و دليل اين گسترش روزافزون بهينه بودن مصرف انرژي، توزيع يكسان گرما در تمامي سطح و فضا و دوري از مشكلات موجود در ساير روش ها ، به عنوان مثال سياه شدن ديوارها، گرفتگي و پوسيدگي لوله ها و… مي باشد. استفاده از روش گرمايش از كف جهت گرمايش محل سكونت از ديرباز به طرق مختلف انجام مي گرفته است.

 بطوريكه رومي ها زير كف را كانال كشي كرده و هواي گرم را از آن عبور مي دادند و كره اي ها دود حاصل از سوخت را قبل از اينكه از دودكش عبور كند از زير كف انتقال مي دادند. در سال 1940 نيز فردي بنام سام لويت براي اين منظور لوله هاي آب گرم را در زير كف قرار داد. دركشور ايران نيز درمناطق كوهستاني و سردسير ازجمله آذربايجان اين روش مورد استفاده قرار مي گرفته، كه بيشترين مورد استفاده آن درحمام ها بود.

 به طور كلي سه نوع روش گرمايش از كف موجود است:

1. گرمايش با هواي گرم

2.

گرمايش با جريان الكتريسيته

3.

گرمايش با آب گرم

 

 

 

به دليل اينكه هوا نمي تواند گرماي زيادي را درخود نگاه دارد روش هواي گرم در موارد مسكوني چندان به صرفه نيست و روش الكتريكي نيز فقط زماني مقرون به صرفه است كه قيمت انرژي الكتريكي كم باشد.درمقايسه با دو روش ذكر شده، سيستم گرمايش با آب گرم (هيدروليك) مقرون به صرفه تر و خوشايندتر مي باشد.

بدين خاطر سالهاي متوالي در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته است

. روش گرمايش از كف به عنوان راحت ترين، سالم ترين وطبيعي ترين روش براي گرمايش شناخته شده است. همانطور كه افراد دريك روز سرد زمستاني توسط تشعشع خورشيد احساس گرما مي نمايند دراين روش نيز گرما را بوسيله انتقال حرارت تشعشعي(تابشي) از كف دريافت مي كنند و يقيناً احساس آسايش بيشتري خواهند نمود. در اين سيستم گرمايشي معمولاً دماي آب گرم موجود در لوله هاي كف خواب بين 30 تا60 درجه سانتي گراد مي باشد كه درمقايسه با ساير روشهاي موجود، كه دماي آب بين 54 تا 71 درجه سانتي گراد است، 20 تا40 درصد در مصرف انرژي صرفه جوئي مي شود. در ساختمان هائي كه داراي سقف بلند مي باشند استفاده از سيستم گرمايش از كف باعث كاهش مصرف انرژي و صرفه جوئي در مصرف سوخت مي شود، به اين خاطر كه در ساير روشها (مانند رادياتور و بخاري) هواي گرم در اثر كاهش چگالي سبك شده و به سمت سقف مي رود و اولين جائي را كه گرم مي كند سقف مي باشد (اين موضوع به طور واضح درسمت چپ شكل زير مشخص مي باشد). به علت بالا بودن دماي هوا در كنار سقف ميزان انتقال حرارت آن به سقف از هرجاي ديگر بيشتر است و اين عامل باعث اتلاف مقدار زيادي انرژي مي شود.

در روش گرمايش از كف ابتدا قسمت پائين كه مورد نياز ساكنين است گرم مي شود وهوا با دماي كمتري به سقف مي رسد، كه اين يكي از مزاياي اصلي اين سيستم مي باشد

. يكي ديگر از مزاياي استفاده از روش گرمايش از كف كه امروزه بسيار مورد توجه واقع مي شود آسايش و راحتي افراد مي باشد، به طوريكه آسايش و راحتي فرد در محل سكونتش بدون اينكه از هر بابت داراي محدوديت باشد فراهم مي شود. در نظر بگيريد كه بدن شما در يك اتاق بگونه اي گرم شود كه شما در هنگام استراحت هيچگونه هواي گرمي را استنشاق نكنيد وتنفس شما بسيار ملايم صورت گيرد، اين بهترين روش گرم كردن در يك آپارتمان و يا يك منطقه صنعتي است. همه اعضاي بدن شما بخصوص پا كه بيشترين فاصله را با قلب دارد هميشه گرم خواهد ماند و اين براي انسان بسيار مطلوب خواهد بود.

