آشنایی با سیستم گرمایش و سیستم سرمایش GHP
آشنایی با سیستم گرمایش و سیستم سرمایش GHP

1400/09/02

سیستم گرمایش و سیستم سرمایش GHP، مخفف عبارت Gas-engine Heat Pump است که به‌عنوان یکی از بهترین و کم‌مصرف‌ترین سیستم‌های سرمایش و گرمایش ساختمان‌ها در بازار جهانی شناخته می‌شود.

اینکه سیستم گرمایش و سیستم سرمایش GHP چگونه کار می‌کند؟ آیا استفاده از سیستم GHP مقرون ‌به ‌صرفه و ارزان است؟ این سیستم چه مزایایی دارد؟ و اجزای ساختاری آن چگونه است؟ ممکن است از جمله سوالاتی باشند که بخواهید از آن‌ها اطلاع یابید؛ پس بهتر است که جهت پاسخگویی به این سوالات تا انتهای این مقاله با ما همراه باشید.

سیستم GHP چیست؟

یکی از لوازم‌های ضروری ساختمان‌ها، استفاده از سیستم تهویه هوشمند است که از جمله موضوعاتی که در بحث ساختمان‌سازی بسیار مهم است بهینه‌سازی فضای ساختمان و کاهش مصرف انرژی آن است.

سیستم گرمایش و سیستم سرمایش GHP، مخفف عبارت Gas-engine Heat Pump است که به‌عنوان یکی از بهترین و کم‌مصرف‌ترین سیستم‌های سرمایش و گرمایش ساختمان‌ها در بازار جهانی شناخته می‌شود.

در سیستم GHP جهت تأمین گرمایش و سرمایش از سیکل تبرید تراکمی بخار بر پایه یک موتور احتراقی گاز سوز استفاده می‌شود این سیستم در زیر مجموعه سیستم‌های (VRF) به معنی جریان متغیر مبرد قرار می‌گیرد که منظور از جریان متغیر مبرد در این سیستم این است که شما می‌توانید مقدار جریان ورودی به هر یونیت داخلی را به‌مقدار دلخواه خود تنظیم کنید؛ در نتیجه این امکان را به هر یونیت می‌توان داد که به‌طورجداگانه، دمای محیط اطراف خود را تنظیم کند.

 

بیشتر بخوانید: خانه هوشمند چیست و چه مزایایی دارد؟

اجزای سیستم گرمایش و سرمایش GHP

سیستم گرمایش و سرمایش GHP از یک واحد بیرونی و چندین واحد داخلی تشکیل شده ‌است که این سیستم می‌تواند تمامی نیازهای برودتی و حرارتی یک‌ ساختمان را به‌خوبی برآورده کند.

اجزای سیستم گرمایش و سرمایش GHP شامل: یونیت خارجی، یونیت داخلی و لوله کشی سیال مبرد است که در اینجا به معرفی هر یک از این اجزا می‌پردازیم:

یونیت خارجی

یونیت خارجی در بیرون از ساختمان نصب می‌شود و شامل اجزایی مانند فن‌های دمنده، کمپرسور، شیر انبساط، اکومولار، مبدل پلیتی، ساب کولر، مافلر، اویل سپراتور، مبدل‌های حرارتی و موتور احتراقی گاز سوز است که به معرفی آن‌ها می‌پردازیم:

کمپرسور

کمپرسور یکی از مهم‌ترین اجزای تشکیل‌ دهنده سیستم گرمایش و سرمایش GHP است که کارکرد اصلی آن متراکم سازی گاز مبرد است.

اکومولاتور

اکومولاتور در سیستم گرمایش و سرمایش GHP قبل از ورودی کمپرسور قرار می‌گیرد و وظیفه اصلی آن جلوگیری از ورود مبرد مایع به داخل کمپرسور است.

ساب کولر

وظیفه ساب کولر در سیستم گرمایش و سرمایش GHP عبور ماده مبرد به شکل مایع با خلوص بالا به سمت شیر انبساط است.

مافلر

مافلر در سیستم گرمایش و سرمایش GHP به‌مقدارقابل‌توجهی صدای خروجی اگزوز را کاهش می‌دهد.

مبدل حرارتی

وظیفه مبدل حرارتی در سیستم GHP دفع حرارت اگزوز در حالت سرمایش به وسیله گردش آب سرد است.

اویل سپراتور

گازی که از کمپرسور خارج می‌شود همیشه با روغن همراه است اویل سپراتور در سیستم گرمایش و سرمایش GHP روغن را از گاز جدا می‌کند و باعث عبور گاز با خلوص بالا می‌شود.

