في تصميم أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) التجارية والصناعية، فإنوحدة معالجة الهواء (AHU)هو قلب النظام بأكمله. إن تحديد الحجم الصحيح لوحدة معالجة الهواء للمبنى لا يعد أبدًا لعبة تخمين تعتمد على "القواعد العامة". يؤدي الحجم الكبير إلى تكرار التشغيل والتوقف، وارتفاع الطاقة، وانخفاض القدرة على إزالة الرطوبة؛ فشل التحجيم في الحفاظ على درجة الحرارة والرطوبة المحددة في ظل الظروف الجوية القاسية.

ستحلل هذه المقالة بعمق كيفية حساب تدفق هواء AHU (CFM) وسعة التبريد/التدفئة من الصفر، واستكشاف مصائد الحجم التي يجب تجنبها في التطبيقات الهندسية الفعلية.

1. كيفية حساب تدفق الهواء AHU (CFM)

CFM (قدم مكعب في الدقيقة) هو المقياس الأساسي الذي يقيس قدرة توصيل الهواء بوحدة AHU. في سيناريوهات التطبيق المختلفة (مثل مباني المكاتب العامة مقابل مصانع الأدوية عالية النظافة-)، يختلف منطق حساب CFM. تعتمد طريقة الحساب الأكثر شيوعًا والأساسية علىتغيرات الهواء في الساعة (ACH).

الصيغة الأساسية:

CFM=(الطول × العرض × الارتفاع × ACH) / 60

• L × W × H:حجم الغرفة (الطول × العرض × الارتفاع بالقدم).
• أش:تغيرات الهواء في الساعة. تختلف تغييرات الهواء القياسية لـ ASHRAE حسب المساحة (على سبيل المثال، المكاتب العامة عادةً ما تكون من 4 إلى 6 مرات، في حين يمكن أن تكون غرف العمليات أو غرف الأبحاث من 15 إلى 20 مرة أو أكثر).
• 60:ثابت لتحويل الساعات إلى دقائق.

مثال عملي للحساب:

لنفترض أنك تقوم بتغيير حجم وحدة AHU لغرفة مؤتمرات تجارية مقاس 50 قدمًا × 40 قدمًا مع سقف يبلغ 10 أقدام. ووفقا لمواصفات التصميم فإن هذه المساحة تتطلب 6 تغييرات للهواء في الساعة (ACH=6).

1. حساب الحجم:50 × 40 × 10=20,000 متر مكعب. قدم.
2. تطبيق الصيغة:CFM=(20,000 × 6) / 60
3. نتيجة:تحتاج وحدة AHU لهذه المنطقة إلى توفير ما لا يقل عن ذلك2,000 قدم مكعب في الدقيقةمن تدفق الهواء.

2. كيفية حساب سعة التبريد والتدفئة AHU

إن معرفة تدفق الهواء وحده لا يكفي؛ يجب على المهندسين حساب قدرة معالجة الحمل الحراري لوحدة AHU، والتي يتم قياسها عادةً بوحدة حرارية بريطانية/ساعة أو طن أو كيلووات. الحرارة الكلية تساوي مجموع الحرارة المحسوسة والحرارة الكامنة.

أ. الحرارة المعقولة

تشير الحرارة المعقولة إلى الحرارة النقية التي تسبب تغيراً في درجة الحرارة (دون تغير الرطوبة). الصيغة هي:

q_s= 1.08 × CFM × ΔT

• q_s:الحمل الحراري المعقول (وحدة حرارية بريطانية/ساعة)
• 1.08:ثابت الهواء في الظروف القياسية (على أساس كثافة الهواء والحرارة النوعية)
• CFM:تدفق الهواء
• ΔT:فرق درجة الحرارة بين درجة حرارة التصميم الداخلي ودرجة حرارة هواء الإمداد (درجة فهرنهايت)

ب. الحرارة الكامنة

تتضمن الحرارة الكامنة تكثيف أو تبخر الرطوبة في الهواء. ويعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بالنسبة للمناطق- ذات الرطوبة العالية أو الأماكن ذات الكثافة السكانية العالية (مثل المسارح وردهات الفنادق).

q_l= 4840 × CFM × ΔW

• q_l:الحمل الحراري الكامن (وحدة حرارية بريطانية/ساعة)
• 4840:ثابت الحرارة الكامنة
• ΔW:فرق الرطوبة المطلق بين الهواء الراجع وهواء الإمداد (رطل من الماء / رطل من الهواء الجاف)

السعة الإجمالية=ف_s + q_l
(ملاحظة: 1 طن تبريد=12،000 وحدة حرارية بريطانية/ساعة)

3. العوامل الرئيسية التي تؤثر على حجم وحدة معالجة الهواء لديك

في بيئة المختبر، الصيغ المذكورة أعلاه لا تشوبها شائبة. ولكن في مشاريع التدفئة والتهوية وتكييف الهواء الحقيقية، فإن الفريق الهندسي فيشنغهاي ايركويقترح أنه يجب عليك مراعاة هذه المتغيرات الديناميكية الأربعة:

• الهواء النقي / متطلبات-هواء المكياج:يستهلك إدخال الهواء النقي إلى الخارج طاقة هائلة من أجل-التبريد المسبق أو-التدفئة المسبقة. دمج انجهاز تهوية لاستعادة الطاقة (ERV/HRV)يمكن للوحدة أن تقلل بشكل كبير من حمل تصميم ملف التبريد.
• الارتفاع وكثافة الهواء:تعتمد الصيغ القياسية على مستوى سطح البحر. يجب عليك تطبيق عامل تصحيح الارتفاع للمشروعات ذات الارتفاعات العالية-وإلا سيتم اختراق السعة الفعلية لوحدة AHU.
• انخفاض ضغط الفلتر:وبمرور الوقت، يؤدي تراكم الغبار على-المرشحات عالية الكفاءة إلى ارتفاع الضغط الثابت للنظام. يجب أن تترك قوة المروحة واختيار الطراز هامشًا كافيًا لانخفاض الضغط.
• مغلف البناء:يؤدي اتجاه الجدران الزجاجية وقيم العزل R- والانعكاس الحراري للسقف إلى تغيير القيم القصوى لـ ΔT بشكل مباشر.

4. المزالق الشائعة في الاختيار

1. فخ المبالغة:غالبًا ما يضيف المهندسون هامش أمان بنسبة 10%-20% في كل خطوة. تبرد الوحدة كبيرة الحجم بسرعة كبيرة، مما يتسبب في قصر دورة الضاغط والفشل في تجفيف المساحة بشكل صحيح.
2. تجاهل حرارة محرك المروحة:تعمل مراوح الدفع المباشر- أو الحزام- الموجودة داخل علبة AHU على توليد الحرارة. يجب أن يؤخذ هذا الارتفاع في درجة حرارة المحرك في الاعتبار عند حساب حمل التبريد الإجمالي.