سیستم گرمایش از کف : نصب و راه اندازی و ساختار

سیستم گرمایش از کف : نصب و راه اندازی و ساختار

سیستم گرمایش از کف یکی از سیستم های گرمایشی که از دیر باز در ایران به کار گرفته شده است و گرمایش مطلوبی نیز به همراه داشته، سیستم گرمایش از کف در گرمابه های عمومی بوده است. درچند سال اخیر این سیستم به دلیل به کار گیری لوله های پلیمری رشد چشمگیری در صنایع و ساختمان های مسکونی و تجاری دارد. همان طور که می دانید انتقال گرما به سه روش انجام می شود: 1- رسانش 2- وزش 3- تابش

در فرایند گرمایش از کف در حدود نیمی از انتقال گرما به صورت تابش انجام شده و مابقی از طریق رسانش و به هوا منتقل می شود. در این روش ابتدا کف ساختمان گرم شده و سپس قسمت های بالاتر با دمای کمتری گرم می شود این امر تنفس راحت و احساس آرامش بیشتری را برای ساکنان ایجاد می کند و در مقایسه با سایر سیستم های گرمایش در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی مؤثر است. سیستم گرمایش از کف برای مناطق سردسیر بسیار مناسب است. در ساختمان هایی که دارای سقف بلند می باشند استفاده از این سیستم گرمایشی باعث کاهش مصرف انرژی و صرفه جویی در مصرف سوخت بیشتری خواهد شد، زیرا در سایر روش ها (مانند رادیاتور و بخاری) هوای گرم در اثر کاهش چگالی سبک شده و به سمت سقف می رود و اولین جایی را که گرم م یکند سقف می باشد.

نصب سیستم گرمایش از کف

طراحی سیستم گرمایش از کف با توجه به عوامل زیر صورت می گیرد. در ادامه هر یک از پارامترهای طراحی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. سیستم کنترل دمای محیط - کلکتور - سیستم مولد گرما - آماده سازی کف - سیستم لوله کشی - راه اندازی

سیستم کنترل دمای محیط در سیستم گرمایش از کف

به منظور کنترل دمای محیط و بهینه سازی مصرف انرژی می بایست از سیستم های کنترل دمای محیط که در انواع دستی و یا الکترونیکی می باشند استفاده نماییم.

سیستم کنترل دما به صورت دستی

در سیستم کنترل دما به صورت دستی با استفاده از شیر قطع و وصل که در مسیر لوله کشی آب گرم هر قسمت قرار دارند امکان کنترل قسمت های مختلف به صورت دستی امکان پذیر می گردد. از مزایای این سیستم اقتصادی بودن و ساده بودن سیستم کنترلی می باشد.

سیستم کنترل دما با شیر ترموستاتیک

در این روش بر روی لوله ورودی هر قسمت شیر محدود کننده دبی استفاده می شود که بر روی آن یک شیر ترموستاتیک نصب می شود. شیر ترموستاتیک در اثر تغییرات دمای اتاق میزان دبی عبوری آب گرم از لوله های کف اتاق را تنظیم می کند.

سیستم کنترل دما به صورت هوشمند

در این روش شیرهای برقی بر روی کلکتور قرار گرفته و به طور جداگانه به حس گرهای الکتریکی (ترموستات) که در هر محیط نصب شده اند ارتباط می یابند، با تغییرات دمای اتاق شیر های برقی توسط ترموستات در حالت باز یا بسته قرار می گیرند. امکانات دیگری مانند دبی سنج و یا دماسنج نصب شده برروی هر خروجی و ورودی کلکتور، امکان کنترل های مختلف و متنوعی را برای کاربر ممکن می سازد. کنترل دمای فضاها توسط ترموستات صورت می گیرد این ترموستات ها انواع مختلفی دارند که به شرح زیر می باشند.

انواع ترموستات	کاربرد	تصویر
آنالوگ	کنترل دما به صورت دستی
دیجیتال	کنترل دما به صورت دستی با نمایشگر
هوشمند	کنترل دما به صورت دوره زمانی
بی سیم	کنترل از راه دور مانند گوشی همراه

شکل (الف) نحوه ارتباط ترموستات بی سیم و کنترل شیر های برقی توسط کنترل کننده مرکزی بی سیم و شکل (ب) محل صحیح نصب ترموستات را نشان می دهد. در صورت پیش بینی ترموستات برای کنترل دمای اتاق می بایستی لوله کشی برق از محل ترموستات تا کلکتور قبل از کف سازی انجام شود.

