زندگی بشر بدون گرم کردن محیط زندگی ممکن نیست. سیستم‌های گرمایشی به وجود آمده‌اند تا دمای مناسب را در محل زندگی، محیط کار و سایر مکان‌هایی که با آن‌ها سر و کار داریم، فراهم کنند. تامین دمای مطلوب، یک نیاز مهم است که کیفیت و راحتی را در زندگی فراهم می‌کند. در طول تاریخ از وسایل و راهکارهای مختلفی برای گرم کردن خانه‌ها و ساختمان‌ها استفاده شده و امروزه نیز روش‌های متنوعی برای این کار وجود دارد. با ما همراه باشید تا پرطرفدارترین و رایج‌ترین انواع سیستم گرمایشی را معرفی کنیم.

سیستم یا تاسیسات گرمایشی چیست؟

سیستم‌های گرمایشی مجموعه تأسیسات و تجهیزاتی هستند که دمای درون یک ساختمان یا محیط را تا میزان مطلوب افراد ساکن در محیط بالا برده و آن را در محدوده مناسب حفظ می‌کنند. از این تاسیسات می‌توان در محیط‌های مسکونی اعم از خانه یا آپارتمان، خوابگاه‌ها، هتل‌ها، ساختمان‌های تجاری، اداری، ورزشی و هر محیط سربسته دیگر استفاده نمود. حتی بعضی از این تاسیسات می‌توانند برای گرمایش در محیط‌های باز نیز کاربردی باشند.

مثال‌های زیادی برای شناخت تجهیزات گرمایش رایجی که بشر از آن‌ها استفاده می‌کند، وجود دارد. در مورد مهم‌ترین مدل‌های سیستم گرمایشی می‌توان به انواع بخاری، شومینه، پکیج، رادیاتور، فن کویل و… اشاره کرد. قسمت قابل توجهی از انرژی مصرف شده در یک ساختمان، به تاسیسات گرمایش و سرمایش آن محل اختصاص دارد. بنابراین مهم است که اطلاعات کافی در مورد انواع پرکاربرد آن‌ها و نقاط ضعف و قوت هر یک داشته باشید.

اشکال مختلفی از سیستم‌های گرمایشی در ساختمان‌ها به کار برده می‌شوند. به‌طور کلی می‌توان آن‌ها را به 3 دسته زیر تقسیم کرد:

1- سیستم گرمایش مرکزی

در این مدل گرمایش ساختمان، تجهیزات تولید کننده گرما در قسمتی بیرون از محیط مورد استفاده ساختمانی با کاربری مسکونی، تجاری یا… قرار می‌گیرند. این فضا می‌تواند یک واحد مجزا، موتورخانه یا روی پشت بام ساختمان باشد. سپس از طریق اجزایی مانند لوله‌کشی‌ها، منابع گرما را به واحدهای مختلف آن ساختمان هدایت می‌کنند. مثال بارز سیستم گرمایشی مرکزی، تجهیزات گرمایشی هستند که با کمک دیگ بخار، دیگ آبگرم، رادیاتور، چیلر و… کار می‌کنند و به تامین و تبدیل انرژی در یک محل جداگانه مثل موتورخانه نیاز دارند.

2- سیستم گرمایش تک واحدی یا توزیعی

برخلاف سیستم مرکزی، در تاسیسات توزیعی، تجهیزات گرمایشی در هر واحد یا هر قسمت مجزای ساختمان به‌طور جداگانه نصب می‌شوند. بنابراین وسایل گرمایشی هر قسمت از بنا، مستقل از هم‌دیگر کار می‌کنند و به تاسیسات مرکزی نیاز ندارند. در سیستم گرمایش تک واحد یا بسته‌ای، تجهیزات مورد نیاز در کارخانه به‌صورت یک مجموعه منسجم و متمرکز تولید شده‌اند و فقط نیاز به نصب و راه‌اندازی دارند؛ مانند پکیج و اسپلیت.

