محاسبه و انتخاب رادیاتور با مدرک معتبر

آموزش پکیج و محاسبه و انتخاب سریع رادیاتور پکیج 

در این آموزش به بررسی محاسبه و انتخاب رادیاتور میپردازیم. این آموزش توسط گروه فنی آموزشگاه فنی حرفه ای دانش تاسیسات  نگارش شده است و به صورت مبسوط در دوره آموزش تعمیرات پکیج آموزش داده می شود.

محاسبه بار حرارتی ساختمان نیز بار برودتی تقریبا همیشه توسط برنامه های کامپیوتری انجام می شود. در این زمینه برنامه های بسیار سودمندی نظیر  Carrier , CHVAC , RHVAC , CARMEL و غیره در دسترس می باشد. بیشتر این برنامه ها از داده ها ، الگوریتم ها و روش هایی که توسط  ASHRAE توصیه شده اند، استفاده می کنند. ولی استفاده از این روش های دقیق مستلزم دخیل نمودن تمامی پارامتر های موثر در بار ساختمان بوده و لذا غالبا بسیار پرزحمت و وقت گیر است. در نتیجه اغلب مهندسان و طراحان به دنبال استفاده از راه هایی برای تخمین سریع بار حرارتی ساختمان هستند که در عین حال به ادازه کافی دقیق باشند. بدین منظور در این فصل سه روش برای تخمین سریع بار حرارتی ساختمان که در طراحی مقدماتی در نظر گرفته می شوند و بر اساس تجربیات مولف کاملا قابل اعتمادند، ارایه شده اند. ضرایب اطمینان مورد نیاز در هر روش در رابطه ارایه شده برای ان لحاظ گردیده و لذا استفاده کننده محترم می تواند از نتیجه بدست آمده از روش های دوم و سوم مستقیما در انتخاب دستگاه استفاده نماید.

 

2. محاسبه سریع بار حرارتی بر اساس اقلیم منطقه و مساحت فضا

طراحان باید مجموعه ای از شرایط مناسب را برای محاسبه بار انتخاب کنند. این شرایط شامل هوای بیرونی ، آثار خورشید، حرارت و رطوبت درونی، کاربری و وضعیت عملیات ساختمان و بسیاری عوامل دیگر می باشد. برای تعیین بار گرمایشی، شرایط طراحی بحرانی در طول هوای سرد در زمانی که حرارت ناشی از تابش خورشید بسیار کم یا ضعیف بوده و حرارت ناشی از چراغ ها و سیستم های روشنایی و یا سایر لوازم و انسان ها هم اندک می باشد، به وقوع می پیوندند. انتخاب درجه حرارت زمستانی مناسب برای طراحی یکی از تصمیمات مهم طراحان سیستم های  HVAC می باشد. در روش زیر برای تخمین بار حرارتی ساختمان از درجه حرارت خشک طراحی در زمستان برای شرایط اقلیمی منطقه ای که ساختمان در ان واقع شده است. این درجه حرارت را می توان در جداول شرایط اقلیمی شهرهای ایران که در پیوست کتاب ها ارایه می شود یافت. چنانچه برای منطقه ای درجه حرارت کمتر از انچه در این جدول بیان شده است در دسترس بوده از همان عدد کمتر استفاده نمایید. در استفاده از این روش بار حرارتی ساختمان از رابطه زیر بدست می آید.

 Q = K . A

در هنگام استفاده از رابطه بالا توجه داشته باشید که رابطه مذکور بیشتر برای ساختمان های مسکونی ،‌اداری – تجاری آموزشی و درمانی استفاده می شود و برای ساختمان هایی نظیر کارگاه های صنعتی بزرگ و سوله ها ، متناسب با سطح کاربری و فعالیت آنها باید اظهار نظر نمود. همچنین این رابطه برای ساختمان هایی که ارتفاع کف تا سقف انها بیشتر از چهارمتر باشد قابل استفاده و استناد نیست.

مثال : مقدار برای حرارتی یک ساختمان اداری به مساحت 250 مترمربع را در شرایط اقلیمی مرکز تهران ، اردبیل و بوشهر محاسبه نمایید؟

با توجه به مطالب بیان شده ؛ درجه حرارت خشک زمستانی مرکز شهر تهران -4 درجه سانتی گراد است؛ بنابراین:

Q = KA = 650 * 250 = 162500 Btu / hr

( توجه کنید که درجه حرارت خشک زمستانی برای شمال تهران تا حدود -8 درجه سانتی گراد در نظر گرفته می شود )

درجه حرارت خشک زمستانی اردبیل -12 درجه سانتی گراد است بنابراین بار حرارتی این ساختمان در اردبیل برابر است با :

Q = KA = 860 * 250 = 215000 Btu / hr

درجه حرارت خشک زمستانی بوشهر حدود +10 درجه سانتی گراد است. بنابراین بار حرارتی این ساختمان در بوشهر برابر است با :

Q = KA = 430 * 250 = 107500 Btu / hr

 

انتخاب سریع رادیاتور

دو شیوه امتقال حرارت دستگاه های گرمایشی عبارتند از تابش و جابجایی ، تابش عبارت است از انتقال انرژی گرمایی توسط پرتوهای الکترومغناطیسی و جابجایی عبارت است از انتقال گرما با گردش طبیعی یا اجباری هوا از روی سطح داغ. یکی از واحد های عمده که به عنوان سیستم گرمایشی ساختمان مورد استفاده قرار می گیرد رادیاتور ها می باشند.

