گرمایش تابشی و نقش آن در کاهش مصرف انرژی
در دنیای امروز، موضوع گرمایش تابشی به عنوان یکی از روش‌های مهم در کاهش مصرف انرژی و ارتقای کارایی انرژی مطرح شده است. این مفهوم، از نظر فنی و مهندسی، یکی از پیشرفت‌های بزرگ در زمینه انرژی و حفظ محیط زیست محسوب می‌شود.
گرمایش سالن‌های بزرگ مانند سالن‌های ورزشی، کارخانه ها،سوله ها، نمایشگاه ها و… عموما با استفاده از سیستم‌های گرمایش همرفتی انجام می‌شود که به دلیل مصرف سوخت زیاد و جمع شدن گرما زیر سقف، علاوه بر راندمان بسیار پایین، هزینه های بالایی را نیز برای صاحبان این صنایع به همراه دارد.
اما امروزه روش جدیدی با عنوان گرمایش تابشی در حال جایگزین شدن با این روش پر هزینه است.
در این مقاله قصد داریم گرمایش تابشی مرکزی را معرفی کرده و همچنین مزایای آن را نسبت به روش‌های گرمایشی دیگر مورد بحث و بررسی قرار دهیم.
گرمایش تابشی چیست و چه مزایایی دارد؟
الگوی عمومی گرمایش تابشی برگرفته از بطن طبیعت و تابش نور خورشید است. در گرمایش تابشی برخلاف الگوی گرمایش همرفت ،عمده تبادل گرمایی با محیط از طریق تابش صورت گرفته و بیش از 50 درصد انرژی بدین شکل انتقال می یابد. نصب در ارتفاع و گرما در کف مهمترین ویژگی سامانه های گرمایش تابشی است.
گرمایش تابشی سیستمی جدید برای گرمایش سالن های با ارتفاع سقف بلند است که در سال‌های اخیر به دلیل کاهش چشمگیر مصرف سوخت و راندمان حرارتی بسیار بالا استفاده از آن در صنایع مختلف رو به افزایش بوده است. در این نوع سیستم ها با الهام از تابش خورشید از تابش برای گرم کردن محیط استفاده می‌شود.
در سیستم های گرمایش تابشی باند های تابشی با نصب در سقف گرما را به کف سالن می تابانند. در این روش به دلیل انتقال مستقیم انرژی به صورت امواج، گرمایی فرحبخش در کف سالن ایجاد می گردد.
مزایای گرمایش تابشی
- کاهش مصرف سوخت بین 35 تا 70 درصد
- کاهش مصرف برق
- عدم نیاز به موتور خانه مرکزی
- راندمان بالا
- عدم اشغال فضای کاری مفید
- امکان گرمایش در فضای باز
- به وجود آوردن مناطق گرمایی متفاوت
- امکان گرمایش یک قسمت کوچک از فضای بزرگ
- عدم نیاز به گردش هوا جهت یکنواختی درجه حرارت
- عدم نیاز به سیال واسطه
- تولید گرمای تمیز
- بی صدا بودن حین کار
- گرمای فرحبخش با استنشاق هوای تازه
- گرم و سرد شدن سریع
- تمرکز گرما در کف سالن
مطالعه مقالات مرتبط :
گرمایش تابشی: پدیده‌ای پیچیده و موثر
گرمایش تابشی به عنوان یکی از روش‌های انتقال حرارت، به انتقال گرما از یک منبع گرم به اطراف اشاره دارد.
به صورت علمی این نوع گرمایش بر اساس تابش امواج مادون قرمز و حرکت مولکول‌های گرمازای ماده اتفاق می‌افتد. در واقع، در این فرایند، نور خورشید و دیگر منابع گرمایی انرژی خود را از طریق امواج به اطراف منتقل می‌کنند و نیازی به واسطه برای انتقال حرارت مثل هوا نیست. لذا میزان قابل توجهی از انرژی در فرآیند ترمواستاتیک از دست نمی رود.
عملکرد سیستم گرمایش تابشی به چه صورت است؟
سوخت مورد نیاز سیستم گرمایشی تابشی گاز شهری است. در گرمایش تابشی مرکزی گاز شهری درون لوله‌های باند تابشی می‌سوزد و انرژی گرمایی تولید شده به صورت تابشی توسط این لوله‌ها به محیط تابیده می شود. ضریب تابشی این لوله‌ها بسیار بالاست و همین امر موجب تابش و ایجاد گرمای مناسب در محیط می شود.