همانگونه كه قبلاً اشاره شد در گرمايش بوسيله رادياتور يا بخاري دماي قسمت پائين اتاق سردتر از بالاي آن مي باشد كه اين حالت براي كودكان كه داراي اندام كوچكي هستند ناخوشايند است، بطوريكه افزايش البسه آنها براي جلوگيري ازبيماري، آزادي كودكانه آنها را محدود مي كند

. سيستم گرمايش از كف برخلاف رادياتور كه هواي محل سكونت را به دليل گرماي بيش ازحد خشك مي كند،رطوبت را درحد متعادل نگه مي دارد. همانطور كه مي دانيد بيشتر افراد از كثيف شدن ديوارها و محيط زندگي در اثر استفاده ازمنابع گرمايي همچون بخاري و رادياتور احساس نارضايتي مي كنند. از آنجا كه درسيستم گرمايش از كف جريان هوا به آرامي از پايين به بالا مي باشد بنابراين ديوار ها پاكيزه مي مانند. همين امر در مورد افرادي كه داراي آلرژي (حساسيت) هستند بسيار مورد اهميت است زيرا كه محيط زندگي عاري ازهرگونه محرك خواهد شد. استفاده از اين سيستم در مكانهايي همچون آشپزخانه و حمام كه كف آنها معمولاً خيس و مرطوب است مناسب بوده و باعث خشك شدن كف مي شود. مسئله مهم ديگر اينكه در اين روش رطوبت زمين كه دربعضي ازمنازل منجر به بروز بيماريهاي مفصلي مي شود از بين رفته و باعث كاهش درد بيماران مبتلا به ناراحتي هايي از قبيل رماتيسم خواهد شد.

همچنين از رطوبت ديوارها و كپك زدن آن كه شكل خوشايندي ندارد جلوگيري مي شود و ديگر اينكه در اين سيستم جايي براي رشد و تكثير حشرات موزي وجود ندارد

. يكي ديگر از فوايد سيستم گرمايش از كف اين است كه ديگر فضاي منزل يا محل كار توسط دستگاههاي رادياتور و بخاري اشغال نمي شود و به همين منظور آزادي بيشتري در تغيير دكوراسيون محل زندگي خواهيد داشت. شايد به نظر آيد كه به هنگام نصب سيستم كف خواب ديگر نمي توانيد پوشش مورد علاقه تان را براي كف انتخاب كنيد! ولي اين طور نيست. مطمئن باشيد كه شما مي توانيد براي پوشش كف منزل خود از هر نوع مصالحي ازجمله سنگ، سراميك، كاشي پاركت چوب وفرش نيز استفاده كنيد بدون اينكه تأثيري درگرماي مطلوب محيط شما بگذارد. يكي ديگر از مزاياي استفاده از سيستم گرمايش از كف در روشهاي ذوب برف مي باشد بطوريكه از اين روش براي ذوب يخ يا برف موجود در پياده روها، لنگرگاههاي بارگيري، جاده ها، ورودي ساختمانها و بيمارستانها، باند فرود هواپيما و زمينهاي ورزشي از جمله زمين فوتبال وغيره كه دسترسي آسان و سريع به محل الزامي است مي توان استفاده كرد. بطوريكه اين روش علاوه بركاهش هزينه هاي برف روبي و نمك پاشي، در حفظ ساختار موارد گفته شده بسيار موثر خواهد بود.

 

در حدود ۱۷۰۰ سال پیش در امپراتوری روم باستان سیستم گرمایش از کف بعنوان یک روش تامین حرارت مطلوب مورد استفاده واقع می گردید.

