متداولترین روش انتقال انرژی (حرارتی و برودتی) توسط آب و شبكه لولهکشی است. در این سیستم آب نقش سیال منتقلکننده انرژی را ایفا نموده و لوله، مجرای عبور آن است. آب، حرارت تولیدشده در دیگهای حرارت مركزی و برودت تولیدی در چیلر را دریافت داشته و از طریق شبكه لولهکشی به دستگاههای انتقال انرژی مانند رادیاتور، كنوكتور، یونیت هیتر و فن كویل (در سیستم گرمایش)، هواساز و فن كویل (در سیستم سرمایش) منتقل مینماید. بطور كلی از نظر حركت سیال (آب) در لوله دو سیستم وجود دارد:
- سیستم با جریان طبیعی
- سیستم با جریان اجباری
سیستم با جریان طبیعی
در سیستم با جریان طبیعی، حركت آب در لوله به علت اختلاف درجه حرارت ستون آب رفت و برگشت اختلاف وزن دو ستون (نیروی ترموسیفون) صورت می گیرد. در حقیقت آب بعد از عبور از دیگ، حرارتش بالا رفته و با ازدیاد حجم، وزن مخصوص آن كمتر شده و میل حركت به طرف بالا را نسبت به آب سردتر در محل لوله ورودی دیگ پیدا می كند.
این سیستم در شبکههای بسیار ساده و دارای ارتفاع مناسب قابل استفاده است ولی در شبکههای مسطح با سطح زیاد قادر به تأمین اختلاف فشار شبكه نیست و بطور كلی در بعضی از سیستمهای گرمایشی به طور محدود مورد استفاده قرار می گیرد. چون این نوع سیستمها به ندرت طراحی می شود از ذكر محاسبه و جزییات آن خودداری می گردد.
سیستم با جریان اجباری
در سیستمهای حرارت مركزی برای ایجاد فشار از پمپهای جریان (پمپ سیركولاسیون) استفاده می شود. پمپ سیركولاسیون، كمبود فشار شبكه را تأمین مینماید. ارتفاع (هد پمپ) در این سیستم باید حداقل مساوی افت فشار و حتی بیشتر از آن باشد. با توجه به نوع و شرایط سیستم، شبکههای مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد.
- شبكه یك لوله
- شبكه دو لوله
شبكه یك لوله
در این سیستم رادیاتورها به دو صورت سری و انشعابی در مسیر جریان قرار می گیرند این نوع طراحی در پروژههای بسیار كوچك اجرا می شود. در شبکههای یك لولهای درجه حرارت آب رادیاتور های اول بیشتر از رادیاتورهای آخر است زیرا آب برگشت رادیاتور های اولی با آب رفت شبكه مخلوط و حرارت آن را پایین میآورد و لذا كنترل درجه حرارت در شبكه بسیار مشكل بوده و حتی غیرممکن به نظر می رسد. بنا به دلایل فوقالذکر سیستم نیز دیگر مورد استفاده قرار نمیگیرد.
شبكه دو لوله
در شبكه دو لوله كه متداولترین شبكه لولهکشی است اشكالات شبكه یك لوله وجود ندارد و بطور كلی در انواع زیر طراحی می گردد:
- سیستم برگشت مستقیم
- سیستم برگشت معكوس
- سیستم مختلط
انتخاب هریك از سیستمهای فوق بستگی به شرایط طرح، مشخصات پروژه و عوامل متعدد دیگری دارد ذیلاً به شرح هریك از سیستمهای فوق پرداخته می شود:
سیستم برگشت معكوس
در این سیستم، جریان حركت آب در لوله رفت هم جهت با لوله برگشت بوده و چون طول مسیر جریان آب از خروجی تا ورودی دیگ برای كلیه رادیاتورها تقریباً مساوی است بنابراین متعادلترین سیستم است. قطر لولههای رفت و برگشت در مجاورت هم، عكس یكدیگرند یعنی در هر مقطع اگر قطر لوله رفت زیاد باشد قطر لوله برگشت كم است و بلعكس. این سیستم در پروژههای یك طبقه (و یا دارای طبقات كم) با سطح بنای بسیار زیاد مناسب است زیرا شبكه با كمترین محاسبات خود به خود متعادل می گردد.
