روش محاسبات سر انگشتی بار حرارتی و برودتی تاسیسات

٢- دبی آب در گردش کندانسور چیلر :

GPM=Q/5000

Q: Cooling load (Btu/hr)

 

٣- دبی آب در گردش برج خنک کن :

GPM=3 [GPM/TR]*TR

TR: Cooling load (Ref. Ton)

 

۴- هد پمپ گردش آب کندانسور چیلر :

L=(l*1.5)+افت کلکتور + افت فن کویل + افت  کندانسور

L(ft) : هد پمپ 

l(ft) : طول مسیر رفت و برگشت از کندانسور چیلر به دورترین مصرف کننده

افت کلکتور = 5ft

افت فن کویل = 10ft

افت کندانسور = 25ft(از کاتالوگ چیلر) 

 

۵- هد پمپ گردش آب برج خنک کن :

L=(l*1.5)+افت کلکتور +افت کندانسور +افت برج +اختلاف ارتفاع نازل ورودی و خروجی برج

L(ft) : هد پمپ

l(ft) : طول مسیر رفت و برگشت آب برج خنک کن

افت کلکتور = 5ft

افت کندانسور = 25ft (از کاتالوگ چیلر)

افت برج = 30ft (از کاتالوگ برج خنک کن)

 

۶- فرمول محاسبه انتقال حرارت :

Q=U.A.ΔT

Q (Btu/hr)

U ( Btu/hr.ft2.oF)

A (ft2)

 ΔT (oF)

 

٧- تبدیل واحدهای مهم :

تن تبرید  (TR) = 12000 Btu/hr

Btu/hr / 4 = Kcal/hr

M3/hr * 4.4 = GPM

Gallons * 3.785 = Lit

CFM / 0.6 = M3/hr

HP * 0.735 = Kw

Btu/hr * 0.29287 = Watts

 

٨- محاسبه سطح مقطع دودکش :

A=0.02Q/√H برای سوخت مایع و گاز

A=0.04Q/√H برای سوخت جامد

A (cm2) : سطح مقطع دودکش

Q (Kcal/hr) : ظرفیت حرارتی دیگ

H (m) = h1 + 0.5h2

h1 : طول عمودی دودکش

h2 : طول افقی دودکش

 

٩- محاسبه ظرفیت منبع انبساط باز چیلر :

V(Lit) = TR / 4000

 TR: Cooling load (Ref. Ton)

 

١٠- محاسبه قطر لوله انبساط چیلر :

d (mm) = 15 + 1.5 √(TR/4000)

Min : 1 ¼”

 

١١- محاسبه ظرفیت منبع انبساط باز دیگ :

V (Lit) = (Kcal/hr * 1.5) / 1000

 

١٢- محاسبه قطر لوله های رفت و برگشت منبع انبساط باز دیگ :

d1 (mm) = 15 + 1.5 √(Q/1000) لوله رفت

d2 (mm) = 15 + √(Q/1000) لوله برگشت

Q (Kcal/hr)

 

١٣- محاسبه حجم منبع گازوئیل :

V (Lit) = GPH * 4 * N * n

GPH : مصرف گازوئیل مشعل ها

N : ساعات کارکرد مشعل در شبانه روز (معمولا 20 ساعت)

n : تعداد روزهای ذخیره (معمولا 45 روز)

 

 ١۴– مصرف بخار چیلرهای ابزورپشن معمولا 18~20 lb/hr به ازای هر تن تبرید با فشار 20psi میباشد.

 

١۵- مصرف آب دیگ بخار :

GPM = 0.002 * lb/hr (بخار تولیدی دیگ)

 

١۶- فرمول محاسبه ظرفیت حرارتی مبدل ها و منابع آبگرم :

Q=GPM*500*ΔT

Q (Btu/hr) : ظرفیت حرارتی

GPM : دبی آب گرم کننده یا گرم شونده در گردش

ΔT (oF) : اختلاف دمای آب ورودی و خروجی

 

١٧- فرمول محاسبه ظرفیت حرارتی کویل های هواساز :

Q=CFM*1.08* ΔT

Q (Btu/hr) : ظرفیت حرارتی

CFM : دبی هوای عبوری از سطح کویل

ΔT (oF) : اختلاف دمای هوای ورودی و خروجی

 

