معرفی سیستم های گرمایش و سرمایش در تاسیسات مکانیکی ساختمان مقایسه مزایا و معایب

سیستم های گرمایش و سرمایش قلب تاسیسات مکانیکی هر ساختمان هستند و مستقیما بر آسایش حرارتی ساکنان عملکرد تجهیزات و هزینه های انرژی در طول عمر ساختمان اثر میگذارند. مهندس تاسیسات و کارفرما برای انتخاب صحیح این سیستم ها باید علاوه بر شناخت فنی هر راهکار به مزایا و معایب آن از نظر مصرف انرژی هزینه اولیه هزینه نگهداری سطح آسایش و هماهنگی با شبکه لوله کشی و اتصالات توجه کنند. در پروژه های امروزی که فشار هزینه و الزامات مقرراتی در حوزه انرژی رو به افزایش است تصمیم گیری بدون شناخت عمیق سیستم های گرمایش و سرمایش میتواند منجر به دوباره کاری افزایش مصرف سوخت و نارضایتی بهره برداران شود. در این مقاله تلاش میشود با رویکردی کاربردی و در عین حال مهندسی مهم ترین سیستم های گرمایشی و سرمایشی مورد استفاده در تاسیسات مکانیکی ساختمان معرفی و از منظر مزایا و معایب با یکدیگر مقایسه شوند تا در نهایت انتخاب سیستم متناسب با شرایط هر پروژه برای کارفرما و مهندس تاسیسات آسان تر گردد.

جایگاه سیستم های گرمایش و سرمایش در تاسیسات مکانیکی ساختمان

تاسیسات مکانیکی ساختمان مجموعه ای از سیستم ها برای تامین آسایش و کارکرد صحیح فضاها است که شامل گرمایش سرمایش تهویه مطبوع آبرسانی فاضلاب اطفای حریق و گازرسانی میشود. در میان این زیر سیستم ها گرمایش و سرمایش بیشترین سهم را در مصرف انرژی و سرمایه گذاری اولیه دارند و شبکه گسترده ای از لوله ها اتصالات پمپ ها مبدل ها و تجهیزات کنترلی را درگیر میکنند. در یک طراحی حرفه ای نمیتوان انتخاب سیستم گرمایش و سرمایش را جدا از طراحی شبکه لوله کشی انتخاب لوله و اتصالات و جانمایی تاسیسات مکانیکی در نظر گرفت زیرا ترکیب این عوامل است که راندمان واقعی سیستم را در عمل تعیین میکند.

• تعیین شرایط دمایی و رطوبتی مناسب در فضاهای مختلف بر اساس کاربری ساختمان
• اثر مستقیم بر بار الکتریکی و گازی ساختمان و ابعاد انشعابات تاسیساتی
• تاثیرگذاری بر معماری داخلی و جانمایی فضاهای تاسیساتی و رایزرها
• تعیین سطح پیچیدگی شبکه لوله کشی انتخاب جنس لوله و نوع اتصالات

انواع سیستم های گرمایش در تاسیسات مکانیکی ساختمان

انتخاب سیستم گرمایش مناسب به عوامل متعددی مانند نوع کاربری ساختمان اقلیم اندازه پروژه بودجه کارفرما و زیرساخت های موجود گاز یا برق وابسته است. در ادامه مهم ترین سیستم های گرمایشی متداول در ساختمان های مسکونی اداری تجاری و صنعتی معرفی و از نظر مزایا و معایب بررسی میشوند تا تصویر روشنی از گزینه های موجود برای طراحی تاسیسات مکانیکی به دست آید.

سیستم گرمایش مرکزی با دیگ آب گرم و رادیاتور

در این سیستم یک یا چند دیگ فولادی یا چدنی در موتورخانه مرکزی آب گرم را تا دمای مشخصی تولید میکنند و این آب گرم از طریق شبکه لوله فولادی یا پنج لایه به رادیاتورهای نصب شده در واحدها منتقل میشود. رادیاتورها با انتقال حرارت جابجایی و تشعشعی هوای داخل فضا را گرم میکنند. این سیستم در بسیاری از ساختمان های مسکونی و اداری متراژ متوسط و بزرگ به دلیل سادگی و شناخت بالای مجریان رایج است.

