بار سرمایشی

بار برودتی (cooling load) نرخ گرمایی است که باید از محیط خارج شود تا دما و رطوبت محیط حفظ شود. دمای هوای بیرون، رطوبت، تعداد افراد در محل از جمله پارامترهایی است که در محاسبات بار سرمایی تاثیر دارند. تعیین دقیق تک تک این پارامترها معمولا امری دشوار است. بسیاری از این بارها در طول شبانه روز متفاوت اند و هر یک از آن ها باید به طور مجزا آنالیز و تجزیه تحلیل شوند تا بیشترین بار سرمایی هر کدام تعیین شود. از این روش های متفاوتی برای تعیین انباشت حرارتی در ساختمان ها به کار می رود که همه آن ها نتایج تقریبا یکسانی را به ما می دهد.

در محاسبه بار بیشتر از پارامترها و روش های تعیین شده در استاندارد ASHRAE استفاده می شود. شرایط طراحی در استاندارد ASHRAE بر اساس حداکثر دمای خشک و تر تعیین می شود. اگر چه پارامترهای دیگری از جمله بار روشنایی و سایر وسایل برقی گرمازا و افراد نیز تاثیر زیادی در بار سرمایی دارد. اما تعیین دقیق پارامترهای ذکر شده تا حدی نامشخص است و به دلیل این عدم قطعیت همیشه یک ضریب اطمینان (safety factor) در انتها وارد می کنیم.

رویکرد احتمالی

با توجه به عدم قطعیت در تعیین بارهای سرمایشی ابتدا پارامترهای تاثیر گذار را طبقه بندی کنیم. این پارامترها در دو طبقه دسته بندی می شوند قابل کنترل و غیر قابل کنترل.

پارامتر غیرقابل کنترل مانند دمای طرح خارج که می تواند در بار احتمالی تاثیرگذار باشد و قابل کنترل مانند نوع سایه بان، جنس شیشه که تاثیری در بار احتمالی ندارد. معمولا مرسوم است مقادیر غیر قابل کنترل مانند هوای بیرون را با توجه به تجزیه تحلیل آماری و مقادیر غیر قابل کنترل از قبیل روشنایی و … را از شرایط آزمایشگاهی با توجه به نوع محل، در محاسبات وارد می کنند. بنابراین در تمام موارد، جداول استاندارد اطلاعات را به ما می دهد اما با تمام داده ها تابع چگالی احتمال باید در نظر گرفته شود. این کمک خواهد کرد تا شرایط اقتصادی انتخاب تجهیزات نیز درست باشد.

انواع بار سرمایشی

بارهای وارد شده که در محیط حرارت تولید می کنند به سه دسته بارهای خارجی، داخلی و بارهای تهویه تقسیم می شوند. بارهای تهویه برای فضاهایی که نیاز به تهویه دارند مانند رستوران ها و هتل ها بسیار مهم است. همانطور که تهویه مطبوع شرایط داخل را متعادل نگاه می دارد اما بار گرمایی ساختمان را بالا می برد.

تعیین بار تهویه با استاندارد ASHREA ممکن است. بار سرمایی دستگاه های تبرید صرفا از یک منبع حرارتی که به فضای سرد شونده بار وارد می کنند عبارتند از:

• حرارت ورودی از دیواره ها و سایر سطوح به داخل فضای سرد شونده
• حرارت ورودی از طریق تشعشع از شیشه ها یا سایر مواد شفاف
• حرارت حاصل از هوای گرم ورودی از درب های باز یا درز پنجره ها و درها
• حرارت حاصل از محصولات گرم ورودی به فضا
• حرارت حاصل از افراد

بار حاصل از دیوارها

بار حاص از دیوار یا نشت دیوار عبارت است از میزان حرارتی که به طریق هدایت، از سطوح خارجی به فضای سرد شونده وارد می شود. به دلیل اینکه عایق حرارتی مطلق وجود ندارد هنگامی که دمای داخل کمتر از دمای خارج باشد مقداری حرارت به وسیله دیوارها از خارج به داخل وارد می شود. بار حاصل از دیوارها در کلیه کاربردهای تبرید وجود دارد و معمولا بار قابل ملاحظه ای از کل بار تبرید می باشد. در کاربردهایی نظیر سرد کردن مایع که سطح خارجی چیلر کوچک و دیوارهای آن به خوبی عایق کاری شده اند، نشت حرارت از سطوح چیلر در مقایسه با بار کل تبرید به قدری ناچیز است که از آن صرفنظر می شود ولی در سردخانه های تجاری و کابردهای تهویه مطبوع بار حاصل از سطوح خارجی قسمت اعظم بار را تشکیل می دهد.

