سیستم حرارت مرکزی چیست؟

حرارت مرکزی که در زبان انگلیسی به آن Central heating و در فرانسوی «شوفاژ» گفته می‌شود، سیستم گرمایشی مرکزی  برای ساختمان‌های مسکونی، تجاری، اداری و دیگر کاربری‌های صنعتی و تجاری است. روش کار این سیستم به این صورت است که پس از تولید گرما در موتورخانه، گرمای تولید شده از طریق لوله‌های رفت و برگشتی به رادیاتورها، در فضای ساختمان توزیع می‌شود.

سیستم حرارت مرکزی در رده سیستم‌های گرمایشی قرار می‌گیرد که گرمای مطلوب و مطبوعی را برای ساختمان‌ها تولید می‌کند. در گذشته، بخاری‌ها منبع گرمای ساختمان بودند اما مدتی است که به لطف پیشرفت فناوری، سیستم حرارت مرکزی میان مصرف‌کنندگان متداول شده است. بخاری‌ها و شومینه‌ها دودزا بوده و باعث سیاه شدن دیوار خانه می‌شوند. به همین خاطر مصرف‌کنندگانی که به دنبال دستگاه‌های فاقد آلودگی هستند سیستم‌های گرمایشی را ترجیح می‌دهند که علاوه بر هوای پاک، آرامش را نیز برایشان به ارمغان بیاورند.

همین عدم آلودگی در سیستم گرمایش مرکزی است که مصرف‌کنندگان را به سمت خود کشانده است. در این سیستم، حرارت توسط یک سیال وارد یونیت هیتر، شوفاژ، فن کویل زیرزمینی و کونکتور می‌شود و سپس از آنجا در کل ساختمان توزیع می‌گردد. در سیستم تولید گرمای مرکزی، حرارت در فضای بیرونی مانند موتورخانه تولید می‌شود و سپس حرارت تولیدشده با لوله‌کشی از طریق دریچه‌هایی که در فضای داخل خانه نصب شده‌اند به فضای داخلی فرستاده می‌شود. به سیستم گرمایش مرکزی، کانال هوای گرم یا سیستم توزیع اجباری هوای گرم هم می‌گویند؛ سیستمی که سوخت اصلی آن برق، گاز طبیعی، یا نفت است.

انواع سیستم‌های گرمایش مرکزی

سیستم‌های حرارت مرکزی برحسب منبع تولید گرما و عامل انتقال گرما، سیال ناقل حرارت، درجه حرارت، و چگونگی گردش آب گرم به انواع زیر تقسیم می‌شوند:

• سیستم حرارت مرکزی هوای گرم
• سیستم حرارت مرکزی آب داغ
• سیستم حرارت مرکزی با پمپ حرارتی
• سیستم حرارت مرکزی با هوای گرم

اجزای سیستم گرمایش مرکزی

سیستم‌های گرمایش مرکزی از اجزای مختلفی تشکیل شده‌اند که در ادامه به آن‌ها می‌پردازیم:

دیگ

دیگ‌ها در سیستم گرمایش مرکزی، که در واقع وظیفه گرم کردن آب را به عهده‌ دارند، بسته به نوع سوخت و نوع سیال دریافت‌کننده حرارت به دو نوع دیگ آب گرم و دیگ بخار تقسیم می‌شوند. آب در دیگ‌های آب گرم بدون تبدیل‌شدن به بخار گرم می‌شود و تنظیم درجه حرارت بر عهده ترموستات است. در حالی‌ که دیگ‌های بخار، هم آب و هم بخارآب دارند و آب در آن‌ها به بخار تبدیل می‌شود. جنس دیگ‌‌های آب گرم و بخار از فولاد یا چدن است.

مشعل گازی

مشعل گازی شیر اتوماتی است که گاز از طریق آن وارد دیگ می‌شود و به خاطر هوایی که همراه گاز وارد شده موجب احتراق سوخت می‌گردد.

پمپ

پمپ برای به جریان انداختن و چرخش آب در مدار رادیاتور استفاده می‌گردد.

سوخت

سوخت ماده‌ای است که در اثر ترکیب با اکسیژن گرما و حرارت تولید می‌کند. سوخت‌ها جامد، مایع و گاز هستند.