3- سیستم‌های ترکیبی

در سیستم گرمایشی ترکیبی، خصوصیات مفید سیستم مرکزی و سیستم تک واحدی با یکدیگر ادغام شده و سیستم‌های نوآورانه جدیدتری را تشکیل می‌دهند؛ مثل سیستم‌های GHP و VRF. در این سیستم یک مولد گرما در کنار تجهیزاتی برای تبادل گرمای تولید شده (مثل فن و هواساز) کار می‌کنند.

قبل از انتخاب سیستم گرمایش مناسب برای هر ساختمان، باید به ویژگی‌های تأسیسات مختلف، نقاط قوت و ضعف آن‌ها توجه کنیم. سیستم انتخابی ما برای گرم کردن یک فضا، باید متناسب با ابعاد آن فضا انتخاب شود. همچنین بهتر است مصرف انرژی بهینه‌ای داشته باشد و از نظر هزینه‌های خرید، اجرا و مصرف انرژی، تا حد ممکن مقرون به‌صرفه باشد. از طرفی با در نظر گرفتن مسائل محیط زیستی، آلودگی هوا و معضل گرمایش جهانی، باید به سمت وسائل گرمایشی سازگارتر با محیط زیست رفت.

معرفی متداول‌ترین انواع سیستم گرمایشی

قبل از انتخاب تأسیسات گرمایشی، باید شناخت کافی را از انواع مختلف آن و خصوصیات برجسته هرکدام بدست آورد. در زیر مهم‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات گرمایش محیط را معرفی می‌کنیم.

1- بخاری

یکی از پرطرفدارترین وسایل گرمایشی، بخاری است. در بسیاری از خانه‌ها هنوز هم بخاری‌های گازسوز برای گرم کردن محیط استفاده می‌شوند. البته بخاری‌ها علاوه‌بر مدل‌های گازسوز، انواع نفتی و برقی هم دارند. اما به دلیل ارزان‌تر بودن گاز در کشور ما، بخاری‌های گازی بر مدل‌های دیگر ترجیح داده می‌شوند.

نقاط قوت

• نصب و جایگذاری راحت در محل
• قیمت مناسب خرید و نصب این سیستم گرمایشی
• راندمان بالا و پایین بودن انرژی هدررفته
• ارزان بودن سوخت مصرفی در مورد بخاری‌های گازسوز
• ارزان بودن اقدامات تعمیر و نگهداری

نقاط ضعف

• عدم توزیع یکنواخت گرما در فضا
• اشغال جای زیاد در یک مکان
• امکان سیاه شدن دیوار و اشیای کنار بخاری
• وجود خطر نشت گاز در مورد بخاری گازسوز

2- شومینه

یک نمونه دیگر از تجهیزات گرمایشی، شومینه است که نه تنها گرمایش محیط را فراهم می‌کند، بلکه جلوه جذابی نیز به خانه‌ها اضافه می‌کند. قبل‌تر، شومینه‌ها برای گرم کردن فضا از سوزاندن چوب و هیزم استفاده می‌کرده‌اند، اما شومینه‌های جدید و امروزی از سوخت گاز برای این کار استفاده می‌کنند. سیستم گرمایشی شومینه ظاهری قشنگ و شیک به فضا می‌دهد و پیچیدگی چندانی نیز ندارد. اما مزایا و معایب زیر را می‌توان برای آن برشمرد.

نقاط قوت

• ظاهر جذاب و زیبا
• نصب و نحوه کارکرد ساده

نقاط ضعف

• هدررفت انرژی مصرفی
• مصرف میزان بالای سوخت
• پخش نشدن گرما بطور یکسان در محیط
• وجود خطر بروز حریق
• نبود ایمنی کافی و امکان پخش شدن CO در محیط
• وجود مشکل ایجاد سیاهی روی دیوارها و لوازم خانه
• برای گرم کردن محیطی بزرگ کافی نیست

3- موتورخانه

برخلاف دو مدل سیستم گرمایشی قبلی که تک واحدی بودند، موتورخانه و رادیاتورها سیستمی مرکزی برای گرم کردن یک ساختمان و تمام واحدهایش هستند. در این سیستم قسمتی از ساختمان به موتورخانه و تجهیزات درون آن تعلق دارد. آب در موتورخانه داغ شده و آب داغ در لوله‌کشی جریان پیدا می‌کند تا به رادیاتورها برسد.