مبدل پلیتی

مبدل پلیتی در این سیستم فقط در حالت گرمایش کاربرد دارد و وظیفه اصلی آن انتقال دمای آب داغ به گاز است.

شیر انبساط

در این سیستم دو عدد از شیرهای سه‌طرفه به‌ کار رفته است که یکی از آن‌ها عملکردی مشابه ترموستات دارد و دیگری مشخص‌کننده این است که فرآیند کاهش دما توسط آب، در کدام قسمت ارجحیت بیشتری دارد.

یونیت داخلی

یونیت داخلی که درون ساختمان نصب می‌شود شامل اجزایی مانند شامل کویل و اواپراتور است که در این سیستم عمل سرمایش و گرمایش توسط اواپراتور تبادل حرارت با هوای داخل ساختمان انجام می‌شود؛ بنابراین به آن «فن کویل» نیز گفته می‌شود.

فرآیند تغییر نقش کویل موجود در یونیت داخلی با کمک یک شیر کنترل چهارراهه انجام می‌پذیرد که از این شیر در جهت معکوس کردن جهت گردش جریان مبرد نیز استفاده می‌شود به همین دلیل به آن «شیر معکوس» نیز می‌گویند. این شیر یک ورودی از خروجی کمپرسور دارد و سه خروجی که با توجه به شرایط سرمایش یا گرمایش جهت خروج ماده مبرد را مشخص می‌کند.

لوله کشی سیال مبرد

لوله کشی سیال مبرد نیز در این سیستم باعث انتقال ماده مبرد بین یونیت داخلی و یونیت بیرونی می‌شود.

کاربرد سیستم گرمایش و سرمایش GHP

سیستم گرمایش ـ سرمایش GHP در سیستم برودتی و حرارتی، ساختمان‌های مسکونی و تجاری، ادارات، رستوران‌ها، باشگاه‌های ورزشی، سوپر مارکت‌ها و مراکز خرید، هتل‌ها، صنایعی مانند کارخانجات تولیدی و کارگاه‌ها کاربرد بسیار گسترده‌ای دارد.

هدف سیستم گرمایش و سرمایش GHP

هدف اساسی سیستم گرمایش و سرمایش GHP موارد ذکر شده در متن زیر است:

* ایزوله و ضد عفونی کردن هوا در بیمارستان‌ها و محیط‌های پزشکی
* کنترل دمای محیط با گرمایش و سرمایش دهی مناسب
* کنترل رطوبت با خشک کردن و رطوبت دهی مناسب
* کنترل سرعت وزش هوا و تصفیه نمودن هوا

پس با توجه به موارد ذکر شده می‌توان گفت که استفاده از سیستم گرمایش و سرمایش GHP بر روی سلامت انسان‌ها و بهبود سبک زندگی آن‌ها نیز نقش بسیار مهم و بسزایی دارد.

نحوه عملکرد سیستم گرمایش و سرمایش GHP

نحوه عملکرد سیستم گرمایش و سرمایش GHP به شکل ذکر شده در متن زیر است که در اینجا آن را به همراه جزئیات آن معرفی می‌کنیم:

موتور احتراق داخلی گازسوز در این سیستم باعث حرکت کمپرسور می‌شود و کمپرسور نیز گاز مبرد را متراکم کرده و به سمت کندانسور می‌فرستد. مبرد در کندانسور به مایع تغییر شکل داده و پس از عبور از شیر انبساط، وارد اواپراتور می‌شود. اواپراتور که درون یونیت‌های داخلی ساختمان قرارگرفته در فصل تابستان با گرفتن حرارت از هوای داخل ساختمان، آن را سرد و در فصل زمستان با دادن گرما به هوای داخل، آن را گرم می‌کند.

می‌توان گفت که عملکرد این سیستم مانند یک پمپ حرارتی یا هیت پمپ است که در بسیاری از سیستم‌های تهویه مطبوع کاربرد دارد به‌همین‌دلیل به سیستم GHP «هیت پمپ» نیز می‌گویند.

Cooling Mode در حالت کارکرد سیستم سرمایش GHP

در فصل تابستان کویل موجود در یونیت‌های داخلی نقش اواپراتور هوایی را دارند این به این معنی است که پس از آنکه ماده مبرد از شیر انبساط عبور کرد وارد لوله‌های این کویل شده و با تبخیر ماده مبرد، گرمای محیط، جذب سیستم شده و بدین شکل دمای فضای داخلی ساختمان کاهش می‌یابد.

