخت زیاد، مناطق نزدیک به محل کار(کف) دیرتر گرم می‌شود.

ساخت بازار مرجع اطلاعات تخصصي مصالح و خدمات ساختمان ، سعی نموده است با بهره گیری از کارشناس و تجربیات چندین ساله ، فضایی علمی ، مشاوره و مهندسی در زمینه تکنولوژی های روز ، بازرگانی ، مهندسی و مقالات علمي جهت دسترسی سریع ، آسان و کاربردی مهندسان ، اساتید ، کارفرمایان، کارخانجات آماده و دانشجویان فراهم آورد. شما می توانید با انتخاب و کلیک بر هریک از مباحث زیر به شرح موضع و کسب اطلاعات مورد نظر از طریق سایت به روز و کاربردی مرجع اطلاعات تخصصي مصالح و خدمات ساختمان دسترسی یابید:

:: بازدید از این مطلب : 42

امتیاز مطلب : 0

تعداد امتیازدهندگان : 0

مجموع امتیاز : 0