همانطور که آب داغ از لوله‌ها و رادیاتورهای نصب شده در هر قسمت از ساختمان عبور می‌کند، هوای اطرافش را هم گرم می‌کند. این روند ادامه پیدا می‌کند تا هوای محیط داخل هر واحد گرم شود. سیستم گرمایش موتورخانه از قسمت‌های متعدد اعم از دیگ، منبع انبساط، مشعل، مبدل‌های حرارتی و پمپ سیرکولاتور ساخته می‌شود.

نقاط قوت

• جای کمتری در محیط اشغال می‌کند.
• یک سیستم گرمایشی بی خطر و ایمن است.
• بازدهی خوبی در گرمایش محیط دارد.
• فضای همه واحدهای ساختمان را بطور یکسان گرم می‌کند.
• عمر مفید زیادی دارد.

نقاط ضعف

• احتیاج به اشغال یک فضای اختصاصی برای نصب تجهیزات موتورخانه دارد.
• نیازمند لوله‌کشی مفصل در هرقسمت از ساختمان است.
• مخارج مصرف انرژی بین واحدها بطور یکسان تقسیم می‌شود و قابل تفکیک نیست.

4- پکیج

تاسیسات پکیج شبیه تجهیزات گرمایشی موتورخانه و رادیاتور کار می‌کنند، با این تفاوت که بسیار کوچکتر بوده و به جای ساختمان‌های چند طبقه با چندین واحد، برای خانه‌ها یا محیط کار با فضای محدود کاربرد دارند. این سیستم گرمایشی به دو شکل زمینی و دیواری وجود دارد که مدل‌های دیواری کوچک‌تر و پرکاربردتر هستند. پکیج‌های دیواری را معمولا در محلی مثل آشپزخانه قرار می‌دهند.

یک پکیج همزمان آب داغ لازم برای مصارف مختلف ساکنین ساختمان و گرمایش رادیاتورها را تامین می‌کند. در بین پکیج‌های برندهای مختلف محصولاتی ترجیح داده می‌شوند که بازدهی بالاتر و مصرف انرژی کمتری داشته باشند. بعضی از آن‌ها هم دارای فن هستند که کمک می‌کند دود و گاز سمی تولید شده در نتیجه سوخت، به دودکش هدایت و خارج شود. بعضی پکیج‌ها 2 مبدل حرارتی دارند و بعضی دیگر دارای 1 مبدل حرارتی هستند. انواعی که 2 مبدل دارند، یک مورد جهت افزایش دمای آب مصرفی ساختمان و مبدل دیگر جهت بالابردن دمای رادیاتورها عمل می‌کند.

سیستم گرمایشی پکیج از چندین قسمت از جمله برد کنترل، سنسور آب داغ، ترموستات دما صنعتی و شیر 3 طرفه ساخته شده است. در این مجموعه وقتی آب وارد سیستم می‌شود، سنسور فشار آب را فعال کرده و باعث ایجاد جرقه در مشعل می‌شود تا مبدل حرارتی عمل کند.

نقاط قوت

• عملکرد بسیار ایمن و بی‌خطر به خاطر وجود سنسور هشداردهنده
• امکان کنترل و تنظیم میزان گرما در هر واحد مسکونی بطور مجزا
• بازدهی بالا برای گرمایش محیط
• بدون مشکل هدر دادن آب
• سرویس و نگهداری ارزان‌تر (نسبت به موتورخانه)

نقاط ضعف

اگر پکیج خراب یا دچار مشکل شود، نه تنها گرمایش مختل شده بلکه آب گرم هم از دسترس خارج می‌شود.

5- سیستم گرمایشی از کف

این یک سیستم گرمایش ساختمان جدید و به‌روز است که نیازی به نصب رادیاتور و اشغال فضای محیط نخواهد داشت. بلکه در آن، لوله‌های حاوی آب داغ از زیر زمین یا زیر هر طبقه عبور داده می‌شود تا هوا را از کف زمین گرم کند.