در بالای لوله‌های باند تابشی صفحات ذوزنقه شکلی قرار دارد که امواج تابیده شده را به سمت پایین و محل مورد نیاز منعکس می‌کنند. امواج مادون قرمز در اثر برخورد به اجسام به گرما تبدیل می‌شوند و باعث گرم شدن سطوح برخورد می‌شوند.
پس از گرم شده لوله های باند تابشی ، گرما به کمک رفلکتورهایی که بالای لوله ها نصب شده است به سمت پایین انتقال می یابد.
همانطور که در عکس زیر مشاهده می کنید به دلیل سازوکار خاص سیستم گرمایش تابشی، بر خلاف سیستم های همرفتی، حرارت در زیر سقف جمع نمی شود.
در کشور ما سوخت گاز طبیعی در دسترس است و هزینه‌ی کمی دارد به همین دلیل استفاده از گرمایش تابشی در طولانی مدت مقرون به صرفه است. همچنین هزینه‌های اولیه تجهیز و راه اندازی آن نسبت به سایرین کمتر است و توجیه اقتصادی دارد.
سیستم گرمایش تابشی نیاز به جریان سیالات مانند آب، هوا، بخار ندارد و در نتیجه نیاز به استفاده از تجهیزاتی همچون پمپ، یونیت هیتر، هواساز و یا کانال کشی جهت انتقال هوای گرم نمی‌باشد. همه‌ی این عوامل موجب شده است که استهلاک و خرابی این سیستم ها بسیار پایین باشد و استفاده از آن به صورت روز افزون افزایش پیدا کند.
نقش مهم گرمایش تابشی در کاهش مصرف انرژی
استفاده از گرمایش تابشی در سالن های وسیع، امکان کاهش مصرف انرژی، گرمایش موثر و راحتی کارکنان را فراهم می‌کند.
این روش، به دلیل خصوصیات خاص خود مانند انتقال مستقیم گرما به اشیاء بدون نیاز به گرمایش هوا و تهویه مطبوع، بسیار کارآمد است. به همین سبب، این روش می‌تواند در محیط‌هایی با فضاهای بزرگ یا بافت‌های ساختمانی پیچیده نیز به خوبی عمل کند.
در سیستم‌های گرمایش تابشی راندمان مشعل‌ها، کاهش مصرف انرژی و همچنین کاهش هزینه‌های تولید و نگه داری از عواملی است که در زمان طراحی به آن توجه می‌شود.
برای ساخت سامانه های تابشی تک مشعله‌ی سقفی با سوخت گاز شهری از استاندارد اروپایی BS-EN-416-1 و استانداردهای ملی ISIRI-12871-1 که منطبق بر استاندارد اروپایی BS-EN-416-1 است، استفاده می‌شود.
ظرفیت سیستم گرمایشی تولید شده، با توجه به تولید کننده‌ی آن و همینطور نوع طراحی متفاوت است.
به طور متوسط سیستم گرمایشی های تک مشعله با ظرفیتی در محدوده‌ی 22 الی 50 کیلو وات توسط تولید کننده‌های مختلف تولید می‌شوند. گاز طبیعی مصرف شده در سیستم‌های تک مشعله برای هر 10 کیلووات ظرفیت مشعل چیزی حدود یک متر مکعب بر ساعت است.
این بدین معنی است که برای مثال یک سامانه با ظرفیت 30 کیلو وات در حدود 3 متر مکعب گاز طبیعی را در هر ساعت مصرف می‌کند.
در روش گرمایش تابشی گرمایش سطوح بدون دخالت و جا به جایی سیالات (هوا) انجام می‌شود، در نتیجه، افت حرارت ناشی از تغییر چگالی هوا وجود نخواهد داشت. گرمایش سطوح بدون نیاز به گرمایش هوا انجام می‌شود و همچنین با وجود صفحه انعکاس دهنده سقف گرم نمی‌شود و همین باعث می‌شود که انتقال گرما به دلیل اختلاف دمای سقف و محیط بیرون به حداقل برسد و از اتلاف گرما کاسته شود.
اثربخشی گرمایش تابشی در کاهش مصرف انرژی
استفاده از گرمایش تابشی به طور قابل ملاحظه‌ای می‌تواند به کاهش مصرف انرژی کمک کند. این روش با افزایش کارایی ، کاهش مصرف سوخت و هزینه‌های انرژی، موجب حفظ محیط زیست نیز می‌شود. در سطح کلان اقتصادی نیز این سیستم ها موجب کاهش هزینه های گرمایش صنایع بزرگ و همینطور کمک به عبور از بخران ناترازی مصرف گاز در کشور شده است.
مجموعه اخگرتابش یکی از متولیان در برگزاری همایش های بهره وری انرژی و به خصوص بحران ناترازی گاز می باشد که به صورت دلسوزانه .
