بهترین روش لوله کشی شوفاژ

پیش نیاز مقاله:

شناخت افت فشار، شناخت هد و دبی پمپ

چکیده مقاله:

در این مقاله، به بررسی و مقایسه روش‌های مختلف لوله‌کشی شوفاژ پرداخته‌ایم که تأثیر مستقیمی بر کارایی و بهره‌وری سیستم‌های گرمایشی دارند. دو روش اصلی لوله‌کشی که به تفصیل توضیح داده شده‌اند، شامل سیستم تک‌لوله‌ای و سیستم دو‌لوله‌ای هستند. در سیستم دو‌لوله‌ای، روش‌های برگشت مستقیم و برگشت معکوس برای توزیع حرارت بررسی شده است. هر یک از این روش‌ها ویژگی‌های خاص خود را دارند و انتخاب مناسب بستگی به نیاز و شرایط پروژه دارد. در این مقاله، علاوه بر تحلیل هر روش، به چالش‌هایی مانند توازن دمایی در رادیاتورها و راه‌حل‌های بالانس فشار اشاره کرده‌ایم. اگر به دنبال راه‌حلی مؤثر برای نصب سیستم‌های شوفاژ با کارایی بهینه هستید، ادامه این مقاله را از دست ندهید.

بهترین روش لوله‌کشی شوفاژ: بررسی تخصصی سیستم‌های لوله‌کشی آب

۱. سیستم‌های باز و بسته در لوله‌کشی آب

سیستم‌های لوله‌کشی شوفاژ از نظر ساختار و عملکرد به دو دسته باز و بسته تقسیم می‌شوند.

۱-۱. سیستم لوله‌کشی باز

در سیستم باز، آب با یک مخزن در ارتباط است که به هوای آزاد راه دارد. این نوع سیستم‌ها معمولاً در تجهیزاتی مثل برج خنک‌کننده و ایرواشر به‌کار می‌روند. ویژگی شاخص سیستم‌های باز، سادگی طراحی و امکان تنظیم فشار از طریق سطح مخزن است.

مزایا:

  • هزینه کمتر در طراحی و اجرا
  • عدم نیاز به تجهیزات فشار بالا
  • سادگی در نگهداری و بهره‌برداری

معایب:

  • اتلاف حرارتی به دلیل تماس مستقیم با هوای آزاد
  • احتمال ورود آلودگی و اکسیژن به آب، که منجر به خوردگی لوله‌ها و تجهیزات می‌شود
  • نیاز به فضای بیشتر برای نصب مخزن باز

نکته تخصصی: در سیستم‌های باز، به دلیل تبخیر سطحی آب در مخزن، باید به‌طور مداوم سطح آب کنترل و آب جبرانی تأمین شود.

تصویری از برج خنک کننده

۱-۲. سیستم لوله‌کشی بسته

در سیستم بسته، آب در هیچ مرحله‌ای با هوای آزاد تماس پیدا نمی‌کند و گردش آب در یک مدار کاملاً بسته صورت می‌گیرد.

  • منبع انبساط در سیستم بسته:
    سیستم بسته معمولاً به دو صورت زیر اجرا می‌شود:
  1. منبع انبساط باز: این نوع منبع با هوای آزاد در تماس است، اما سطح آبِ در معرض هوا بسیار محدود است و معمولاً در بالاترین نقطه مدار نصب می‌شود.
  2. منبع انبساط بسته: در این نوع، انبساط آب با استفاده از یک منبع تحت فشار صورت می‌گیرد و هیچ‌گونه تماسی با هوا وجود ندارد.
    مزایا:
  • کاهش اتلاف انرژی و افزایش راندمان سیستم
  • جلوگیری از ورود اکسیژن و کاهش خوردگی تجهیزات
  • مناسب برای سیستم‌های با فشار بالا و مدارهای بزرگ
    معایب:
  • نیاز به تجهیزات کنترلی دقیق مثل منبع انبساط تحت فشار
  • هزینه بالاتر در مقایسه با سیستم‌های باز
  • پیچیدگی بیشتر در نصب و تعمیرات
منبع انبساط باز که در بالاترین نقطه سیستم نصب می گردد

۲. دسته‌بندی سیستم‌های لوله‌کشی از نظر گردش آب

۲-۱. سیستم تک‌گذر (عبوری)

در این سیستم، آب فقط یک بار از تجهیزات عبور کرده و سپس تخلیه می‌شود. سیستم تک‌گذر معمولاً در تأسیسات آب گرم بهداشتی و تجهیزاتی که نیاز به آب تازه دارند به کار می‌رود.

