أساسيات تحويل الوحدات والتبريد المشتركة

1. الشغل والطاقة والقدرة الحصانية وقدرة التبريد

1 جول (ي)=1 واط (ث) × 1 ثانية (ث)
(1) وحدة الطاقة:
النظام الوطني: j، kj؛ النظام البريطاني: كال، سعر حراري
1 ي=0.2388 كال
(2) وحدة الطاقة:
النظام الوطني: w، kw؛ النظام البريطاني: سعر حراري/ساعة (كيلو سعر حراري)
1 سعرة حرارية/ساعة=1.163ث
1 كيلو واط=860 كيلو كالوري/ساعة
الوحدات شائعة الاستخدام: القدرة الحصانية (hp)، طن التبريد RT
1 حصان=735واط
1 RT=3.516 كيلو وات =3024 سعر حراري/ساعة

ملاحظة: طن التبريد: هي وحدة إمبراطورية لقدرة التبريد. طن واحد من التبريد هو مقدار التبريد المطلوب لتجميد طن واحد من الماء بدرجة حرارة {{0}} إلى 0 درجة ثلج خلال 24 ساعة.
تستخدم الولايات المتحدة 2,000 رطل (907.2 كجم) للطن الواحد. لذلك، 1 طن تبريد أمريكي=12659 كيلوجول/ساعة؛ أي: 1RT=3.516kw
(3) العلاقة بين القدرة الحصانية وقدرة التبريد
في مشاريع تكييف الهواء الصغيرة، تشير قوة 1 حصان إلى قدرة التبريد التي يمكن توليدها عن طريق إدخال طاقة تبلغ 735 واط إلى الضاغط. المعنى يختلف عن وحدة الطاقة العامة. يتم حساب 1HP هنا على أساس نسبة كفاءة الطاقة. تعتقد اليابان بشكل عام أن متوسط ​​نسبة كفاءة الطاقة لضواغط تكييف الهواء هو 3.4، وأن قدرة التبريد الناتجة عن إدخال 735 واط من الطاقة الكهربائية هي 2500 واط.

2. الضغط
القوة الرأسية المطبقة على مساحة الوحدة تسمى الضغط (يسمى فيزيائياً الضغط). الوحدة الدولية للضغط هي باسكال، ويشار إليها بـ Pa، ويعبر عنها بـ Pa.
1 الضغط الجوي القياسي=0.1MPa=760 عمود زئبقي مم زئبقي؛
1 جو=1.03323 كجم/سم2. ضغط؛
1MPA=10 الضغط الجوي =10.3323 كجم/سم2؛
وهذا يعادل ضغطًا قدره 10.332 كجم/سم2؛
1MPa=1000000 Pa=1.00N/ملليمتر مربع=(1/9.8) كيلوجرام قوة/ملليمتر مربع.

