کاهش مصرف انرژی در ساختمان ها یکی از مباحث بسیار مهم در مقررات ملی ساختمان است. افزون بر این، مشکل سرد شدن آب گرم در لوله های خانگی یکی از مشکلات رایج در واحدهای مسکونی بویژه واحدهای با متراژ بالا است. استفاده از سیستم گردش آب گرم علاوه بر کاهش مصرف انرژی باعث ایجاد آسایش بیشتر برای ساکنان خانه می شود. در این مقاله به معرفی سیستم های گردش آب گرم می پردازیم. با کافه ساختمان همراه باشید. 

علت سرد و گرم شدن آب پکیج

سال‌های زیادی است که سامانه‌های آب گرم خانگی، در ساختمان‌ها طراحی شده‌اند و قدمت باستانی دارند. اما سامانه‌های گردش آب گرم خانگی به آن اندازه قدیمی ‌نیستند. در سال‌های اولیه در شهرهای صنعتی ایالات متحده، یکسری سامانه‌های گردش آب خانگی داشتند که از نیروی جاذبه برای گردش آب در شبکه لوله‌ کشی استفاده می‌کرد. چگالی آب گرم، کمتر از آب سرد است، بنابراین به طور طبیعی آب گرم به سمت بالا می‌رود و آب سرد به عقب به سمت آبگرمکن (از داخل یک پایه بازگشتی از بالاترین بخش سامانه‌ به طرف آب سرد ورودی آبگرمکن) برمی‌گردد. اگر لوله‌کشی بدون شیرهای یک‌طرفه، به طور صحیح نصب شود و گرمکن در زیرزمین یا در طبقه پایین تر قرار داده شود، گردش جاذبه به طور طبیعی رخ خواهد داد. 

راهنمای طراحی سامانه‌های گردش آب گرم خانگی

بسیاری از ساختمان‌های قدیمی‌ در ساحل شرقی ایالات متحده، قبل از ظهور پمپ گردشی، سامانه‌های گرمایشی هیدرونیک و سامانه‌های آب گرم خانگی داشتند که توسط سامانه‌‌ گردش جاذبه به‌کار گرفته می‌شدند. به‌طور‌کلی این سامانه‌ها به 3 طبقه یا لوله‌کشی آب گرم به زیرزمین محدود می‌شدند. سامانه‌های بزرگ‌تر به خوبی توسط گرانش به گردش در نمی‌آمدند، زیرا با نبود عایق کاری کافی، آب داخل لوله سرد می‌شود و از آنجایی‌که آب گرم نیروی شناوری خود را از دست می‌دهد نتیجه آن توقف جریان آب است. سامانه‌های لوله‌کشی بزرگ وقتی بدون پمپ گردش آب گرم خانگی نصب می‌شوند، به ایجاد تأخیر زمانی بدنام هستند. این سامانه در‌حالی‌که به آب سرد در لوله‌کشی آب گرم خانگی اجازه می‌دهد که در خط تخلیه جاری شوند در همان زمان منتظر آب گرم است که از آبگرم‌کن به دورترین تجهیزات برسد. آبی که تخلیه می‌شود، قبلاً گرم شده است و در نتیجه باعث اتلاف انرژی شده و برای مالک هزینه‌های اتلاف سوخت، آب و فاضلاب خواهد داشت.

پمپ سیرکولاتور خطی

پمپ سیرکولاتور خطی از گروه پمپهای سانتریفیوژ بوده که در دو نوع پمپ سیرکولاتور بدنه چدن و پمپ سیرکولاتور بدنه استیل ساخته شده و قادر به پمپاژ سیالات تا دمای 100-130 درجه سانتیگراد می باشند. این نوع پمپ ها غالباً جهت سیرکوله آب مورد استفاده قرار می گیرند. سیرکولاتور به پمپ هایی گفته میشوند که جهت گردش یک سیال درون یک سیکل بسته مورد استفاده قرار می گیرند. پمپ های سیرکولاتور جهت تامین آب داغ در سیستم های گرمایشی مرکزی و منطقه ای و گردش آب در سیستم های آب گرم خانگی مانند مدار آب گرم شوفاژ قابل استفاده است. قدرت موتور و میزان آبدهی پمپ، همچنین قطر دهانه ورودی و خروجی پمپ سیرکوله، از مهمترین پارامتر ها در انتخاب آن هستند. کلیه پمپ های سیرکولاتور در وب سایت تخصصی تاسیسات، تنها با گارانتی و خدمات پس از فروش نمایندگان رسمی (طبق دستورالعمل شرکت اصلی) عرضه می شوند.