ویژگی‌های سیستم تک‌گذر:

  • تأمین مداوم آب تازه
  • مناسب برای مصارف بهداشتی مانند آب‌گرم مصرفی
  • امکان رسوب‌گیری کمتر به دلیل جریان پیوسته آب
  •  

۲-۲. سیستم گردشی (سیرکولاتور)

در این سیستم، آب به‌طور مداوم در یک مدار بسته گردش می‌کند و پس از عبور از مبدل حرارتی یا رادیاتور، دوباره به مبدأ (مانند پکیج یا بویلر) بازمی‌گردد. گردش آب در سیستم گردشی می‌تواند به دو روش انجام شود:

  1. گردش طبیعی (ترموسیفون): در این حالت، جریان آب به‌صورت خودکار و با استفاده از اختلاف چگالی بین آب گرم و آب سرد انجام می‌شود. این روش برای مدارهای کوچک و سیستم‌های با ارتفاع زیاد مناسب است.
  2. گردش اجباری (پمپاژ): با استفاده از پمپ سیرکولاتور، آب با فشار و سرعت بیشتری در مدار گردش می‌کند که موجب توزیع یکنواخت حرارت در تمام بخش‌های سیستم می‌شود.

    مزایای سیستم گردشی:

    • کاهش اتلاف انرژی با استفاده از بازگشت آب گرم
    • یکنواختی دما در رادیاتورها و بخش‌های مختلف مدار
    • مناسب برای سیستم‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر

نکته تخصصی: در سیستم‌های گردشی، استفاده از پمپ‌های دور متغیر می‌تواند باعث بهینه‌سازی مصرف انرژی شود و عملکرد سیستم را در فشار و دماهای مختلف تنظیم کند

۳. مقایسه و انتخاب بهترین روش لوله‌کشی شوفاژ

برای انتخاب بهترین روش لوله‌کشی شوفاژ، باید به عواملی مثل نوع ساختمان، ظرفیت حرارتی مورد نیاز و هزینه‌های اجرا و نگهداری توجه کرد:

سیستم باز و بسته لوله کشی شوفاژ

نتیجه‌گیری:
انتخاب بهترین روش لوله‌کشی شوفاژ به نیازهای خاص پروژه بستگی دارد. در ساختمان‌های کوچک، استفاده از سیستم باز به دلیل هزینه کمتر می‌تواند مناسب باشد، درحالی‌که در پروژه‌های بزرگ و پیشرفته، سیستم بسته با گردش اجباری بهترین عملکرد را از نظر راندمان و صرفه‌جویی در انرژی ارائه می‌دهد.

انواع سیستم لوله‌کشی شوفاژ (مدار گرمایش)

۱. سیستم تک‌لوله‌ای (One Pipe System)

در سیستم تک‌لوله‌ای، که یکی از روش‌های صحیح لوله‌کشی شوفاژ محسوب می‌شود، تنها یک لوله وظیفه انتقال آب گرم و بازگرداندن آب سرد در مدار بسته را بر عهده دارد. به عبارتی، همان لوله‌ای که از منبع تولید آب گرم شوفاژ (مانند پکیج شوفاژ دیواری یا بویلر) به سمت مصرف‌کننده‌های حرارت (مانند رادیاتور، فن‌کویل و …) حرکت می‌کند، وظیفه بازگشت آب به مبدأ را نیز بر عهده دارد.

نحوه اتصال در سیستم تک‌لوله‌ای
نکته حائز اهمیت در اجرای این سیستم، ایجاد انشعاب دوم برای اتصال به رادیاتور بعدی است. درصورتی‌که تنها یک لوله به رادیاتور وارد شده و از سمت دیگر خارج گردد، این نوع اتصال به‌صورت سری خواهد بود. اتصال سری کاملاً غلط و غیراستاندارد است، زیرا:

  • با بستن شیر ورودی رادیاتور، مسیر حرکت آب در کل سیستم مسدود شده و عملکرد مدار گرمایش متوقف می‌شود.
  • رادیاتورهای بعدی دچار افت حرارتی شدید خواهند شد و کارایی گرمایش به‌شدت کاهش می‌یابد.