مهم ترین مزیت گرمایش مرکزی با رادیاتور امکان تمرکز تعمیر و نگهداری در موتورخانه و عمر نسبتا بالای تجهیزات است. از طرف دیگر عدم تفکیک کامل مصرف هر واحد پاسخ زمانی نسبتا کند و محدودیت در کنترل مستقل دمای هر فضا از مهم ترین معایب آن به شمار میرود. کیفیت طراحی و اجرای لوله کشی نوع لوله فولادی گالوانیزه یا پنج لایه و نحوه اتصال رادیاتورها به رایزرها نقش تعیین کننده ای در عملکرد این سیستم دارد و انتخاب لوله و اتصالات غیر استاندارد میتواند به نشتی افت فشار و ناموزونی دما در واحدها منجر شود.

• مزایا سادگی طراحی و اجرا عمر مفید بالا امکان استفاده از دیگ چگالشی یا معمولی تمرکز تعمیرات در موتورخانه
• معایب کنترل محدود هر واحد نیاز به فضای موتورخانه و رایزرها احتمال رسوب گیری در لوله و رادیاتور هزینه بالاتر لوله و اتصالات نسبت به برخی گزینه ها

سیستم گرمایش مرکزی با فن کویل و آب گرم

در این راهکار دیگ آب گرم یا بویلر چگالشی در موتورخانه مرکزی نصب میشود و آب گرم از طریق لوله های رفت و برگشت به فن کویل های هر فضا هدایت میشود. فن کویل ها با عبور هوا از روی کویل آب گرم و دمیدن آن به داخل اتاق گرمایش یکنواخت تری ایجاد میکنند و در صورت ترکیب با چیلر میتوانند سرمایش را نیز تامین کنند. استفاده از فن کویل نسبت به رادیاتور امکان کنترل بهتر دما در هر فضا را فراهم کرده و سطح اشغال دیوارها را کاهش میدهد.

در مقابل هزینه اولیه فن کویل ها و شبکه لوله کشی رفت و برگشت برای هر واحد نسبت به سیستم رادیاتور بیشتر است و نیاز به نگهداری دوره ای فیلتر و فن ها وجود دارد. انتخاب صحیح سایز لوله ها دقت در نوع اتصالات رزوه ای یا جوشی و مدیریت تراز بندی لوله ها در رایزرها برای جلوگیری از هواگرفتگی و افت فشار از چالش های طراحی این سیستم است. در پروژه هایی که دقت کنترل دما و امکان اضافه کردن مدار سرمایش اهمیت دارد گرمایش با فن کویل گزینه ای حرفه ای محسوب میشود.

گرمایش از کف با لوله پنج لایه یا PEX

گرمایش از کف سیستمی است که در آن آب گرم با دمای نسبتا پایین از طریق شبکه ای از لوله های پنج لایه یا PEX که در کف فضا و داخل ملات یا عایق حرارتی قرار گرفته اند گردش میکند و با انتقال حرارت تشعشعی سطح کف را گرم مینماید. این سیستم آسایش حرارتی مطلوبی ایجاد میکند زیرا دمای نزدیک پا کمی بالاتر و دمای نزدیک سقف پایین تر است و توزیع دما یکنواخت تر خواهد بود.

با وجود مزایای آسایشی و امکان کارکرد در دماهای پایین مناسب برای دیگ چگالشی یا پمپ حرارتی گرمایش از کف نیازمند دقت بسیار بالا در طراحی جانمایی مدارها انتخاب جنس لوله واسطه های انبساطی و کنترل دما است. عدم استفاده از لوله و اتصالات استاندارد یا اجرای غیر اصولی میتواند در بلند مدت به نشتی داخل کف و هزینه های بسیار بالای تعمیر منجر شود. بنابراین انتخاب تامین کننده معتبر لوله های پنج لایه کلکتورها و اتصالات و رعایت دستورالعمل های نصب شرط اصلی موفقیت این سیستم است.