 

نمايي از اجراي سيستم گرمايش از كف

 

رومیان با سوزاندن چوب و ایجاد گازهای متشعل و عبور دادن این گازها از کانالهای هوایی موجود در کف ساختمان اقدام به گرم کردن کف منازل خود می کردند . این روش مدتهای مدیدی مورد استفاده قرار گرفته است

هم اکنون نیز همین سیستم گرمایشی مورد استفاده قرار می گیرد با این تفاوت که نحوه عمل مقداری تغییر کرده است و بجای گاز داغ از آب گرم و بجای کانالها از لوله های مخصوص استفاده می کنند

.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی هزینه نصب سیستم گرمایش کفی کاهش یافته است و با استفاده از لوله های

PEX دیگر مشکلات مربوط به لوله های مسی وفلزی و پلی بوتیلن را نخواهیم داشت . لوله های پلی بوتیلن (PB) مدتها در این روش مورد استفاده قرار می گرفت اما بدلیل وجود مشکلاتی مانند نشتی آب، کم کم جای خود را به لوله های جدید تر دادند.

امروزه لوله های پلیمری جدیدی که از جنس پلی اتیلن مشبک شده می باشند مورد استفاده قرار می گیرند

. که مانند لوله های PB نصب آنها بسیار آسان خواهد بود اما بخاطر ساختار مشبک آن خواص بهتری از خود نشان می دهند و مشکلات لوله های پلی بوتلین را ندارند .

 

آشنایی با سیستمهای گرمایش از کف

با افزایش روز افزون جمعیت و همچنین کاهش منابع انرژی، مصرف بهینه انرژی امری بدیهی می باشد

. در این راستا نقش سیستم های گرمایشی بهینه ساختمان ها و مجتمع های مسکونی در کنترل و بهینه سازی مصرف انرژی مهم و قابل تامل می باشد. سیستم حرارتی گرمایش از کف که انتقال حرارت به صورت تشعشعی (تابشی) سهم زیادی در فرآیند گرمایشی آن دارد، در مقایسه با سایر سیستمهای حرارتی نه تنها در صرفه جویی و بهینه سازی مصرف انرژی بلکه در مقوله رفاه و آسایش ساکنان ساختمان ها دارای نقاط قوت بسیاری می باشد. در سالهای اخیر ، سیستم گرمایشی از کف در کشورهای اروپائی و آمریکا بسیار متداول شده است و دلیل این گسترش روزافزون بهینه بودن مصرف انرژی ، توزیع یکسان گرما در تمامی سطح و فضا و دوری از مشکلات موجود در سایر روش ها ، به عنوان مثال سیاه شدن دیوارها ، گرفتگی و پوسیدگی لوله ها و… می باشد. استفاده از روش گرمایش از کف جهت گرمایش محل سکونت از دیرباز به طرق مختلف انجام می گرفته است. بطوریکه رومی ها زیر کف را کانال کشی کرده و هوای گرم را از آن عبور می دادند و کره ای ها دود حاصل از سوخت را قبل از اینکه از دودکش عبور کند از زیر کف انتقال می دادند. در سال ۱۹۴۰ نیز فردی بنام سام لویت برای این منظور لوله های آب گرم را در زیر کف قرار داد. درکشور ایران نیز درمناطق کوهستانی و سردسیر ازجمله آذربایجان این روش مورد استفاده قرار می گرفته، که بیشترین مورد استفاده آن درحمام ها بود.

 

انواع منبع تامين کننده حرارتي ممکن

سيستمهاي گرمايش از کف همانند سيستم رادياتور قابليت اتصال به انواع منابع تامين کننده حرارتي را دارا ميباشند

. ولي با توجه به راندمان بالاي گرمايش کفي دماي مورد نياز به بيشتر از 50 درجه نميرسد. از طرف ديگر دماي مورد نياز سيستم آبرساني حد اقل 60 درجه مي باشد. در نتيجه در ساختماني که از گرمايش کفي استفاده مي کند نياز به دو مدار با درجه حرارت متفاوت ضروري است که به روشهاي ذيل ممکن مي باشد استفاده از پکيج استفاده از موتورخانه با 2 ديگ کوچک استفاده از موتورخانه با يک ديگ و مبدل حرارتي استفاده از موتورخانه با يک ديگ و الکترو والو با مدار باي پاس مدل سازي اتلاف گرماي سيستم گرمايش کف با استفاده از يک مدل دو بعدي متصل به زمين گزارش حاضر، يک مدل شبيه سازي دو بعدي از اتلاف گرما و حرارت را توسط يک ورقه روي پايه، براي سيستم حرارتي کفي، معرفي مي کند. وظيفه اين سيستم مدل سازي تأثير آرايش و شکل کف پي ساختمان در کارايي سيستم گرمايش است. اين مدل مي تواند براي طراحي خانه هاي داراي پتانسيل مناسب براي سيستم حرارتي کف با توجه به اتلاف گرما از طريق شکل و ترکيب کف و پي ساختمان، استفاده شود. بررسي ها نشان مي دهد که براي يافتن ميزان دقيق اتلاف گرما به زمين، مدل متحرک سيستم کف مهم است اما مهمتر از آن، تأثير بسزايي است که پي ساختمان در اتلاف انرژي ساختمان ها که توسط سيستم حرارت کفي گرم مي شوند، دارد. نتيجه اين مدل سازي مي تواند در طراحي خانه هايي با سيستم حرارتي کفي لحاظ گردد.