3. درجة الحرارة
موازين الحرارة الأكثر استخدامًا: ميزان الحرارة الزئبقي ومقياس حرارة الكحول. تشتمل مقاييس درجة الحرارة الخاصة بمقاييس الحرارة بشكل عام على: مقياس درجة الحرارة المئوية، ومقياس درجة الحرارة الفهرنهايت (المستخدم في أوروبا والولايات المتحدة) ومقياس درجة الحرارة المطلقة.
1) مقياس درجة الحرارة المئوية (درجة): هو نظام لعرض درجة الحرارة يستخدم درجة تجمد الماء النقي في جو واحد 0 درجة ونقطة الغليان 100 درجة. وينقسم الاثنان إلى 100 جزء متساوي ويتم تعيين كل جزء على درجة واحدة.
2) مقياس درجة الحرارة المطلقة (K): يتم تعيين نقطة تجمد الماء على أنها +273.16K، ويتم تحديد نقطة الغليان على أنها 373.16K، ومن الناحية النظرية فإن النقطة التي تتوقف فيها الحركة الحرارية للجزيئات داخل الجسم تمامًا هي تعيين كصفر مطلق، أي 0 (K)).
العلاقة بين مقياس درجة الحرارة المئوية ومقياس درجة الحرارة المطلقة هي كما يلي: T=t+273.16
3) مقياس درجة الحرارة الفهرنهايت (درجة فهرنهايت): يتم ضبط درجة تجمد الماء تحت الضغط الجوي القياسي على 32 درجة فهرنهايت، ودرجة الغليان على 212 درجة فهرنهايت. هناك 180 جزءًا متساويًا بين الاثنين، وكل جزء هو تم ضبطه على درجة واحدة فهرنهايت. ويستخدم على نطاق واسع في الدول الأوروبية والأمريكية.
توجد علاقات التحويل التالية بين الدرجة المئوية والفهرنهايت:
t=5(F-32)/9;
F=9t/5+32;
في الصيغة:
ر - درجة الحرارة بالدرجة المئوية؛
و - درجة الحرارة فهرنهايت؛
4) درجة حرارة البصيلة الجافة ودرجة حرارة البصيلة الرطبة: درجة حرارة البصيلة الجافة هي درجة الحرارة التي يتم قياسها بواسطة مقياس حرارة عادي. يتم لف درجة حرارة اللمبة الرطبة بقطعة قماش مبللة على مقياس الحرارة. ينخفض ​​مؤشر درجة الحرارة بسبب تبخر الماء. وتسمى درجة الحرارة في هذا الوقت درجة حرارة المصباح الرطب.

4. الحرارة والتبخر والتسييل
طرق انتقال الحرارة هي: التوصيل، الحمل الحراري، والإشعاع.
الحمل الحراري: الحمل الحراري هو حركة السائل أو الغاز الساخن لنقل الحرارة؛ الإشعاع الحراري: الإشعاع الحراري هو انبعاث وانتقال الحرارة على شكل أشعة تحت الحمراء.
التبخير: العملية التي تتحول بها المادة من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. طرق التبخير: التبخير (التبخير السطحي)، الغليان (التبخير السطحي والداخلي في نفس الوقت). تدابير لتسريع التبخر: زيادة درجة الحرارة وتقليل الضغط السطحي.
التسييل: العملية التي يتم من خلالها تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة. تدابير لتسريع التسييل: خفض درجة الحرارة وزيادة الضغط.

5. الحرارة المحسوسة والحرارة الكامنة
الحمل الحراري المحسوس (التبريد المعقول): تسخين مادة صلبة أو سائلة أو غازية. وطالما بقي شكلها دون تغيير، فبعد امتصاص الحرارة بها، ترتفع درجة حرارة المادة. يمكن عرض كمية الحرارة الممتصة على درجة الحرارة. أي أن الحرارة التي لا تغير شكل المادة ولكنها تتسبب في تغير درجة حرارتها تسمى الحرارة المحسوسة.
حمل الحرارة الكامنة (التبريد الكامن): عند تسخين الماء السائل ترتفع درجة حرارة الماء. عندما يصل إلى درجة الغليان، على الرغم من إضافة الحرارة بشكل مستمر، إلا أن درجة حرارة الماء لا ترتفع وتبقى عند نقطة الغليان. والحرارة المضافة فقط تجعل الماء يتحول إلى بخار ماء، أي يتغير من الحالة السائلة إلى الحالة الغازية. هذا النوع من الحرارة الذي لا يغير درجة حرارة المادة ولكنه يسبب تغييرا في حالة المادة (ويسمى أيضا تغير الطور) يسمى الحرارة الكامنة.
إجمالي الحرارة يساوي مجموع الحرارة المحسوسة والحرارة الكامنة: الحرارة المحسوسة / الحرارة الكلية=SHR (نسبة الحرارة المعقولة).

