Embed Size (px)
DESCRIPTION
تبريد وتكيف
Citation preview
ابلاب اتلاسع
لارحارية ß سحاب ألاحما
Heat Loads Calculation
بتريد يصفا تودفهئ à لاحرايرة ىف طتبيقات لاتبريد توكييف لاهاوء للمبانى أكحما à سحاب ألاحما
فرغو لاحظف اولتجميد كوذلك لاثاجالت لامزنلية اولمجمدات نم هألامية دلقة إ يتخار عمدات لاتبريد للهواء ىف تشءا
اولارحة لاحرايرة اوزوتليع لاجيد à إ ترفاع ىف ردجة اولتكيفي وو دحات نماولة لاهاوء كلى حتقق بلطتمات لاتشغي
سحابات طلاا ةق لاشمسية ىف لامكان لامكفي 6 يوجب ألاخذ ىف ا إل تعبار ورظلاف لامنخاية ىتلا تتحقق نعدها قأصى
6 يحث جند نم لاحرراة لاورطوبة يصفا أودنى إ خنفاض دلرجة لاحرارة تشاء
ويم ىف لاعام وه 21 نوييو أوقصى إ فتراع ىف ردجة لاحرارة اوطرلوبة à هشر نياير صنف لاكرة لاشمالى نأ وطأ
حيدث ىف هشر لوييو6 أون قأصر ويم ىف لاعام وه 21 يدسمرب6 أوربد ويم دحيث ىف
لاخارجية أ فورباير6 أون قأصى ردجة رحارة ىلع دمار يلاوم دحتث لااسعة لاثانية وأ لا اثثلة عبد ظلاهر6 أون قأصى
لإى لاغرفة بتعا ل إل عشاع لاشمسى لامبشار اولمنتشر لااسقط لعى ألاسطح à عبد لاظهر سببب مكية رحراة خدت
لادجران اوألسفق حتدث اوحلى لاساعة لاثاثلة وأ لابارعة àالخ à لعى لادجران و إ تنقالها للمبا ىن اوىتل قتنت
لاغرفة لاتخلف لازمىن وأ اظرهة وتلاهين وهو رفلاق لازم ىن يبن قسوط ألاشعة لاشمسية à لإى ادخ à نم لاخاجر نتتق
لاغرفة6 رظنوا نأل لاطاقة لاحرارية لاساقطة ىلع لادجران à لاحاررة دحيث ىف وطر ريغ سمتقر لإى ادخ à إ تنقا
عمجية لامهنسدين ألامكرية عبد مزن تمأخر نع مزن طوقسها ىلع ألاسطح لاخارجية إفن à وعضا نع لذك دجاو
يوصعب سحابها ابلقرط لا اعدية سوو ف سنتمدخ
. ASHRAE للتدفئة اوليربتد توكييف لاهاوء
( A ir C o n d iti on i ng L oad s ) ييكت ف لا ه و ا ء ß حأ م ا
كتييف لاهاوء فيصا يحث تيم يربتد لاهواء نوزع رلاطبوة نمه à كتيفي لاهواء نتقسم لإى حأما à إوضافة حأما
يحث تيم ستخين لاهواء كتييف لاهواء تشاء à لاح اررى للغرفة 6 مأا حأما à للتخلص نم لاحم
رحارى للغرفة . à بوطرة لإيه ضإلافة مح
( S u m m er Air C o nd i t i o n i ng L oad s ) يكت ي ف لا ه و ا ء يص ف ا ß حأ م ا
رحراى ىلإ لاغرفة à اخرجية كوالهما مح à ادخلية أوحما à لاتبريد للغرةف ىف لاصفي تيضمن حأما àمح
6 رووطبة سنبية TR = 24 o C ± 2 بجي لالختص نمه للحفاظ ىلع ردجة ارحرة لاغرفة اثتبة ىف دحود
. f R = 50 % ± 5
٥
i 1 2 3 ok k k hD x D x D x 1
h1 1 2 3= + + + + (9-1)
Ͽδϊم Аώήή يوή م و م $ k Ͽδ ى Ѐϼ ώή وή δϊή D x يحث
جى ήήЎىU Ͽ $و ώή ώήή ή 'ή هو ή δώήή ,ή م ى م $ h , h
: نم لاعمادلة تلاايلة Q à توسحب مكية لاحرراة لامنتقلة ابلوتصي Ͽώήή , ىή δώήή ,ή م
( E xter n al H e at G a i ns ) رح ا ر ي ة اخ ر ج ي ة ß حأ م ا
à لاطاقة لاحرارية لامتنقلة نم لاوسط لااخرجى لاساخن لإى لاغرفة ثم à لاحرارية لااخرجية ىه ك à ألاحما
لادجران اوألسفق رألاوضيات6 إلاشعاع لاشمسى ربع اجزج لاناوفذ ألاوبواب6 سترب àالخ à لاوتصي
. لاهواء نم ولاسط لاخارجى لإى لاغرفة اوتلهوية
( H eat T ra n s m i s s i on Th ro u gh Wa lls ) دجلا ر ا ن ß حلا ر ا ر ة الخ ß قتنإ ا
لادجرنا ألاوسقف اورألضيات ذإا اكنت ألارضية عمرضة للهواء àالخ à اولداخلى لاحرارة لاملقتنة ابلتوصي
يتنجة رفق رداجت لاحرارة يبن ولاسط لاخارجى à لاخارجى لويست غارف كميف6 اولحاررة نتقت
لاجدنار لامركبة لاوعمرضة سأطحها à لاحاررة لامسرقت الخ à يوتم سحابها نم عمدالة وفرير قتنإلا
à (K- I ) نم لاخارجية لاوداخيلة قرفل ردجتا رحراة6 إفذا عأتربن ا نأ قمعط لاجدار مكا وه ومضح كش
لاحرارة لاكلى للجدرا سحيب مكا à قتناا à اومد نباء خمتلفة طوقبة وهاء دجيراة اخرجية دواخلية إفن عمام
ىلي:
Fig. 9-1 Heat transmission through walls
1
U
o i
T
Q = UADT (9-2)
à لاحرارة ابلتوصي à وه رفق ردجة لاحاررة نإلتقا D T 6 لاحاررة à ىه سمةحا طسح قتناا A يحث
رحارة يغر à صتححي يتنةج طوقس إلاشعاع لاشمسى و دحوث إ قتنا à ضمافا لإ هيا عمام لاحرراى لامسرقت
. سمرقت
٦
Trans
D T = (CLTD + LM ).K + ( 25.5 - T ) + (T - 29.4) (9-3)
Cooling load temperature difference يربتلاد à ىه قرف ردجة رحارة مح CLTD ي ·
6à لاحاررة لاكى اولوتق لاشمسى حلساب لاحم à قتنإا à رحارة لاغرفة هوى ادلة ىف ثكافة امدة لادجار موعام
مجعية لامهند يسن ألاميركية مت ضوعها حوسبا يقمها نعد ردةج à دجواو
à 11.6 لاذى وه فلارق نيب قأ C 29.4 6 اولمدى C 25.5 6 دورجة رحارة لاجو لااخرجى C 40
ردجة ارحرة أوقصى ردةج رحارة لعى دمار ويلام6 اوإلشعاع لاشمسى نعد طخ رعض
دجلرنا CLTD يربتلاد à عيطى قرف ردةج ارحرة مح ( K - I ) à مشاال ويم 21 لوييو6 و لادجو
à لاحرارة لاكى 6 لوكن نعد سحبا ألاحما à قتنإا à لامتغريات ا ملباىن لاسكينة دكالة ىف جممعوة لاجدرا موعام à
ألاصيلة ذخألل ىف تعإلابار ك à لادجار اولطبقات لاحرايرة ملشاريع عفلية جيب لارجوع لإى لادجاو à الخ
لاحرراة à لاكىل تنإقا à لاحرارى مونها لاعمام à ىتلا ؤترث ىلع لاحم
لامختلفة لامكونة للجدار .