 

١٨- محاسبه ظرفیت مبدل استخر و جکوزی :

برای استخر : Q(Kcal/hr) = [V(m3) / 24 hr]*1000*(24°C-4°C)

 برای جکوزی : Q(Kcal/hr) = [V(m3) / 24 hr]*1000*(28°C-4°C)

 

١٩- محاسبه ظرفیت فیلتر استخر و جکوزی :

GPM = [V(m3) / 6 hr] * 4.4

V : حجم استخر یا جکوزی بر حسب متر مکعب میباشد

 

٢٠- هر افشانک آتش نشانی محوطه ای به مساحت 12 مترمربع را پوشش میدهد.

 

٢١- سیستم های بخار در تاسیسات مکانیکی :

Low pressure : 15 psig

Medium pressure : 60 psig

High pressure : 100~150 psig

 

٢٢- سرعت های مجاز :

Water : 1.5~3 m/s

Steam : 20 m/s

Air in pipe : 20 m/s

Air in duct (industrial) : 1050 ft/min

Air in duct (non industrial) : 900 ft/min

Air in return or exhaust ducts : 750 ft/min

Air passing trough coils : 500 ft/min

Air passing from diffusers and supply grills : 300 ft/min

Air passing from exhaust grills : 200 ft/min

 

٢٣- محاسبه قطر کلکتور :

Φ = √ Φ1 . Φ2 . Φ3 …. Φi

Φi : قطر لوله های ورودی یا خروجی

 

٢۴- مصرف گاز طبیعی و گازوئیل مشعل :

 مصرف گازطبیعی (m3/hr) = Q(Kcal/hr) / 9500

مصرف گازوئیل (m3/hr) = Q(Kcal/hr) /  26000

 

٢۵- محاسبه سر انگشتی بار حرارتی ساختمان :

Q(Kcal/hr) = A(m2) . 150

 

٢۶- محاسبه سر انگشتی بار برودتی ساختمان :

Q(TR) = A(m2) / 25

 

٢٧- محاسبه سرانگشتی تعداد پره های شوفاژ فولادی :

N = Q(Kcal/hr) / 125    (OR)

N = Q(Btu/hr) / 500

Q : بار حرارتی فضای مورد نظر میباشد

 

٢٨- محاسبه سرانگشتی تعداد پره های شوفاژ آلومینیومی : 

n = N * 0.75

N : تعداد پره های شوفاژ فولادی میباشد که طبق بند 27 محاسبه میگردد

 

٢٩- محاسبه سرانگشتی ظرفیت دیگ حرارت مرکزی :

Q(Kcal/hr) = [(L*W*H) * 36 * 4.8] * N / 4

L*W*H : حجم فضای یک طبقه ساختمان میباشد

N : تعداد طبقات ساختمان میباشد

 

٣٠- ارتفاع نصب هود آشپزخانه های صنعتی 180 سانتیمتر از کف تمام شده آشپزخانه میباشد.

 

مقدار معادل با یک متر مکعب گاز طبیعی

ارزش حرارتی ویژه

سوخت

1 متر مکعب

9434 کیلو کالری در متر مک

عب

1060  بی تی یو در فوت مکعب

گاز طبیعی لوله

 سر اسری

 

1.16 متر مکعب

8117 کیلو کالری در متر مکعب

912  بی تی یو در فوت مکعب

گاز طبیعی شیرین سرخس

0.862 کیلوگرم

 

10945 کیلو کالری درکیلوگرم

43431 بی تی یو درکیلوگرم

گاز طبیعی

1.158 لیتر

 

8148 کیلو کالری درلیتر

32320 بی تی یو درلیتر

نفت سفید

1.115 لیتر

 

8462 کیلو کالری درلیتر

33577 بی تی یو درلیتر

نفتگاز

1.087 لیتر

8680  کیلو کالری درلیتر

34444  بی تی یو درلیتر

نفتکوره

 

10.97 کیلو وات ساعت

860  کیلو کالری در کیلووات ساعت

3413 بی تی یو در کیلووات ساعت

برق

 

 

 

24300 بی تی یو درلیتر

گاز مایع

 

·       به ازای هر میلی متر رسوب در دیگهای بخار ، مصرف سوخت تا 8% افزایش می یابد ودر صورت وجود رسوب تا 14 میلی متر ، مصرف سوخت تابیش از 60% افزایش می یابد.