مزایای سیستم تک‌لوله‌ای

  • مناسب‌ترین گزینه برای لوله‌کشی روکار: سیستم تک‌لوله‌ای به‌دلیل استفاده از تعداد کمتر لوله، بهترین انتخاب برای پروژه‌هایی است که نیاز به لوله‌کشی روکار دارند.
  • مصرف کمتر لوله: در این روش، استفاده از یک لوله مشترک باعث کاهش مصرف لوله و در نتیجه کاهش هزینه‌های اجرایی می‌شود.

سادگی طراحی: سیستم تک‌لوله‌ای از طراحی ساده‌تری نسبت به سایر روش‌ها برخوردار است.
معایب سیستم تک‌لوله‌ای

  • نیاز به دقت بالا در اجرا: اجرای صحیح و استاندارد این سیستم به دقت و مهارت بالایی نیاز دارد.
  • محدودیت در تعداد رادیاتورها: سیستم تک‌لوله‌ای برای مدارهای کوچک با تعداد ۵ تا ۶ رادیاتور مناسب است و برای مدارهای بزرگ‌تر کارایی لازم را ندارد.
  • افت حرارتی در رادیاتورهای انتهایی: به‌دلیل انتقال پیوسته آب از یک رادیاتور به رادیاتور دیگر، دمای آب در مسیر کاهش می‌یابد که موجب عملکرد ضعیف‌تر رادیاتورهای انتهایی خواهد شد.
لوله کشی تک لوله ای
لوله کشی تک لوله ای

۲. سیستم دولوله‌ای (Two Pipe System)

در سیستم دولوله‌ای، که به‌عنوان دومین روش استاندارد و صحیح لوله‌کشی شوفاژ شناخته می‌شود، انتقال آب گرم و بازگشت آب سرد از طریق دو لوله مستقل به نام‌های لوله رفت (Flow Pipe) و لوله برگشت (Return Pipe) صورت می‌گیرد. در این روش، آب گرم با دمای بالا از طریق لوله رفت به رادیاتورها منتقل شده و پس از کاهش دما، از طریق لوله برگشت به منبع حرارتی بازمی‌گردد.

ویژگی‌های سیستم دولوله‌ای

  • افت دمای کمتر: به‌دلیل استفاده از دو مسیر مستقل برای رفت و برگشت آب، افت دما در طول مسیر کاهش می‌یابد و تمامی رادیاتورها عملکرد حرارتی بهینه‌ای خواهند داشت.
  • افزایش کارایی سیستم گرمایشی: این روش، توزیع یکنواخت حرارت را در تمام نقاط مدار تضمین می‌کند.
  • انعطاف‌پذیری بیشتر: سیستم دولوله‌ای برای مدارهای بزرگ و پیچیده مناسب است و امکان نصب تعداد بیشتری رادیاتور را فراهم می‌کند.
    انواع سیستم دولوله‌ای
    سیستم دولوله‌ای خود به دو دسته تقسیم می‌شود:

1.2 سیستم لوله‌کشی با برگشت مستقیم (Direct Return Piping)

در این روش، مسیر لوله برگشت هر رادیاتور به‌طور مستقیم و به کوتاه‌ترین شکل ممکن به منبع حرارت بازمی‌گردد.

مزایا:

  • کاهش طول لوله‌کشی و هزینه‌های اجرا
  • سادگی طراحی و نصب

معایب:

  • افت فشار بیشتر در رادیاتورهای دورتر به‌دلیل طولانی‌تر بودن مسیر آب رفت
  • عدم تعادل دمایی در سیستم بدون تنظیم دقیق فشار

2.2 سیستم لوله‌کشی با برگشت معکوس (Reverse Return Piping)

در این روش، مسیر برگشت رادیاتورها به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که طول مسیر لوله‌کشی برای تمام رادیاتورها یکسان باشد. به بیان دیگر، رادیاتور اول در مسیر رفت، آخرین رادیاتور در مسیر برگشت خواهد بود.