حصتيح تنيجة طخ لاعرض اولشهر إو جتاه لادجار ىلإ إلاتجاهات ألاربع اوقليم à وه عمام LM ·
مشاال يحث لامحيط لاجغرافى 40 ىتح 24 ىه خلط رعض نم ( R- I ) à ىف لاجدو
لاعربية 6 عوند مأاكن خوططو رعض خأرى جيب à جلمهيروة صمر لاعربية عموظم لادو
ألاصلية . à لارجعو ىلإ لادجوا
حلاطئ K = 0.85 6 حلاطئ اغمق للانو K = 1 صتحيح بتعا للنو لاجدرا يحث à وه عمام K ·
. حلاطئ افتح لالون K = 0.65 6 وتمسط لالون
ىه ردةج لاحرارة لا صتميمية للجو لااخرجى نعد اسعة سحاب T 6 ىه ردةج رحراة لاغرفة T ·
: لاحاررى تو سحب نم لاعمادلة تلاايلة à لاحم
T = T - DT ´ P (9-4)
à وه لامىد نيب قأصى ردجة رحراة أوق P 6 ويلام à ىه ردجة رحراة لاهاوء لاقصوى الخ T ·
R o
o o o
o
o o
o R
o m m c
c m
min, max ,ردجة رحارة ىف ويلام ooCىف شأهر لاصفي سحب P = 11 ~ 14 à يو داع P = T -T
C
ىه نلاسبة لاميوئة ملدى تلاغري ىف ردجة رحارة لاجو نعد T6 لامطنقة لازمنية خوط لاعرض
.( S- I) à لاحرارى توسحب نم لاجدو à اسعة اسحب لاحم
لاتيربد سحيب نم à لاحرارى نم سأفق لامبانى إفن رفق ردجة رحارة مح à لوكن نعد سحبا لاحم
لامعدالة تلاالية :
D = ( + ). + ( 25 .5 - ) + (T - 29 .4 ) ´ F (9-5)
m∆
R o
٧
سماويا à عمام F 6 (K - I ) à بتلاريد أللسفق نم لادجو à ىه رفق ردةج رحراة مح CLTD يحث ·
ا ولاحد لاصحيح سأللفق لاعادية 6 و ذإا اكن لاسقف زعمالو وأ نعد ضوع ورمحة ىف رفاغ ا سلقف
à 6 موعم F = 0 .75 لاعمقل خإلجار لاه اوء وأ نعد ضوع ممارت جرعو لاهاوء ىف ذها لاغارف إفن
لوسقف افتح للانو لعى K = 1 6 سلفق اغمق وأ نمطةق نصاعية K حصتحي لالون للسقف وه
. K = 0.5 لاداوم
( T ra n s m i s s i on t h r o u gh W in d o ws ) ونلا ا ف ذ ß الخ ß اإل اقتن
àالTخ àيT 6 حنسب الوأ لاحرارة لامنلقتة ابلوتص Q لانوافذ à او إل عشاع الخ à لاحرراة لامتنقلة ابوتلصي
مث جيمع لع هيا لاحاررة h , h قبطلة اوهء à موعرض نم لاخارج اولداخ A موساةح Dx مسك لازجاج
لاملقتنة ابإلشعاع مكا ليى :
w
i o
o i
D x 1
k hh1
U1= + + (9-6)
)( maxQ = A ´ U ´ DT + SC ´ SHGF ´ CLF(9-7)
W
D T = CLTD + ( 25 .5 - T ) + (T - 29 . 4 ) (9-8)
Tة اجزج لانافةذ يوصحح ابلضرب ىف 1.25 قتريبا ىف احل à لاحرراة لاكىل الخ à إ تناق à عمام U ·
. ASHRAE à صتحيح نم دجوا à جوود طإار عمدنى نللافذة وأ بلابا وأ عمام
.( U - I ) à يربتلاد اونللفذ لازجاجي ة تو سحب نم لادجو à ىه قرف ردجة ارحرة مح CLTD ·
و وه سنبة إلاشعاع لاشمسى لاذى نيفذ نم اجزج Shading coefficient à لاتظلي à وه عمام Sc ·
3 يوأخذ mm ولنها انلا ذف ة لإى لذك لاذى نيفذ نم انفذة كمنوة نم جزاج قبطة اوةدح ضيبأ ىداع سبمك
للزجاج لامرفد لاوزجاج لاماص يأوضا بتعا ولجود تسارئ كوذلك àيلظتلا à عمام à ة نم دجوا T اج و يعون Tج
دكلاة ىف مسك لاز àيلظتلا à عيىط عبض لاقيم عملام ( V - I ) à عونويتها6 اولجدو
لاستارئ .
