حسابات حمل التبريد

--------------------------------------------------------------------------------
بعد ان تكلمنا عن اشعة الشمس نتكلم الان عن باقى المؤثرات على حمل التبريد

- دراسة الحرارة المكتسبة خلال النوافذ :-

لكمية الحرارة المكتسبة خلال النوافذ اهمية كبرى فى حساب احمال التبريد لتكييف الهواء ، نتيجة للاتجاه الحديث فى المبانى بزيادة مساحة النوافذ .
فأشعة الشمس خلال النوافذ الزجاجية ( معامل النفاذية لاشعة الشمس 85% للزجاج الصافى ويقترب من 55% للزجاج الملون ) تمثل جزءا كبيرا من حمل التبريد .
وعادة ماتمتص اشعة الشمس داخل الغرفة وتصبح حرارة مختزنة تظهر بعد فترة من الوقت كحمل تبريد بأنتقالها بالحمل من الاسطح الممتصة لتلك الاشعة النافذة .. ويلاحظ ان نفاذية الزجاج للاشعة ذات الموجات الطويلة تكاد تكون صفرا ، وبذلك فأن الاشعاع الساقط على الزجاج من الاسطح الساخنة داخل الغرفة لاينفذ خلال الزجاج ، ولذلك فان اشعة الشمس تسبب مايسمى بتأثير الصوبا ( GREEN HOUSE EFFECT ) عند مرورها خلال الزجاج لان تلك الاشعة تمتص بواسطة اسطح الغرفة فتسخنها وعندما تشع على شكل اشعة تكون موجاتها طويلة لاتنفذ من الزجاج ، ولذلك يقال ان اشعة الشمس حبست بالداخل .

ولحساب كمية الحرارة المكتسبة خلال النوافذ نأخذ ثلاثة انواع من الزجاج ( زجاج صافى ذو سمك عادى = حوالى 3 مم ) ، ( زجاج سميك صافى = حوالى 6 مم ) ، ( زجاج ملون رمادى او برونزى او اخضر ماص للحرارة ) .

ويلاحظ ان كمية الاشعة النافذة خلال الزجاج ( او معامل نفاذية الاشعة خلال الزجاج ) تعتمد على زاوية السقوط بين اشعة الشمس ومستوى النافذة .

ويوجد معادلات لكل نوع من انواع الزجاج هذه لحساب كمية الاشعة النافذة .

* النوافذ المستعملة لأكثر من لوح زجاجى :-

تستخدم فى كثير من الاحيان نوافذ بلوحين من الزجاج او اكثر فى الاماكن الباردة ، الامر الذى يسمح بتعرض الغرف لكمية كافية من اشعة الشمس فى الشتاء ، وفى نفس الوقت يقلل كمية الحرارة المنقولة من الغرف بواسطة الحمل ، وذلك لصغر المعامل الكلى لانتقال الحرارة ( U ) اذا ماقورن بأستعمال نافذة بلوح واحد .

كما ان وضع ستارة معدنية بين لوحى الزجاج يمكن ان يقلل جدا كمية الحرارة المكتسبة بأشعة الشمس فى فصل الصيف اذا ماقورنت بلوح زجاجى واحد وراءه ستارة معدنية .

اذا يجب على المختص معرفة نوع النوافذ ومساحتها وكيفية تركيبها ومستوى مواجهتها للشمس او المساحة المعرضة لاشعة الشمس ، حتى يقوم بحساب كمية الحرارة النافذة وتحديد حمل التبريد بطريقة صحيحة .
ويجب ان يأخذ فى اعتباره :-

* معامل التظليل :-
قد تبين ان استخدام لوح زجاج اكثر سمكا او اكثر امتصاصا للحرارة ، او استخدام ستائر معدنية ، او استخدام اكثر من لوح زجاج يقلل كمية الحرارة الداخلة الى الغرفة نتيجة سقوط اشعة الشمس . واذا حسبت كمية الحرارة الداخلة الى الغرفة نتيجة سقوط اشعة الشمس وقورنت بالحرارة المكتسبة عند استخدام زجاج عادى صافى سمكه حوالى 3 مم ، ويرمز له بالرمز ( DSA ) فأن النسبة بينهما تسمى معامل التظليل ( SC ) اى ان :-

SC = ( كمية الحرارة المكتسبة خلال النافذة )
( كمية الحرارة المكتسبة خلال نافذة بها لوح زجاجى فقط )

وهذا يقلل حمل التبريد بالطبع .
1- الحرارة المكتسبة خلال الحوائط الخارجية والاسقف :-

تكتسب السطوح الخارجية ( الحوائط الخارجية والاسقف ) للمبانى المكيفة كمية من الحرارة نتيجة للفرق بين درجتى الحرارة بين السطح الخارجى والهواء تسمى الحرارة المنتقلة بالحمل وتساوى ( لوحدة المساحات )
Q = H OUT ( T OUT – T S ) W/M^2

حيث :-
( H OUT ) هو معامل الانتقال الحرارى بالحمل بين الهواء والسطح الخارجى .