در حالت کارکرد سیستم گرمایش GHP

در فصل زمستان کویل موجود در یونیت‌های داخلی نقش کندانسور هوایی را دارند این به این معنی است که مبرد داغ و پرفشار خروجی از کمپرسور با دمای زیادی وارد لوله‌های این کویل شده و با عبور هوای داخل از مجاورت لوله‌ها، عمل گرمایش رخ می‌دهد.

مزایای سیستم GHP

سیستم تهویه هوشمند GHP دارای ویژگی‌های بارزی است که آن را از سایر سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی متمایز ساخته است در ایتجا به معرفی آن‌ها می‌پردازیم:

کاهش مصرف برق

مهم‌ترین تأثیر سیستم GHP کاهش میزان مصرف برق است. زیرا در این سیستم به جای الکتروموتور از موتور گازسوز استفاده شده است که این امر تا حدود 90 درصد باعث کاهش هزینه‌های ناشی از مصرف برق می‌شود.

هزینه کمتر مصرف گاز نسبت به برق

هزینه گاز مصرفی سیستم GHP در مقایسه با مصرف برق کمتر است، البته این مزیت به میزان بهای انرژی گاز و برق در کشور و منطقه‌ای که زندگی می‌کنید، نیز بستگی دارد.

کاهش آلودگی هوا

استفاده از سیستم GHP باعث شده است که میزان آلاینده CO2 به مقدار زیادی کاهش یابد؛ در نتیجه آلودگی هوا نیز به میزان زیادی کاهش یافته‌است.

کاهش اتلاف انرژی

در سیستم GHP مقدار زیادی از انرژی ورودی حاصل از گاز طبیعی، به کمک هیت پمپ مصرف می‌شود که این امر افزون بر کاهش میزان آلایندگی باعث بهینه سازی مصرف انرژی نیز می‌شود.

بازیابی گرمای موتور گازسوز

با استفاده از سیستم GHP می‌توانیم گرمای تولید شده در موتور گازسوز را برای تأمین آب گرم مصرفی ساختمان و تأمین گرمایش محیط نیز مورد استفاده قرار دهیم.

قابلیت همزمان سرمایش و گرمایش در این سیستم

قابلیت سرمایش و گرمایش در این سیستم به خاطر وجود شیر انبساط به‌صورت یکپارچه انجام می‌شود.

کارکرد بی صدا

یونیت داخلی در این سیستم کارکرد بی صدا و بدون لرزش و یونیت خارجی نیز کارکرد کم صدا و بدون لرزش دارد.

عیب یابی پیشرفته و اتوماتیک

عیب یابی کل سیستم GHP به صورت Line Error است که به خاطر چنین تکنولوژی‌ای که در آن به کار رفته است کاربر می‌تواند خطاهای پیش آمده را توسط دفترچه راهنما به‌راحتی برطرف کند.

داشتن سیستم پشتیبان

سیستم GHP به هنگام قطع برق به یک ژنراتور با قدرت تقریبی ۵ KW برای ۲۴ تن تبرید و با قطع گاز شهری به یک سیلندر گاز مایع نیاز دارد، در نتیجه هزینه UPS به عنوان سیستم پشتیبان برای GHP خیلی کمتر از سایر سیستم‌های تهویه مطبوع انجام می‌شود.

هزینه‌های جاری کمتر

هزینه راه اندازی اولیه GHP کمی از سایر سیستم‌های تهویه مطبوع بیشتر است که این امر به مرور با کاهش هزینه‌های جاری به خوبی جبران می‌شود.

استفاده از کمپرسورهای دور متغیر اسکرال

در سیستم GHP از دو کمپرسور استفاده شده است که هر کمپرسور دو مرحله‌ای است که قرارگیری آن با توجه به درخواست پنل‌های داخلی در مدار صورت می‌پذیرد، که این امر باعث شده است تا مصرف انرژی به میزان زیادی کاهش یابد.

وجود موتور احتراق داخلی همچنین باعث شده است که این سیستم در بازه دمایی ۲۵ تا ۵۴ درجه سانتی گراد کارکردی بدون افت راندمان داشته باشد.

سیستم هوشمند

سیستم GHP یک سیستم تهویه هوشمند است که قابلیت کنترل از راه دور با IP و اینترنت را دارد و فیلتر تمیزکننده‌ای که در داخل این دستگاه قرار گرفته، با تولید میلیون‌ها یون، باعث شده است تا تمام ذرات معلق در هوا مانند ویروس‌ها، باکتری‌ها و تمام مواد آلرژی‌زا به‌راحتی از بین بروند.

