گرماتاب یا گرمایش تابشی یعنی انتقال انرژی گرمایی توسط امواج (تابش گرمایی)

گرماتاب سیستم گرمایش به روش تابش می باشد. از این سیستم می توان برای گرمایش سالن های مرغداری، سالن های صنعتی و گلخانه استفاده کرد. بدلیل قوانین خاص حاکم بر انتقال حرارت به روش تابشی، کیفیت گرمایش در این روش بالاتر بوده و مصرف سوخت پایین تر است. به علاوه انتقال گرما یکنواخت و مناسب می باشد. در این روش با طراحی قابل انتخاب می توان سالن را منطقه بندی کرده و برای هر منطقه دما و شدت تابش خاصی را طراحی نمود.
به علاوه بدلیل عدم نیاز به جریان هوا برای انتقال گرما، احتمال انتقال بیماری و آلودگی برای سالن های مرغداری و گلخانه ها بسیار پایین می آید.

انواع سیستمگرمایش تابشی:

• گرماتاب های لوله ای کم شدت
• گرماتاب های سرامیکی با شدت بالا
• گرماتاب های تابشی زمینی
• گرماتاب های مستقل

گرماتاب های لوله ای کم شدت:

در بعضی از موارد این دستگاه ها به عنوان گرم کننده ی فشار مثبت شناخته می شوند. در این دستگاه گاز داغ ناشی از احتراق وارد لوله ها می شود و دمای لوله های گرماتاب تا ۱۱۰۰ درجه ی فارنهایت بالا می رود. این نوع از گرماتاب ها کانال کوچکی برای خروج گاز های ناشی از احتراق دارند و همین طور دریچه ای برای تامین هوای تازه در آن ها تعبیه شده است. در نتیجه این نوع گرماتاب ها به راحتی می توانند در فضاهای بسته و سرپوشیده استفاده شوند. ویژگی های فوق و عملکرد بهینه ی این دستگاه موجب شده تا این دستگاه کاربری گسترده ای داشته باشد.

گرماتاب های سرامیکی با شدت بالا:

گرم کننده های سرامیکی با شدت بالا در دو نوع برقی و گازی وجود دارند. در نوع برقی این دستگاه انرژی لازم خود را از انرژی الکتریکی تامین می کند و در نوع گازی حرارت لازم توسط گازهای ناشی از احتراق تامین می شود. این دستگاه ها به نام گرماتاب های روشنایی نیز شناخته شده هستند. در این دستگاه ها حرارت تولید شده توسط پنل پخش کننده ی حرارت به امواج مادون قرمز تبدیل شده و در محیط منتشر می شود. المان های محیط بخشی از این امواج را جذب کرده و گرم می شوند و بخشی از آن را بازتاب کرده و المان های دیگر را گرم می کنند. دمای این نوع از گرماتاب ها در نمونه های تجاری تا ۱۸۰۰ درجه ی فارنهایت افزایش می یابد و برای تامین دمای بیشتر باید بعضی متریال های گرماتاب سفارشی سازی شوند. این نوع گرماتاب ها نیز دارای محفظه ای برای خروج مواد حاصل از احتراق و همین طور محفظه ای برای تامین هوای تازه می شوند. کاربرد های این نوع از گرماتاب نیز همانند گرماتاب لوله ای کم شدت گستردگی بالایی دارد. علاوه بر موارد فوق این نوع گرماتاب در محل هایی که میزان حرارت زیاد در محل کوچک مورد نیاز است نیز کاربرد دارد.

گرماتاب های تابشی زمینی:

این نوع گرماتاب ها در دو نوع سرامیکی و فولادی وجود دارند و با پایه ای به زمین وصل می شوند. به همین دلیل در فضاهای باز کاربرد بالایی دارند. گرماتاب های تابشی زمینی در دو کاربری گرمایش محلی و گرمایش متمرکز عملکرد بسیار مناسبی دارند.

