دانلود مقاله محاسبه بار گرمایی تهویه

محاسبه بار گرمایی

با توجه به جداول دمای طرح زمستانی داخل و خارج ساختمان را مشخص می کنیم :

دمای طرح خارج = F° 12        دمای طرح داخل =  F° 77

تعداد دفعات تعویض هوا در ساعت را با استفاده از جدول A-2  بدست می آوریم .

تمامی اتاقها تنها از یک دیوار ، پنجره رو به بیرون دارند ، لذا تعداد دفعات تعویض هوا برای همه اتاقها یک بار در ساعت در نظر گرفته می شود .

بدین ترتیب تلفات حرارتی ساختمان را مرحله به مرحله محاسبه نموده و خلاصه محاسبات را در برگه های محاسباتی ثبت می کنیم .

الف ))) تلفات حرارتی جداره های اتاق

Q1 = A×U ( ti – to )

 A     : مساحت     U : ضریب هدایت     ti : دمای داخل       to : دمای خارج   

در مورد اجزا ‍‍ء تشکیل دهنده دیوارها ، سقف ها ، کف و ضریب هدایت حرارتی آنها داریم :

1- دیوارهای شمالی و جنوبی شامل آجر مجوف به ضخامت 8" و نمای بیرونی از سنگ به ضخامت 4" و نازک کاری داخلی ، با گچ به ضخامت 3/8" ، با ضریب کلی انتقال حرارت U=0.29 می باشند .

2- دیوارهای شرقی و غربی شامل آجر معمولی به ضخامت 8" و نازک کاری داخلی با گچ به ضخامت 3/8" ، با ضریب کلی انتقال حرارت U=0.41      می باشند .

3- دیوارهای داخلی شامل آجر مجوف به ضخامت  8" و از دو طرف گچ به ضخامت 3/8"  ، با ضریب کلی انتقال حرارت U=0.29 می باشند .

4- دیوارهای داخلی آشپزخانه ، دستشویی و حمام از طرف داخل شامل آجر مجوف به ضخامت 8"  و کاشی به ضخامت  1/8"  می باشند و از طرف دیگر شامل گچ به ضخامت 3/8" می باشند .

ضریب کلی انتقال حرارت جدار داخل U=0.26  و ضریب کلی انتقال حرارت جدار خارج    U=0.28        می باشد .

5- کف شامل کاشی کف (( Floor Tile )) با زیر سازی از بتن و شن به ضخامت 10"  و ضریب کلی انتقال حرارت  U=0.31می باشد .

6- سقف شامل ماسه و شن و بتن و در داخل پلاستر به ضخامت 8"   و عایق روی بام به ضخامت 5/2"  و ضریب کلی انتقال حرارت  U=0.11 می باشد.

7- در ورودی ساختمان تمام چوبی و دارای ضریب کلی انتقال U=0.30     و در ورودی حیاط دارای ضریب کلی انتقال حرارت U=1.15 می باشد .

8- شیشه ها معمولی ودارای ضریب کلی انتقال حرارت U=1.13 می باشند.

*** با توجه به فرمول (&) ، تلفات حرارتی از کف اتاقها را با در نظر گرفتن قسمتی از لبه آنها که در معرض هوای خارج است ، را محاسبه می کنیم .

 0.6P (ti – to) + 0.05A (ti – tg)  = تلفات حرارتی از کف اتاق (&)

با استفاده از جدول 1-A و با توجه به دمای 12°F ، دمای زمین (tg) برای شهر مشهد برابر است با : tg=61°F   

بنابراین خواهیم داشت :

= 0.6× 0.29' (65) + 0.05× 242 (16) =1319 [BTU/hr] تلفات حرارتی از کف اتاق خواب 1

= 0.6× 30' (65) + 0.05× 180 (16) = 1283 [BTU/hr] تلفات حرارتی از کف اتاق خواب 2

= 0.6× 20' (65) + 0.05× 204 (16) = 930 [BTU/hr] تلفات حرارتی از کف اتاق خواب 3

= 0.6× 40' (65) + 0.05× 360 (16) = 1848 [BTU/hr] تلفات حرارتی از کف اتاق پذیرایی

= 0.6× 12' (65) + 0.05× 187 (16) = 610 [BTU/hr]  تلفات حرارتی از کف هال

= 0.6× 29' (65) + 0.05× 205 (16) = 1295 [BTU/hr] تلفات حرارتی از کف آشپزخانه

= 0.6× 1.4' (33) + 0.05× 27 (28) = 66 [BTU/hr]  تلفات حرارتی از کف دستشویی

= 0.6× 6.6' (65) + 0.05× 82 (16) = 194 [BTU/hr]  تلفات حرارتی از کف حمام

 = 0 تلفات حرارتی از کف راهرو

ب))) تلفات حرارتی ناشی از نفوذ هوا

بار حرارتی از فرمول زیر محاسبه می شود :

  Q2 = 0.0749 × 0.241 (n×V) (ti-to)×Emend Factor         

 نتایج محاسبات در برگه های محاسباتی آمده است .