مزایا:

  • توزیع یکنواخت فشار و دما در کل مدار
  • کاهش افت فشار در مسیرهای دورتر
  • مناسب برای مدارهای بزرگ و پیچیده

معایب:

  • نیاز به لوله‌کشی بیشتر و در نتیجه افزایش هزینه‌های اجرا
  • پیچیدگی بیشتر در طراحی و نصب

جمع‌بندی: انتخاب سیستم تک‌لوله‌ای یا دولوله‌ای؟

انتخاب بین سیستم تک‌لوله‌ای و دولوله‌ای به عوامل متعددی بستگی دارد:

سیستم تک لوله ای و دو لوله ای شوفاژ

سیستم لوله‌کشی با برگشت مستقیم (Direct Return Piping System)

در این روش از لوله‌کشی شوفاژ، از یک لوله به عنوان خط لوله رفت برای انتقال آب گرم از مبدل حرارتی (نظیر پکیج شوفاژ دیواری) به رادیاتورها یا سایر توزیع‌کننده‌های حرارت (مانند فن‌کویل، کانوکتور و …) استفاده می‌شود. همچنین، یک خط لوله برگشت به منظور جمع‌آوری آب با دمای کاهش‌یافته از توزیع‌کننده‌های حرارتی و بازگرداندن آن به منبع تولید حرارت طراحی می‌گردد.

در سیستم برگشت مستقیم، به هنگام عبور آب از رادیاتورها، آب موجود در نزدیک‌ترین رادیاتورها (به منبع حرارت) به دلیل کاهش افت فشار مسیر، جریان بیشتری را دریافت کرده و دمای بالاتری خواهند داشت. در مقابل، رادیاتورهای دورتر به دلیل طول بیشتر مسیر رفت و برگشت، افت فشار بیشتری تجربه کرده و کمتر گرم می‌شوند.

لوله کشی مستقیم رادیاتورها
لوله کشی مستقیم رادیاتورها

عیوب سیستم برگشت مستقیم:

  1. عدم توازن دمایی در رادیاتورها: به دلیل افت فشار غیریکنواخت، رادیاتورهای نزدیک‌تر دمای بالاتری دارند، در حالی که رادیاتورهای دورتر ممکن است عملکرد ضعیف‌تری نشان دهند.
  2. وابستگی عملکرد به طول مسیر لوله‌کشی: هر چه مسیر لوله‌کشی طولانی‌تر شود، مشکل عدم بالانس سیستم تشدید خواهد شد.

راهکارهای رفع مشکل توازن دمایی در سیستم برگشت مستقیم:

  1. استفاده از شیرهای بالانسینگ (Balancing Valve): این شیرها افت فشار سیستم را به صورت خودکار تنظیم کرده و توزیع یکنواخت جریان آب را میان رادیاتورها ممکن می‌سازند. با وجود مزیت بالای این روش، هزینه پیاده‌سازی آن برای سیستم‌های خانگی به‌صرفه نیست.
  2. بالانس دستی با استفاده از شیر زانوی قفلی (Lockshield Valve):
  • در این روش، با تنظیم شیرهای برگشت رادیاتور، میزان جریان آب را کنترل کرده و مسیر افت فشار را متعادل می‌کنیم.
  • برای رادیاتورهای نزدیک‌تر، دریچه شیر برگشت تنگ‌تر شده و برای رادیاتورهای دورتر دریچه بازتر می‌شود.
  • در صورت نیاز به دقت بالا، می‌توان از گیج‌های فشار در ورودی و خروجی رادیاتور استفاده کرد تا عدد اختلاف فشار در تمامی رادیاتورها یکسان شود.

محاسن سیستم برگشت مستقیم:

  • سادگی اجرا: نیاز به پیچیدگی‌های خاص در نصب ندارد.
  • سهولت در محاسبات سایز لوله: با توجه به جریان مستقیم آب، محاسبات سایز لوله‌ها ساده و سریع‌تر انجام می‌شود.

سیستم لوله‌کشی با برگشت معکوس (Reverse Return Piping System)

در سیستم لوله‌کشی با برگشت معکوس، خط لوله رفت از منبع حرارت به رادیاتورها به ترتیب متصل می‌شود. اما بر خلاف روش برگشت مستقیم، در این سیستم اولین رادیاتور در مسیر لوله رفت، آخرین رادیاتور در مسیر لوله برگشت خواهد بود. به عبارت دیگر، طول مسیر آب برای تمامی رادیاتورها در خطوط رفت و برگشت یکسان خواهد بود.