• مزایا آسایش حرارتی بالا امکان استفاده از منابع کم دما کاهش مصرف انرژی قابلیت ترکیب با سیستم های انرژی تجدیدپذیر
• معایب هزینه اولیه بالاتر حساسیت زیاد به کیفیت لوله و اتصالات دشواری اصلاح بعد از اجرای کف نیاز به طراحی دقیق کنترل

سیستم های گرمایش موضعی و واحدی پکیج دیواری و بخاری

در بسیاری از ساختمان های مسکونی کم واحد یا واحدهای مستقل از سیستم های گرمایش موضعی مانند پکیج دیواری گازسوز رادیاتور برقی یا بخاری گازی استفاده میشود. در پکیج دیواری تولید آب گرم گرمایش و آب گرم مصرفی هر واحد به صورت مستقل انجام میشود و لوله کشی فقط در محدوده همان واحد است. این استقلال در مالکیت و کنترل دما برای برخی کارفرمایان و ساکنان جذاب است اما از منظر تاسیسات مکانیکی و مدیریت انرژی همیشه بهترین راهکار نیست.

در ساختمان های مرتفع استفاده گسترده از دودکش های متعدد مشکلات ایمنی و محدودیت های معماری ایجاد میکند و به ویژه در اقلیم سرد کارکرد پکیج های متعدد با راندمان پایین نسبت به یک موتورخانه مدرن میتواند مصرف گاز بیشتری به همراه داشته باشد. از طرف دیگر بخاری های گازی به دلیل ریسک ایمنی و عدم توزیع یکنواخت دما در بسیاری از پروژه های جدید کنار گذاشته شده اند. در این سیستم ها نقش تامین کننده لوله و اتصالات بیشتر در بخش گازرسانی دودکش و لوله های آب گرم داخلی واحد مطرح میشود و باید به استاندارد بودن اقلام توجه ویژه داشت.

انواع سیستم های سرمایش و تهویه مطبوع

انتخاب سیستم سرمایش در تاسیسات مکانیکی ساختمان علاوه بر بار برودتی به عوامل دیگری مانند هزینه برق محدودیت پشت بام یا حیاط برای نصب تجهیزات وجود یا عدم وجود موتورخانه مرکزی و نیاز به کنترل دمای مستقل هر واحد بستگی دارد. در ادامه رایج ترین گزینه های سرمایشی معرفی و مزایا و معایب آنها از دید مهندسی تاسیسات بررسی میشود.

کولر گازی اسپلیت و داکت اسپلیت

کولر گازی اسپلیت یکی از متداول ترین سیستم های سرمایش مستقل واحدی است که شامل یک یونیت داخلی و یک یونیت خارجی متصل به هم با لوله های مسی حاوی مبرد است. در داکت اسپلیت به جای یونیت دیواری از هواساز سقفی متصل به کانال استفاده میشود و امکان توزیع هوا به چند فضا در یک واحد با یک دستگاه فراهم میشود. این سیستم ها نصب سریعی دارند و بدون نیاز به شبکه لوله آب سرد میتوانند برای هر واحد به صورت مستقل سرمایش فراهم کنند.

در مقابل تعداد زیاد یونیت های بیرونی در نمای ساختمان یا پشت بام مشکلات معماری و نگهداری ایجاد میکند و در پروژه های بزرگ سرویس و تعمیر ده ها دستگاه پراکنده زمانبر و پرهزینه است. همچنین در صورت عدم انتخاب صحیح ظرفیت و نبود تهویه کافی در فضای نصب یونیت خارجی راندمان کاهش یافته و مصرف برق افزایش مییابد. در بسیاری از ساختمان ها لوله کشی مبرد با اتصالات غیر استاندارد یا طول بیش از حد اجرا میشود که این موضوع ریسک نشتی مبرد و کاهش ظرفیت سرمایش را بالا میبرد.

• مزایا استقلال کامل هر واحد هزینه اولیه قابل کنترل عدم نیاز به موتورخانه و شبکه لوله آب سرد
• معایب تعدد دستگاه ها در پروژه های بزرگ دشواری سرویس همزمان احتمال پایین بودن عمر مفید نسبت به سیستم های مرکزی

چیلر تراکمی و فن کویل یا هواساز

در سیستم سرمایش مرکزی با چیلر تراکمی آب در اواپراتور چیلر سرد میشود و از طریق شبکه لوله کشی به فن کویل ها یا هواسازها منتقل میگردد. هوای فضا با عبور از روی کویل آب سرد خنک شده و به اتاق باز میگردد. این راهکار برای پروژه های متوسط و بزرگ مانند مجتمع های اداری تجاری بیمارستان ها و هتل ها بسیار رایج است و امکان کنترل نسبتا دقیق دما در هر فضا را فراهم میسازد.

مزیت مهم سیستم چیلر و فن کویل تقسیم مناسب بار بین تجهیزات مرکزی و واحدی است. چیلر در موتورخانه یا روی بام نصب میشود و نگهداری آن در یک محل متمرکز انجام میگیرد در حالی که فن کویل ها با تعداد زیاد در فضاهای داخلی پخش هستند. در این سیستم کیفیت شبکه لوله کشی آب سرد و گرم انتخاب جنس لوله فولادی مانیسمان گالوانیزه یا پلیمری مناسب فشار و دما و استفاده از اتصالات استاندارد برای جلوگیری از نشتی و هواگرفتگی اهمیت حیاتی دارد. در صورت طراحی و اجرای اصولی این سیستم از نظر عمر مفید و قابلیت توسعه در آینده عملکرد بسیار خوبی دارد اما هزینه اولیه آن نسبت به سیستم های واحدی بیشتر است.

سیستم های مدرن VRF و VRV

سیستم های VRF و VRV نسل پیشرفته ای از سیستم های مبتنی بر مبرد هستند که در آنها یک یا چند یونیت بیرونی با کمپرسورهای اینورتر چندین یونیت داخلی را تغذیه میکنند و دبی مبرد متناسب با بار هر زون به صورت هوشمند کنترل میشود. این سیستم ها امکان گرمایش و سرمایش همزمان زون ها مدیریت بار جزئی بسیار خوب و صرفه جویی قابل توجه در مصرف برق را فراهم میکنند و در ساختمان های اداری تجاری و پروژه های لوکس به عنوان یک گزینه پیشرفته مطرح هستند.

در عین حال طراحی و اجرای VRF نیازمند رعایت دقیق دستورالعمل سازنده در خصوص طول مسیر لوله کشی مبرد ارتفاع مجاز تعداد انشعابات نوع اتصالات و کیفیت عایق کاری است. در صورت استفاده از لوله مسی و اتصالات غیر استاندارد یا عدم رعایت شیب بندی صحیح ریسک نشتی مبرد بازگشت روغن و کاهش عمر کمپرسور وجود دارد. هزینه اولیه بالاتر و نیاز به سرویس تخصصی از دیگر چالش های این سیستم است که باید در تصمیم گیری مدنظر قرار گیرد.

سیستم های تبخیری کولر آبی و کولر سلولزی

کولر آبی و کولرهای تبخیری سلولزی در اقلیم های گرم و خشک همچنان از پرکاربردترین راهکارهای سرمایش کم هزینه هستند. در این سیستم ها با تبخیر آب روی پوشال یا پد سلولزی دمای هوا کاهش یافته و هوای خنک شده توسط فن به داخل فضا دمیده میشود. هزینه اولیه و مصرف برق این دستگاه ها نسبت به کولرهای تراکمی پایین تر است و ساختار ساده ای دارند.

از سوی دیگر عدم کنترل دقیق رطوبت و دما وابستگی شدید به شرایط آب و هوایی نیاز به تعویض دوره ای پوشال یا پد و احتمال مشکلات بهداشتی در صورت رسیدگی نکردن به مخزن آب از معایب جدی کولرهای تبخیری است. در طراحی تاسیسات مکانیکی باید مسیر کانال کشی و لوله کشی آب تامین و تخلیه و همچنین محل مناسب برای نصب دستگاه و مسیر تخلیه آب اضافی به دقت بررسی شود تا در طول بهره برداری مشکلی برای سازه و فضاهای داخلی ایجاد نگردد.

جدول مقایسه سیستم های گرمایش متداول

جدول مقایسه سیستم های سرمایش متداول

مقایسه مزایا و معایب از منظر طراحی تاسیسات مکانیکی

مصرف انرژی و راندمان عملکرد

در شرایط فعلی که هزینه گاز و برق سهم قابل توجهی از هزینه های بهره برداری ساختمان را تشکیل میدهد کارفرما انتظار دارد سیستم گرمایش و سرمایش علاوه بر تامین آسایش در طول عمر مفید خود کمترین انرژی ممکن را مصرف کند. از این منظر سیستم های مرکزی با دیگ چگالشی چیلرهای با ضریب عملکرد بالا و سیستم های VRF در صورت طراحی صحیح معمولا عملکرد بهتری نسبت به سیستم های موضعی قدیمی دارند. طراحی صحیح بار حرارتی و برودتی انتخاب ظرفیت مناسب تفکیک زون ها و استفاده از سیستم های کنترل هوشمند مانند ترموستات های قابل برنامه ریزی شیرهای موتوری و اینورتر برای پمپ ها و فن ها نقش کلیدی در تحقق راندمان محاسباتی در عمل دارند.

هزینه سرمایه گذاری اولیه و هزینه تعمیر و نگهداری

تصمیم گیری بین سیستم های مختلف فقط با نگاه به هزینه اولیه خرید و نصب منصفانه نیست و باید هزینه های نگهداری و انرژی نیز در کل چرخه عمر ساختمان در نظر گرفته شود. به طور کلی سیستم های مرکزی مانند چیلر و فن کویل یا گرمایش از کف هزینه اولیه بیشتری نسبت به کولرهای گازی یا بخاری ها دارند اما اگر ساختمان دارای متراژ زیاد و ساعات بهره برداری طولانی باشد در بلند مدت میتوانند به صرفه تر باشند. از سوی دیگر سیستم هایی که تعداد زیادی دستگاه پراکنده مانند اسپلیت ها یا پکیج های دیواری دارند هزینه نگهداری بالایی از نظر سرویس سالیانه قطعات یدکی و هماهنگی با ساکنان ایجاد میکنند در حالی که در سیستم مرکزی بسیاری از فعالیت های تعمیراتی در موتورخانه و بدون مزاحمت برای کاربران انجام میشود.

کنترل پذیری آسایش حرارتی کاربران

در ساختمان های اداری و کاربری هایی که فضاهای مختلف الگوی استفاده متفاوتی دارند امکان کنترل مستقل دما در هر زون اهمیت زیادی دارد. سیستم های فن کویل با ترموستات مستقل در هر فضا سیستم های VRF و کولرهای گازی اسپلیت در این زمینه نسبت به رادیاتورها و کولرهای آبی برتری دارند. در مقابل سیستم های متمرکز بدون کنترل منطقه ای ممکن است منجر به شرایطی شوند که برخی فضاها بیش از حد گرم و برخی دیگر سرد باشند و کاربران با باز کردن پنجره یا خاموش و روشن کردن دستی دستگاه ها به شکل نا کارآمدی شرایط را تنظیم کنند. طراحی منطقی زون بندی استفاده از شیرهای کنترلی و توجه به جانمایی سنسورهای دما از نکات ضروری در رسیدن به آسایش واقعی است.