مدل شبيه سازي انرژي ساختمان

مدل سازي اتلاف گرماي سيستم گرمايش کف مي تواند در يک مدل شبيه سازي شرايط حرارتي يک اتاق با گرمايش کف استفاده شود

. بدين منظور مدل انتقال گرما را با خصوصيات مواد ثابت و پايدار مد نظر مي گيرند. ديوارها، سقف، کف و پنجره ها با استفاده از يک متر حجمي کنترل محدود با يک طرح تهويه مجازي، مدل سازي مي شوند. در اين مدل، سيستم تهويه يک سيستم متعادل ساده است که داراي بازيافت گرما مي باشد. اطلاعات آب و هواي ساعت به ساعت (اندازه گيري شده يا از يک طرح منبع سالانه) نيز به عنوان ورودي استفاده مي شود. بدين ترتيب، مدل در يک برنامه شبيه سازي با مدل هايي براي ديوارها،( شامل توضيح داخلي تشعشعات خورشيدي)، سقف، کف، تهويه، اتاق و اطلاعات آب و هوا با نام FHSim براي شبيه سازي گرمکن کف، بکار گرفته مي شود. با استفاده از اين برنامه، گرمکن کف، مي تواند جزئيات به مصرف انرژي و اتلاف گرما به زمين را مشخص سازد.

پيش بيني دقيق جريان گرما و حرارت نشان دهند

? اين مطلب است که ساختمان هاي بزرگ مي توانند به خوبي بعنوان مدل قرار داده شوند که اين کار بر پايه ويژگي بعد آنها استوار مي باشد. علاوه بر اين بهتر است که شبيه سازي ديناميکي حرارت در لوله هاي گرمکن کف براي محاسبه دقيق اتلاف گرما به زمين، در صورتيکه هم ميانگين دقيق و هم ماکزيمم جريان گرما نياز باشد، استفاده گردد. معمولاً مقدار متوسط حرارت کف گرم شده نياز است. اما تخمين اين مقدار دشوار مي باشد زيرا اين مقدار به ليست طويلي از فاکتورها وابسته است که شامل ميزان مصرف انرژي خانه و مقاومت حرارتي بين سيستم گرمايي کف واتاق مي باشد که حتي اشتباهات کوچک در اين تخمين باعث ايجاد تفاوت هاي بزرگ در اتلاف گرماي پيش بيني شده به زمين مي گردد. مدل استفاده شده در اين مقاله مي تواند براي مدل سازي تأثير پي و ساختمان کف در مصرف انرژي و اتلاف گرما به زمين توسط اتصال مدل کف به يک اتاق سنجيده و استفاده شود. با استفاده از اين مدل جامع، شبيه سازي ديناميکي اتاق و سيستم گرمايي کف قابل اجرا مي باشد. در اين مدل تأثير عايق در ساختمان کف و پي در مصرف انرژي خانه مهم نشان داده شده است. اما اِشکال مدل اين است که کند بوده و به تعداد داده هاي زيادي نيازمند است. در هر حال اين مدل مي تواند به عنوان گامي به طرف اجراي سيستم هاي گرمکن کف قلمداد گردد.