یکی از پمپ ها پر استفاده در صنعت تاسیسات پمپ سیرکولاتور (پمپ خطی) می باشد. پمپ سیرکلاتور خطی که وظیفه سیرکوله کردن آب در حلقه سیستم لوله کشی را داراست، قادر به پمپاژ کردن آب تا دمای 140درجه سانتیگراد می باشد. برای ساده سازی سیستم لوله کشی و استفاده از فضای کف، پمپ را مابین دو فلنج قرار می دهیم.این امر موجب می گردد که در هنگام تعویض یا تعمیر بتوان پمپ را به سادگی از مسیر لوله کشی جدا کرد. پمپ سیرکولاتور به دو نوع خطی و زمینی تقسیم می شود که اگر در انتخاب پمپ مبنا را دبی در نظر بگیریم، در صورت کم بودن دبی، از پمپ سیرکولاتور خطی استفاده می کنیم و اگر دبی زیاد باشد از پمپ سیرکولاتور زمینی استفاده می شود که شامل الکتروپمپ و موتور می باشد. برای انتخاب پمپ مناسب در سیستم لوله کشی تاسیسات، ابتدا با در نظر گرفتن طویل ترین مسیر لوله کشی و حداکثر تلفات ناشی از انشعابات و ... مورد نیاز را بدست می آوریم.

از ترکیب دبی مورد نیاز و هد بدست آمده و بررسی نمودار های پمپ، پمپ خطی مناسب را انتخاب می کنیم. پمپ سیرکولاتور از لحاظ عملکرد، از نوع سانتریفوژ است. باید توجه نمود که به دلیل آنکه پمپ سیرکولاتور در سیستم ها حرارتی و برودتی به طور مداوم کار میکند و نیاز است که همیشه آب را سیرکوله کند، استفاده از دور موتور 1450 rpm الزامیست. اما در صورتی که پمپ بنا بر مکان مورد استفاده، در زمان های خاص نیاز به سیرکوله کردن آب داشته باشد، از دور موتور 2900 rpm استفاده می شود. پمپ سیرکولاتور در دو نوع چدنی و بدنه استیل وجود دارد. ضعف های عمده پمپ سیرکولاتور در خرابی الکتروموتور، خرابی واسطه، نشتی سیل (آب بند) و خرابی کوپلینگ است.

ویژگی های پمپ سیرکولاتور

•  بسیار کم صداست و جنس بدنه این پمپ ها غالباّ چدن و استیل می باشد و جنس پروانه آنها چدن و استیل و برنج است.
• این نوع پمپ ها دارای مکش منفی نیستند یعنی جهت جابجایی سیال بایستی آن سیال براین نوع پمپ ها اصطلاحا سوار باشد.
• این نوع الکترو پمپ ها در دو نوع تکفاز و سه فاز و تک دور، دودور، سه دور، چهار دور ساخته می شوند.
• این نوع الکتروپمپ ها به جهت مصرف بهینه انرژی دارای رده بندی مصرف A و B می باشند.
• این دسته ازالکتروپمپ ها در دو نوع با واسطه (کوپلینگ دار) واتاترم  یا موتورخشک و بدون واسطه وجود دارند.
• جهت گردش آبگرم در موتورخانه
• گردش آبگرم در سیستم های گرمایشی پکیج

 FAMCOپمپ آب گرم

چنانچه از منبع کوئلی اب گرم ایستاده یا مبدل حرارتی برای تامین آب گرم استفاده می شود لازم است برای سیرکولاسیون آب گرم شوفاژ در آنها از پمپ آب گرم جداگانه ای استفاده شود. پمپ سیرکوله برگشت مطابق نامش آب گرم را داخل لوله ها و مخزن آب گرم به گردش در می آورد تا آب گرم همواره در نزدیک ترین نقطه در دسترس مصرف کننده باشد.

