سیستم های گرمایشی در ایران

نویسنده : تحریریه معماری آرل

تاریخ : چهارشنبه , ۱۳۹۲/۰۵/۰۲ ۰۲:۳۱

سیستم های گرمایش در کشور ما تاریخچه کهن و بزرگی را دارا می باشد. همان گونه که انسان در هر محیطی در جستجوی آرامش روحی خود بوده اند، آسایش شرایط جسمی هم از خواسته های نیاز وی بوده است. بعد از سوختهای معمولی مثل درست کردن آتش توسط هیزم، انسان راه حلهایی برای استفاده راحت تر و بهینه تر برای گرمایش و آسایش خود به وجود آورد.

آتشدان

آتشدان از اولین سیستمهایی می باشد که انسان برای گرمایش خود در فصل های سرد در فضای داخلی استفاده میکرده است.
طرز کار آتشدان به این صورت بود که هیزم را در آن آتش میزدند به طوری که یک محوطه بسیار کوچک یا با استفاده از یک ظرف تقریباً بزرگ، در آن آتش درست میکردند.
یکی از مشکلات این سیستم نگهداری آن بوده است.به طوری که غفلت از آن باعث آتش سوزی میشده است،وبرای روشن بودن آن یک نفر باید مرتب از شب تا صبح هیزم آن را تأمین میکرده است.

کرسی

در ایران هم از آتشدان همانند سایر کشورها برای گرمایش فضای داخلی استفاده می کردند. بعد از این شیوه، کرسی یکی از ابداعات مهم ایرانیان بوده است. نحوه کار آن به این صورت بوده که یک مرحله فراتر از آتشدانها بوده و با تفکری صحیح، از مشکلات آتشدانها کاسته است.
نحوه کار کرسی به این صورت بوده که معمولاً از اطاقی با یک در ورودی و بدون پنجره که برودت هوا در آنجا کمتر بوده است، برای تعبیه کرسی استفاده میشد و به جای استفاده از هیزم و یا آتش، از خاکستر داغ به دلیل عدم دود زایی در فضای اتاق، برای گرمایش محیط داخلی بناها بهره گرفته میشد.
روش طراحی کرسی ها به این صورت بوده که در وسط فضای مورد نظر یک حفره به عمق حداکثر 30 سانتی متر به وجود میآوردند و خاکستر داغ را در وسط این فضا میریختند. گرم نگه داشتن دائمی کرسی در طول مدت استفاده آن، شرایط خاصی را ایجاب میکند؛ به این صورت که یک نفر از اهل خانه (معمولاً مادر خانه) مسئولیت آنرا به عهده میگرفت. وظیفه وی بسیار حیاطی است، به این خاطر که او میبایست از گرم بودن خانه در طول شب که همه خواب هستند، مطمئن و مرتباً با خاکستر داغ آنرا گرم نگه دارد.
البته کرسی هم مثل بسیاری از سیستم های گرمایشی مشکلات خود را داشته ودارد.به عنوان مثال خیلی از مردم نحوه درست استفاده از زغال را نمیدانستند و دچار خفگی میشدند.
در کشور ما از گذشته تا کنون، کرسی به عنوان متداول ترین وسیله گرمایشی مورد استفاده قرار دارد و حتی در بسیاری از روستاهای کشور، هنوز کرسی و سیستم آن برقرار می باشد.

شومینه

اما جایگزینی کرسی با شومینه به اولین سفر ناصرالدین شاه به اروپا به سال 1290هجری شمسی باز می گردد و میتوان گفت سفر وی به اروپا پیش زمینهای برای ورود شومینه به عنوان سیستم گرمایشی در ایران بود. وی در سفر خود به فرانسه، با دیدن شومینه و نحوه کارکرد و البته بیشتر به دلیل زیباییهای آن که توسط استادان گچ بری انجام شده بود، شومینه را به ایران آورد و بعد از این سفر ما شاهد هستیم که در کاخ گلستان تهران به عنوان ارگ سلطنتی دربار ناصرالدین شاه، شومینه به فضای داخلی کاخهای بیرونی و اندرونی گلستان و حتی به خانه اشراف و اعیان و افراد طبقه متوسط جامعه در سراسر کشور راه پیدا می کند.
کارکرد شومینه در ایران به دلیل عدم آشنایی و سخت بودن نگهداری و تمیز کردن آن زیاد گسترش پیدا نکرد و کم کم کاربرد شومینه به سمت پیش بخاری، پیش رفت و به عنوان یک نماد بصری با جلوه های زیبا در فضای داخلی امکان استفاده می شد. البته گاهاً خاکستر ذغال داغ را برای گرمایش در فضای شومینه قرار می دادند تا کمترین آلودگی را داشته باشد و بحث تمیز کردن آن نیز آنچنان سخت نباشد.