روشهاي کنترل دما در سيستم گرمايش کفي

سيستم کنترل دماي بصورت دست

  

سيستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت مکانيک

  

سيستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت برقي

سيستم کنترل دماي بصورت دست

  

در اين سيستم با استفاده از شيرآلات قطع و وصل متصل شده به خروجي هاي هر کلکتور،در جعبه مربوطه، امکان کنترل منطقه هاي حرارتي به صورت دستي امکان پذير مي گردد.از مزاياي اين سيستم، اقتصادي بودن و ساده بودن سيستم کنترلي، ميتوان اشاره نمود.

سيستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت مکانيک

 

در اين سيستم با استفاده از نصب شيرآلات گرمايش کفي در داخل ديوار هر فضايگرمايشي، از طريق تنظيم ترموستات حرارتي نصب شده بر روي شير گرمايش کفي داخل ديوار، دماي محيط مريوطه به صورت مکانيکي و اتوماتيک کنترل مي گردد.در اين روش داخل جعبه شير گرمايشي، شير تخليه هوا نيز پيش بيني شده است.

سيستم کنترل دماي اتوماتيک بصورت برقي

در اين سيستم شيرهاي برقي که به حس گرهاي الکتريکي در هرمحيط به طورجداگانه وصل شده اند، فرمان قطع و وصل هرمدار حرارتي را دريافت نموده و عمليات تنظيم خودکار هر محيط را انجام مي دهند

.امکان ديگري همانند، دبي سنج و يا دماسنج نصب شده بر روي هر خروجي وورودي کلکتور امکان کنترل هاي مختلف و متنوعي را براي کاربر ممکن مي سازد.سيستم اتوماتيک برقي پايپکس کاملترين روش کنترلي دمائي فضاي گرمايش کفي مي باشد.

 

فوايد استفاده از سيستم گرمايش كفي

اسايش و آرامش در بالاترين حد ممكن

: درجه حرارت ثابت و دائمي دركليه طول زمستان در نزديكي كف ساختمان و در محلي كه شما قرار داريد وجود خواهد داشت . اين حالت بسيار دلپذيري است كه محيط اطراف پا گرم بوده و هواي مورد تنفس گرماي زيادي نداشته باشد. پروفيل دمايي سيستم گرمايش کفي به پروفيل ايده آل بسيار نزديک است، گرما به آرامي از کف به سمت سقف منتشر مي شود، پاي گرم و سر خنک، به سلامت کمک مي کند.

ثابت بودن حرارت

: بعلت جرم بسيار پوشش كف ساختمان در صورت هر گونه قطع برق و يا عوامل ديگر كه باعث توقف حرارت دهي مركزي باشد ، مدت زمان سرد شدن آپارتمان بسيار طولاني تر از ساير روشها مي باشد . در اين سيستم ابتدا مدت زماني طول مي كشد تا كف زمين به درجه حرارت مطلوب برسد ، ولي پس از گرم شدن اين حرارت به صورت باثبات تري در طول مدت زمستان مورد استفاده قرار خواهد گرفت .

سبكي وزن ساختمان ، افزايش ارتفاع اتاقها : بعلت استفاده از يكنوع لوله با سايز پائين و همچنين حذف عبور لوله هاي تاسيساتي از روي يكديگر ( كه عموما باعث بالا آمدن كف واحدها و پر كردن كف در زمان ساخت مي شود ) ضخامت پوشش به مقدار زيادي كاهش مي يابد. اين امر ضمن كم كردن وزن ساختمان ( و در نتيجه استقامت بيشتر آن ) موجب افزايش ارتفاع سقف واحدها نيز مي گردد.

صرفه جويي در مصرف سوخت

: بعلت تماس مستقيم افراد با منبع گرمايش درجه حرارت اتاق در درجات پائين تري تنظيم مي گردد. اين امر موجب صرفه جويي 25 الي 40 درصد در مصرف سوخت خواهد شد .

آزادي عمل در دكوراسيون داخل منزل

: بعلت قرار گرفتن اين سيستم در داخل كف زمين اثاثيه را ميتوان در هر گوشه از ساختمان قرار داد . اين امر بخصوص در واحدهاي كوچكتر و اتاق خوابهاي بافضاي محدود ، ملموس تر خواهد بود

هواي پاكيزه تر و خشك نشدن هوا : در سيستم رادياتوري ، عموما هواي اتاق خشك مي شود . در بسياري از موارد با قرار دادن كتري آب به روي رادياتور سعي در افزايش رطوبت اتاق مي شود . اين مشكل در سيستم گرمايش كفي نمودي نخواهد داشت .