نقاط قوت

• پخش گرمای ایجاد شده به‌طور یکدست در محیط
• بدون جا گرفتن و اشغال فضا در واحدها
• سیستمی ایمن، مطمئن و بی‌خطر
• امکان کنترل گرمای تولیدشده برای هرقسمت از ساختمان
• پیشگیری از افزایش خشکی هوا و سخت کردن تنفس
• رفع معضل سردی طبقات پایین

نقاط ضعف

• نصب و راه اندازی این تاسیسات گرمایشی گران قیمت است.
• درصورت بروز عیب و نشتی در لوله‌ها، مراحل تعمیر سخت‌تر است.
• پیش گرمایش در این سیستم گرمایشی، کمی کند و زمانبر خواهد بود.

6- رادیاتور قرنیزی

یک روش دیگر گرم کردن هوای درون ساختمان، استفاده از رادیاتورهای قرنیزی است. به‌کاربردن این رادیاتورها در گرمایش محیط، بازده بالایی دارد. حتی در صورتی که از انرژی خورشیدی و آبگرمکن‌های خورشیدی برای تامین آبگرم آن استفاده شود، به‌خوبی کار خواهد کرد. همان‌طور که از اسمش مشخص است، در این سیستم لوله‌های آبگرم از درون قرنیز دیوار رد می‌شوند.

نقاط قوت

• نصب و جایگذاری لوله‌ها ساده است و جای کمی می‌گیرد.
• به مقدار لوله‌کشی کمتری نیاز دارد.
• در استفاده از انرژی بهینه عمل می‌کند.
• عملکرد گرمایشی سریعی دارد.
• گرما را از پایین به بالا هدایت می‌کند تا کف اتاق‌ها سرد نباشد.

نقاط ضعف

• این سیستم گرمایشی، دیوارهای بیرونی واحد را بیشتر از دیوارهای داخلی گرم می‌کند.
• قرنیز اجازه نمی‌دهد وسایل به دیوار بچسبند و قرار دادن لوازمی مثل میز و کمد دقیقا کنار دیوار، غیر ممکن می‌شود.
• استفاده از مدل الکتریکی این سیستم، بسیار هزینه‌بر است.

7- گرمایش از سقف

سیستم گرمایش از سقف، سیستمی نوآورانه است که بر مبنای تابش کار می‌کند. اساس کار این تجهیزات با تأسیسات گرمایشی قبلی متفاوت است و با تولید و ساطع کردن اشعه‌های مادون قرمز، به گرم کردن محیط می‌پردازد. این اشعه‌ها از سقف هرواحد یا سازه تولید می‌شوند و در مسیر دلخواه کاربران به کف می‌رسند.

نقاط قوت

• در این سیستم گرمایشی، فرایند تولید گرما سریع و زود انجام می‌شود.
• همچنین در گرمایش از سقف می‌توان جهت تولید و انتشار گرما را مشخص کرد.
• گرمایی که در این سیستم تولید می‌شود، بطور یکدست در محیط پخش خواهد شد.
• استفاده از این تجهیزات باعث صرفه‌جویی در انرژی می‌شود.

نقاط ضعف

• بیشترین میزان گرما در زیر سقف و محل تولید اشعه فروسرخ متمرکز است که باعث می‌شود بخشی از آن از طریق سقف هدر برود.

8- داکت اسپلیت

تأسیسات داکت اسپلیت، دو منظوره هستند و می‌توان از آن‌ها هم برای گرمایش و هم برای سرمایش محیط استفاده نمود. نحوه کار سیستم گرمایشی داکت اسپلیت به‌صورتی است که آب داغی که در پکیج یا موتورخانه بدست آمده، وارد آن می‌شود. سپس یک فن وظیفه پخش و انتشار گرما در محیط اتاق یا سالن را دارد. این وسایل را روی دیوار قرار می‌دهند و از قابلیت خاموش شدن خودکار در زمان تعیین شده توسط کاربران، برخوردار هستند.

