حساب الأحمال الحرارية

حساب الأحمال الحرارية - الجزء الأول :

اتكلمنا في المرة اللي فاتت عن الطرق الهندسية لحساب الأحمال الحرارية اللي نظمتها أشري وذكرت في ashrea fundmental واللي تعتبر المرجعية الأولي في العالم لحساب حمل التبريد أو التدفئة وأن كان فيه منظمات غيرها.

النهاردة هنمشي خطوة خطوة في الشرح وهنمشي في أسلوبنا علي اجزاء نظرا لأن المحتوي كبير وصعب أني اطرحه كله مرة واحدة ودا لأنه محتاج مجهود عشان يتبسط ولأن أغلبه معادلات تجريبية وكتيرة جدا جدا وبحثت في مواقع كتيرة بالفعل وعرفت علي سبيل المثال طريقة Radiant Time Series طريقتها وتطبيقها ازاي ومعادلاتها وازاي منحنيات cooling load في طريقة Radiant time series بتترسم ، المهم عشان نبدأ شرحنا كان لازم نبدأ بأهم منحني اللي كان السبب في ظهور كل الطرق دي واللي بسببه طلعت طرق حساب cooling load بس قبل ما نبدأ حابب أذكركم بالطرق المعتمدة في حساب الأحمال واللي بتستخدمها البرامج الحاسوبية ودقة كل طريقة ، وأدق طريقة فيهم هي الطريقة الأم لهم كلهم وهي طريقة heat balance HB وتعتبر أعقدهم ومعادلاتها كثيرة جدا وبيدخل فيها أنتقال الحرارة بالأشعاع وبتحتاج الحاسب الألي بعد عمل Modling وتنظيم معادلتها وكمان هي طريقة Numerical ، بتيجي وراها في الدقة طريقة Transfer function method والطريقة دي بتستخدم في برنامج الهاب HAP زي ما ذكرت في المنشور السابق لحساب الحمل الحراري ثم تليهم طريقة Radiant time series ثم طريقة cooling load temperture differeance وأنا رفعت رسم بالكلام ده ياريت نبص عليه ، والطريقة الأخيرة طريقة يدوية وسريعة في حسابتها بخلاف الطرق اللي قبلها وكلنا أستخدمنا الطريقة الأخيرة.

نكمل كلامنا عن منحني مهم وهو أسمه منحني الكسب الحراري ومنحني حمل التبريد الفعلي ولازم تبص علي الصور لأن ده مهم جدا.

من المعروف عشان أحسب cooling load لأي فراغ لازم أعرف مصادر الحرارة في المكان اللي هصمم له منظومة التكييف ، والحرارة الموجودة في أي مكان زي ما أحنا عارفين بيكون ليها مصدرين مصادر خارجية ومصادر داخلية ، المهم عندنا هنا المصادر الخارجية وهنفترضها في حالتنا أن مفيش مصادر حرارية خارجية غير الأشعاع الشمسي ( وده أفتراض للتبسيط ) فالكسب الحراري اللي هيحصل علي مدار اليوم أسمه الكسب الحراري الخارجي heat gain وده بيحصل اثناء يوم شمسي عادي وحسب الأتجاه وده واضح في الصور المرفقة واللي بيمثله الخط المنقط في صورة A او الخط الاحمر في الصورة التانية والمنحني اللي تحته في كل صورة هوا ده منحني حمل التبريد وهنفترض مفيش أحمال حرارية داخلية ( كذلك أفتراض ) يعني بأختصار كأن صندوق مفرغ من الداخل معرض لأشعة الشمس من جميع الجهات ، طب أيه الفكرة وليه فيه منحنيين في كل صورة ويعني أيه heat gain و يعني أيه cooling load الفكرة ببساطة أن الأشعاع لما بيسقط علي الجدار الخارجي وكانت درجة الحرارة الداخلية أقل من الخارجية فالحرارة اللي هتنتقل للداخل هتستغرق وقت معين والوقت ده بيكون مقداره المدة اللي هيمتص فيها الجدار الأشعاع الشمسي الساقط عليه من الخارج حتي ترتفع درجة حرارة سطحه الخارجي ف هتنتقل الحرارة إلي الداخل عبر الجدار وكمان في جميع الجهات ( وكاريير هاند بوك شارح الظاهرة دي بأسلوب جميل ) المهم الحرارة اللي مرت بتمثل حمل مراد أزالته للحفاظ علي الشروط التصميمية الداخلية واللي هي cooling load وكل ما كان السمك كبير كل ما زاد الزمن واتسعت المساحة بين منحني cooling load ومنحني heat gain وده هنلاحظه في الصورة اللي فيها ثلاث مستويات مختلفة لمدي جسائة وثقل المبني فكل ما كان وزن الحائط أكبر كل ما كانت المدة أطول والعكس وعشان تتخيلها أكتر أفترض نفسك واقف بالخارج ولمست الجدار وفي نفس اللحظ كنت في نفس المكان في الوجه الأخر للجدار زي النقطة A و B مثلا علي الخط الرأسي هتشعر بأيه ؟ أكيد هتشعر بأختلاف الحمل الحراري بين الخارج والداخل لنفس الجدار وكمان لازم نعرف أن السعة الحرارية لمادة الجدار عليها عامل كبير ، وفرق الوقت اللي بتاخده حرارة heat gain من الخارج للداخل أسمه time delay effect والفرق بين peak load في منحني cooling load ومنحني heat gain أسمه time lag وبكده بقي من السهل نقدر نتخيل المساحة المهشرة باللون الأحمر وهي المساحة المحصورة بين المنحنيين واللي بتعبر عن المحتوي الحراري المخزن في الجدار وقت سقوط الأشعاع الشمسي عليه وحتي الساعات الأخيرة من النهار ، ووقت time lag عليه عامل كبير في حساب حمل التبريد بأستخدام الطرق اللي ذكرنها فوق.

ونكمل في مرة تانية بإذن الله عشان نشرح الطرق الثلاثة المستخدمة في حساب الأحمال والفروق هنعرفها في المرات القادمة.

م.محمود سيد

تعديل المقال