ج ))) محاسبه بار حرارتی آبگرم مصرفی = 3 [GPH] حداکثر آب گرم مصرفی دستشویی و توالت = 20 [GPH] حداکثر آب گرم مصرفی وان حمام = 100 [GPH] حداکثر آب گرم مصرفی دوش = 15 [GPH] حداکثر آب گرم مصرفی سینک ظرفشویی = 20 [GPH] حداکثر آب گرم مصرفی ماشین ظرفشویی = 75 [GPH] حداکثر آب گرم مصرفی ماشین لباسشویی = 233 [GPH] جمع کل حداکثر آب گرم مصرفی = 233 × 0.35 = 8.15 [GPH] مقدار واقعی آب گرم مصرفی = 81.5 × 1.25 ~ 102 [Gallon] حجم منبع آب گرم مصرفی با توجه به دمای آب ورودی به منبع ( آب شهر ) که برابر 60°F و دمای آب گرم خروجی از منبع که برابر 140°F می باشد و با احتساب 10% ضریب اطمینان ، بار حرارتی آب گرم مصرفی را با استفاده از فرمول زیر محاسبه می کنیم : Q3 = 101.9 × 8.33 × 1.1 (140 – 60) = 74697 [BTU/hr] =» انتخاب دیگ بار حرارتی کل ساختمان (Qt) عبارتست از مجموع تلفات حرارتی اتاقها (ΣQR) و بار حرارتی آب گرم مصرفی (Q3) ، لذا داریم : ΣQR = 116105 [ BTU/hr ] Q3 = 74697 [ BTU/hr ] Qt = ΣQR + Q3 = 116105 + 74697 =» Qt = 190802 [ BTU/hr ] - با احتساب 20% تلفات ) (A = 0.20 داریم : QB = Qt ( 1 + A ) = 190802 ( 1 + 0.20 ) =» *** دو دیگ چدنی مدل 300-4 ، شوفاژکار به ظرفیت حرارتی 32000 [Kcal/hr] یا 128000 [BTU/hr] ، با تعداد 4 پره انتخاب می شوند .