نقاط قوت

• به خاطر داشتن فن، نیازی به لوله‌کشی در تمام قسمت‌های ساختمان برای گرم کردن هوا وجود ندارد.
• جای بسیار کمی در مکان نصب اشغال می‌کند.
• عملکرد گرم کنندگی آن خیلی زود و سریع جوابگوست.

نقاط ضعف

• میزان برق مصرفی آن زیاد است.
• هزینه‌های جانبی زیادی دارد.

9- سیستم گرمایشی یونیت هیتر

یونیت هیتر از جمله تأسیسات گرمایشی مورد استفاده برای گرم کردن محیط‌های بزرگ مثل یک سالن بزرگ، کارخانه یا کارگاه‌ها با ابعاد نسبتا وسیع است. این محصول در مدل‌های مختلف دیواری، سقفی یا صنعتی تولید می‌شود. در ساخت این محصولات از فن‌های مخصوص استفاده شده که گرما را خیلی سریع‌تر و بهینه‌تر در هوای محیط سربسته پخش می‌کنند. به‌همین دلیل برای مکان‌های بزرگتر با سقف بلند، نسبت به لوله‌کشی و رادیاتورها، بازدهی بیشتری دارند.

در تجهیزات یونیت هیتر، آب داغ وارد لوله‌های دستگاه می‌شود، هوای اطراف لوله‌ها گرم شده و یک فن سانتریفیوژ قدرتمند، هوا را با سرعت بیشتری بین کویل یا لوله‌ها عبور می‌دهد. سپس با دمش آن فن هوای گرم در فضا پخش خواهد شد. در ساخت سیستم گرمایشی یونیت هیتر، از موتور الکتریکی، فن سانتریفیوژ، لوله‌های ورود و خروج آب و کویل‌های مسی با فین آلومینیومی استفاده شده که همه این‌ها در یک بدنه فلزی قرار می‌گیرند.

10- سیستم هوشمند GHP

در این سیستم که به تازگی ابداع شده، یک یونیت خارجی و چند یونیت داخلی وجود دارد که با لوله‌کشی به همدیگر وصل هستند. سیستم هوشمند GHP هم برای گرم کردن و هم سرد کردن هوای محیط کاربرد دارد. از آن  در فضاهای مختلف مسکونی یا صنعتی برای گرمایش هوا استفاده می‌شود.

مبنای کار این سیستم گرمایشی با چرخه تبرید تراکمی و موتور احتراق گازسوز داخلی شکل می‌گیرد. مزیت‌های آن نسبت به تاسیسات دیگری مثل پکیج و رادیاتور، باعث شده تا در مواقع مختف بر آن‌ها ترجیح داده شود.

نقاط قوت

• گرمایش محیط به صورت یکنواخت
• بدون ایجاد سر و صدا در فضا
• قابلیت استفاده در شرایط آب و هوایی متنوع
• بدون جاگرفتن در مکان مورد نظر برای گرمایش
• وجود امکان تنظیم از طریق اینترنت و از راه دور
• دارای فناوری عیب‌یاب خودکار
• فاقد لرزش در حین کار
• احتیاج به کانال‌کشی هوا ندارد.
• نیاز به لوله‌کشی، موتورخانه و بویلر ندارد.

11- سیستم گرمایش VRF

نمونه‌ای دیگر از روش‌ها و ابزارهای جدید برای سیستم گرمایشی محیط، تجهیزات VRF هستند. این تجهیزات گرمایش مثل تجهیزات GHP عمل می‌کند، اما فرق اساسی آن این است که انرژی الکتریسیته مصرف می‌کند. این سیستم‌های برقی قادر به انجام گرمایش و سرمایش محیط هستند.

نقاط قوت

• احتیاج به لوله‌کشی، موتورخانه و گرم کننده آب ندارد.

نقاط ضعف

• عملکرد پایین‌تر نسبت به سیستم GHP
• از نظر هزینه انرژی مصرفی بصرفه نیست.

بیشتر بخوانید: انواع روش ها برای گرم کردن آب استخر