ويوجد جداول تغير درجة حرارة الهواء مع الوقت الشمسى .
اذا يجب تحديد الوقت الشمسى وحساب معامل انتقال الحرارة للاسطح وبالتالى حساب كمية الحرارة الممتصة .

2- احمال التبريد نتيجة الأضاءة :-

يعتمد حمل التبريد نتيجة الاضاءة عل القدرة الكهربية المستخدمة فى الاضاءة .
وفى المعتاد تؤخذ هذه القدرة مكافئة لحوالى 10- 20 وات / م^2 معتمدة على استخدام الغرفة ، فتزداد الاضاءة فى اماكن القراءة والكتابة والرسم على سبيل المثال . وينبغى ملاحظة ان القدرة الكهربية للمبات الفلورسنت يجب ان تضرب فى 1.2 للتعويض عن الجزء المفقود من الطاقة الكهربية والذى لايظهر مباشرة كضوء . ويمكن حساب احمال التبريد الناتجة من الاضاءة بأستخدام المعادلة الاتية :-
Q = FU * FB * CLF * LR

حيث ( LR ) هى شدة الاضاءة ( بالوات ) التى تقدر لمساحة قدرها ( AF )
متر مربع كما يلى :-
LR = ( 10 – 20 ) * AF
حيث :-
( FU ) هى معامل الاستعمال وتساوى نسبة قدرة اللمبات المضاءة الى قدرة اللمبات الكلية الموضوعة فى الغرفة .

( FB ) هو معامل كبح التيار الكهربي ويساوى 1 في حالة اللمبات التنجستين و 1.2 في حالة اللمبات الفلورسنت .

( CLF ) معامل الحمل الحراري .

وتتأثر قيمة ( CLF ) بالعوامل الاتية :-

* نوع التثبيت للمبات ودرجة التهوية والاثاث .

3- احمال التبريد نتيجة وجود الناس داخل الحيز المكيف :

يقسم الحمل الحراري نتيجة وجود الناس الي جزئين :

1- حمل محسوس نتيجة فقد الحرارة بالاشعاع والحمل الحراري من الجسم .
2- حمل كامن نتيجة العرق وزيادة بخار الماء في هواء الزفير عنه في هواء الشهيق .

وتختلف الاحمال بسبب اختلاف المجهود المبذول .
كما تختلف الاحمال بسبب اختلاف السن والجنس .
وفي المعتاد نعتبر الحرارة الصادرة من طفل مساوية 75 % من تلك الصادرة من انثي مساوية 85 % من تلك الصادرة من رجل بالغ .
وتختلف نسبة الحمل الحراري الكامن الي الحمل الكلي ، حيث تزيد هذه النسبة بزيادة المجهود وينبغي ضرب الحمل المحسوس في معامل الحمل الحراري للحرارة المحسوسة الصادرة من الناس .

4- احمال التبريد الصادرة من التهوية وتسرب الهواء :

التسرب هو الدخول غير المحكوم للهواء الخارجي غير المكيف الي حيز التكييف . وينتج هذا التسرب من القوي الطبيعية ، كفرق الضغط بين الحيز المكيف والهواء الخارجي ( الرياح ) ، وكذلك نتيجة قوة الطفو الناتجة من فرق درجات الحرارة .

اما هواء التهوية فهو ذلك الهواء الذي يتم ادخاله حيز التكييف لكبح نسبة ثاني اكسيد الكربون في الهواء وتخليصه من التلوث والروائح ..............الخ .
وبالطبع يجب اخراج كمية مساوية من الهواء لتثبيت الضغط داخل حيز التكييف .

وفي المعتاد نحاول تقليل الهواء المتسرب بقدر الامكان ، وذلك بأحكام غلق الشقوق الموجودة في الاسطح الخارجية للمبني وكذلك بزيادة ضغط الهواء الداخلي قليلا بحيث لايمكن للهواء الخارجي التسرب الي داخل المبني .

* يجب ان يؤخذ في الاعتبار ايضا المعدات والاجهزة الموجودة .
ويوجد معادلات وجداول وبرامج لحساب هذه الاحمال .
فأذا كان المختص واعي ومدرك لهذه النقاط والتعريفات كان قد نجح في تحديد الحمل
منقوول من منتدى المهندس لتعم الفائده للجميع