ریسک های اجرایی و کیفیت شبکه لوله کشی

بخش مهمی از مشکلات عملکردی سیستم های گرمایش و سرمایش به انتخاب و اجرای نامناسب لوله و اتصالات در شبکه رفت و برگشت آب گرم و سرد یا لوله کشی مبرد و گاز برمیگردد. استفاده از لوله فولادی مانیسمان یا گالوانیزه با ضخامت نامتناسب با فشار و دما خمکاری غیر استاندارد رزوه زنی نامناسب یا انتخاب اتصالات بی کیفیت میتواند سال ها بعد از بهره برداری به نشتی خوردگی و افت راندمان منجر شود. در سیستم های گرمایش از کف یا مدارهای بسته با لوله های پلیمری نیز کوچک ترین خطا در انتخاب درجه فشاری کلاس دما یا عدم استفاده از اتصالات استاندارد میتواند خسارت های جدی ایجاد کند. بنابراین در کنار انتخاب نوع سیستم گرمایش و سرمایش انتخاب تامین کننده حرفه ای لوله و اتصالات و رعایت استانداردهای نصب از عوامل کلیدی موفقیت پروژه است.

نقش انتخاب لوله و اتصالات در عملکرد سیستم های گرمایش و سرمایش

سیستم گرمایش و سرمایش هر قدر از نظر تجهیزاتی پیشرفته باشد در نهایت این شبکه لوله ها و اتصالات است که آب گرم آب سرد یا مبرد را بین تجهیزات به گردش در می آورد و کوچک ترین ضعف در طراحی و تامین این شبکه میتواند تمام مزیت های سیستم را تحت تاثیر قرار دهد. انتخاب جنس لوله قطر مناسب نوع اتصال و کیفیت عایق کاری باید با در نظر گرفتن نوع سیال دمای کارکرد فشار کاری و شرایط محیطی انجام شود و هماهنگی نزدیکی با مهندس طراح تاسیسات و تامین کننده لوله و اتصالات داشته باشد.

انتخاب جنس لوله متناسب با دما فشار و نوع سیال

برای مدارهای آب گرم و آب سرد در سیستم های مرکزی معمولا از لوله فولادی مانیسمان یا گالوانیزه و در برخی پروژه ها از لوله های پلیمری فشار قوی مانند پلی اتیلن پنج لایه یا PP R استفاده میشود. در مدارهای گرمایش از کف لوله پنج لایه یا PEX با کلاس دما و فشار مناسب انتخاب میشود و در مدارهای مبرد سیستم های اسپلیت و VRF لوله مسی مخصوص مبرد با ضخامت استاندارد کاربرد دارد. انتخاب نادرست جنس لوله بدون توجه به ضریب انبساط طولی خطر خوردگی داخلی و خارجی و سازگاری با سیال میتواند در بلند مدت به ترکیدگی نشتی یا کاهش قطر موثر به دلیل رسوب منجر شود. تامین کننده تخصصی لوله و اتصالات با شناخت برندها و استانداردها میتواند در انتخاب گزینه مناسب برای هر مدار به مهندس تاسیسات کمک کند.

اهمیت کیفیت اتصالات در جلوگیری از نشتی و افت فشار

اتصالات جوشی دنده ای فشاری یا پیچی اگر از متریال مناسب تولید نشده باشند یا دقت ساخت کافی نداشته باشند به نقاط پر ریسک شبکه تبدیل میشوند. در سیستم های آب گرم تحت فشار بالا اتصال جوشی لب به لب استاندارد همراه با تست جوش و بازرسی چشمی اهمیت ویژه دارد در حالی که در شبکه های آب سرد و برگشت یا مدارهای کم فشار میتوان از ترکیب اتصالات دنده ای یا فشاری استفاده کرد. انتخاب سه راهی ها زانویی ها تبدیل ها فلنج ها و شیرآلات متناسب با کلاس فشاری و دمایی سیستم و هماهنگ با جنس لوله از وظایف مهندس تاسیسات و تامین کننده لوله و اتصالات است و هر گونه مصالحه در این بخش میتواند هزینه های تعمیرات بعدی را چند برابر کند.

