حساب قدرة التكييف المطلوبة: دليل معادلة الأحمال الحرارية (BTU/طن)
تحديد القدرة المناسبة لوحدة تبريد الهواء هو الخطوة الأولى والأهم في أي مشروع تكييف. إن اختيار مكيف بقدرة أقل يعني ضعفًا مستمرًا في التبريد واستهلاكًا زائدًا للضاغط، بينما القدرة الزائدة تؤدي إلى ارتفاع الرطوبة وتبريد غير مريح. في هذا الدليل، نوضح كيفية استخدام معادلات الأحمال الحرارية الأساسية لضمان اختيار الحجم المثالي.
**نقطة هندسية:** حساب الأحمال الحرارية للمشاريع الضخمة (مثل مراكز التسوق أو الأبراج السكنية) يتطلب برمجيات متقدمة مثل HAP و Carrier E20، وهو أساس تصميم شبكات تبريد المناطق.
العوامل الأساسية المؤثرة في الحمل الحراري
الحمل الحراري (Heat Load) هو مجموع الطاقة الحرارية التي يجب إزالتها من الحيز المكيف للحفاظ على درجة حرارة مريحة. وتشمل العوامل:
- **مساحة الغرفة وارتفاع السقف (الحجم):** كلما زاد الحجم، زادت القدرة المطلوبة.
- **العزل:** المباني ذات العزل الحراري الجيد (راجع مقال شرح أثر العزل على التبريد) تحتاج إلى قدرة أقل بنسبة 20-30%.
- **النوافذ (الواجهات الزجاجية):** الواجهات الزجاجية الكبيرة المعرضة للشمس ترفع الحمل بشكل كبير.
- **مصادر الحرارة الداخلية:** تشمل عدد الأشخاص، الأجهزة الإلكترونية (الحواسيب، التلفزيونات)، والإضاءة.
- **الموقع الجغرافي:** المناطق ذات الرطوبة العالية تحتاج إلى قدرة تبريد أكبر لإزالة الرطوبة (Sensible & Latent Heat).
المعادلة التقريبية للقدرة (BTU/h)
يمكن استخدام معادلة تقريبية وسريعة للمساحات السكنية والمكتبية الصغيرة، مع الأخذ بعين الاعتبار أن الحساب الهندسي الدقيق (Manual J Calculation) هو الأفضل دائمًا.
القدرة المطلوبة (BTU/h) = المساحة (متر مربع) × معامل التبريد
**معامل التبريد (BTU/ساعة لكل م²):**
- **300-350:** غرف نوم ومناطق معزولة جيداً.
- **350-400:** مساحات مفتوحة أو معيشة أو مكاتب عادية.
- **400-450+:** مطابخ، واجهات زجاجية كبيرة، أو مناطق تجارية ذات حركة عالية.
**مثال:** غرفة معيشة مساحتها $6 \times 5$ متر مربع (المساحة = 30 م²) في منطقة ذات حرارة عالية (نستخدم معامل 400):
$30 \times 400 = 12,000\ \text{BTU/h}$ (وهو ما يعادل 1 طن تبريد تقريباً).
تحويل الوحدات: الطن التبريدي و BTU
الطن التبريدي (TR - Ton of Refrigeration) هو الوحدة الأكثر شيوعاً في السوق الخليجي، وتساوي:
1 طن تبريدي (TR) = 12,000 BTU/h
لتحويل القدرة المطلوبة من BTU إلى طن تبريدي، اقسم الناتج على 12,000: $$ \text{القدرة بالطن} = \frac{\text{القدرة بـ BTU/h}}{12,000} $$ ويمكنك دائماً مراجعة جداول مقارنة الأنواع الحديثة مثل أنظمة VRF (راجع مقال شرح طريقة عمل أنظمة VRF).
مخاطر اختيار قدرة خاطئة
- **قدرة أقل:** دورات تشغيل أطول للضاغط، تلف مبكر، استهلاك طاقة أعلى، وعدم الوصول إلى درجة الحرارة المطلوبة.
- **قدرة أعلى (Over-sizing):** التبريد السريع يوقف الضاغط قبل إزالة الرطوبة (Short Cycling)، ما يؤدي إلى هواء بارد ولكنه رطب وغير مريح.
الخلاصة العملية
تحديد حجم وحدة التكييف الصحيح هو أهم قرار قبل الشراء. استخدم المعادلات التقريبية للحصول على نطاق، ولكن استشر دائمًا مهندسًا معتمداً لإجراء تحليل دقيق للأحمال الحرارية لتفادي هدر الطاقة وضمان راحة مستمرة في منشأتك. وللمزيد من المعلومات الهندسية المتخصصة، تابع جديد الأبحاث والدراسات في **تبريد**.