·       به ازای وجود هر میلی متر دوده در داخل لوله های فایر تیوب دیگهای بخار ، حدودا 7% مصرف سوخت افزایش مییابد .

·       اگر مشعل میزان نباشد بجای 67 لیتر ، دیگ بخار 100 لیتر سوخت استفاده میکند.

 در دیگ بخار جهت تولید 1 تن بخار ، 83 متر مکعب گاز  یا 67 لیتر گازوئیل یا مازوت استفاده میگردد.

[

اصولا برخی مهندسین و فارغ التحصیلان  بدنبال روشهای ساده و میانبر برای  برخی محاسبات انتقال حرارتی و ترمودینامیکی جهت انتخاب تاسیسات ساختمان هستند . البته روشهای ساده  و  سرانگشتی برای اینگونه محاسبات نیز وجود دارد ولی لازمه آن درک دقیق و کامل  واحدهای انرژی است و در صورتی که در تبدیل واحدها و درک اعداد  مشکل وجود داشته باشد ، قطعا در یک جای کار  محاسبات درست پیش نخواهد رفت.

بهمین دلیل و قبل از اینکه به سراغ واحدهای اصلی مقوله بار حرارتی برویم بهتر است از سیستم  بین المللی اندازه گیری برخی از واحد های را با یکدیگر مرور کنیم.  اگر جسمی به جرم یک کیلو گرم را در دست بگیریم  نیرویی معادل ۹.۸  نیوتن  به دست ما وارد می کند . بعبارت  دیگر حاصل ضرب وزن جسم در شتاب صقلی زمین  برابر با ۹.۸ می شود که این نیرو به دست ما وارد می شود. حالا اگر این جسم یک کیلو گرمی را  یک متر بالا ببریم کاری معادل  ضرب  ۹.۸  نیوتن در ۱ متر  یعنی  ۹.۸  ژول انجام داده ایم.

این میزان انرژی ( کار) جهت جابجایی جسمی به جرم یک کیلو گرم در راستای نیرو  انجام شده است. حالا اگر این کار را در یک ثانیه انجام دهیم  ۹.۸  وات توان مصرف کرده ایم.  هدف ما  از این قسمت رسیدن به واحد وات که واحد توان در دستگاه بین المللی یکا ها است می باشد.بعبارت دیگریک وات   انجام یک ژول کار در یک ثانیه ( یا ۲۰ ژول در ۲۰ ثانیه  ) می باشد. بعبارت دیگر وات  ، ژول در واحد زمان می باشد.

حالا فرض کنیم که می خواهیم بار حرارتی مورد نیاز یک ساختمان را محاسبه کنیم.  از نظر تئوری انتقال حرارت ، ما باید دستگاه  مولد حرارتی را انتخاب کنیم  که دارای توان حرارتی مناسب جهت تامین گرما در نقطه آسایش و در بدترین  زمان  باشد. منظور از بدترین زمان ، سردترین دمایی است که بر اساس آماری  امکان رسیدن به آن در  منطقه و یا شهر  ممکن باشد.

فرض کنید شهر مورد مطالعه ما بر اساس آمار امکان رسیدن  به دمای منفی ۲۰  را داشته باشد. منظور از  این دما ، دمای احساسی شامل دمای ظاهری دما سنج ،میزان باد ، رطوبت و … که در نهایت  معادل دمایی آن برای محاسبات ما و بر اساس جداول موجود  منفی ۲۰ درجه باشد.

حالا باید تمامی  سطوح جانبی ، سقف و کف ساختمان متر شده و جنس مواد بکار رفته در هر قسمت ( دیوار ها ، پنجره ها و…..) همراه با عرض آن نوشته شده و با توجه به جداول  انتقال حرارت میزان توان مورد نیاز جهت تثبیت دمای واحد در بدترین  زمان سال را محاسبه نماییم.