FAMCOپمپ گردش آب شوفاژ

از این گونه پمپ ها برای گردش آب گرم در سیستم گرمایش مرکزی و منطقه ای و گردش اب در سیستم های آب گرم خانگی استفاده می شود. از الکتروپمپ ها با بدنه و پروانه استیل در صنایع مختلف جهت جابجایی انواع سیالات شیمیایی و سیستم های شستشوی صنعتی استفاده می شود.

روش انتخاب پمپ برگشت آب گرم مصرفی

در صورتی که طول لوله آب گرم بیش از 30 متر باشد، برای گرم ماندن آب در لوله آب گرم مصرفی و جلوگیری از اتلاف آب، یک لوله برگشت و در صورت نیاز پمپ برای سیرکولاسیون آب گرم در نظر می گیرند.

برای محاسبه دبی و هد پمپ به روش زیر عمل می کنیم:

طول طولانی ترین مسیر رفت آب گرم مصرفی + طول برگشت + 50 درصد طول را برای افت ها + طول رفت و برگشت.بعد نرخ انتقال حرارت بر واحد سطح لوله (لوله های عایق شده = 30 و لوله های غیر عایق = 50 btu/h/ft) را در این طول ضرب می کنیم.اختلاف دمای آب گرم رفت و برگشت = 5 درجه سانتی گراد.عدد بدست آمده بر حسب بی تی یو / بر ساعت بر عدد 500 = دبی بر حسب گالن بر دقیقه.برای محاسبه افت فشار، طول مسیر را بدست آورده، با توجه به دبی بدست آمده قطر لوله مورد نظر را سایز کرده و میزان افت فشار لوله را در طول مسیر ضرب می کنیم مقدار افت فشار شیر اطمینان، گرمکن و لوله تغذیه را به آن اضافه کرده، حاصل افت هد می باشد.قطر لوله آب گرم مصرفی باید طوری انتخاب شود که سرعت آب در محدوده 2 تا 6 فوت برثانیه باشد.در عمل ممکن است دبی پمپ را 30% دبی پمپ اصلی گرفت. معمولا قطر لوله برگشت آب گرم مصرفی را 2تا 3 سایز کمتر از لوله رفت می گیرند.

لزوم  استفاده از پمپ برگشت آبگرم مصرفی 

• برای جلوگیری از اتلاف آب، لوله کشی توزیع آب گرم مصرفی باید لوله برگشت داشته باشد تا آب گرم مصرفی همواره گردش داشته باشد و دمای آب گرم خروجی به هنگام باز کردن شیرهای برداشت آب، از ارقام مقرر شده کمتر نباشد.
• ممکن است به جای لوله برگشت، دمای آب لوله کشی توزیع آب گرم مصرفی را، با روش های دیگر (از جمله نصب نوارهای گرم کننده روی خطوط لوله)، در حد مورد نیاز به طور خودکار، کنترل کرد.
• در صورتی که طول خط لوله توزیع آب گرم مصرفی، از آب گرم کن تا دورترین مصرف کننده، بیش از 30 متر باشد، باید با کمک لوله برگشت، یا روش های دیگر، دمای آب گرم مصرفی داخل لوله را در حدود آنچه در فاصله 30 متر است، نگاه داشت.
• اگر مسیر لوله کشی مناسب باشد و از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد، ترجیح دارد گردش آب گرم از طریق لوله برگشت تا آب گرمکن بدون نصب پمپ و با استفاده از کاهش وزن مخصوص آب در دمای بالاتر که آب گرم را به سمت بالا می راند، صورت گیرد. در صورت لزوم باید برای گردش آب در لوله برگشت روی این لوله پمپ نصب شود. در صورت نصب پمپ روی لوله برگشت آب گرم مصرفی باید برای پمپ کلید خودکار یا دستی پیش بینی شود تا در مواقعی که گردش آب گرم مصرفی لازم نباشد، بتوان پمپ را خاموش کرد.