با گذشت زمان و پیشرفت ایران با توجه به استفادههای مختلف از نفت و صنایع وابسته به آن و رشد سریع انقلاب صنعتی در جهان، وسایل گرمایشی و روشنایی در ایران تغییر پیدا کرد. تقریبا با شروع دوران پهلوی در ایران، ورود وسایل گرمایشی جدیدا به ایران آغاز شد و استفاده از علاالدین در خانه ها به علت راحتی و در دسترس بودن برای قشر متوسط کاربری بیشتری نسبت به شومینه پیدا کرد.

بخاری نفتی

پس از ان بخاری جای علاالدین رواج را گرفت و دلیل آن آلایندگی کمتر و مصرف بهینه و راحت تر بخاریهای نفتی بود و تا سالها کاربری زیادی جهت گرمایش داشت و هم اکنون نیز قابل کاربرد است.از مشکلات این سیستم میتوان به خفگی بر اثر گاز منواکسیدکربن به علت استفاده از دودکش اشاره کرد.

بخاری برقی

کمکم با ورود بخاری برقی به ایران،استفاده کنندگان آن بیشتر شدند.آلودگی های زیاد بخاری نفتی باعث شد تا مردم به استفاده از بخاری های برقی روی بیاورند.همچنین امنیت بیشتر بخاری برقیدراستقبال عموم را از این وسیله تأثیرگذار بوده است.ازبیشترین مشکلات این سیستم میتوان به سوختگیاشاره کرد.

بخاری گازی

بخاری های گازی جایگزین مناسبی برای بخاری های برقی بودند.به علت مصرف زیاد بخاری های برقی نسبت به گازی،و صرفه اقتصادی،استفاده از بخاری گازی عنوان سیستم گرمایش در ایران بسیار متداول است.فراوانی گاز در کشور ما و همچنین بالاتر بودن هزینهی مصرفی بخاری برقی استقبال عموم مردم از بخاری گازی بیشتر از بخاری برقی است.هم اکنون بخاری گازی به عنوان یکی از سیستم های متداول گرمایشی در ایران مورد استفاده واقع میشود. مثل بخاری نفتی میتوان خفگی بر اثر کاز منواکسیدکربن به علت استفاده از دودکش را از مشگلات بزرگ این سیستم نام برد.

سیستم های مرکزی

با به وجود آمدن سیستم مرکزی مثل شوفاژخانه و مشعل نسل جدیدی از سیستم های گرمایش در کشور ما رواج پیدا کرد.استفاده از بخاری های بدون دودکش هم یکی دیگر از راه های متداول دیگر جهت گرمایش است.عملكرد بخاري‌هاي گازسوز بدون دودكش به گونه‌اي است كه احتياجي به مجراي خروج دود در محصول و تعبيه دودكش درديوار، سقف و پشت بام منازل ندارند. صرفاً مي‌توان با دسترسي به انشعاب گاز، ضمن رعايت دستورالعمل سازنده و استانداردهاي مربوطه، امكان استفاده از گرماي مطبوع آن را فراهم كرد. در اين بخاري‌ها فرايند احتراق با راندمان حدود 4/90 درصد انجام مي‌شود و اكثر گاز خروجي حاصل از آن‌ها، دي اكسيد كربن و بخار آب مي‌باشد و از آنجا كه اين بخاري نيازي به دودكش ندارد، بخار آب ايجاد شده در فضاي اتاق منتشر شده و رطوبت لازم را ايجاد مي‌نمايد.

از کرسی های زغالی تا چیلر های گازی و برقی

امروزه پیشرفت تکنولوژی باعث شده تا گزینه های مختلفی برای انتخاب وسایل، تجهیزات و سیستم های مناسب گرمایشی منازل وجود داشته باشد. این روزها در میان مولفه های مصرف انرژی در ساختمان، سیستم های گرمایشی که عمدتا از سوخت های فسیلی استفاده می کنند، از جمله مصرف کنندگان عمده انرژی به شمار می روند.
در روزگاری که خبری از کرسی های زغالی نیست، توجه به عوامل گوناگونی که در میزان مصرف انرژی گرمایشی نقش دارند، بسیار مهم است.
به همین دلیل وسایل گرمایشی متنوعی همانند شوفاژ، فن کویل، چیلر، بخاری و شومینه های گازی و… در منازل امروزی استفاده و سیستم های گرمایش از کف، دیواره ها و سقف در طراحی و ساخت خانه های امروزی لحاظ می شود.