R o
·maxوأ Solar Heat Gain Factor Maximum ىT لاكسب لاشمسى ألاقص à وه م اعم SHGF
Tة رض زويوا T يووتقف لعى طخ لاع 3 mm ضر قأصى شإعاع مشس ى انفذ نم جزاج ىداع سبمك T
ت ىطع يقم لاكسب لاشمسى يبن طخ ع ( Y- I ) 6 ( X - I ) 6 ( W - I ) à مست زلااجج اولجدا و
مشاال لاتى غتىط لامحطي لاجغرافى جلمهيروة صمر ا علربية . 32 24o ىتح طخ ضرع o
تلابريد للكسب لاشمسى نم اونلافذ سببب اظرهة تلاخفل لازمىن يهوتلاوأن àمح à وه عمام CLF ·
نلااتجين نع مإتاصص إلاشعاع لاشمسى مث عإةدا طإالقه و وتيقف لعى لاسعة لاحاررية للدجران
Tفق طئاو أوس Tح M 6 وحائط أوسفق فيفخة L عونو ةي ألاثاث6 قود فنص لإى الثثة سمتيوتا
٨
o R
N = a + b ´ V + c ´ (T - T ) (9-9)
وهاء تلاسرب للغرفة à 6 موعد ( KS - I ) à عتىط نم لادجو c, b, a يحث لا وثابت ·inf:وه m
r´ V´
= Nminf A (9-10)
. ددع رمات غتير وهاء لاغرفة ىف ةدحو لازمن N 6 ىه مجح لاغرفة كوثافة لاهاوء , V يحث ·
( V e n t il a t i on R a te ) لا هت و ةي ß عم د
حإتياج ا شلخص ل هلاوء طلااجز لاال مز ل تلنفس اولعمليات لاحويية ألاخرى تونقية لامكان à دكالة ىف لاتهوية ىه عمد
لامكفي نم اثىن كاسيد لاكربون لاناتج نم لاتدخني6 مكوية لاهاوء لاالزمة فنتلس لا خشص لااودح
نلوافذ جزاجية عم جوود اسرئ CLF عيىط (I - I ) à وحائط أوسقف قثيلة 6 اولجدو H 6 وتمسطة
لاحرارى . à ادخيلة نعد اسعة سحاب لاحم
( I n f i l t r at i on a nd V e n t i l a t i on L o a ds ) تلا س ر ب او هتل و ةي ß حأ م ا
لاخلوص يبن ألابواب لاوشبايبك اولحوائط يتنةج رسعة رلاياح à مكية نم سترب لاهواء لإى لاحزي لامكيف نم الخ àا
خواجر لامبنى فوتح ألاباوب6 مأا لاتوهية هفى دإخ à رفوق ردجات لاحرارة ادخ لاخارجية
سنبة اثىن كأسيد لاكنوبر اولتخلص نم لااورئح à لاهواء لإى لاحيز لامكفي تلنفس ألاشخاص قتلولي
لاغيربة اولتلوث ىف لامكان .
( I nf il tr a t i on R ate ) ست بر لا ه او ء ß عم د
سترب لاهواء ىلإ لامبىن دكلاة ىف ردجة حإكام ألابواب اولشبابيك للمنبى أويضا قتامد à مت ضوع عمد
هوى بمانى دجيدة موحكمة وبألااب اولشبابيك 6 بمانى Tight لامىنب قود سقتم ىلإ بماىن حممكة (KR
- I) 6 ( KK - I ) à دقيمة ضوعفية إلاحكام6 اول دجو Loose إلاحكام6 موباىن Medium تموسطة
(I- I ) لاصفي اولشتءا نم مجح لاغرفة ىف لاساعة 6 لاو عمدالة à لاغرفة عيىط سنبة وهاء لاتسرب ىف صف
قرفلاو نيب ردجة رحارة Va ( m / s ) ستتمدخ حلساب سنبة اوهء تلاسرب دكالة ىف عرسة لايراح
نم مجح لا رغفة . T , T اولوسط لاخارجى
A a o R
A
ven وهاء تلاوهية للغرفة à 6 و كينو عمد ( KU - I) à ظويفة لامكان نلاواشط عتطى ىف لاجدو
m = N ´ V ´ r
رحارى à كتون مح Q Leakage Load, حويث نأ طلااقة لاحرارية ىف اوهء لاتسبر اوتلهوية
à لاصفي رإلتفاع ردجة رحارة لاهواء لاخارجى نع لاغفرة 6 توكون مح à كمتسب ىلإ لاغرفة ىف صف
٩
m وه:
ven P
(9-10)
ثكافة وهاء جحم لاتهوية للشخص6 à عمد V 6 دعد ألاخشاص ألاقصى ىف لامكان N يحث ·
لاغرفة .
P
r
Leak
r
S , Leak
L , Leak
inf, RoPvenS LeakQ= + ´ - (9-11)
fgRovenL Leak )´ h
inf, (9-12)
L LeakS LeakLeakQ = Q + Q (9-13)
مكية لاحاررة لاالزمة للتبخير نعد ردةج h 6 سنبة لاطروبة لاحريراة لانعوية للهاوء 6 Cيحث
a
ارحرة لا رغفة .
( I n t er n al H e at G a i ns ) رح ا ر ي ة اد خ ةيل ß حأ م ا
إلاضاةء6 ألاجهزة à لاغرفة ثم à لاطاقة لاحرايرة لام تكسبة ادخ à لاحاررية لاداخيلة ىه ك à لامكان ألاحما àخ
لاكرهبية6 لاحرراة لاملوتد نم ا شألاخص لاومجودني ىف لاكمان 6 ىأ داصمر رحيراة خأرى اد
يأوضا لاحرارة لاناتجة نم ظنما تلاكيفي .
( L i g h t i ng L o ad ) ا إل اض ء ة ß مح
ا إل اضءة لعى دعد لامصايبح لامستخدمة نوعويتها اولناشط ىف لامكان6 و حتسب قلادرة à عيتمد مح
6 يوكمن يزةدا ذهه L = 10 ~ 20 W / m لاكهيبرة ل إل اضءة نكسبة نم سمةحا ألارضية م ن لاعالقة
. لانسبة ىف مأاكن قلاراةء اولرسم غورف لاعمليات اوألنشط ة ىتلا حتتاج ثكافة يئوضة اعلية
, ,
fg P
à لاشتاء نإلخفاض ردجة رحراة لاهواء لاخارجى نع لاغر ةف 6 اولحم à ارحرى وقفمد نم لاغرفة ىف صف à حوم
يتنةج قرف ردجة لاحرراة Q رحراى حمسوس à لاحرراى ل تلسرب اوتلهوةي ي ت وكن نم مح
. يتنجة رفق سنبة طرلاوبة Q ارحرى اكمن
( ) ( )
Q = ( m + m ) ´ (w - w
w
R 2
Q = F ´ F ´ L ´ CLF (9-14)
٠
buLight
يوساوى دقرة لامصابيح لامستخدمة لإى Utilization factor à ا إل تسمعا à وه عمام F يحث ·
. دقرة لام اصبيح لاكلية ىف لامكان يوساوى 1 ىف احلة ا إل اضةء لاكاملة
بكح لاتيار لاكهىبر يواسوى 1 ملصابيح لاتنسجتين6 يوساوى 1.2 ملاصبحي à وه عمام F ·
لفروسنت تلعضيو لاطاقة ا حلريراة لاناتجة نع لامحالوت لاكهربية يوساوى 1.37 ملاصبيح
. لاصودويم
لاتبريد إللاضءة يحث نأ طلااقة لاحريراة لاصادرة نم لاماصبيح لاكهربية àمح à وه عمام CLF ·
شإعاع à ىلإ اوهء لاغرفة6 جوزء لعى كش Convective heat à ىف كش à زجء نمها قتني
مكا ىف رحارى ميتص ىف كمنوات لاغرفة ثأواثها 6 بوعد رتفة مزنية بيث رمة خأرى لإى وهاء لاغرفة 6
اضإللءة نبوع ثتبيت لامصابيح لاوتهوية اوألثاث زومن سإتدخام إلاةءاض CLF يوتأرث
u
b
R