هماهنگی لوله و اتصالات با عایق کاری ساپورت و جزئیات اجرایی

برای کاهش تلفات انرژی در شبکه گرمایش و سرمایش عایق کاری صحیح لوله های رفت و برگشت و رایزرها ضروری است. ضخامت و نوع عایق باید با دمای سیال و محل عبور لوله ها هماهنگ باشد و جزئیات ساپورت گذاری به گونه ای طراحی شود که از آسیب دیدن عایق و تمرکز تنش در لوله جلوگیری شود. در صورت استفاده از لوله های پلیمری باید به محدودیت های دمایی آنها در مجاورت منابع حرارتی و روش های صحیح مهار انبساط طولی توجه شود. همچنین انتخاب یراق و ساپورت مناسب برای لوله های فولادی و پلیمری و رعایت فواصل مجاز بین تکیه گاه ها نقش مهمی در پایداری شبکه و جلوگیری از لرزش و نویز در حین کارکرد پمپ ها و فن ها دارد.

• هماهنگی جنس لوله با دمای سیال و کلاس فشاری سیستم گرمایش و سرمایش
• استفاده از اتصالات استاندارد متناسب با نوع لوله جوشی دنده ای فشاری یا پیچی
• طراحی صحیح ساپورت ها و تکیه گاه ها برای جلوگیری از شکستگی یا خستگی مکانیکی
• اجرای عایق کاری حرارتی و رطوبتی مناسب روی لوله های آب گرم و سرد

معیار های انتخاب سیستم گرمایش و سرمایش مناسب برای هر پروژه

برای آن که انتخاب سیستم گرمایش و سرمایش در تاسیسات مکانیکی ساختمان تصمیمی آگاهانه و قابل دفاع باشد باید مجموعه ای از معیارهای فنی اقتصادی و اجرایی به صورت همزمان بررسی شود. تمرکز صرف بر هزینه اولیه یا تنها بر مصرف انرژی میتواند نتیجه ای نامتوازن به همراه داشته باشد. در ادامه مهم ترین معیارهایی که مهندس تاسیسات و کارفرما باید در جلسات تصمیم گیری مد نظر قرار دهند مرور میشود.

نوع کاربری ساختمان و الگوی بهره برداری

ساختمان مسکونی با الگوی استفاده متفاوت از ساختمان اداری فروشگاه مجتمع تجاری یا بیمارستان است و همین تفاوت باید در انتخاب سیستم گرمایش و سرمایش منعکس شود. در ساختمان های مسکونی ساعات اوج مصرف در صبح و شب است و بسیاری از فضاها در طول روز خالی هستند در حالی که در ساختمان های اداری تمرکز بار در ساعات کاری روزانه است. در بیمارستان ها و هتل ها نیاز به آسایش حرارتی بی وقفه وجود دارد و قطع سیستم حتی برای مدت کوتاه قابل قبول نیست. بنابراین در پروژه هایی با کاربری حساس استفاده از سیستم های مرکزی با قابلیت پشتیبان و کنترل هوشمند ترجیح داده میشود در حالی که در ساختمان های کم واحد مسکونی سیستم های مستقل و ساده میتوانند گزینه مناسبی باشند.

شرایط اقلیمی و زیرساخت انرژی در محل پروژه

در اقلیم های بسیار سرد که فصل گرمایش طولانی و دمای طراحی بیرون پایین است سیستم هایی با راندمان بالا در بارهای طولانی مانند دیگ های چگالشی گرمایش از کف یا سیستم های ترکیبی چیلر جذبی و دیگ بخار میتوانند به صرفه تر باشند. در مناطق با تعرفه برق پایین یا دسترسی محدود به گاز طبیعی سیستم های مبتنی بر برق مانند پمپ های حرارتی و VRF جذاب تر میشوند. رطوبت نسبی بالا یا پایین نیز در انتخاب میان سیستم تبخیری یا تراکمی نقش دارد. مهندس تاسیسات باید علاوه بر شرایط جوی به محدودیت توان برق مجاز ساختمان فشار و دبی گاز در انشعاب و چشم انداز قیمت انرژی در سال های آینده توجه کند تا سیستم انتخاب شده در بلند مدت نیز منطقی باقی بماند.