کلکتور

برای انتقال یکسان آب گرم در تمامی ساختمان و استقلال بخش های مختلف ساختمان از کلکتور استفاده می شود. آبی که در مولد گرم شده، وارد کلکتور شده و بین قسمت های مختلف توزیع می شود، سپس از طریق کلکتور برگشت برای گرمایش مجدد به سمت مولد گرمایی هدایت می شود. محل نصب کلکتور رفت و برگشت در قسمتی از ساختمان است که مدارهای ترجیحاً هم طول را ایجاد کند لذا بهترین محل نصب کلکتور در محلی است که تقریباً در وسط زون های انتخابی قرار گیرد.کلکتور های رفت و برگشت درون جعبه کلکتور قرار می گیرند. به منظور پیش گیری از محبوس شدن هوا در سیستم، بهتر است کلکتور رفت در پایین و کلکتور برگشت در بالا نصب شود. انتخاب کلکتور با توجه به تعداد انشعابات و قطر کلکتور، صورت می گیرد. بر روی کلکتور رفت شیر قطع و وصل و یا شیر برقی نصب می گردد. همچنین بر روی کلکتور رفت و برگشت شیر تخلیه و شیر هواگیر دستی یا شیر هواگیر اتوماتیک نیز نصب می گردد جعبه کلکتور در ارتفاع 50 سانتی متری از کف ساختمان نصب می شود.

شیر کنارگذر (Bypass)

با رسیدن اتاق به دمای مطلوب ترموستات عمل کرده و شیر برقی مسیر گردش آب را مسدود می نماید اما در این حالت پمپ سیستم موتورخانه مرکزی و یا پکیج همچنان به کار خود ادامه می دهد. به منظور جلوگیری از بالا رفتن فشار و کاهش مصرف انرژی در بعضی موارد از شیر کنارگذر (شیر بای پاس) استفاده می شود، در صورت بسته شدن شیرهای برقی کلکتور رفت شیر بای پاس باز شده و تعادل فشار را برقرار می نماید و هنگامی که با کاهش دمای اتاق شیرهای مسیر رفت دوباره باز می شود شیر بای پاس به طور خودکار بسته می شود.

سیستم مولد گرما در سیستم گرمایش از کف

مهم ترین سیستم مولد گرما در گرمایش از کف عبارت اند از: الف) الکتریسیته ب) آب گرم پ) هوای داغ

سیستم گرمایش از کف با جریان الکتریسیته

در این روش با قراردادن سیستم های برقی با مقاومت بالا در کف فضای مورد نظر و عبور جریان الکتریکی، گرمای ایجاد شده به کف اتاق منتقل می شود.