اهمیت زیاد گرمایش تابشی در صنعت
در صنایع مختلف ، استفاده از گرمایش تابشی برای گرم کردن محیط مزایای قابل توجهی دارد که برای پرداختن به آن می بایست به صورت مفصل در مقاله ای دیگر صحبت کرد اما به طور خلاصه :
- گرمایش تابشی خطر آتش سوزی سالن های صنعتی را به طور قابل توجهی کاهش داده است.
- به دلیل دقت بالا در انتقال گرما و کنترل دقیق دما می توان در سالن ها مناطق دمایی مختلف ایجاد کرد.
- به دلیل وجود سقف های بلند در صنایع، امکان گرمایش با سیستم های همرفتی وجود ندارد.
- سیستم های گرمایش تابشی میتوانند در کمتر از 30 دقیقه سالنی به ابعاد 1500 متر مربع را گرم کنند.
طراحی و نصب سیستم گرمایش تابشی
درست است که گرمایش تابشی نسبت به دیگر روش‌های گرمایشی مزیت‌های بسیار زیادی دارد اما طراحی و نصب نا مناسب این سیستم می‌تواند تا حد قابل توجهی از کارایی آن بکاهد. طراحی محل قرار گیری از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در صورت طراحی نامناسب و یا در محل‌هایی که موانعی در مسیر تابش مستقیم انرژی گرمایی قرار داشته باشد دستگاه عملکرد دمایی مناسبی نخواهد داشت. ارتفاع مناسب نصب، تعداد گرم‌کن مورد نیاز و اندازه و ظرفیت گرم‌کن‌ها از عوامل مهم در طراحی آن هستند که برای دستیابی به شرایط دمایی مطلوب باید همه‌ی آن‌ها را مد نظر قرار داد.
تأمین هوای مورد نیاز برای احتراق سوخت در گرمایش تابشی
همان طور که گفته شد گرما در سیستم گرمایش تابشی از سوختن گاز شهری داخل لوله‌های طویل تولید می‌شود. سوختن گاز شهری داخل این لوله‌ها نیاز به اکسیژن دارد. مقدار هوای لازم برای احتراق گاز شهری داخل سیستم گرمایشی های برای هر متر مکعب گاز چیزی حدود 11 الی 13 متر مکعب است.
این بدین معنی است که برای احتراق کامل گاز شهری به 11 الی 13 برابر حجم خود هوا نیاز دارد. به همین دلیل در سیستم‌های گرمایش تابشی تهویه محیط از اهمیت بالایی برخوردار است. در صورتی که تهویه محیط مناسب باشد و سالن از تهویه کافی برخوردار باشد، نگرانی برای هوای مورد نیاز احتراق نخواهد بود. اما در صورت استفاده از آن در مکان‌های بدون تهویه مناسب، باید با تجهیز لوله های مناسب به سیستم احتراق هوای مورد نیاز را برای سوخت گاز شهری از خارج از سالن تأمین کرد. به دلیل گرمایش سطوح و گرم نشدن هوا تا حد امکان، جا به جایی هوا برای تأمین اکسیژن مورد نیاز برای احتراق تأثیر زیادی بر اتلاف حرارتی نخواهد داشت.
نتیجه گیری
به عنوان یک روش پیشرفته و کارآمد در انتقال حرارت، گرمایش تابشی نقش بسیار مهمی در کاهش مصرف انرژی و بهبود کارایی انرژی ایفا می‌کند. با استفاده از این روش، می‌توان بهبودی معناداری در عملکرد سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی، صنایع، و حتی فرآیندهای تولیدی ایجاد کرد.
در نهایت، این موضوع با توجه به اهمیت زیاد کاهش مصرف انرژی و حفظ محیط زیست، به یکی از موضوعات کلیدی در دنیای امروز تبدیل شده است.
سلام ، یه سوال داشتم
من یک سالن دارم که در طول روز فقط چند ساعت اومجا هستیم و میخوام فقط تو اون ساعت ها گرم باشه.
میشه این دستگاه ها رو تنظیم کرد که تو یه ساعت خاص روشن بشه؟
سلام ، وقت بخیر
بله ، سامانه های گرمایشی ما دارای پنل تنظیمات هستند که می توانید با تنظیم زمان پیش گرمایش ، در زمان های دلخواه محیط مود نظر را گرم نمایید. در صورت داشتن سوال بیشتر و یا ابهام در این زمینه میتوانید به صورت تلفنی از طریق شماره 02144277905 با کارشناسان ما در ارتباط باشید.