لوله کشی با برگشت معکوس رادیاتورها
لوله کشی با برگشت معکوس رادیاتورها

مزایای سیستم برگشت معکوس:

  1. بالانس هیدرولیکی خودکار: به دلیل برابری طول مسیر رفت و برگشت، افت فشار آب در تمامی رادیاتورها برابر بوده و به صورت طبیعی، سیستم به حالت بالانس می‌رسد.
  2. توازن دمایی رادیاتورها: با توزیع یکسان جریان، تمامی رادیاتورها دمای یکنواختی خواهند داشت.

 

این ویژگی‌ها باعث می‌شود که سیستم برگشت معکوس برای منازل و فضاهای کوچکی که از رادیاتور به عنوان توزیع‌کننده حرارت استفاده می‌کنند، بهترین انتخاب باشد.

معایب سیستم برگشت معکوس:

  1. نیاز به محاسبات دقیق: اجرای صحیح این سیستم مستلزم دانش فنی بالا برای محاسبه صحیح سایز لوله‌ها و انشعابات است.
  2. عدم سازگاری در سیستم‌های دارای فن‌کویل با سایزهای متفاوت: در مواردی که افت فشار فن‌کویل‌ها یا توزیع‌کننده‌های حرارتی متفاوت باشد، بالانس سیستم مختل می‌شود. این موضوع در سیستم‌های خانگی با رادیاتور به دلیل ناچیز بودن اختلاف افت فشار کمتر محسوس است.
  3. محدودیت‌های محیطی در نصب: در برخی موارد، طراحی مسیر لوله برگشت به دلیل موانع معماری یا محدودیت فضایی ممکن نیست.

نتیجه‌گیری

انتخاب روش لوله‌کشی مناسب برای سیستم‌های شوفاژ به پارامترهای مختلفی مانند طول مسیر لوله‌کشی، نوع و تعداد رادیاتورها، و نیاز به بالانس فشار بستگی دارد. در سیستم تک‌لوله‌ای، اجرای ساده‌تر و هزینه پایین‌تری وجود دارد، اما ممکن است مشکلاتی چون عدم توازن دمایی بین رادیاتورها پیش آید. در سیستم دو‌لوله‌ای، روش‌های برگشت مستقیم و برگشت معکوس به ترتیب مزایای مختلفی دارند، اما برای دستیابی به عملکرد مطلوب، نیاز به دقت در طراحی و بالانس فشار سیستم است. در مجموع، برای سیستم‌های کوچک‌تر، روش‌های ساده‌تری مانند برگشت مستقیم کاربردی‌تر هستند، در حالی که در سیستم‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر، روش‌های برگشت معکوس با استفاده از تجهیزات بالانسینگ ولو توصیه می‌شود. مهم‌ترین نکته در انتخاب روش، توجه به ایجاد تعادل حرارتی در تمام نقاط سیستم است تا دمای رادیاتورها به صورت یکنواخت توزیع شود.

در سیستم لوله‌کشی با برگشت معکوس، خط لوله رفت از منبع حرارت به رادیاتورها به ترتیب متصل می‌شود. اما بر خلاف روش برگشت مستقیم، در این سیستم اولین رادیاتور در مسیر لوله رفت، آخرین رادیاتور در مسیر لوله برگشت خواهد بود. به عبارت دیگر، طول مسیر آب برای تمامی رادیاتورها در خطوط رفت و برگشت یکسان خواهد بود.

  1. عدم توازن دمایی در رادیاتورها: به دلیل افت فشار غیریکنواخت، رادیاتورهای نزدیک‌تر دمای بالاتری دارند، در حالی که رادیاتورهای دورتر ممکن است عملکرد ضعیف‌تری نشان دهند.
  2. وابستگی عملکرد به طول مسیر لوله‌کشی: هر چه مسیر لوله‌کشی طولانی‌تر شود، مشکل عدم بالانس سیستم تشدید خواهد شد.