انتخاب مشعل W = QB / ( 10000 × E ) = 32000 / ( 10000 × 0.91 ) =» حجم منبع گازوییل = W × A × n × B × 1.2 حجم منبع 24 ساعت کار در شبانه روز ( A = 24 hr ) 2 ماه مدت زمان ذخیره ( n = 60 Day ) درصد انفطاع 55% ( B = 55% ) = 3.51 × 24 × 60 × 0.55 × 1.2حجم منبع =» حجم منبع انبساط بسته =» محاسبه بار سرمایی اتاق خواب (1 ) - وزن دیوار شمالی 82 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار جنوبی 32 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار شرقی 32 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار غربی 89 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای داخلی وسقف 41982 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای خارجی 21785 lb ( بر واحد سطح ) - وزن کف 37557 lb( بر واحد سطح ) = 0.88ضریب ذخیره = 128 ===»وزن مواد ساختمانی بر فوت مربع کف Q1 = 23 (2.4×0.56) × 0.88 × 35 = 952 [BTU/hr] Q2 = A × U (to - ti) = 35 × 1.13 ( 96 – 78 ) =» Q2 = 712 [BTU/hr] Q3 = A × U × Δte = 438 [BTU/hr] Q4 = A × U × Δt = 125 × 0.26 × 9.5 = 309 [BTU/hr] V = v × A = 702 CFM=» Q5 = V × 1.08 × 18 × 0.02 =» Q5 = 273 [BTU/hr] Q6= 2801 [BTU/hr] ERSH = 5485 [BTU/hr] بار سرمایی محسوس مؤثر اتاق Q7 = QLV + QLP = 309 + 470 = 779 [BTU/hr] Q8 = 13374 [BTU/hr] Q9 = 552 [BTU/hr] اتاق خواب (2) - وزن دیوار شمالی 32 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار جنوبی 82 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار شرقی 40 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار غربی 89 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای داخلی وسقف 25824 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای خارجی 19486 lb ( بر واحد سطح ) - وزن کف 19260 lb( بر واحد سطح ) = 0.66ضریب ذخیره = 234 ===»وزن مواد ساختمانی بر فوت مربع کف Q1 = 69 (2.4×0.56) × 0.66 × 35 = 2142 [BTU/hr] Q2 = A × U (to - ti) = 35 × 1.13 ( 96 – 78 ) =» Q2 = 712 [BTU/hr] Q3 = A × U × Δte = 733 [BTU/hr] Q4 = A × U × Δt = 0 V = v × A = 360 CFM=» Q5 = V × 1.08 × 18 × 0.02 =» Q5 = 140 [BTU/hr] Q6= 1431 [BTU/hr] ERSH = 5158 بار سرمایی محسوس مؤثر اتاق Q7 = QLV + QLP = 159 + 235 = 394 [BTU/hr] Q8 = 6854 [BTU/hr] Q9 = 7766 [BTU/hr] اتاق خواب (3) - وزن دیوار شمالی 40 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار جنوبی 82 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار شرقی 40 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوار غربی 40 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای داخلی وسقف 31152 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای خارجی 8364 lb ( بر واحد سطح ) - وزن کف 21828 lb( بر واحد سطح ) = 0.66ضریب ذخیره = 171 ===»وزن مواد ساختمانی بر فوت مربع کف Q1 = 69 (2.4×0.56) × 0.66 × 62 = 3795 [BTU/hr] Q2 = A × U (to - ti) = 62 × 1.13 ( 96 – 78 ) =» Q2 = 1261 [BTU/hr] Q3 = A × U × Δte = 507 [BTU/hr] Q4 = A × U × Δt = 0 V = v × A = 408 CFM=» Q5 = V × 1.08 × 18 × 0.02 =» Q5 = 159 [BTU/hr] Q6= 1515 [BTU/hr] ERSH = 7237 بار سرمایی محسوس مؤثر اتاق Q7 = QLV + QLP = 180 + 235 = 415 [BTU/hr] Q8 = 7773 [BTU/hr] Q9 = 8801 [BTU/hr] هال - وزن دیوار شمالی 40 lb ( بر واحد سطح دیوار ) - وزن دیوار جنوبی 40 lb ( بر واحد سطح دیوار ) - وزن دیوار شرقی 40 lb ( بر واحد سطح دیوار ) - وزن دیوار غربی 40 lb ( بر واحد سطح دیوار ) - وزن دیوارهای داخلی وسقف 31152 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای خارجی 8364 lb ( بر واحد سطح ) - وزن کف 21828 lb( بر واحد سطح ) = 0.66ضریب ذخیره = 171 ===»وزن مواد ساختمانی بر فوت مربع کف Q1 = 0 Q2 = A × U (to - ti) = 33 × 0.03 (96 –78) + 22 × 1.15 × 18 =» Q2 = 634 [BTU/hr] Q3 = A × V × Δte = 313 [BTU/hr] Q4 = A × V × Δt = 0 U = u × A = 374 CFM=» Q5 = V × 1.08 × 18 × 0.02 =» Q5 = 146 [BTU/hr] Q6= 3342 [BTU/hr] ERSH = 4435 بار سرمایی محسوس مؤثر اتاق Q7 = QLV + QLP = 165 + 2350 = 2515 [BTU/hr] Q8 = 7125 [BTU/hr] Q9 = 8068 [BTU/hr] آشپزخانه - وزن دیوارهای داخلی وسقف 23547 lb ( بر واحد سطح ) - وزن دیوارهای خارجی 31253 lb ( بر واحد سطح ) - وزن کف 21935 lb( بر واحد سطح ) = 0.88ضریب ذخیره = 505 ===»وزن مواد ساختمانی بر فوت مربع کف Q1 = 23 (2.4×0.56) × 0.88 × 35 = 953 [BTU/hr] Q2 = A × V (to - ti) = 35 × 1.13 ( 96 – 78 ) =» Q2 = 712 [BTU/hr] Q3 = A × V × Δte = 1717 [BTU/hr] Q4 = A × V × Δt = 0 V = v × A = 410 CFM=» Q5 = V × 1.08 × 18 × 0.02 =» Q5 = 160 [BTU/hr] Q6= 2384 [BTU/hr] ERSH = 5925 بار سرمایی محسوس مؤثر اتاق Q7 = QLV + QLP = 180 + 235 = 415 [BTU/hr] Q8 = 159 [BTU/hr] Q9 = 8844 [BTU/hr] راهروی اتاقها Q1 = 0 Q2 = 0 Q3 = A × V × Δte = 144 [BTU/hr] Q4 = A × V × Δt = 0 V = v × A = 161 CFM=» Q5 = V × 1.08 × 18 × 0.02 =» Q5 = 62 [BTU/hr] Q6= 733 [BTU/hr] ERSH = 937 بار سرمایی محسوس مؤثر اتاق Q7 = QLV + QLP = 72 + 235 = 415 [BTU/hr] Q8 = 3088 [BTU/hr] Q9 = 3495 [BTU/hr] بار سرمایی کل ساختمان QT = ΣQTR QT = 171325 [BTU/hr] ظرفیت سرمایی چیلر = (QT ×1.1) / 12000 = ظرفیت سرمایی چیلر ( تن تبرید ) (171325 × 1.1) / 12000 = 15.7 [ USRT ] دبی آب سرد خروجی از چیلر USGPM = QT / 5000 = 171325 / 5000 = 34.27