دراسة احمال التبريد


(جلال عبد الستار مصطفى) #1

بعد ماتكلمنا عن اشعة الشمس نكمل حديثنا عن احمال التبريد
2 - 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 .

FONT=Times New Roman هو معامل كبح التيار الكهربي ويساوى 1 في حالة اللمبات التنجستين و 1.2 في حالة اللمبات الفلورسنت .[/font]

FONT=Times New Roman معامل الحمل الحراري .[/font]

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


#2

جزاك الله خيرا اخى العزيز


(system) #3

ارجو تزويدي بمعلومات عن cop/cooling/heating