۱. سیستم‌های باز و بسته در لوله‌کشی آب

دسترسی سریع به محتوا

دیدگاه کاربران:

12 پاسخ

    1. با سلام و درود
      تعداد. ادیاتورها و ابعادشون منعی برای اجراشون بصورت مستقیم و معکوس نداره. در نتیجه جواب سوال شما مثبت است.
      دقت کنین که محاسبه و اعمال قطر لوله مورد نیاز نیاز به جدول خوانی و تخصص داره ولی در ابعاد خانگی و غیر حساس می تونیم بصورت سرانگشتی حساب کنیم. در مورد سوال شما بنظر سایز ۳/۴ اینچ (۲/۵) مناسبه.

  1. ………………………..
    درود شبانگاهی

    1- خسته نباشید.
    2- لطفا رفرنس بدهید و بدین ترتیب اعتبار مقاله را افزون فرمایید.
    3- لطفا از تصاویر واضح و واقعی بیشتر استفاده فرمایید.
    4- لطفا از مولتی مدیا بیشتر بهره بگیرید.
    5- بیشتر مخاطبان شما، تعمیرکاران و تکنسین های فنی هستند، لذا لطفا تصاویری که اشتباهات سهوی برخی از همکاران را در لوله کشی نشان دهد و موجب صدمات و لطمات به سیستم انرژی و ناخشنودی مشتریان شده، در متن بگنجانید که بسیار عبرت آموز است. محققان علوم شناختی می‌گویند ارزش یک تصویر خوب، معادل دو هزار کلمه است.
    6- با تجدید احترام.
    7- موفق باشید و سربلند.

    ……………………………….

    1. جناب آاقای سرپاک
      با سلام و تشکر از پیام محبت آمیز حضرتعالی
      -در مورد رفرنس مقالات، اطاعت امر و سعی میشه در مورد مطالب اقتباسی، من بعد این مورد لحاظ گردد.
      -در مورد تصاویر، با توجه به محدودیت امکانات و محدودیت زمانی مجموعه تهیه تصاویر تا این لحظه ناممکن بوده و بدینوسیله از تمامی همکاران دعوت میشه جهت همکاری با پیاکو جهت تهیه چنین تصاویر و ویديوهایی اعلام آمادگی کنن. لازم به ذکر است که این همکاری هزینه ای را بر همکاران متحمل نخواهد شد و هزینه های احتمالی بر عهده پیاکو است. (کافی است در پایین صفحه اصلی سایت، از قسمت انتقادات و پیشنهادات اعلام آمادگی نمایند)
      -بر اساس دسته بندی پیاکو مطالب ویدیویی با نام آموزش و مطالب بیشتر متنی با نام مقاله ارائه خواهد شد.
      -در مورد اشتباهات سهوی، ذکر مطالب مخرب، با توجه به پیشنهاد شما در دستور کار قرار میگیره ولی باز همانند مورد ذکر شده، تهیه تصاویر نیازمند همکاری سروران است.
      با تشکر مجدد از حسن نظر و نکته سنجی حضرتعالی
      درود

    2. سلام مهندس ،جهت 6 رادیاتور خانگی چه نوع لوله کشی مناسبه وقطر لوله رفت وبرگشت چه سایز باشه .با تشکر

    3. با سلام ودرود. همونطور که توی مقاله ذکر شد هر نوع راهکاری محاسن و معایب خود را. اره و یک روش یا راه کلی وجود نداره. شخصا اگه برای شما امکان پذیر باشه، روش معکوس رو می پسندم. در مورد سایز لوله یه مقاله جدید توی سایت هست به اسن «صفر تا صد محاسبات گرمایش» که برای جواب سوالتون توصیه میکنم بصورت کامل مطالعه کنین (از چند بخش مختلف تشکیل شده).
      بازم اگر مشکلی بود در خدمتتون هستم.

    1. جناب آقای رحیمی
      با سلام و درود
      خواهش میکنم و چیزی جز انجام وظیفه نیست. امیدوارم که مطالب در خور و بایسته باشه و بتونیم مطالبی مفید و کاربردی ارائه بدیم.
      نظرات شما سروران و ارائه پیشنهاد در مورد مطالب آموزشی میتونه خیلی به ما در جهت دهی مطالب خیلی سازنده باشه.
      با تشکر

دیدگاهتان را بنویسید