تميزي ديوارها و اثاثيه منزل

: بعلت سيكل گردش هواي داغ در زمان استفاده از رادياتور عموما ديوارهاي بالاي رادياتور بمرور زمان سياه شده و دوده را بخود جذب مي نمايد . در سيستم گرمايش كفي ويرسبو اين مشكل برطرف شده و ديوارها وساير لوازم در طول زمان سياه نخواهد شد

افزايش ارزش منزل

: استفاده از سيستم گرمايش كفي ويرسبو موجب افزايش ارزش منازل مي شود اگر چه نصب اين سيستم از لحاظ هزينه تفاوت چنداني باسيستم حرارت بتوسط رادياتورهاي مرغوب ندارد ، ارزش افزوده آن براي ساختمان بسيار بيشتر خواهد بود

استفاده از منابع حرارتي مختلف

: سيستم گرمايش كفي ويرسبو مي تواند از منابع مختلفي براي تامين گرمايش استفاده كند . موتور خانه ، پكيچ و حتي حرارت خورشيدي مي توانند در اين سيستم مورد استفاده قرار گيرند

10-

خشك تر باقي ماندن زمينهاي مرطوب و يا خيس : در صورت نصب سيستم گرمايش كفي ويرسبو در محلهاي مانند آشپزخانه ، سرويسهاي بهداشتي و زير زمين ، در صورت خيس شدن كف اين محلها بعلت شستشو بسرعت خشك خواهد شد .

سيستم گرمايش از کف نگرشي نوين به طرحي كهن

در حدود

1700 سال پيش در امپراتوري روم باستان سيستم گرمايش از كف بعنوان يك روش تامين حرارت مطلوب مورد استفاده واقع مي گرديد. آنها با ايجاد كانال هاي مخصوص در زير كف كاخ ها و حمام ها در فصول سرد سال اين اماكن را گرم مي كردند. امروزه پس از گذشت قرن ها و با اختراع سيستم هاي هيدروليكي و پمپ هاي انتقال سيالات سيستم گرمايش از كف به عنوان يكي از رايج ترين شيوه هاي مدرن گرمايشي جهت تامين حرارت بسياري از فضاهاي مسكوني و صنعتي كاربرد دارد.

سيستم گرمايش كفي در جهان جديد نمي باشد و بصورت بسيار ابتدايي و ساده مورد استفاده قرار مي گرفته است

.در واقع براي اولين بار گرمايش كفي در حدود 60 سال بعد از ميلاد يعني روم باستان مورد استفاده قرار گرفته است.

 

روميان با سوزاندن چوب و ايجاد گازهاي متشعل و عبور دادن اين گازها از كانالهاي هوايي موجود در كف ساختمان اقدام به گرم كردن كف منازل خود مي كردند . اين روش مدتهاي مديدي مورد استفاده قرار گرفته است.

 

هم اكنون نيز همين سيستم گرمايشي مورد استفاده قرار مي گيرد با اين تفاوت كه نحوه عمل مقداري تغيير كرده است و بجاي گاز داغ از آب گرم و بجاي كانالها از لوله هاي مخصوص استفاده مي كنند.

 

امروزه با پيشرفت تكنولوژي هزينه نصب سيستم گرمايش كفي كاهش يافته است و با استفاده از لوله هاي PEX ديگر مشكلات مربوط به لوله هاي مسي وفلزي و پلي بوتيلن را نخواهيم داشت .

 

لوله هاي پلي بوتيلن (PB) مدتها در اين روش مورد استفاده قرار مي گرفت اما بدليل وجود مشكلاتي مانند نشتي آب، كم كم جاي خود را به لوله هاي جديد تر دادند .

 

امروزه لوله هاي پليمري جديدي كه از جنس پلي اتيلن مشبك شده مي باشند مورد استفاده قرار مي گيرند. كه مانند لوله هاي PB نصب آنها بسيار آسان خواهد بود اما بخاطر ساختار مشبك آن خواص بهتري از خود نشان مي دهند و مشكلات لوله هاي پلي بوتلين را ندارند .