گرماتاب های مستقل:

این نوع از تجهیزات گرمایش تابشی به صورت پرتابل بوده و شامل یک منبع ذخیره ی سوخت می باشند و دارای دو نوع لوله ای و سرامیکی می باشند. عملکرد این نوع گرماتاب نیز مانند سیستم گرمایش تابشی زمینی بوده و در کاربری های محلی و متمرکز کاربرد بالایی دارند. مزایای این سیستم های گرمایش تابشی نسبت به گرماتاب های معرفی شده پرتابل بودن آن است که موجب جابه جایی و انعطاف در کاربری می باشد. محدودیت این سیستم نسبت به گرماتاب های معرفی شده ، ظرفیت پایین این گرماتاب می باشد.

مزایای گرماتاب:

انجمن مهندسین تاسیسات امریکا ASHRAE طی مطالعاتی به این نتیجه دست پیدا کردند که این سیستم در مصرف انرژی ۱۵ تا ۲۰ درصد بهینه تر عمل می کند. در گرماتاب می توان با افزایش دمای یونیت میزان تابش آن را به صورت نمایی افزایش داد و این امر سرعت بالای گرمایش و انتقال حرارت را به دنبال خواهد داشت.
گرمایش تابشی برای ایجاد گرمایش نیازی به گرم کردن هوا ندارند و می توانند به صورت مستقیم المان های موجود در فضا را گرم کنند این ویژگی از دو منظر موجب مزایای گرمایش تابشی می باشد. اولین مزایای این ویژگی توانایی گرمایش موضعی در قسمتی از یک فضای بزرگ می باشد. انبار بزرگی را در نظر بگیرید که قسمت کوچکی از آن اپراتور های انبار به صورت متمرکز در آن قسمت مشغول به فعالیت هستند. در این فضا گرمایش اپراتور ها حائز اهمیت است و گرمایش کل انبار غیر منطقی بوده و راندمان پایین خواهد داشت. لذا بهترین سیستم برای گرمایش این فضا این سیستم است. گرماتاب امواج مادون قرمزی در ناحیه ی کار اپراتور ها می فرستد و المان های موجود در آن ناحیه گرم شده و با بازتاب خود آن ناحیه را گرم می کنند.
دومین مزایای ویژگی فوق ، گرمایش فضاهایی با تعویض هوای زیاد مانند فضاهای باز و محل های با رفت و آمد زیاد می باشد. در این نوع فضا ها به خاطر تعویض هوای زیاد نمی توان با گرم کردن هوا گرمایش را تامین کرد. محلی را در نظر بگیرید که در هر چند دقیقه درب های ورودی آن باز و بسته می شوند. هنگامی که گرمایش این فضا با گرم کردن هوای آن باشد با هر بار باز و بسته شدن درب ها هوای گرم شده خارج می شود و هوای تازه با دمای پایین جایگزین آن می شود و این امر موجب اتلاف حرارتی شده و نیازمند گرمایش مجدد فضا می باشد. اگر این سیستم در این فضا استفاده شود تمامی المان های موجود مانند کف دیوار ها اجسام و افراد در اثر امواج گرم شده و بخشی از حرارت خود را بازتاب می کنند در نتیجه گرمایش مستقل از هوای موجود در آن می باشد و با تعویض هوا اتلاف حرارتی بسیار کمی خواهیم داشت.
عملکرد ساده ، سرویس ، تعمیر و نگهداری ساده نیز از مزایای دیگر سیستم گرمایش تابشی می باشند.