شایان ذکر است که این سیستم مجهز به تکنولوژی اینورتر است و از طریق تغییر فرکانس و با تغییر جریان متناوب به جریان مستقیم میزان برق مصرفی را 40 تا 60 درصد کاهش می‌دهد.

تنوع پنل‌های این سیستم

نوع پنل‌های داخلی به کار رفته در این سیستم تنوع بالایی دارد که مشتری با توجه به نوع سلیقه و نوع طراحی داخلی ساختمان خود می‌تواند پنل‌ها را انتخاب کند.

عدم نیاز به سیستم دیفراست

سیستم GHP به وجود دیفراست از کویل‌ها نیاز ندارد زیرا در آن از گرمای موتور احتراق داخلی به عنوان منبع گرمایش ثانویه استفاده شده‌ است.

مصرف بهینه انرژی

سیستم GHP جایگزین مناسبی برای انواع سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی سنتی مانند چیلر، پکیج، اسپلیت و شوفاژ است.

کاهش سایز و اجزا سیستم تهویه ساختمان

سیستم GHP جای کمتری را اشتغال می‌کند و به اجزایی مانند موتورخانه، پست برق سه فاز، دیگ بخار، برج خنک کن و سایر تجهیزات موتورخانه‌ای نیازی ندارد.

لوله کشی به صورت انشعاب گیری

لوله‌کشی سیستم GHP به صورت انشعاب گیری انجام می‌شود و از آنجایی که لوله‌های این سیستم نسبت به لوله‌های فولادی فن کویل سبک‌تر و با قطر کمتر هستند؛ بنابراین لوله کشی به‌آسانی و در کمترین زمان ممکن انجام می‌شود.

 

بیشتر بخوانید: تاسیسات و اهمیت آن در صنعت ساختمان

معایب سیستم GHP

هر سیستمی در کنار مزایایی که دارد نقاط ضعفی نیز دارد که در اینجا به معرفی معایب سیستم GHP می‌پردازیم:

یکی از مهم‌ترین معایب این سیستم بالا بودن قیمت آن در بازار ایرانی است؛ همچنین به خاطر تحریم‌های اعمال شده در ایران واردات آن به داخل به سختی انجام می‌پذیرد.

یکی دیگر از معایب این سیستم عدم امکان استفاده همزمان از حالت سرمایشی و گرمایشی است که بسیاری از کاربران به خاطر همین مشکل از آن ناراضی هستند.

آیا در سیستم GHP از گاز استفاده می‌شود؟

منبع تولید قدرت سیستم GHP یک موتور احتراق داخلی گازسوز است؛ بنابراین برای سرمایش و گرمایش آن از گاز استفاده می‌شود که مصرف گاز برای سرمایش در تابستان، هزینه‌های سنگین مصرف برق در ساختمان را کاهش می‌دهد. لازم‌ به ‌ذکر است که در سیستم GHP از برق نیز استفاده می‌شود ولی مصرف برق آن بسیار کم و فقط برای راه اندازی فن‌های کندانسور و سیستم کنترلی است.

چه زمانی تعویض سیستم GHP لازم است؟

در شرایطی که با تعمیر می‌توان عملکرد این سیستم را به وضعیت اولیه برگرداند، نیازی به اینکه اقدام به خرید یونیت جدید و تعویض آن بکنید، لازم و ضروری نیست اما اگر عمر مفید این سیستم به پایان رسیده باشد بهتر است که از یک یونیت جدید استفاده کنید.

تفاوت سیستم VRF با سیستم GHP در چیست؟

سیستم VRF یکی از جدیدترین سیستم‌های گرمایشی و سرمایشی است که همراه با سیستم GHP در دسته‌بندی سیستم‌های چهار فصل قرار می‌گیرد و از جمله تفاوت‌های این دو سیستم به این می‌توان اشاره کرد که سیستم GHP برخلاف سیستم GHP با برق کار می‌کند؛ بنابراین استفاده از آن برای حالت گرمایش مانند GHP بهینه نمی‌باشد.

شایان ذکر است که طرز کار دستگاه VRF نیز به این شکل است که کمپرسور توسط موتور الکتریکی روشن شده و جهت ایجاد سیکل تبرید، گاز مبرد را به لوله‌ها و بین یونیت‌های داخلی و بیرونی منتقل می‌کند.

akhbarsakhteman
اخبار ساختمان
@akhbarsakhteman