سیستم برگشت مستقیم
در این سیستم كه انشعابی و شاخهای نیز نامیده می شود جهت جریان آب در لولههای رفت و برگشت عكس یكدیگرند و به علت اینكه طول مسیر جریان برای رادیاتورهای انتهایی بیشتر از رادیاتورهای ابتدائی است سیستم نامتعادل است. قطر لولههای رفت و برگشت در مجاورت هم، مساوی یكدیگرند. این نوع شبكه در ساختمانهای نسبتاً بلند و مرتفع كه بهصورت رایزری طراحی می شوند مورد استفاده قرار می گیرد.
سیستم مختلط
گاهی ممكن است در یك شبكه از تركیب دو سیستم برگشت مستقیم و برگشت معكوس استفاده شود، بدین صورت كه در سقف زیرزمین و یا همكف یك شبكه برگشت مستقیم اجرا نموده و سپس از چند نقطه به طرف طبقات بالا رایزرهای عمودی با سیستم برگشت معكوس انشعاب می گیرند. این سیستم تركیبی در ساختمانهای نیمه مرتفع كاربرد زیادی دارد.
نوع دیگر سیستم مختلط برای ساختمانهای مرتفع مورد استفاده قرار می گیرد بدین صورت كه رایزر اصلی بهصورت سیستم رفت و برگشت مستقیم (3 لولهای) اجرا شده و در هر طبقه یك انشعاب از آن جدا می گردد كه آنهم میتواند بهصورت برگشت مستقیم اجرا شود و بنابراین كل سیستم متعادل می گردد. در ضمن می توان در ابتدای ورودی هر واحد در هر طبقه برای كنترل مستقل، شیر فلكه بر روی لولههای رفت و برگشت نصب نمود.
با توجه به نظر طراح، در ساختمانهای چندطبقه كه در هر طبقه چند واحد آپارتمان وجود دارد می توان برای هر آپارتمان سیستم جداگانهای را در نظر گرفته و كلیه لولهها را روی كلكتور مربوطه متصل نمود.
همانطور كه قبلاً نیز گفته شد عیب سیستم جریان مستقیم در نامتعادل بودن آن است و آن را عموماً در پروژههای با سطح زیربنای متوسط و بهصورت مرتفع (شبكه رایزری) طرح مینمایند. لازم به تذكر است كه سیستم متعادل سیستمی است كه افت فشار برای جریان سیال از دیگ به كلیه رادیاتورها (بطور كلی دستگاههای توزیع) تقریباً باهم برابر و یکسان بوده و اختلاف آنها نسبت به طولانیترین مسیر شبكه و بیشترین مقدار افت، از 5 الی 7 درصد تجاوز ننماید.
نوع دیگر سیستم مختلط عموماً در ساختمانهای چندطبقه اداری و آپارتمانها كه احتیاجی به كنترل مستقل در شبكه (بهصورت شیر فلكه هر واحد) ندارند طرح می شود. عموماً یك شبكه حلقوی برگشت مستقیم را در زیرزمین و یا همكف اجرا نموده و از آن انشعابات متعددی (رایزر) بهصورت سیستم برگشت معكوس برای طبقات در نظر می گیرند.
باید سعی شود كه رایزر چند رادیاتور اطراف خود را در طبقات مختلف تغذیه نماید. معمولاً در پایین هر رایزر روی لولههای رفت و برگشت شیر فلكه نصب میکنند تا در صورتی كه قسمتی از شبكه احتیاج به تعمیر داشت با بستن شیرفلکههای مربوطه، آن رایزر از مسیر خارج شده و درحالیکه بقیه سیستم در حال كار است به تعمیر آن اقدام شود.