6 فوى احلة ثتبيت لاماصبيح ب ثتبيت داعى دبنو وهتية مزون ءاضإة ASHRAE à دجاو
. CLF = 0.8 ~ 0.98 إفن 5 ~ 16 hr
( App l i a n ces L oad ) ألا ج ه ز ة ß مح
لاحرارى à جأهزة لاحاسب ىلآلا اوطلابعاتAppلاحم à ابلكهبراء ثم à نلااجت نع ألاجهزة لاىت عتم Q
لاحرراى نم à موعدات تلاصريو موعدات لاطهى لاوغاليات لاومحكرتا لاهكيبرة كمين سحاب لاح م
6 لاحاررى نمها وه à لا وماصفات 6 مأا لامحركات لاهكربية لاومجوةد ىف لاكمان لامكفي إفن لاحم à دجوا
=Power
´ (1 - )
hQApp (9-15)
.à لاكام à فكاةء لامحرك لاكهربى ع دن لاحم يحث
( O cc u p an cy L o ad ) ألا ش خ صا ß مح
h
لاناتةج نم ألاشاخص لاموجودني ىف لاكمان لاكميف توتوقف لعى ونعية لانشاطPerوه مكية لاحرارة Q
ارحرى حمسوس à رحراى اكمنS , Perلاىذ وقيم هب لاشخص توقنسم لإى مح à 6 حوم QL , Perà 6 اولحم Q
اوإلشعاع نم مسج إلاناسن لإى ولاسط لامحطي6 مأا à لاحرراة ب لاحم à لاحرراى لامسحوس يتنةج نإتقا
لاحرارى لاكامن يتنجة خبار لامءا ىف اوهء لافزري اولعقر نم طسح لاجلد . à لاحم
NH CLF
Q SPSPer
= ´ ´ (9-16),
LPLPer
Q = N ´ H (9-17),
H 6 مكية لاحرراة لامحسوسة للشخص H 6 ددع ألاشخاص لاومجودني ىف لامكان N يحث ·
à لاكامن رلج à لامحسوس و لاحم à عيىط لاحم ( KV - I ) à عتىط مكية لاحرارة لاكامنة للخشص6 لاودجو
ابغل دكالة ىف ردجة ارحرة لاغفرة ونوع نلاشاط لاذى وقيم هب لاشخص 6 مأا ألاثنى لابالغة
بلاالغ . à لارج à عيطى % 75 نم مح à ابلغ و طلاف à لاحرراى رلج à 85 نم لاحم %
à لامسحوس خشأللاص يتنجة تفرة قبائهم ىف لامكان نأل أتريث لاحم à لا مح à وه عمام CLF مأا ·
رتفلة قباء نم استعين CLF = 0.6 ~ 0.97 6 رتفة قبءا لاشخص à لاحرارى لامسحوس يزيد وطب
. ىتح تسة شعرة اسعة
( S y s t em L o ad ) لا ماظن ß مح
لاحرارة ىلإ à رفاغات ريغ كمفية اونتقا à لاحرارى لاناتج نم ورمر جمارى وتزعي لاهاوء ادخ à لاحم à حأما
6 تووجد تنيجة دعم إلاحكام لاهواء لاكيف ىف لامجرى يصفا وأ نم لاهاوء لادافئ ىف لامجرى ىلإ لاخارج تشءا
ارحرية خأرى ريغ حمسوبة تنيةج سترب لاهاوء لاكميف نيب صوالت جمرى لاهواء
L S P
١
حوارتت يقمته يبن Safety factor مأان à تلابريد ىف عمام à لو ذها ن رضب لا جممعو لاكىل حلم
. SF = 5 ~ 20 %
( T o t al H eat L o ad ) حلا ر ا ر ى لا ك ل ى ß لا مح
لاحرارى لاكلى à اولكامنة Total. Qلاحم Q لاحرايرة لاساقبة لامسحوسة à وه جممعو ألاحما Q
i
L S
= Si
S
i
, =Q
Q
, Li
LQQ
1
,
LSTotalQ = Q + Q (9-18)
( R o om S e n s i b le H e at F ac t or ) لا ح ر ا ر ى لا حم س و س لل رغ ف ة ß لا ح م ß عم ا م
Fig. 9-2 Room sensible heat factor, RSHF in Summer
رحارى يلوكن لاساعة 15 à لاصيف كينو ولاسط لاخارجى نعد قأصى مح à مما قتدم دجن نأه ىف صف
عبد ظلاهر ىف هشر لوييو وأ غأسطس بتعا ورظللف لامناخية للمنط ةق ابلنسبة خلط لاعرض ىف صنف
6 افولسط لاخارجى كيون عألى نم فورظ لاغرفة T = 40 C , & لاكرة لاشمالى تلوكن % 60 =
تلابريد à لاداخيلة كتون سكب رحارى للغرفة هوى مح à لاخارجية اوألحما à لامكفية لوذلك إفن ألاحما
لاحرارى لامحسوس للغرةف وه لانسبة يبن à لاحم à 6 عموام S ® R إلاجراء ( R- I ) à للغرفة مكا ىف كش
لاكلى . à لامحسوس ىلإ لاحم à لاحم
oo
o
f
LS
S
Total
S
Q QQ
RSHF = = (9-19)+
٢
لاصيف يح ث نأ لاغرفة نعد à حيدد تاجاه جإراء لاغرفة لعى رخيطة لاهاوء لاطرب ىف صف à هوذا لامعام
هوذه ورظف 6 طرووبة سنيبة 5 ± % 50 = T = 24 C ± 2 ىهو ردجة رحارة اجفة R لاحالةoR Rf
T = T - ( 5 ~ 10 ) C احلة رخجو لاهواء نم لمف لايربتد هوى S لاراحة لاحرايرة للغرفة6 اونلقطة
. لاحاررة لامحسوةس à اويزى عمام S ® R لاخط6 اوتجاه =
oS R
Sf
( Winter Air Conditioning Load ) ييكتف لاهواء تشاء ß حأما
لاشتاء كتنو ردةج لاحاررة لاخارجية ابردة بتعا للظرفو لامنخاية للمنقطة سحب طخ لارعض à ىف صف
à ردجة ارحرة عبد تنمصف للاي à الو ويدج شإعاع مشسى 6 أون أ ق T = 10 C , & oو تلكن % 90 =o
o
الو أنخذ ىف ا إل تعبار أتثري ا إل عشاع à اولحم à لاتوصي à لوذلك سنتمدخ لامعداالت لااسبقة اسحلب حأما à ثم
لاحرايرة لاخارجية à لاشمسى نأله عيبتر سكب رحراى للغرفة ىف تفرات وطسع لاشمس6 اوألحما
نم لاجدنار اوألسفق اوألرض ايت اولتسرب اولتوهية كينو قفد رحارى نم لاغرفة لإى à لاوحم à لاتدفئة لاوتصي à مح
لاخارجية اوبلاقى وكين وه à لاداخيلة طتحر نم ألاحما à لاوسط لااخرجى6 لوذلك إفن ألاحما
كتون ىلعأ نم ردجة S 6 أون ردجة رحارة اوهء تلاغذية لانقطة ( S- I ) à لامطلوب للغرفة مكا ىف كش
. T = T + (5 ~ 10) C ارحرة لاغرفة
f
oS R
لاخارجية ي وكن عألى ابستمرار نم à ا حألما à لاشتاء قفلاد لاحرارى نم لاغرفة ثم à ىف صف ·
6 هوذا عينى Q (- ) ادئما لامحسوس أيخذ شإارة اسلبة à لاداخلية6 لوذلك إفن اصفى لاحم à ألاحما
نم لاغرفة لإى ا خلاجر يوجب اضإفة مكية ارحرة à نأ اصفى مكية لاحرراة لامحسوسة تنتق
. R مماثلة للحفاظ ىلع لاغرفة نعد رظفو رلااحة لاحرارية ل نلطقة
لاحرراى لاكامن لاسالب à لاغرفة اولحم à لاحرراى لاكامن لاموبج ادخ à قرفلا يبن لاحم مأا ·
: تللسرب اولتوهية ىلإ اخرج لاغرفة كيون ىف احلنيت
