طراحی سیستم تهویه مطبوع
راه حل طراحی سیستم تهویه با میزان هوادهی ، بار سرمایشی و گرمایشی ، اجرای گردش هوا و اصول تأمین هوای تازه
سیستم تهویه کم و بیش توسط مراحل زیر طراحی می شود:
- محاسبه بار سرمایی و گرمایی شامل بار محسوس و گرمای نهان
- محاسبه جابجایی هوای مورد نیاز بر اساس نفرات و دستگاههاث مستقر در محل و نوع فعالیت آنها و یا کارهای خاص دیگر در اتاق
- محاسبه دمای هوای ورودی
- محاسبه حجم هوای در گردش
- محاسبه افت دما در کانال
- محاسبه مدل دستگاههای تهویه – هیتر ، کولرها،ذ ایرواشر ویا رطوبت زنی
- محاسبه ظرفیت دیگ و یا هیتر
- طراحی و محاسبه سیستم داکت
بار گرمایی و سرمایی را توسط
- محاسبه بارهای گرمایی و سرمایی داخل
- محاسبه بارهای سرمایی و گرمایی محیط اطراف محاسبه کنید.
- محاسبه تعویض هوا نسبت به شرایط داخل
آلودگی تولید شده توسط نفرات و یا دستگاههای موجود در محل را حساب کنید.
- محاسبه دمای ورودی
راهنمایی های کلی:
- برای گرمایش 38-50 C0 (100-1200 F) مناسب است
- برای سرمایش در جاهایی که دریچه های ورود هوا در نزدیکی نفرات هستند 6-80C(10-150 F) زیر دمای طراحی داخل
- برای سرمایش در جاهایی که دریچه های جهت دیفیوز و با سرعت بالا استفاده می شوند (30 ºF) 170 C زیر دمای طراحی داخلی
اگر هوا برای گرمایش استفاده می شود میزان هوادهی توسط رابطه زیر تعیین می گردد.
qh = Hh / ρ cp (ts – tr) (1)
بطوریکه
qh = دبی هوا برای گرمایش((m3/s
= Hh بار گرمایی (W)
cp = ظرفیت گرمای مخصوص هوا ( (J/kg K
ts = دمای هوای رفت ( (oC
tr =دمای اتاق ( (oC
سرمایش هوا
اگر هوا برای گرمایش استفاده می شود میزان هوادهی توسط رابطه زیر تعیین می گردد.
qc = Hc / ρ cp (to – tr) (2)
بطوریکه
qc = دبی هوا برای سرمایش((m3/s
Hc = بار سرمایی (W)
To = دمای هوای رفت ( (oC جایی که to = tr اگر دمای هوای اتاق یکسان باشد
مثال – بار گرمایی
اگر بار گرمایی Hh = 400 W ، دمای هوای ورودی ts = 30 oC و دمای هوای اتاق tr = 22 oC باشد دبی هوا بشرح زیر محاسبه میشود.
qh = (400 W) / (1.2 kg/m3) (1005 J/kg K) ((30 oC) – (22 oC))
= 0.041 m3/s
= 149 m3/h
رطوبت
اگر لازم است مقدار رطوبت هوای داخل افزایش یابد مقدار هوای مورد نیاز از رابطه زیر حساب میشود.
qmh = Qh / ρ (x2 – x1) (3)
بطوریکه
qm =دبی هوا برای رطوبت دهی (m3/s)
Qh =رطوبت مورد نیاز(kg/s)
ρ =چگالی هوا(kg/m3)
x2 =رطوبت داخل(kg/kg)
x1 =رطوبت هوای ورودی(kg/kg)
اگر کم کردن رطوبت هوای داخل لازم است مقدار هوای مورد نیاز از راه زیر بدست می آید
qmd = Qd / ρ (x1 – x2) (4)
بطوریکه
qmd = دبی هوا برای کم کردن رطوبت (m3/s)
Qd = مقدار گرفتن رطوبت (kg/s)
برای محاسبه افت گرما در کانال از رابطه زیر استفاده می شود
H = A k ( (t1 + t2) / (2 – tr) ) (5)
بطوریکه
H = افت گرما(W)
A= سطح دیواره کانال (m2)
T1 = دمای اولیه در کانال (oC)
T2 = دمای نهایی کانال (oC)
K = ضریب افت گرما در دیواره کانال (W/m2 K) ( برای کانالهای معمولی از ورق گالوانیزه5.68 W/m2 و برای کانالهای صنعتی 2.3 W/m2 )
Tr = دمای هوای بیرون
افت گرما در جریان هوا از رابطه زیر حساب می شود:
H = q cp (t1 – t2) (5b)
بطوریکه
q =جرم هوای عبوری(kg/s)
cp =ظرفیت گرمایی مخصوص هوا(kJ/kg K)
رابطه (5) و (5b) به صورت زیر ترکیب می شود
H = A k ((t1 + t2) / 2 – tr)) = q cp (t1 – t2) (5c)
برای افت دماهای زیاد متوسط دمای لگاریتمی باید استفاده شود
- انتخاب دستگاههای گرمایشی ، سرمایشی
انتخاب تعداد و ظرفیت دستگاهها ی سرمایش ، گرمایش ، فیلترها و غیره نسبت به کاتالوگ محصولات انتخاب میشود.
- محاسبه ظرفیت دیگ
ظرفیت دیگ طبق رابطه زیر حساب می شود
B = H (1 + x) (6)
بطوریکه
B = ظرفیت دیگ
H= بار گرمایی کل دستگاههای گرمایشی در سیستم
x = ضریب اطمینان ، معمولا بین 0.1 تا 0.2 انتخاب میشود
- سایز کانال
سرعت هوا در کانل با رابطه زیر بیان میشود
v = Q / A (7)
بطوریکه
v =سرعت هوا(m/s)
Q =دبی هوا(m3/s)
A =سطح مقطع کانال(m2)
افت فشار کل کانالها:
dpt = dpf + dps + dpc (8)
بطوریکه
dpt =افت فشار کل سیستم(Pa, N/m2)
dpf = افت فشار در کانالها به سبب اصطحکاک(Pa, N/m2)
dps =افت فشار بر اثر اتصالات کانال ، زانویی ها و غیره(Pa, N/m2)
dpc =افت فشار اجزاء سیستم مانند فیلتر ها ، هیتر ها و غیره(Pa, N/m2)
افت فشار در کانالها به سبب اصطحکاک بصورت زیر میباشد
dpf = R l (9)
بطوریکه
R = مقاومت اصطحکاک کانال در واحد طول داکت (Pa, N/m2 per m duct)
l =طول داکت (m)
مقاومت اصطحکاک کانال در واحد طول داکت بصورت زیر است
R = λ / dh (ρ v2 / 2) (10)
R=افت فشار(Pa, N/m2)
λ=ضریب اصطحکاک
dh=قطر هیدرولیک(m)
No comment