 

در ادامه به روش های محاسبه و انتخاب سریع انواع رادیاتور ها اشاره می شود.

  رادیاتور انواع مختلفی دارند که عبارتند از :

 رادیاتور های چدنی

رادیاتور های فولادی که معمولا در مناطق کم رطوبت استفاده می شوند.

رادیاتورهای الومینیومی که معمولا در مناطقی که رطوبت بالاست،‌استفاده می شوند.

 اندازه های متداول پره های فولادی عبارت است از :

( 150 – 500 ) ، ( 200 – 500 ) ، ( 150 – 600 ) ، ( 200 – 600 )

 

و اندازه های متداول پره های آلومینیومی عبارتند از :

( 95 – 600 ) ، ( 95 – 500 )

 

سطح تبادل حرارتی در پره های رادیاتور به سطحی گفته می شود که در معرض تبادل حرارت با محیط است. این سطح برای هر پره فولادی ( 200 – 600 ) معادل 3 / 0 متر مربع و برای هر پره الومینیومی ( 95 – 500 ) معادل 45 / 0 متر مربع می باشد.

 

بار حرارتی در پره های رادیاتور به مقدار گرمایی گفته شده که در شرایط طرح داخل توسط رادیاتور با محیط مبادله می شود. بار حرارتی هر پره فولادی مدل ( 200 – 600 ) برابر 130 Kcal/hr یا 520 52 btu/hr  و بار حراری هر پره الومینیومی مدل ( 95 – 500 ) برابر 113 Kcal / hrیا 452  btu/hr می باشد.

 

 برای تعیین تعداد پره های رادیاتور می توان از رابطه زیر استفاده نمود.

N = Qtotal / Q

در رابطه فوق Q بار حرارتی یک پره و n اعشاری یا فرد بدست اید باید بزرگترین عدد زوج بعد از عدد محاسبه شده مبنا قرار گیرد. چنانچه تعداد پره های رادیاتور بیش از 20 پره باشد بعلت چرخش نامناسب ابگرم در طول رادیاتور با تعداد پره کمتر استفاده شود. همچنین اگر مجبور به انتخاب رادیاتور با 18 پره و بیشتر بودیم ، بهتر است محل ورودی و خروجی به رادیاتور بهه جای انکه در یک طرف ان باشد، در دو طرف ان اجرا شود.

 

سازندگان معمولا انتشار گرمایی رادیاتور را بر اساس اختلاف درجه حرارت 55 درجه سانتی گراد متوسط اب و دمای هوای محیط ارایه می کنند. برای اختلاف دمایی به جز 6 / 55 درجه سانتی گراد انتشار گرمای رادیاتور را می توان از فرمول زیر به دست اورد:

E₁ = E₂ ( α T / 55.6 )^1.3

 در رابطه فوق داریم :

 E₂= انتشار گرما بر حسب  w / m²برای اختلاف دمای جدید

E₁= انتشار گرما بر حسب w / m² برای اختلاف دمای 6 / 55 درجه سانتی گراد

α T = اختلاف دمای جدید بر حسب درجه سانتی گراد.

مثال – با فرض درجه حرارت آب رفت و برگشت به ترتیب 80 و 70 درجه سانتی گراد و دمای ساختمان 18 درجه سانتی گراد باشد، انتشار گرمایی رادیاتور را حساب کنید. کارخانه سازنده انتشار گرمایی رادیاتور  را 520

 w / m² تعیین کرده است.

α T = ( 80 + 70 / 2 ) – 18 = 57 ⁰ C

E2 = 520 * 9 57 / 55.6 ) = 535 . 6 w / m²

 

انتخاب سریع کویل آبگرم :

پس از محاسبه میزان بار حرارتی ساختمان کویل آبگرم مناسب جهت گرمایش مورد نیاز می توان از جداول موجود در کتب طراحی نظیر کتاب تاسیسات ساختمان نوشته مهندس طباطبایی و یا کتاب حرارت مرکزی نوشته مهندسی شمندی استفاده نمائید.

در جداول موجود در این کتابها منظور از ROW تعداد ردیف کویل ،‌  FBI تعداد فین ( پره ) در هر اینچ می باشد. اعداد مندرج در جدول نیز بیانگر مقدار گرمایی است که یک فوت مربع از سطح کویل بر  حسب  BTU / HR می تواند تولید کند. به عنوان مثال فرض کنید بار گرمایی یک ساختمان معادل 75000 BTU / HR  محاسبه شده باشد. در این صورت اگر دمای اب ورودی به کویل 170 درجه سانتی گراد باشد و برای نصب کویل فضایی به مساحت 2 فوت مربع در اختیار داشته باشیم. انتخاب زیر را می توان انجام داد:

  گرمای مورد نیاز تولید از هر فوت مربع کویل

 =  75000 / 2 = 37500 Btu/hr

 با مراجعه به جداول مذکور ملاحظه می شود که هر فوت مربع از کویل سه ردیفه با  12 = fbi معادل 38500  Btu / hr تولید می کند و برای تامین گرمایش ساختمان مناسب است. در همین مثال اگر برای نصب کویل فضایی معادل 3  فوت مربع در اختیار بوئ؛ انتخاب به صورت زیر انجام می شد:

 گرمای مورد نیز از هر فوت مربع کویل = 75000 / 3 = 25000  Btu / hr

 با مراجعه به جدول یک کویل 10 ردیفه مناسب است.