ترکیب و منطق طراحی سیستم گرمایش از کف با پمپ حرارتی
۱. منبع گرما و انتقال واسطه گرما
- سازگاری با منبع گرما:
- می‌تواند به شبکه گرمایش مرکزی، دیگ‌های دیواری گازسوز، پمپ‌های حرارتی منبع هوا و سایر سیستم‌ها متصل شود. در طول طراحی، پارامترهای سیستم گرمایش از کف باید بر اساس دمای آب منبع گرما تنظیم شوند. (اگر دمای آب خیلی بالا باشد، باید یک دستگاه مخلوط آب نصب شود تا از گرم شدن بیش از حد کف و رسوب‌گذاری لوله‌ها جلوگیری شود.)
- گردش سیال حرارتی:
- یک پمپ گردش آب، آب گرم را از طریق لوله‌ها به حرکت در می‌آورد و آن را از طریق منیفولدها به هر مدار گرمایش توزیع می‌کند تا جریان یکنواخت تضمین شود. در طول طراحی، مقاومت در امتداد لوله باید محاسبه شود تا از گرم شدن بیش از حد در نزدیکی انتها و سرد شدن بیش از حد در دوردست‌ها جلوگیری شود.
۲. طرح کویل گرمایش از کف
- روش‌های لوله‌کشی:
- U شکل/مارپیچی: لوله‌ها به طور یکنواخت کف را می‌پوشانند، برای اتاق‌های مستطیلی مناسب هستند و تابش یکنواخت گرما را فراهم می‌کنند.
-S شکل/دو لوله موازی: مناسب برای اتاق‌های باریک و طویل. بار حرارتی را می‌توان با تنظیم فاصله لوله‌ها (مثلاً ۱۵ تا ۳۰ سانتی‌متر) کنترل کرد. برای مناطقی با نیاز حرارتی بالا، مانند اتاق خواب‌ها، فاصله را می‌توان به ۱۵ سانتی‌متر کاهش داد.
- انتخاب جنس لوله و قطر آن:
- لوله‌های پی ای-آر تی و پکس که معمولاً استفاده می‌شوند، عموماً قطری بین ۱۶ تا ۲۰ میلی‌متر دارند. دبی جریان باید بر اساس بار حرارتی اتاق محاسبه شود (مثلاً، طول یک مدار لوله ۱۶ میلی‌متری باید کمتر یا مساوی ۸۰ متر و طول یک مدار لوله ۲۰ میلی‌متری باید کمتر یا مساوی ۱۲۰ متر باشد تا از مقاومت بیش از حد جلوگیری شود).
۳. بهینه‌سازی انتقال حرارت در سازه‌های زمینی
- ساخت و ساز از پایین به بالا:
(1). لایه عایق (تخته پلی استایرن اکسترود شده/تخته پلی استایرن): اتلاف گرما به دال کف را کاهش می‌دهد، ضریب عایق ≥ 0.03 W/(m·K)؛
(2). فیلم بازتابنده: گرما را به سمت بالا منعکس می‌کند و راندمان حرارتی را بهبود می‌بخشد.
(3). لایه محافظ کویل (کاردین/توری سیمی): کویل‌ها را محکم نگه می‌دارد و گرما را به طور یکنواخت توزیع می‌کند.
(4). لایه پرکننده (بتن سنگریزه): کویل‌ها را می‌پوشاند و به عنوان واسطه اصلی انتقال حرارت (هدایت حرارتی ≥ 1.2 W/(m·K)) عمل می‌کند، تقریباً 5-7 سانتی‌متر ضخامت دارد.
(5). لایه نهایی: کاشی/کفپوش (راندمان انتقال حرارت: کاشی، کفپوش چوبی مهندسی شده، کفپوش چوبی جامد). مقاومت حرارتی لایه نهایی را در طول طراحی در نظر بگیرید (برای کفپوش چوبی جامد، دمای آب را افزایش دهید یا فاصله لوله‌ها را کاهش دهید).
۴. کنترل دما و جریان
ترموستات + شیر برقی: این قطعه که در هر مدار منیفولد نصب می‌شود، به طور خودکار جریان آب را بر اساس دمای داخل خانه تنظیم می‌کند و کنترل دمای مخصوص اتاق را به دست می‌دهد (مثلاً ۲۰ درجه سانتیگراد در اتاق خواب و ۲۲ درجه سانتیگراد در اتاق نشیمن).
- دستگاه مخلوط کردن آب: هنگامی که دمای آب منبع گرما خیلی بالا باشد (مثلاً ۷۰ درجه سانتیگراد برای گرمایش مرکزی)، آب سرد اضافه می‌شود تا دمای آب گرمایش از کف به ۴۰ تا ۶۰ درجه سانتیگراد کاهش یابد و از آسیب رساندن دمای بالا به لوله‌ها یا تغییر شکل کف جلوگیری شود.