مقدار حرارتی که در واحد زمان به وسیله دیوارها به فضای سرد شونده وارد می شود تابعی از سه عامل می باشد که در زیر به آن اشاره شده.

Q: شدت حرارت انتقال یافته بر حسب وات (W) A: سطح خارجی دیوار (m2) U: ضریب انتقال حرارت  (W/m2 ºK) ΔT: اختلاف دمای دو طرف دیوار (K)

بار تعویض هوا

هنگامی که در فضای سرد شونده ای باز می شود مقداری از هوای گرم بیرون جایگزین هوای سرد می شود. حرارتی که باید از هوای گرم ورودی گرفته شود تا دما و رطوبت آن به شرایط داخل فضا برسد قسمتی از بار تجهیزات تبرید می باشد و بار تعویض هوا نامیده می شود.

در بیشتر کاربردهای تهویه مطبوع برای تامین هوای تازه مقداری هوا را وارد ساختمان می کنند و هنگامی که تعداد افراد در ساختمان زیاد باشد این مقدار هوا بیشتر است و بار سرمایی حاصل از سرد کردن و رطوبت زدایی آن تا رسیدن به شرایط داخلی فضا، قسمت عمده بار سرمایی را تشکیل می دهد.

اصطلاح بار تهویه زمانی به کار می رود که بار تعویض هوا در فضای تهویه شونده ناشی از ورود مقدار قابل توجهی از هوای بیرون  باشد. ولی اصطلاح بار نفوذ هوا هنگامی به کار می رود که تعویض هوا به علت نفوذ طبیعی هوا از درز اطراف درها و پنجره ها و سایر شکاف های ساختمان باشد. در هر کاربرد تهویه مطبوعی بار نفوذ هوا خواهیم داشت.

محاسبه دقیق بار حاصل از تهویه هوا به جز در موارد که مقداری معین از هوا به منظور تهویه وارد می شود کار مشکلی است. هنگامی که دبی جرمی هوای ورودی به فضا معلوم باشد می توان حرارت حاصل از تعویض هوا را با استفاده از معادله زیر تعیین نمود.

Q: بار تعویض هوا  ((KW

m : جرم هوای ورودی  (Kg/s)

ho: آنتالپی هوای خارج  (Kj/g)

hi: آنتالپی هوای داخل  (Kj/g)

منابع و پیوندها

گرد آوری شده توسط دپارتمان پژوهشی شرکت پاکمن

Roy.j.Dossat اصول تبرید،ترجمه مهندس اصغر حاج سقطی، مهندس سید احمد جعفری، مرکز انتشارات دانشگاه علم و صنعت ایران، سال 1386

ASHRAE Journal 2004-2005

برداشت از مطالب سایت با ذکر منبع بلا مانع است

بار سرمایشی از دید hvrac.mihanblog.com

برای محاسبه بار سرمایی فضا بر اساس نوع کاربری، مساحت و درجه حرارت های طرح داخل و خارج، می توان از ترتیب زیر استفاده کرد:
الف) ابتدا ارتفاع از سطح دریا را برای شهر مورد نظر بر حسب فوت مشخص کرده و سپس با توجه به عدد ارتفاع، از جدول زیر مقدار ضریب هوا (AF) را بدست آورید…ادامه

بار سرمایشی از دید refrigers.com

. The cooling load on the refrigeration system determines the size of the refrigeration plant and therefore its power consumption. It does not affect COP or efficiency: without a refrigeration load there would be no COP or efficiency

The smaller the load, the lower the power consumption. The load is usually made up of a number of different components. You may be able to be reduce or eliminate one or more of these. In a storage application (e.g. a cold store or retail cabinet) the load comprises…more