سیستم گرمایش از کف با آب گرم

دراین سیستم گرمایشی آب گرم در لوله هایی که در کف ساختمان تعبیه شده به گردش در آمده و گرمای آب سبب گرم شدن کف می شود. معمولاً دمای آب گرم موجود در لوله ها بین 40 تا 50 درجه سلسیوس می باشد. آب گرم مورد نیاز سیستم گرمایش از کف را می توان به یکی از روش های زیر تأمین نمود: 1- استفاده از پکیج دیواری که در هر واحد نصب می شود و امکان تأمین آب گرم با دو دمای مختلف را داشته باشد. سیستم مولد گرما در سیستم گرمایش از کف نحوه قرار گیری سیستم گرمایش از کف با جریان الکتریسیته 2- از یک دیگ با دمای کمتر از 50 درجه سلسیوس به منظور تأمین آب گرم سیستم گرمایش از کف استفاده شده و آب گرم بهداشتی نیز توسط منبع دوجداره تأمین می شود. این روش فقط در ساختمان های اداری که در آن دمای آب مدار بهداشتی کمتر از 45 درجه سلسیوس است توصیه می گردد. 3- سیستم انرژی خورشیدیدر صورتی که بخواهیم هم زمان از دیگ آب گرم برای سیستم گرمایش با رادیاتور و گرمایش از کف استفاده نماییم با نصب یک مبدل کاهنده دما در مسیر لوله تأمین آب گرم گرمایش از کف دمای آب دیگ را به کمتر از 50 درجه سلسیوس می رسانیم همچنین در صورتی که دمای آب دیگ بالاتر از 50 درجه سلسیوس باشد، می توان با نصب دستگاه کاهش دما در ورودی آب به سیستم گرمایش از کف دمای آب را در حد مورد نیاز ثابت نگه داشت در این روش با اتصال دستگاه کاهش دما در ابتدای جریان آب ورودی رایزر گرمایش در هر واحد و از طریق مخلوط کردن آب 70 درجه ورودی با آب برگشتی امکان داشتن دو خروجی رفت و برگشت با دمای متفاوت و قابل کنترل از طریق ترموستات جداگانه میسر می گردد. در این روش علاوه بر داشتن دو دمای خروجی، امکان بهره برداری از سیستم رادیاتور و حوله خشک کن هم زمان با سیستم گرمایش از کف با دو دمای مجزا امکان پذیر می باشد. شکل های زیر شماتیک نصب دستگاه اختلاط آب رفت و برگشت و موقعیت نصب دستگاه کاهش دما را نشان می دهد.4- در ساختمان های بزرگ از دو دیگ مجزا استفاده می شود. یک دیگ برای سیستم گرمایش از کف با دمای کمتر از 50 درجه سلسیوس و دیگ دوم برای استفاده با دمای بالاتر از 50 درجه برای تأمین آب گرم بهداشتی و سیستم گرمایش رادیاتورها

آماده سازی کف در سیستم گرمایش از کف

آزمایش های قبل از نصب سیستم گرمایش از کف

قبل از پوشش لوله های تأسیساتی که در کف ساختمان قرار دارند می بایستی صحت اجرای این تأسیسات کنترل گردند لذا تمامی لوله های ورودی و خروجی بین مولد گرمایی و کلکتور، آب، فاضلاب و تأسیسات برقی بررسی می گردند و برای اطمینان از عدم نشتی تست می شوند.

کف سازی اولیه در سیستم گرمایش از کف

قبل از اجرای سیستم گرمایش از کف که تقریباً آخرین مرحله از عملیات ساختمانی بوده بایستی نصب چارچوب تمام ورودی ها و خروجی های ساختمان مانند چارچوب درها و پنجره ها انجام شده باشد و گچ کاری داخل ساختمان تا 30 سانتی متر بالای کف نهایی تکمیل شده باشد. شکل زیر مقطع لایه بندی سیستم گرمایش از کف را نشان میدهدبرای کف سازی از دو روش استفاده می کنند: 1- به طور معمول کف سازی با مصالح سبک که معمولاً از فوم بتن استفاده می شود (شکل مقابل) این نوع بتن علاوه بر داشتن مزایای بتن معمولی خواص دیگری مانند وزن مخصوص کم و مقاومت فشاری بالا را نیز دارا می باشد. 2- کف سازی ابتدا با پوکه معدنی سطح تراز را ایجاد کرده سپس با یک لایه ملات سیمان آن را می پوشانند سطح ایجاد شده بایستی تراز باشد.

عایق پیرامونی

این عایق از انتقال گرمای کف به دیوار های پیرامونی جلوگیری کرده و در ضمن به بتن امکان انبساط را می دهد. این عایق بهتر است از جنس عایق کف و ضخامت آن نیز همان اندازه است. ضخامت عایق پیرامونی نباید از 2 سانتی متر کمتر باشد. ارتفاع عایق پیرامونی نیز حدود 8 تا 10 سانتی متر است. عایق پیرامونی بر روی تمام دیوارهای داخلی و خارجی نصب شده و پس از ملات ریزی کف، اضافه عایق پیرامونی بریده می شود.

عایق کف

برای اینکه گرمای به وجود آمده در سیستم گرمایش از کف بسمت پایین منتقل نشود و همچنین لوله های گرمایش از کف در بستر مناسبی قرار گیرد، از عایق کف استفاده می کنند. عایق کف از جنس پلی استایرن (EPS) و یا پلی اتیلن (EPE و XPE) با حداقل چگالی 25 کیلوگرم بر مترمکعب ساختهشده و در دو نوع تخت و یا رول به بازار عرضه می شود.در کف را نشان می دهد. به منظور جلوگیری از جابه جایی عایق بر روی لبه عایق هایی که در کنار یکدیگر قرار دارند نوار چسب پهن می زنند. ضخامت عایق با چگالی 25 کیلوگرم بر مترمکعب در طبقات بالا حدود 3 سانتی متر و در طبقات روی پارکینگ (پیلوت) حدود 4 سانتی متر می باشد. بعضی از عایق های کف که وظیفه نگهداری لوله ها را از طریق برآمدگی های روی عایق دارد به بازار عرضه شده اند که هنگام نصب لوله نیازی به بست برای نگهداری لوله نمی باشد.

سیستم لوله کشی در سیستم گرمایش از کف

انواع لوله در سیستم لوله کشی سیستم گرمایش از کف

الف) مسی ب) فولادی پ) ترموپلاستیک

طبق آیین نامه موجود در مبحث 14 مقررات ملی ساختمان، استفاده از لوله های گرمایشی می تواند از جنس: PE-RT Type2 یا PE RT/AL/PE RT Type2 یا PEX باشد.

انواع آرایش سیستم لوله کشی در سیستم گرمایش از کف

سیستم لوله کشی در سیستم گرمایش از کف به یکی از سه صورت زیر انجام می شود: مارپیچی - دوگانه - حلقه ای لوله کشی کف اتاق بایستی به صورتی انجام گیرد که آب گرم ابتدا سطحی از اتاق را که مجاور دیوارهای خارجی (دیوارهایی که با هوای بیرون در تماس هستند) و سپس سطح داخل اتاق را گرم نماید. همچنین لوله ها نباید از روی هم عبور نمایند و مسیر لوله کشی می بایستی طوری طراحی شود که کمترین پیچ و خم را داشته باشد. رایج ترین روش های لوله کشی گرمایش از کف عبارت اند از :

روش مارپیچی

در فضاهایی که در معرض نفوذ هوای سرد قرار دارند، حتماً لوله کشی باید به صورت مارپیچ اجرا شود. بدین صورت که ابتدا لوله به مرز سرد رفته و با توجه به نوع طراحی، فاصله مرز سرد را مارپیچ می نماییم. در این روش به دلیل کنار هم بودن لوله ها با دمای بالا، گرمای بیشتری به محل منتقل شده و تأمین آسایش بهتر صورت می گیرد.

روش حلقه ای (حلزونی)

در این روش لوله رفت و برگشت به صورت حلقه در کنار هم قرار می گیرند تعادل گرمایی در این روش بهتر از روش مارپیچی است.

روش آرایش دوگانه

در صورت وجود دیوار خارجی (دیواری که با هوای خارج در تماس باشد) در یک دیوار، دو دیوار، و یا سه دیوار در یک فضا آرایش لوله های گرمایش از کف می تواند به صورت یکی از روش های زیر باشد.آرایش لوله برای فضاهایی که نیاز به گرمایش یکنواخت کف دارند.

طراحی پلان لوله کشی

طراح با توجه به کاربری پروژه طراحی لوله کشی ساختمان را به صورتی انجام می دهد که هر طبقه به چند زون با فواصل نزدیک به هم تقسیم شوند. حداکثر اختلاف طول مجاز در مدارهای یک کلکتور به روش کنترل دستی 10 درصد می باشد برای مثال اگر طولانی ترین مدار 90 متر باشد بلندترین مدار نمی تواند از 99 متر بیشتر باشد. با توجه به نوع سیستم لوله کشی که امروزه وجود دارد، می توانیم از سیستم هایی به روش کنترل دستی یا روش کنترل ترموستاتیک استفاده کنیم همچنین هنگام طراحی لوله کشی بایستی با فاصله بین لوله و حداقل و حداکثر طول هر زون توجه نمود این مقادیر از جدول مشخصات فنی به دست می آید.این جدول برای ساختمان هایی می باشند که در آن مبحث 19 مقررات ملی ساختمان ایران رعایتشده باشد (پنجره ها دو جداره و عایق کاری دیوار و سقف و کف روی پارکینگ). با توجه به طراحی انجام شده و مشخص شدن فاصله لوله ها از جدول مشخصات فنی، محل عبور لوله هارا با ماژیک علامت گذاری می کنند.