6. نسبة التبريد / كفاءة الطاقة الحرارية التبريد / المبرد الثانوي
سعة التبريد: تشير سعة التبريد إلى إجمالي كمية الحرارة التي يتم إزالتها من مكان أو غرفة أو مساحة مغلقة لكل وحدة زمنية عندما تعمل الثلاجة مثل مكيف الهواء للتبريد.
قدرة التدفئة: تشير قدرة التدفئة إلى القيمة الحرارية الإجمالية التي يوفرها نظام تكييف الهواء في ظل ظروف التدفئة أو نظام إعداد الماء الساخن لكل وحدة زمنية، عادة بوحدات W و kW.
COP: في ظل ظروف التشغيل المقدرة والظروف المحددة، عندما يقوم مكيف الهواء بعملية تسخين المضخة الحرارية، يتم التعبير عن نسبة سعة التسخين إلى طاقة الإدخال الفعالة، ويتم التعبير عن قيمتها بـ W/W.
EER: في ظل ظروف التشغيل المقدرة والظروف المحددة، عندما يقوم مكيف الهواء بعملية التبريد، يتم التعبير عن نسبة سعة التبريد إلى طاقة الإدخال الفعالة، ويتم التعبير عن قيمتها بـ W/W.
المبرد: المبرد، المعروف أيضًا باسم المبرد، والمبرد، والمبرد، هو المادة المتوسطة المستخدمة لإكمال تحويل الطاقة في المحركات الحرارية المختلفة. غالبًا ما تخضع هذه المواد لتغيرات طورية عكسية (مثل تغيرات طور الغاز إلى السائل) لزيادة الطاقة. مثل البخار في المحركات البخارية، وغازات التبريد في الثلاجات وغيرها. عندما يعمل المحرك البخاري العام، فإنه يطلق الطاقة الحرارية للبخار ويحولها إلى طاقة ميكانيكية لتوليد الطاقة الدافعة؛ بينما يستخدم المبرد الموجود في الثلاجة لنقل الحرارة من درجة الحرارة المنخفضة إلى درجة الحرارة المرتفعة.
المبرد الثانوي: المبرد الثانوي هو وسيط تبريد وسيط يكمل نقل الحرارة من النظام (الجسم أو الفضاء) الذي يتم تبريده إلى المبرد في جهاز تبريد تبريد غير مباشر. [1] يُطلق على وسيط التبريد الوسيط هذا أيضًا اسم المبرد الثاني. في هندسة تكييف الهواء والإنتاج الصناعي والتجارب العلمية، غالبًا ما تستخدم أجهزة التبريد لتبريد الجسم المراد تبريده بشكل غير مباشر، أو لنقل الطاقة الباردة الناتجة عن جهاز التبريد لمسافات طويلة. في هذه الحالة، يلزم تبريد مادة وسيطة في المبخر. ثم استخدمه لتبريد الجسم المراد تبريده. هذه المادة الوسيطة تسمى محلول ملحي.