لاكامن ىف à هوذا عيىن نأ لاحم Q (- ) لاحرراى لاكامن اس بل à نأ كيون اصفى لاحم . K
لاغرفة هوذا سيتوجب نأ كيون وهاء à لاكامن ادخ à لاتسرب اولتهيوة ىلعأ نم لاحم
. S ® R بتعا إللجراء R لاتغذية للغفرة عألى ىف سنبة لاروطبة نم لانطقة
لاكامن ىف à هوذا عينى نأ لاحم Q (+ ) لاحاررى لاكامن ومبج à نأ وكين اصفى لاحم . R
لاغرفة هوذا سيتوجب نأ كيون وهاء à لاكانم ادخ à نم لاحم à لاتسرب اولتهيوة قأ
. S ® R بتعا جإللارء R ىف سنبة لاوطربة نم قنلاطة à لاتغذية للغفرة قأ
S
L
L
\
٣
Fig. 9-3 Room sensible heat factor, RSHF in Winter
توم غتذية لاغرفة هبواء Q (+ ) لاحرراى لاكامن ومجب à يوجب المحظة نأه نعدما كينو اصفى لاحم
سفوف حيدث كتافث بلاخر لامءا لعى دجرنا موحوتيات لاغرفة R سنبة لاربوطة هل عألى نم لانطقة
لعى طسح لاجلد عودم رلااحة6 مأا à لاغرفة ابلبل à يوؤثر لعى ألاجهزة لاكهريبة يوشعر ألاخشاص ادخ
à نم توم غتذية لاغرفة هباوء سنبة لاروطبة هل قأ Q (- ) لاحاررى لاكامن اسلب à ذإا اكن اصفى لاحم
لاغرفة جبفاف ألا امكن à سففو دحيث فجاف هلاوء لاغرفة موحتيواتها يوشعر ألاشخاص ادخ R لانقطة
ألافن اولعيون عومد رلااحة . à لاحاسسة ثم
E xa m p le 9 -1
L
L
The room shown below is theater, calculate the total cooling loadQ and room
sensible heat factor, RSHF , if the number of persons are 500. The room is at latitude
of 30N , 21 of July, and solar time of 15 hr . The room is maintained at
24 C dbt and 50 % RH , the ambient conditions are 38 C dbt and 25 C wbt . The
ceiling is from heavy concrete of 20 cm , 5 cm ceramic slab and 3 cm cement layer
from inside. The walls are from common bricks of 20 cm and 3 cm cement layer
from inside and outside. The floor is from concrete of 10 cm over unconditioned
space, 5 cm ceramic slab and 3 cm cement layer from outside. The inside and
outside convective heat transfer coefficient is h = 9 W / m .K and h = 22 W / m .K .
The light intensity is 15 W / m of floor area and fluorescent. The appliances load is
T
o
o o o
22
io
2
٤
D a ta: t = 24 C dbt , RH = 50 % , t = 38 C dbt , t = 25 C wbt, N = 500
30 N , 21 July, Solar time 15 hr , h = 9 W / m .K , h = 22 W / m .K
Light of 15 W / m , =1.18 kg / m , C
= 1005 / . , h = 2570 kJ / kgkJ kg K
a
R e qu i re d: Q , RSHF
oo o
RR o o P
o2
2i
o
2 3a P fg
10 kW . The air density is 1.18 kg / m 3 and specific heat of 1005 kJ / kg .K . The
water evaporation heat is 2570 kJ / kg .
r
Latitude 30 o N E W S N Ceiling Glass Light Persons
CLTD o C 13 8 8 5 18 8
LM -0.4 -0.4 -2.0 0.5 0.5 0K 0.85 1F 1Sc 0.64
Glass windows and doorsSHGF W / m
2 678 678 207 128 866
CLF 0.20 0.53 0.50 0.82 0.92 0.97
D a ta of co n s t r u ct i on materials propertiesThermal Thermal
Material conductivity Material conductivityW / m. K
Asphalt 0.75 Ceramic 0.67Common Bricks 0.73 Glass 1.4Face Bricks 1.32 Polystyrene 0.035Hall Bricks 0.813 Corkboard 0.043Concrete 1.1 Foam glass 0.044Cement layer 0.72 Wood 0.116
٥
max
W / m. K
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh w a lls
i 1 2 3 ok k k hD x Dx D x 1
h1
U1 1 2 3= + + + +
221
0.720.03
0.730.2
0.720.03
911 = + + + +
U
U = 1 . 946 W / m .K
D T = ( CLTD + LM ). K + ( 25 . 5 - T ) + (T - 29 .4 )
2
R o
D T = (5 + 0.5) ´ 0.85 + ( 25.5 - 24) + (38 - 29.4) = 14.76 CoN
D T = (13 - 0 . 4 ) ´ 0 . 85 + ( 25 .5 - 24 ) + ( 38 - 29 .4 ) = 20 . 81 C
D T = (8 - 0 . 4 ) ´ 0 . 85 + ( 25 .5 - 24 ) + ( 38 - 29 . 4 ) = 16
oE
oW
D T = (8 - 2.0) ´ 0.85 + ( 25.5 - 24) + (38 - 29.4) = 15.2 C
Q = UA DT = 1.946 ´ (30 ´ 13 - 6 ´ 3) ´ 14.76 = 10684.941 W
Q = UA DT = 1 . 946 ´ ( 40 ´ 13 - 6 ´ 3 - 3 ´ 3 ´ 1 . 5) ´ 20 . 81 = 19782 .423 W
Q = UA DT = 1.946 ´ ( 40 ´ 13 - 4 ´ 3 ´ 1.5) ´ 16.56 = 16177.33W
oS
N N N
E E E
W W W
S S S
WQWalls = 10684 .941 + 19782 . 423 + 16177 .33 + 11136 .569 = 57781 .263
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh ce ili ng
i 1 2 3 ok k k hD x Dx D x 1
h1
U1 1 2 3= + + + +
221
0.670.05
1.10.2
0.720.03
911 = + + + +
U
U = 2 . 199 W / m . K
D T = [(CLTD + LM ). K + ( 25 . 5 - T ) + (T - 29 . 4 )] ´ F
2
C R o
D T = [(18 + 0.5) ´ 1 + ( 25.5 - 24) + (38 - 29.4)] ´ 1 = 28.6 C
oC
UAT W
Q CCCeiling = D = 2.199 ´ ( 40 ´ 30) ´ 28.6 = 75482.094
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh f l oor
i 1 2 3 ok k k hD x Dx D x 1
h1
U1 1 2 3= + + + +
221
0.720.03
1.10.1
0.670.05
911 = + + + +
U
٦
U = 2.749 W / m .K
D T = (T - T ) = 38 - 24 = 14C
2
oF o R
UAT W
Q FFFloor = D = 2 . 749 ´ ( 40 ´ 30 ) ´ 14 = 46183 .2
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh d o ors
Assume the doors from wood with 4 cm thickness.