خوب این کار وقت گیر و پر محاسبه ای است  ولی نکته مثبت انجام این محاسبات این است  که اگر همه این محاسبات را برای یک واحد مسکونی در یک شهر  انجام دهیم برای اکثر واحدها و فضاهای شبیه در همان منطقه به عدد ثابتی می رسیم. برای مثال در شهر تهران و با توجه به یکسان بودن  اغلب مصالح بکار رفته در آپارتمانهای مدرن در کف ، سقف و پنجره ها ، اغلب و بر اساس  واحد مساحت و با رعایت  ضرائب مهندسی به  به عددهای نزدیک بهم می رسیم که این عدد  حدود ۰.۱۵  کیلو وات  در هر متر مربع  محاسبه شده است.

تا اینجای کار مفهوم محاسبات این است که به موتورخانه ای نیاز داریم  که برای توان تولید ۱۵۰  ژول  در هر ثانیه را داشته باشد تا برای بدترین زمان سال  محل مسکونی همچنان در دمای آسایش باقی بماند.  با توجه به اینکه اکثر تولید کنندگان  مولد های حرارتی و دیگ های آبگرم و بخار ،  واحد تولید توان خود را بر حسب کیلو کالری بر ساعت تعریف می کنند لازم است که عدد بدست آمده بر حسب کیلو وات  در ۸۵۰  ضرب شود  و در نتیجه  برای هر متر مربع    ۱۲۸  کیلو کالری بر ساعت بدست می آید. حالا فرض کنیم که یک ساختمان  ۳۰  واحدی که هر واحد آن ۱۰۰  متر مربع می باشد را در اختیار داریم ، لازم است که عدد بدست آمده را در تعداد واحدها  و در متراژ آن ضرب نماییم ، نتیجه اینکه عدد ۳۸۴۰۰۰ کیلو کالری بدست می آید.

هنوز کار تمام نشده و  نیاز است که آب گرم مصرفی  مورد نیاز نیز محاسبه گردد. در صورتی که در هر واحد این ساختمان خانواده هایی با جمعیت ۳ تا ۴ نفر زندگی کنند و از انجایی که عمده آبگرم مصرفی به  تعداد افراد بستگی دارد میزان آبگرم مصرفی ۶۰  درجه سانتی گراد  افراد برج ۳۰ واحدی محاسبه می گردد. با توجه به  ضرائب مهندسی در تامین آبگرم در ۱.۲۵  ( زیرا وقتی ۷۵ درصد حجم مخزن خالی شد  اب واقعا سرد شده است ) و همچنین  در ضریب ۰.۸۵  درصد ( به دلیل اینکه احتمال استفاده تمامی افراد با هم هیچگاه وجود ندارد ) ضرب نماییم و همچنین مخزن مناسب ذخیره آبگرم مصرفی ، به همان عدد معروف   ۴۰ وات بر متر مربع  می رسیم که در صورتی که در متراژ و  تعداد واحدها ضرب کنیم  بصورت تقریبی عدد ۱۰۰ هزار  کیلو کالری بدست می آید.

حالا فقط لازم است که دو عدد فوق یعنی ۱۰۰۰۰۰ مربوط به آبگرم مصرفی با  با مقدار ۳۸۲۰۰۰  بار گرمایشی جمع شود که در نهایت  عدد ۴۸۴۰۰۰ بدست می اید.

با توجه به وج

ود دیگ های آبگرم  در اندازه های مختلف و با تقریب بالاتر به بیش از ۵۰۰۰۰۰ کیلو کالری بر ساعت  توان حرارتی نیاز داریم.  قطعا بهتر  حتی ضروری است که از دو دیگ  موازی که ظرفیت مجموعه هر دو کمی بیشتر از  عدد محاسبه شده می باشد تهیه نماییم .  با مطالعه کاتالوگ ها  دو دیگ با ظرفیت  ۲۶۰۰۰۰  انتخاب می شود.

لازم به ذکر است اعداد فوق با وجود دقت در اقلیم تهران ولی با توجه به نوع  ساختمان و پنجره ها قطعا نیاز به محاسبات دقیق تر و استفاده از نرم افزار طراحی تاسیسات دارد ولی با این وجود مرور  اعداد فوق  با تقریب دقیقی  درک  مناسبی از نحوه انتخاب سامانه های حراراتی را به شما  ارائه می نماید.

برای  تعمیر و نگهداری  تاسیسات خود با ما تماس بگیرید

برچسب‌هابار حرارتی, بویلر, تاسیسات ساختمان, کیلو کالری بر ساعت, موتورخانه