7. درجة حرارة التشبع وضغط التشبع
درجة حرارة التشبع: عند ضغط معين، درجة الحرارة المقابلة لوصول مرحلتي الغاز والسائل إلى التشبع. يتم تحديد درجة حرارة التشبع من خلال ضغطها. كلما زاد الضغط، زادت درجة حرارة التشبع، والعكس صحيح. عندما تصل المادة إلى درجة التشبع تحت ضغط معين، فإنها تكون دائمًا عند درجة حرارة تشبع معينة.
ضغط التشبع: عند درجة حرارة معينة، الضغط المقابل للوقت الذي تصل فيه الطور الغازي والسائل إلى حالة التشبع. يعتمد على درجة الحرارة. كلما ارتفعت درجة الحرارة، زاد ضغط التشبع، والعكس صحيح. عندما تصل المادة إلى حالة التشبع عند درجة حرارة معينة، فإنها تكون دائمًا عند ضغط تشبع معين.
تطبيق درجة حرارة التشبع وضغط التشبع في أجهزة التبريد، غالبًا ما يتم استخدام المراسلات الفردية بين درجة حرارة التشبع وضغط تشبع مادة التبريد لضبط درجة الحرارة عن طريق ضبط الضغط.
السائل المشبع: السائل الذي درجة حرارته تساوي درجة حرارة التشبع المقابلة لها عند الضغط الذي يتعرض له.
البخار المشبع: المعروف أيضًا باسم "البخار الجاف"، وتكون درجة حرارته مساوية للبخار المقابل لدرجة حرارة التشبع تحت الضغط.
ضغط البخار المشبع: الضغط الذي عنده يتوازن البخار المشبع مع سائله.
التشبع الفائق: حالة توازن فرعي. في هذه الحالة، يكون ضغط البخار أعلى من ضغط التشبع عند درجة الحرارة المقابلة.
البخار المفرط التشبع: البخار في حالة شبه التوازن. ويكون ضغطه أعلى من ضغط التشبع عند درجة الحرارة المقابلة.
التسخين الفائق: عملية تسخين البخار إلى درجة حرارة أعلى من درجة حرارة التشبع عند الضغط المقابل.
البخار المحمص: البخار الذي تكون درجة حرارته أعلى من درجة التشبع المقابلة لضغطه.
التسخين الزائد: الفرق بين درجة حرارة البخار المسخن ودرجة حرارة تشبعه.
التبريد الفائق: عملية تبريد السائل إلى درجة حرارة أقل من درجة حرارة التشبع عند الضغط المقابل.
السائل فائق التبريد: سائل تكون درجة حرارته أقل من درجة حرارة التشبع المقابلة لضغطه. ويسمى الفرق بين درجة حرارة السائل المبرد ودرجة حرارة السائل المشبع "التبريد الفرعي". يشيع استخدامها في معدات التبريد.

8. الرطوبة والضغط
الرطوبة المطلقة: كمية بخار الماء الموجودة في وحدة حجم الهواء.
الرطوبة النسبية: عند درجة حرارة معينة، هي نسبة الكمية الفعلية لبخار الماء (بالوزن) الموجودة في الهواء إلى كمية بخار الماء التي يمكن أن يحملها الهواء عند درجة الحرارة تلك.
الضغط الساكن: الضغط الناتج عن الحركة غير المنتظمة لجزيئات الهواء التي تصطدم بجدار الأنبوب يسمى الضغط الساكن. الضغط الساكن مع الضغط الجوي عند نقطة الصفر يسمى الضغط الساكن النسبي. يشير الضغط الساكن للهواء في مكيفات الهواء إلى الضغط الساكن النسبي. يكون الضغط الساكن موجبًا عندما يكون أعلى من الضغط الجوي وسالبًا عندما يكون أقل من الضغط الجوي.
الضغط الديناميكي: يشير إلى الضغط الناتج عند تدفق الهواء. طالما أن الهواء يتدفق في مجرى الهواء، سيكون هناك ضغط ديناميكي معين، وستكون قيمته دائمًا إيجابية.
الضغط الإجمالي: الضغط الإجمالي هو المجموع الجبري للضغط الساكن والضغط الديناميكي.

9. براعة/تكييف هواء مريح
تكييف الهواء المريح: يستهدف العاملين في الأماكن المغلقة، والغرض منه هو خلق بيئة عمل أو معيشة مريحة لتحسين كفاءة العمل أو الحفاظ على مستوى صحي جيد. مثل مكيفات الهواء في المساكن والمكاتب والمسارح والمتاجر.
عملية تكييف الهواء: الغرض هو تلبية احتياجات عملية الإنتاج والبحث العلمي. في هذا الوقت، يهدف تصميم تكييف الهواء بشكل أساسي إلى ضمان متطلبات العملية، وتكون راحة الموظفين الداخليين ثانوية. تكييف الهواء في غرف الكمبيوتر وغرف تبديل الهواتف وورش الإلكترونيات الدقيقة وبعض المعامل الخاصة والمتاحف وغيرها.