i ok hD x 1
h1
U1= + +
221
0.1160.04
911 = + +
U
U = 1 . 994 W / m .K
Q = UA DT = 1 . 994 ´ ( 6 ´ 3) ´ 14 . 76 = 529 . 766W
Q = UA DT = 1 .994 ´ ( 6 ´ 3) ´ 20 .81 = 746 .913
2
DN DN N
DE DE E
WQDoors = 529.766 + 746.913 = 1276.679
T ra n s m i ss i on L o ad
WQTrans = 57781 . 263 + 75482 .094 + 46183 . 2 + 1276 . 679 = 180723 . 236
S o l ar h eat g a i ns t h ro u gh g l a ss w i n d o ws
Assume clear glass of 3 mm thickness and Venetian medium shading.
i ok h
D x
h1
U11
= + +
221
1.40.003
911 = + +
U
U = 6 . 301 W / m . K
D T = CLTD + ( 25.5 - T ) + (T - 29.4)
2
G R o
D T = 8 + ( 25 .5 - 24 ) + ( 38 - 29 . 4 ) = 18 . 1 C
oG
)( maxQ = A U ´ D T + Sc ´ SHFG ´ CLF
Q = ( 3 ´ 3 ´ 1 . 5)( 6 .301 ´ 18 . 1 + 0 .64 ´ 678 ´ 0 .5) = 4468 .609W
Q = ( 4 ´ 3 ´ 1 . 5)( 6 .301 ´ 18 . 1 + 0 .64 ´ 678 ´ 0 . 82 ) = 8457 . 525W
G G G
GE
GW
GS
WQGlass = 4468 .609 + 8457 .525 + 2487 .544 = 15413 . 678
٧
V e n t il a t i on a nd I n f il tr a t i on
Room volume, V = 40 ´ 30 ´ 13 = 15600 m , and tight room
From table (9-11), N = 0 .36 air change rate,
3
A
15600 1.18 1.841 kg / sNV
m A 36000.36
inf = ´ ´ = ´ ´ =r
From tables (9-14), (9-15), smoking persons and seated rest, ventilation is,
NV kg s
m Pven = ´ ´ = (500 ´ 7 .5) ´ 10´ 1 .18 = 4 . 425 /-3r
)( )
( inf, RoPvenS LeakQ= + ´ ´ -
m m C T T WQS Leak = (1.841 + 4.425) ´ 1005 ´ (38 - 24) = 88162.62,
fgRovenL Leak )´ h
+ m ) ´Q = ( m -(inf, w w
WQL Leak = (1.841 + 4.425) ´ (14.7 - 9.5) ´ 10 ´ 2570 ´ 10 = 83738.824
L i g h t i ng L o ad
-3 3
,
RbuLightQ = F ´ F ´ CLF ´ L
WQLight = 1 ´ 1.2 ´ 0.92 ´ 15 ´ (30 ´ 40) = 19872
App li a n ces L o ad Power
WQApp = = 10000
P er s o ns L oad
NCLF H W
Q SPSPer
= ´ ´ = 500 ´ 0.97 ´ 75 = 36375,
NH W
Q LPLPer
= ´ = 500 ´ 40 = 20000,
S e n s i b l e, L a te nt a nd T o tal L oad i
= Si
SQQ
1
,
Q= + + + + +
180723 . 236 15413 . 678 88162 . 62 19872 10000 36375
S
S
W kWi
Q QL L i= = + = =83738.824 20000 103738.824 103.739
1
,
kWQTotal = 350 . 547 + 103 .739 = 454 .286
R o om se n s i b le h eat f act or
٨
0 .7716 77 . 2 %454 . 286
350 . 547= = = »
Total
S
Q
QRSHF
وهاء تلاغذية بواقى à لاتيربد للغرفة جيب صتميم رودة كتييف ىفيص نماسبة حلساب عمد à عبد سحاب مح
رودة كتفيي وهاء يصفى نم لمف يربتد نبسبة à لاتاىل ميث à لامهمة خإليتار هجاز لات فييك اولشك à لعى رفض لاعوام
لمف لاتبريد تومثيلها ىلع طيرخة لاهاوء لارطب à طلخ يبن لاهاوء طلااجز اولهواء لاارجع بق
. t = 14 C نأ ردجة رحارة اوهء تلاغذيةoS
From Psychrometric chart, the air properties are,
h = 48 .1 kJ / kg , h = 76 . 4 kJ / kg , v = 0 . 9023 m / kg
Process SR is parallel to RSHF = 0.772, and t = 14 C .
3R o o
oS®
= 84 %,= 8.3/
= 34.5 / , SdaSS g kgh kJ kg w f
Assume safety factor of 5 %, and the supply air flow rate is,
٩
kWQTotal = 1.05 ´ 464.779 = 477
kg sh hQ
mR S
Totala 33.83 /
48.1 34
477 = = =
- -
The ventilation air for persons is kgs
mm oven =4.425 /
= .
The return air should be, m = m - m = 33 .83 - 4 . 425 = 29 .405 kg / s
Heat balance of mixing point m to calculate enthalpy of state m,
m h + m h = m h
4 . 425 ´ 76 .4 + 29 . 405 ´ 48 . 4 = 33 . 83 ´h
h = 52.1 kJ / kg , = 10.2 g / kg
Process m S, cooling and dehumidification from m to S and straight to saturation
conditions to locate the apparatus dew point ADP,
h =28.5 kJ / kg , = 7.8 g / kg , t = ADP = 9.8 C
R a o
o o R R a m
m
m m daw
®
oa a da aw
170 . 117 TRm h h
RC Sma 33 .83 ( 52 . 1 34 . 5)
3 . 53 . 5
( - ) ´ -=
= =
Cooling coil efficiency,
0.7458 74.58 %52 .1 34 .5
52.1 28.5= = =
- ---
=am
Smcoil h h
h hh
Bypass factor,
= 1 - 0 .7458 = 0 .2542 = 25 . 42 %= 1 - coil
Condensate water,
BF h
), m = 33.83 ´ (10.2 - 8.3) ´ 10 ´ 60 = 3.857 kg / min( -3
Sw
m = m mwa
-w w
(W i n t er H eat i ng L o ad ) لا ح م ل لا ح ار ر ى ىف شلا ت ا ء
,$4 6 م ήوή ى ; ή ,ή 6يم 'ή ى Аώήή ή
م Ў Ͽيή ي 6ή م ;Ў ή Aو Аώή ϼ ىή Aشή ثي
;ή 'ήو$ δώή جώϊЎ = 90 C Ͽ T = 8 C ج ى ώή وή δώή جώϊ ώήoo
oo
. T = 34 C
f
oS
٠
H e at tr a n s m i s s i on t h ro u gh w a l ls
U = 1 . 946 W / m .K
A = [(40 + 30 ) ´ 2 ´ 13 - ( 2 ´ 6 ´ 3 + 10 ´ 3 ´ 1 . 5) =
2
2
UAT W
QWalls = D = 1.946 ´ 1739 ´ (8 - 24) = -54145.504
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh ce ili ng
U = 2 . 199 W / m . K2
UAT W
QCeiling = D = 2.199 ´ ( 40 ´ 30) ´ (8 - 24) = -42220.8
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh f l oor
U = 2 . 749 W / m . K
2
UAT W
QFloor = D = 2 . 749 ´ ( 40 ´ 30 ) ´ (8 - 24 ) = -52780 .8
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh d o ors
Assume the doors from wood with 4 cm thickness.
U = 1.994 W / m .K2
UAT W
QDoors = D = 1 .994 ´ 2 ´ ( 6 ´ 3) ´ (8 - 24 ) = -1148 .544
Transmission Load is,WQTrans = -54145.504 - 42220.8 - 52780.8 - 1148.544 = -150295.648
H eat t r a n s m i s s i on t h r o u gh g l ass w i nd o ws
Assume clear glass of 3 mm thickness and Venetian medium shading.
U = 6 . 301 W / m . K2
UAT W
QGlass = D = 6.301´ (10 ´ 3 ´ 1.5) ´ (8 - 24) = -4536.72
V e n t il a t i on a nd I n f il tr a t i on
Room volume, V = 40 ´ 30 ´ 13 = 15600 m , and is tight room
From table (9-12), N = 0 .41 , the infiltration (air change rate),
3
A
15600 1 .18 2 . 096 kg / sNV
m A 3600
0 . 41inf = ´ ´ = ´ ´ =r
From tables (9-14), (9-15), smoking persons and seated rest, ventilation is,
NV kg s
m Pven = ´ ´ = (500 ´ 7.5) ´ 10´ 1.18 = 4.425 /-3r
)( )
( inf, RoPvenS Leak ´C
´
mmQ = +
١
WQS Leak = ( 2.096 + 4.425) ´ 1005 ´ (8 - 24) = - 104857.68
,
fgRovenL Leak )´ h
+ m ) ´Q = ( m -(inf, w w
WQL Leak = ( 2.096 + 4.425) ´ ( 6.1 - 9.5) ´ 10 ´ 2547 ´ 10 = -56470.556
L i g h t i ng L o ad
-3 3
,
RbuLightQ = F ´ F ´ CLF ´ L
WQLight = 1 ´ 1 . 2 ´ 0 . 92 ´ 15 ´ ( 30 ´ 40 ) = 19872
App li a n ces L o ad Power
WQApp = = 10000
P er s o ns L oad
NCLF H W
Q SPSPer
= ´ ´ = 500 ´ 0.97 ´ 75 = 36375,
NH W
Q LPLPer
= ´ = 500 ´ 40 = 20000,
S e n s i b l e, L a te nt a nd T o tal L oad
= -150295.648 - 4536.72 - 104857.68 + 19872 + 10000 + 36375
i
=1
S, i
SQQ
Q = - 193443 . 048 W = - 193 . 443 kWS
W kWi
Q QL L i= = - + = - = -56470.556 20000 76470.556 76.471
1
,
kWQTotal = -193 .443 - 76 . 471 = -269 .914
ذا Tهو Q (- ) لاحرارى لاكامن ابلسالب à اولحم Q (- ) لاحاررى لامحسوس ابلسالب à النحظ نأ لاحم
عيىن نأ احلة وهاء تلاغذية جيب نأ كتون ىلعأ ىف ردجة لاحرارة لاجافة نم لاغرفة يأوضا سنبة بوطرة
ىلعأ نم لاغرفة .
R o om se n s i b le h eat f act or
L S
0.7167 71.67 %193 . 443
269.914= = = »
--Total
S
RSHF
اوهء تلاغذية للغرفة à تلادفئة للغرفة جيب صتميم رودة كتفيي اوهء تشوى حلاسب عمد à عبد سحاب مح
لاهممة خالتيار هجاز ا تلكفيي نم وماصفات لاشركتا لامنتجة6 لوذلك فوس سنتخدم ودرة à بواقى لاعاوم
كتيفي وتشى تتكون نم اخسن لوأى مث طرتيب دأياباتيكى ىف سغالة اوهء مث خسان اثنوى و متليثها لعى
. t = 34 C طيرخة لاهاوء رلاطب لعى رفض نأ ردجة رحارة اوهء تلاغذيةoS
٢
From Psychrometric chart, the air properties are,
h =48 .1 kJ / kg , h = 23 kJ / kg , = 6 .1 g / kg
Process S®R is parallel to RSHF = 0 .7167 , and t = 34 C .
R o o da
oS
w
= 34 %,= 11/
= 62.5 / , SdaSS g kgh kJ kg w f
For sensible heating process in secondary heater 2®S, state 2 at 90 RH.
h = 45 kJ / kg , = 11 g / kg , = 90 %
Assume safety factor of 5 %, and the supply air flow rate is,
2 2 da 2w f
kWQTotal = 1 . 05 ´ 269 . 914 = 283 . 41
٣
kg sh h
Qm
S R
Totala 19 .681 /
62 . 5 48 .1
283 .41=
= =- -
The ventilation air for persons is
mkg s
m oven = = 4 . 425 / .