مقايسه راندمان حرارتي نسل جديد و قديم تجهيزات گرمايشي

مطابق گزارش‌ها و اسناد موجود راندمان حرارتي معمول نسل قديم تجهيزات گرمايشي كه در كشورهاي پيشرفته دنيا توليد شده‌اند بين 55 تا 65درصد متغير است. طبق همين گزارش‌ها در صورت بكارگيري نسل جديد تجهيزات گرمايشي اين راندمان حرارتي تا حد كاملا چشمگيري قابل افزايش است.

بنابراين واضح است كه در صورت جايگزيني نسل جديد تجهيزات گرمايشي عملا صرفه‌جويي قابل ملاحظه‌اي در مصرف انرژي ساختمان حاصل خواهد شد.طبق گزارش ارائه شده توسط وزارت انرژي آمريكا (1) در صورت بكارگيري نسل جديد تجهيزات گرمايشي در برخي موارد تا 50درصد در مصرف انرژي صرفه‌جويي مي‌شود. طبق گزارش (2) يكي از معتبرترين موسسات فعال اروپا در زمينه انرژي، با جايگزيني تجهيزات گرمايشي با راندمان بالا به جاي نسل قديم تجهيزات گرمايشي مي‌توان تا 40درصد در مصرف انرژي صرفه‌جويي كرد.طبق گزارش ديگري كه توسط وزارت انرژي آمريكا ارائه شده است، افزايش سرمايه‌گذاري صورت گرفته جهت جايگزيني نسل جديد تجهيزات گرمايشي به صورت ميانگين طي يك دوره 5/5ساله قابل جبران است.با توجه به آمار ارائه شده توسط سازمان بهينه‌سازي مصرف سوخت كشور(3) هم‌اكنون سالانه بيش از 7ميليارد دلار جهت تامين گرمايش مورد نياز ساختمان‌ها در ايران هزينه مي‌شود. بنابراين، در صورت جايگزيني نسل جديد تجهيزات گرمايشي و با توجه به صرفه‌جويي 40درصدي به واسطه بهره‌گيري از اين تجهيزات، سالانه حدود 3ميليارد دلار در مصرف انرژي صرفه‌جويي خواهد شد. با يك محاسبه ساده مي‌توان به اين نتيجه رسيد كه با صرفه‌جويي حاصل از جايگزيني مورد اشاعه عملا امكان احداث 50هزار واحد آپارتماني جديد در سراسر كشور فراهم مي‌شود.چرا حداكثر راندمان حرارتي نسل جديد تجهيزات گرمايشي 110درصد مي‌باشد؟در نسل جديد تجهيزات گرمايشي تدابيري انديشيده شده است تا پتانسيل‌هايي كه در نسل قديم تجهيزات گرمايشي به كار گرفته نشده‌اند به بهترين شكل مورد بهره‌برداري قرار گيرند. در نسل جديد تجهيزات گرمايشي به پتانسيل هواي ورودي توجه ويژه‌اي شده است. در نگاه موشكافانه جديد، هواي ورودي علاوه‌بر اينكه يكي از عوامل مورد نياز جهت احتراق مي‌باشد به عنوان يكي از منابع انرژي در نظر گرفته مي‌شود و با استحصال انرژي ورودي از هواي مورد نياز احتراق، حداكثر راندمان حرارتي دستگاه افزايش مي‌يابد (تغيير حالت ماده).محاسبات ترمودناميكي(4) نشان مي‌دهد جرم هواي موردنياز جهت سوخت 100هزار Btu گاز طبيعي، حامل مقادير قابل توجهي انرژي است به طوري كه انرژي قابل استحصال از اين جرم هوا تقريبا10هزاروصد Btu است كه اين مقدار انرژي بيش از 10درصد انرژي قابل استحصال از همان مقدار سوخت در نسل قديم تجهيزات گرمايشي بيشتر خواهد بود.

گردآورندگان:سجاد عسگری،مهرداد نجیب زاده