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

ρ   =چگالی هوا ((kg/m3

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)

رطوبت گیری

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 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

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *