بار سرمایشی (بار برودتی  cooling load ) یکی از پرکاربردترین مفاهیم در صنعت تهویه و محاسبات هواسازها می باشد. آشنایی دقیق با مفهوم بار سرمایشی می تواند در درک شرایط محیط و هم چنین دقت محاسابات سیستم های هواساز تاثیر بسیار زیادی داشته باشد. در این مقاله با مفهوم و تعریف و عوامل موثر بر بار سرمایشی آشنا خواهیم شد.

بار سرمایشی چیست ؟

در اصطلاح به نرخ گرمایی که باید از محیط مورد نظر( ساختمان ها) خارج شود تا محیط در محدوده مطلوب نظر میزان دما و رطوبت قرار بگیرد و در آن وضعیت باقی بماند را بار سرمایشی گویند.

از سیستم های هواساز به منظور دستیابی به هوای مطلوب استفاده می گردد.

به عنوان مثال محیط آسایش برای انسان ها( thermal comfort)در زمستان دمای در حدود ۲۰-۲۳ درجه سلسیوس و در تابستان ۲۳-۲۶ درجه سلسیوس می باشد  و میزان رطوبت مناسب ۴۰-۳۰% می باشد. که مهندسین صنعت تهویه با محاسبات میزان بار برودتی و بار گرمایشی و لحاظ آنها در طراحی سیستم های هواساز hvac این میزان از دما و رطوبت را در فصول مختلف سال تامین می نمایند.

بار سرمایشی به چه عواملی بستگی دارد ؟

از عوامل موثر بر بار سرمایشی می توان به موارد ذیل اشاره نمود:

• موقعیت جغرافیایی ساختمان ( طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا)
• ویژگی های ساختمان ( رنگ ، جنس ساختمان و پنجره و موقعیت قرار گیری پنجره ها)
• تجهیزات روشنایی
• تجهیزات الکتریکی
• منابع و لوله
• نرخ هوای تازه ورودی به ساختمان

عوامل موثر بر میزان بار سرمایشی – گرماسرد

همانطور که پیش تر مطرح شد، بار سرمایی میزان گرمایی است که باید از جهت دستیابی به دمای مطلوب از محیط خارج گردد. بنابراین برای درک بار سرمایی باید بتوانیم عموال ایجاد گرما و انتقال آن به ساختمان را بررسی نماییم .

روش های انتقال گرما :

• انتقال گرما به روش تشعشعی ( مانند انتقال گرمای خورشید)
• انتقال گرما به روش هدایت
• انتقال گرما  از طریق منابع داخلی
• انتقال گرما از طریق نفوذ هوای بیرون به داهل ساختمان

به صورت کلی می توانیم دو نوع منبع حرارتی برای یک ساختمان در نظر بگیریم :

1. منبع خارجی
2. منبع داخلی

منابع خارجی گرمایشی در ساختمان

گرمایی خورشید به عنوان یک منبع خارجی گرما می تواند از سه طریق به ساختمان وارد شود. روش اول ورود از پنجره ها ( که نرخ آن می تواند به جنس پنجره ، دو جداره و یا تک جداره بودن آن بستگی داشته باشد.). روش دوم هدایت گرما از طریق دیوارهای خارجی است که به صورت مستقیم در معرض تابش نور خورشید قرار دارند . روش سوم انتقال گرمای خورشید از طریق دیوارهای جانبی ساختمان می باشد. همانطور که در شکل می بینید دویار جانبی دیواری است که مستقیما در معرض نور خورشید قرار ندارد.

در مبحث نفوذ گرمایش عواملی نظیر موثقعیت جغرافیایی ساختما ( طول و عرض جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا)، جهت گیری پنجره ها، جنس و رنگ دیوارها و پنجره ها و همچنین میزان عایق بندی ساختمان تاثیر به سزایی دارند.

منابع داخلی گرمایشی در ساختمان

• تعداد افراد حاضر و همچنین در رفت و آمد محیط و توجه به نوع فعالیت آنها
• تجهیزات روشنایی ( باید به نوع لامپ ها توجه کرد به عنوان مثال میزان بار گرمایی یک لامپ ال ای دی از لامپ رشته ایی سیار کمتر است.)
• تجهیزات الکتریکی ( مانند کامپیوترها، اسکنرها و …)
• تجهیزات و منابع گازی  ( مانند اجاق گاز )
• لوله های تاسیسات و موتورها

نرخ هوای تازه در ساختمان :

هوای تازه به ساختمان – گرماسرد

هوای تازه می تواند به دو روش به ساختمان وارد شود : ۱ – به صورت طبیعی که در نتیجه اختلاف فشار هوای محیط داخل ساختمان و محیط بیرون از پنجره ها به ساختمان وارد می شود. و ۲- هوایی تازه ایی که به وسیله سیستم های تهویه مطبوع مانند فن های هوای تازه ، هواساز ها و … به ساختمان وارد می شوند.

اختلاف دمای بین هوای بیرون و هوای داخل بر میزان بار سرمایشی تاثیر گذار است.

در محاسبات بار سرمایشی بیشتر از روش ها و اسلوب های توصیه شده در استاندارد ASHARE  استفاده می گردد که مبتنی بر حداکثر دمای خشک و تر محاسبه می شود.

همانطور که مشاهده می کنید مطلق و دقیق نبودن فاکتور های موثر بر بار سرمایشی ( مانند تعداد افراد ساختمان ، فعالیت انجام شده توسط افراد) دقیق نیست به همین دلیل در براورد های بار برودتی از ضریت تصحیح  safety factor  استفاده می شود.

روش های متعددی برای محاسبه بار سرمایشی وجود دارد که پرکاربردترین روش محاسبات سریع و انگشتی  Rules of Thumb بار سرمایشی است که با توجه به اندازه های معیار برای ساختمان های مختلف محاسبه شده اند و در دسترس مهندسین صنعت تهویه قرار داده شده اند.از جمله منابع مفید در این باره می توان به کتاب آرتور بل اشاره کرد.

HVAC quationsT DataT and Rules of Thumb  نویسنده  Arthur A.Bell

در مقاله محاسبه سریع بار سرمایشی در این باره به اجمال صحبت خواهیم کرد.

گرماسرد تولید کننده انواع سیستم های تهویه ، هواساز ، ایرواشر 

جهت دریافت مشاوره و کاتالوگ محصولات این شرکت با مهندسین ما در تماس باشید.

پی نوشت :

اَشرِی (ASHRAE) مخفف (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers)  است و به معنی سازمان مهندسی گرما، سرما و تهویه مطبوع آمریکا است.

انجمن تهویه مطبوع آمریکا در سال ۱۸۹۴ تاسیس شده است و مطالعات بر روی بهره وری انرژی  و کیفیت هوای درونی ساختمان و سرمایش و گرمایش وپایایی در صنعت جز اهداف اساسی  و پایه ای این سازمان می باشد.

آشری دارای ۵۰ هزار عضو متخصص ساختمان در دنیا می‌باشد. از جمله استانداردهای وضع شده توسط این نهاد می توان به موارد زیر اشاره کرد:

ASHRAE 15-2004

ASHRAE 55-2004

ASHRAE 62-2004

ASHRAE 90.1-2004

ASHRAE 15-2004