اجرای لوله کشی کف گرمایی

در محل هایی که لوله خم می شود از فنر بیرونی که متناسب با قطر لوله می باشد استفاده می شود برای جلوگیری از دوپهن شدن لوله حداقل شعاع خم، باید پنج برابر قطر خارجی لوله باشد.به منظور ثابت نگه داشتن لوله بر روی عایق می توان یکی از روش های زیر را به کار برد: الف) استفاده از بست های خاردار: این بست را می توان با دست یا با استفاده از دستگاه منگنه بست خاردار بر روی لوله قرار داد.

ب) استفاده از بست ریلی: یک روش دیگر ثابت کردن لوله بر روی عایق استفاده از بست های ریلی می باشد. بست های ریلی به صورت طولی بر روی عایق گذاشته شده و لوله ها در داخل بست قرار می گیرند.پ) به کارگیری مش: در این روش از مش فلزی برای نگه داشتن لوله ها از طریق بست های کمربندی پلاستیکی استفاده می شود. در ضمن مش فلزی به کار رفته در کف موجب استحکام بیشتر بتن به کار رفته در کف می شود به دلیل به کارگیری مش فلزی این روش نسبت به روش های دیگر گران تر بوده و بیشتر برای کاربردهای صنعتی و تجاری توصیه می شوند. باید توجه داشت که این مش ها نباید دارای هیچ گونه برجستگی یا زائده اضافی باشد تا لوله را زخمی نکند.

درز انبساط

با توجه به انبساط بتن، به ازای هر 40 متر مربع، باید ملات کف را ازهم جدا کنیم.این جدا نمودن توسط دیواره ای از جنس عایق کف انجام می شود (شکل سمت راست). در اثر انبساط بتن در محل قرارگیری درز انبساط احتمال وارد شدن صدمه به لوله وجود دارد لذا در محل درز انبساط غلاف گذاشته می شود. (شکل سمت چپ)

اتصال لوله کشی به کلکتور

در این مرحله لوله های رفت و برگشت را به روش اتصالات کوپلی، مهره ماسوره ای و یا پرسی به کلکتور متصل می کنیم. تعداد زیادی لوله در ورودی کلکتور در فاصله نزدیک به هم قرار دارند لذا به منظور جلوگیری از گرم شدن بی مورد این محل، لوله های ورودی به کلکتور را عایق می کنند.

پوشش لوله ها

پس از تست شبکه لوله کشی و اطمینان از عدم نشتی، به طور معمول بایستی حدود 1 سانتی متر بر روی لوله ملات قرار داشته باشد. ملات مورد استفاده با عیار 350 (350 کیلوگرم سیمان در هر متر مکعب ملات) باشد. لازم به ذکر است که ماسه آن به صورت شسته و ریز باشد. قبل از پوشش لوله ها می بایستی در و پنجره فضاهایی که لوله کشی گرمایش از کف شده نصب گردد در غیر این صورت با ورود حجم زیاد هوای بیرون، انقباض سیمان به سرعت صورت می گیرد.بهتر است پس از ملات ریزی نکات زیر رعایت شود : حداقل به مدت 2 روز نباید دمای محیط از 5 درجه سلسیوس کمتر شود. اجرای کف نهایی(سرامیک، سنگ و...) حداقل سه روز پس از اتمام عملیات ملات ریزی صورت گیرد. برای استحکام بهتر ملات تا دو روز بر روی آن آب پاشیده شود. شکل زیر مقطع کف ساختمان پس از پوشش لوله ها را نشان می دهد.

راه اندازی سیستم گرمایش از کف

به منظور جلوگیری از وارد شدن شوک گرمایی بهتر است راه اندازی سیستم گرمایش از کف با دمای پایین (حدود 30 درجه سلسیوس) صورت گرفته و به تدریج طی چند روز به دمای نهایی کار، سیستم افزایشیابد.