کاربرد گرماتاب:

گرماتاب به طور کلی می تواند به عنوان گرمایش ساختمان، گرمایش یک ناحیه ، گرمایش محلی و گرمایش متمرکز کاربرد داشته باشد. در کاربری های گرمایش کل ساختمان و گرمایش یک ناحیه از ساختمان ، سیستم گرمایش تابشی لوله ای کم شدت و سرامیکی شدت بالا کاربرد زیادی دارند.
نکته ی حائز اهمیت در گرمایش کل ساختمان این است که نوع طراحی تاثیر بسیار زیادی در عملکرد سیستم دارد.
مهم ترین مرحله از طراحی گرمایش ساختمان برای گرماتاب ناحیه بندی این سیستم می باشد. یک دستگاه بزرگ می تواند شدت گرمایش یک ناحیه را افزایش دهد در صورتی که برای توزیع حرارت در کل ساختمان باید ساختمان به ناحیه های مناسب تقسیم بندی شود و هر ناحیه تحت پوشش یک گرماتاب قرار گیرد.

مزایای سیستم های گرمایش تابشی

حذف موتورخانه مركزی

فضای اشغال شده توسط تجهیزات و تأسیسات سامانه ها ی گرمایش هوای گرم شامل: موتورخانه، شبكه لوله ها و كانال ها ی انتقال هوای گرم و…) به مراتب بیشتر از سامانه ها ی گرمایش تابشی می باشد. ابعاد تجهیزات سامانه ها ی گرمایش تابشی عموماً كوچكتر بوده و از سوی دیگر با نصب آن در سقف یا روی دیوار، فضای مفید و قابل استفاده  داخل سالن اشغال نخواهد شد (احتمال سرقت آن ها نیز كاهش مییابد) بدیهی است به كارگیری این سامانه تأثیر به سزایی در كاهش هزینه لازم برای تخصیص فضای مورد نیاز جهت تأسیسات یاد شده را در پی خواهد داشت. افزون بر این، حذف موتورخانه و تجهیزات آن، نصب و اجرا ی تأسیسات گرمایشی سالن را سرعت خواهد بخشید.
از سوی دیگر با حذف موتورخانه مركزی، تلفات حرارتی داخل موتورخانه كه حدود %5 مجموع تلفات حرارتی را شامل می شود، به همراه تلفات مسیر انتقال سیال واسطه تا سالن )حدود 15 الی %20 مجموع تلفات حرارتی) حذف می شود.

سادگی راهبری و نگهداری گرماتاب

سامانه ها ی گرمایش تابشی هر چند از فناوری پیشرفته تری نسبت به سامانه های گرمایش هوای گرم بهره می برند، با وجود این ساختار آنها از پیچیدگی كمتری برخوردار می باشد. به همین دلیل، تعمیر و نگهداری آن در مقایسه با سامانه گرمایش هوای گرم كه شامل تأسیسات حجیم و پیچیده بخار و آب، شبكه كانال های هوا، لوله ها و … است، بسیار ساده تر است و در نتیجه هزینه كمتری را ن یز در پی خواهد داشت. ساختمان سامانه های گرمایش تابشی از اجزای بسیار كمتری نسبت به سامانه های گرمایش هوا ی گرم برخوردار است و تنها بخش متحرك در آنها فن مكنده می باشد؛ به همین لحاظ عملكرد این سامانه ها با فرسودگی كمتری نیز همراه است كه این امر طول عمر دستگاه را افزایش می دهد؛ از سوی دیگر در صورت از كار افتادن بخشی از سامانه گرمایش تابشی، تعمیر یا تعویض قطعات مربوط به آن بخش با هزینه كمتری انجام می گیرد. سادگی نسبی ساختار سامانه های گرمایش تابشی، مدت زمان لازم برای نصب و راه اندازی آنها را به طرز چشمگیری كاهش می دهد.

حفظ سلامت محیط

سامانه های گرمایش حرارت مركز ی به دل یل ضرورت استفاده از شبكه كانال ها ی انتقال هوای گرم یا كنوكتورهای فن دار نظیر  یونیت هیتر، همواره موجب جابجایی ذرات ریز معلق در هوا و رشد و پراكندگی موجودات زنده میكروسكوپی در فضای داخل ساختمان می گردند؛ در حالیكه در گرمایش تابشی چنین مشكلی ایجاد نخواهد شد.