محدودیت های معماری فضا و دسترسی برای نصب و نگهداری

برخی سیستم های گرمایش و سرمایش مانند چیلر و موتورخانه مرکزی نیازمند فضاهای اختصاصی روی بام یا زیرزمین هستند و اگر در مراحل اولیه طراحی معماری برای آنها فضای کافی پیش بینی نشده باشد اجرای آنها با دشواری همراه خواهد بود. مسیرهای رایزر برای عبور لوله های رفت و برگشت قطر کانال های هوا محل نصب یونیت های بیرونی و مسیر دسترسی برای تعمیرات دوره ای باید از ابتدا در نقشه های معماری و تاسیسات هماهنگ شوند. در ساختمان های بازسازی شده که امکان ایجاد موتورخانه جدید یا رایزرهای عریض وجود ندارد استفاده از سیستم های واحدی یا ترکیبی میتواند تصمیم عملی تری باشد هر چند ممکن است از نظر انرژی ایده آل نباشد.

بودجه کارفرما و نگاه به هزینه های چرخه عمر

در نهایت تصمیم نهایی در مورد انتخاب سیستم گرمایش و سرمایش ترکیبی از ملاحظات فنی و توان مالی کارفرما است. اگرچه توصیه مهندسی معمولا حرکت به سمت سیستم های با راندمان بالاتر است اما در برخی پروژه ها محدودیت نقدینگی اولیه اجازه اجرای آن را نمیدهد. در چنین شرایطی باید با مقایسه شفاف سناریوهای مختلف مجموع هزینه سرمایه گذاری اولیه هزینه انرژی و هزینه نگهداری در افق زمانی مشخص مثلا ده یا پانزده سال تحلیل شود تا مشخص گردد کدام گزینه در مجموع اقتصادی تر است. این نوع دیدگاه چرخه عمر به کارفرما کمک میکند که به جای صرف تمرکز بر کم کردن هزینه اولیه از راههایی که بعدها هزینه های پنهان بالایی ایجاد میکنند جلوگیری کند.

جمع بندی و توصیه های کلیدی برای انتخاب سیستم گرمایش و سرمایش

سیستم های گرمایش و سرمایش در تاسیسات مکانیکی ساختمان نه تنها ابزار تامین آسایش حرارتی هستند بلکه تاثیر عمیقی بر اقتصاد بهره برداری و دوام سازه و تاسیسات دارند. انتخاب بین گزینه هایی مانند گرمایش مرکزی با دیگ و رادیاتور فن کویل و چیلر گرمایش از کف کولر گازی چیلر و فن کویل VRF یا سیستم های تبخیری باید بر پایه محاسبات دقیق بار حرارتی و برودتی بررسی شرایط اقلیمی ارزیابی بودجه و تحلیل چرخه عمر انجام شود. در این میان شبکه لوله ها و اتصالات به عنوان زیرساخت پنهان سیستم نقش تعیین کننده ای در موفقیت یا شکست آن دارد و استفاده از لوله ها و اتصالات استاندارد متناسب با فشار و دمای کارکرد به همراه طراحی اصولی ساپورت و عایق کاری شرط اساسی عملکرد قابل اعتماد در سال های طولانی است. همکاری نزدیک میان مهندس طراح پیمانکار تاسیسات و تامین کننده تخصصی لوله و اتصالات و تصمیم گیری مشترک بر پایه اطلاعات فنی شفاف بهترین راه برای انتخاب سیستمی است که هم آسایش کاربران را تامین کند هم هزینه های انرژی و نگهداری را در حد قابل قبول نگه دارد و هم با الزامات مقررات ملی ساختمان و استانداردهای ایمنی همخوانی داشته باشد.