سوخت پاش

از آنجایی‌که سوخت مایع در مقایسه با سوخت جامد مزیت بیشتری دارد، در حال حاضر سوخت مایع در صدر مصرف سوخت سیستم‌های گرمایش مرکزی قرار دارد. دستگاه‌های سوخت‌پاش با استفاده از فشار بخار یا هوا کارکرده و سوخت را منتشر می‌کنند.

رادیاتور

رادیاتور که از پره‌های فلزی ساخته ‌شده است، با استفاده از عبور بخار یا آب گرم، سطح بیرونی را گرم می‌کند و حرارت و گرما را به این روش به فضای اطراف منتقل می‌سازد. درواقع کار رادیاتورها انتقال حرارت آب به ساختمان است.

کنوکتور

کنوکتورها از لوله‌های فلزی یا مسی تشکیل شده‌اند که پره‌های آلومینیومی روی آن‌ها قرار گرفته‌اند. هوا از زیر جعبه‌ای که کنوکتورها در آن قرار گرفته‌اند وارد شده و پس از گرم شدن از طریق وزش خارج می‌شود.

مزایای استفاده از سیستم گرمایش مرکزی

سیستم‌های گرمایش مرکزی به خاطر عدم تولید آلودگی نسبت به سایر سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی بیشتر مورد استقبال مصرف‌کنندگان قرار می‌گیرند. این سیستم‌ها از تجهیزات بزرگی برخوردارند که عمدتاً داخل موتورخانه ساختمان نصب می‌شوند. سوخت مصرفی سیستم حرارت مرکزی برق، گاز، گازوئیل، زغال‌سنگ، و انرژی خورشیدی و غیره است.

با توجه به ویژگی‌ها و شرایط سیستم حرارت مرکزی، درصورتی‌که تمام موارد حین نصب سیستم‌های جانبی گرمایش مرکزی رعایت شوند، گرمای مطبوعی به دست خواهد آمد. قرار گرفتن سیستم در فضای مکانی مشخص باعث می‌شود که دسترسی به این سیستم راحت باشد. برخی از مزایای سیستم گرمایش مرکزی عبارت‌اند از:

• کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری سیستم به خاطر استفاده از تجهیزات بزرگ و کم که این سیستم را ازلحاظ اقتصادی مقرون‌به‌صرفه می‌کند.
• با توجه به اینکه تجهیزات سیستم گرمایش حرارتی در موتورخانه نصب می‌شوند آلودگی صوتی و سروصدای کار دستگاه‌ها وجود ندارد.
• سیستم‌های گرمایش مرکزی نیازی به دودکش ندارند.
• از لحاظ اقتصادی در مقایسه با بخاری‌های گازی و برقی به‌صرفه‌تر است.
• ایمنی این سیستم در مقایسه با سایر دستگاه‌های گرمایشی بالاتر است چراکه احتمال خفگی ناشی از گازگرفتگی و مسمومیت مونوکسید کربن بخاری‌ها در سیستم گرمایش مرکزی وجود ندارد.
• سیستم گرمایش مرکزی از چند منبع انرژی جدا یا ترکیبی استفاده می‌کند؛ در نتیجه تأمین سوخت در این سیستم چندان کار سختی نیست.
• از دیگر ویژگی‌های قابل‌توجه سیستم حرارت مرکزی، امکان کار و فعالیت آن در حالت رزرو و استفاده از منابع سوختی پشتیبان است.

معایب سیستم حرارت مرکزی

سیستم حرارت مرکزی در کنار محاسنی که در بالا اشاره شد، معایبی هم دارد. یکی از شاخص‌ترین معایب این سیستم‌ها، بازدهی پایین موتورخانه‌ها است که اغلب به دلیل طراحی و اجرای نادرست سیستم و عدم دقت در محاسبات مهندسی است. در ادامه به برخی از مشکلات و کاستی‌های سیستم حرارت مرکزی اشاره می‌کنیم:

• عدم تطابق ظرفیت حرارتی موتورخانه و بار حرارتی ساختمان
• استفاده از دیگ چدنی به‌عنوان مبدل حرارتی
• به هم خوردن تنظیمات مشعل
• استفاده از عایق نامناسب برای منبع آب گرمی درون موتورخانه، منبع انبساط پشت‌بام، لوله‌های رفت‌وبرگشت شوفاژ، ولوله‌های آب گرم بهداشتی
• رسوب‌گیر پره‌های دیگ و منبع آب گرم به خاطر املاح بالای آب
• فقدان تهویه مناسب برای احتراق
• وجود فاصله زیاد بین منبع آب گرم و مصرف‌کننده