مستقل بودن هر سامانه

در گرماتاب های تك مشعلی، هر  یك از دستگاه ها ی گرمایش تابشی به صورت مستقل عمل می كند. این امر از یك سو موجب می شود تا نقص احتمال ی عملكرد  یك واحد تأثیری در عملكرد واحدهای دیگر نداشته باشد و از سوی دیگر تأمین و توزیع انرژ ی گرمایی برحسب نیاز و تصمیم مدیران واحد های صنعتی و تجاری، از انعطاف پذیری بیشتری برخوردار گردد.

كاهش مشكلات جنبی

در سامانه های گرمایش تابشی، مشكلات متداول مرتبط با تأسیسات جانبی سامانه ها ی گرمایش حرارت مركزی مانند سختی آب، یخ زدگی لوله ها، نشتی لوله ها و كانال ها، عایق كاری و غیره وجود نداشته و از این نظر نیز خسارتی متوجه سامانه گرمایش تابشی نمی شود مانند ترك یدگی لوله ها و انواع نشتی ها.

كاهش اثرات زیست محیطی

سامانه های گرمایش تابشی به سه دلیل عمده اثرات منفی كمتری روی محیط ز یست دارند:
1- مصرف كمتر سوخت به ازای واحد سطح تحت گرمایش
2  -راندمان احتراق بالاتر نسبت به سایر سامانه ها كه منجر به كاهش آلودگیNOx ،CO  و …می گردد.
3 -تخلیه هوا و محصولات احتراق با دمای كمتر در جو كره زمین كه در نتیجه تأثیر كمتری بر افزایش آنتروپی كره زمین خواهد داشت.

مزایای استفاده از گرماتاب در انبارها

باز و بسته شدن پی در پی درهای بزرگ انبارها، سوله ها و مبادی ورود و خروج مواد اوّل یه و كالا به واحد ها ی صنعتی همواره با نفوذ حجم بسیار زیادی از هوای سرد بیرون به داخل فضای گرم شده توسط سامانه های رایج گرمایشی همراه است كه این امر اتلاف انرژی را به طور قابل ملاحظه ا ی در انبارها و همچنین سالن های صنعتی افزایش میدهد. جهت مقابله با ا ین مشكل، در سامانه ها ی گرمایش هوا ی گرم معمولاً از تجهیزاتی برای افزا یش كارا ی ی گرمایش استفاده میشود مانند: درهای خودكار (اتوماتیك) با سرعت باز و بسته شدن زیاد، پرده های هوایی و … كه ضمن هزینه بر بودن، هر یك به نوبه خود مصرف كننده انرژی نیز هستند. عدم تأثیر پذیری یا تأثیر پذیری كم سامانه های گرمایش تابشی از جریان هوا مزیت دیگر این سامانه ها به شمار می رود.
 یكی از مزایای گرماتاب در گرمایش انبارها، امكان تأمین گرمایش منطقه ای می باشد، چرا كه معمولاً در انبارها كاركنان تنها در محل ها ی مشخص ی حضور  یا تردد دارند؛ گرمایش كاركنان داخل انبارها و راهروهای عبوری به صورت منطقه ای موجب كاهش قابل توجه هز ینه های سوخت مصرف ی خواهد شد. از سوی دیگر در بسیاری از انبارها گرم شدن كالای انبارشده موجب بروز مشكلاتی خواهد شد؛ از این رو نیازی نیست كه كل سطح داخل سالن تحت پوشش گرمایش قرار داده شود و كافی است دستگاه ها در فواصل قفسه بندی كالای انبار شده و در محل تجمع و تردد كاركنان قرار داده شود كه موجب كاهش هزینه های سرمایه گذاری اوّلیه، هزینه های انرژی، راهبری و نگه داری خواهد شد.