The return air should be, =19 .681 - 4 .425 = 15 . 256 kg / s
mmm oaR -=
Heat balance of mixed point m,
m h + m h = m h
4 . 425 ´ 23 + 15 . 256 ´ 48 . 1 = 19 .681 ´h
o o R R a m
m
h =42.46 kg / s , \ = 8.7 g / kg , t = 20.3 C
Process 1®2, adiabatic air washer from 1 to 2 at 90 % RH,
om m da mw
dam 8 . 7 g / kgh = 45 kJ / kg , 11 ==w w
Process 1®2®a, adiabatic air washer from 1 to 2 to a at 100 % RH,
State a, =11.5 g / kg , t = 16 C
Power = m ( h - h ) = 19 .681 ´ ( 45 - 42 . 46 ) = 50 kW
Power = m ( h - h ) = 19 . 681 ´ ( 62 .5 - 45 ) = 344 .418
oa da aw
1 a 1 m
2 a S 2
0.8214 82.14 %11.5 8.7
118.7
2 = ==-
---
=ma
mwasher w w
w wh
The water consumed in the adiabatic air washer is,
) =19 .681 ´ (11 - 8 . 7 ) ´ 10 ´ 60 = 2 . 716 kg /
( -3
m2m = maw -w w
مظنألة كتييف لاهاوء توصميم ودرة لاهاوء لامناسبة تلحديد بتلاريد يصفا اوتلدفئة تشاء à لاتبريد عبد سحاب حأما àمح
مأامنا دهف هوو سحاب à ىتلا ىلع سأاسها تيم خاتيار هجاز لاتكييف لامنساب6 ظي à لاعاوم
مواصعن ثلالج . à غلرف موخانز لاحظف تلاوجميد أويضا ثلااجالت لامنزيلة اولمجمدات مو ربدات لاسئاو
( C o ld S t o r ag e L o ad ) اخم ز ن لا يربت د ß مح
نمها لاخارجى لاىذ à تيكنو نم ةدع حأما Cold storage فرغ يربتلاد و خمانز لاحظف اوتلجميد àمح
à لاجدرنا اولسقف اوألرضية اولتسرب حوم à نم ولاسط لاخارجى لاساخن ىلإ فلارغا لامبرد الخ à نيقت
لاغفرة . à ادخ à وتاجدهم للعم à او إل ةءاض ألاوجهزة لاهكبرية اوألخشاص لامحتم à لامنجت 6 مون اه ادخىل ثم
٤
RoTran = - + D (9-19)
ردجة رحراة لاغرفة اوولسط T , T 6à سماحة طسح نإلاتقا A 6 لاحرارة لاكىل à نإتقا à عمام U ·
Tة ارجى اولغفر T ط لاخ T حصتيح ضياف قرفل ردجة لاحرارة نيب لاوس à عمام D T 6 لااخرجى
Tة حط لاخارجي T ى ألاس T تلعضيو أتثري إلاشعاع لاشمسى لع D T عيىط يقم (KW - I ) à اولدجو
. ASHRAE 1998
( I n f il trat i on L o ad ) تلا س بر ß مح
واء T تارئ خمانز رغوف لاتبريد كتنو حمكمة اوبألاب توسرب لاهاوء ىلإ لاغفرة كيون يتنجة قرف ثكافة لاه T نمها س
سترب لاهواء للغفرة à وأ جورخ لام تنجات 6 نهواك دعة قرط تلقلي à ن نعد تفح ألابواب خدلو T اولخرجو م à لادخو à
ة وهائية لعى ألااوبب وأ اببني تمتاليين للغرفة وأ ممر حمكم ل جتمعي لامنتجتا بق T ى مكي T 6 اولعمادلة تلاايلة عتط
لاغرفة à سترب لاهاوء بلاارد ىلإ لاخارج اولدافئ ىلإ ادخ à لا فرغة تلقلي
o R
inf
Inf. m / s وبحدة V3
1. 5
0. 3
0. 50.5
4inf )/1
(
2
+
-
oRRo r r
rr
(9-20)
( ) RRoInfInf
o R o R
( E x ter n al H e at L o a ds ) رح ا ر ةي اخ ر ج ي ة ß امحأ
( T ra n s m i s s i on L o ad ) ß إلا ن اقت ß مح
رق T لادجران اولسقف رألاوضية يتنجة ف à لاحرراة نم لاوسط لااخرجى لإى لافرغا لامبرد تيم الخ à قتنإا
Tة تخدم عمدال T رارة 6 و ت س T د جرة لاحرراة نيب لاوسط لاخارجى لااسخن اولغفرة لامنخفضة ىف ردجة لاح
ارج T ن لاخ T لادجران لامركبة نم وماد خمتلفة موعرةض م à لاحرارة نعد ورظف إلاستقررا الخ à قتنإا
6 مون لامعرفو نأ خمازن يربتلاد ال ويدج هبا اونفذ اولح اوئط ألاوسفق à لاحرارة ابلحم à نإلقتا à اولداخ
اررة T ة لاح T رألاوضيتا هبا اومد اعلزة يجةد للحرارة اولوطربة لوذلك اضيف طقف صتححي قرفل ردج
لاغفرة خوارجها تلعويض أتثير إلاشعاع لاشمسى لعى لاجدنار نم لااخجر . à ادخ
Q UA (T T T )
àT اجر دواخ T اوء خ T هلاوء لاتسرب دكلاة ىف اسمحة إو ترفاع بلااب كوثافة ثنإوالبيا لاه Q لاحرراة
سترب لاهاوء نم تفح بلابا à 6 موعد ASHRAE 1998 لاغرفة
V = 2.21 ´ 10 A( gH ) (1 - / )
Q = V h - h r (9-21)
واء T ثكافة لاه r , r 6 لاغرفة à نإثايبلا لاهاوء اخرج دواخ h , h 6 فترإاع بلااب H 6 سمحاة بلابا A
جعلة لاجذابية . g 6 لاغرفة à اخرج دواخ
( P r o d u ct L o ad ) نملا ت ج ß مح
٥
[C (T T
]T
21Pr Timem
Pbf
fPaP
od = - + +- (9-22)
لإى ردجة ارحرة à مزن لاتيربد وللصو Time 6 تكلة لامنتج لامولطب بتريهد وأ جتميهد m يحث ·
6 ردجة رحارة تلاجم ي د T 6 ردجة لا رحراة يلوألاة T 6 لاحرراة عونلاية قوف لاتجم ي د C 6 لاحظف
ردجة لاحرراة نلاهايئة وأ ردةج رحراة لاحظف .
0 C دT 334 نع kJ / kg ىT اء ه T د لام T لاحرارة لاكامنة تلجم ي د ا ملنتج 6 اولحاررة لاكامنة تلجم ي LT
اررة T ى لاح T بورا ف T ى اولحرراة لاكامنة تلجم ي د طألاعمة لامخفلتة ىه سنبة لاماء لاموجود ىف لا عطام ضم T رة ف T
عيىط عبض لاخواص لاحرايرة أللطعمة لامتدلواة كبث ( KX - I ) à لاكامنة تلجم ي د لاماء 6 لاودجو
لاتيربد . à يحاتنا لايومية سإلتخدامها ىف سحاب مح
( R es p i r a ti on H e at ) رح ا ر ة لا ت ن ف س
Tن ف لوك T لاغذائى للخيلة بنلاايتة وتيق à لاخضورات وفلاواكه إفن تلاميث à نعد ظفح لامنتاجت طلاازجة ثم
ارحرى جيب هذخأ ىف عإلاتبار . à ومجودة ىف لاخلية توعربت مح à رحارة لاتميث àظت
Q = m R (9-23)
Tة نفس أللطمع T ارحرة لات ASHRAE 1998 رحارة تلانفس للمتنجات طلاازجة 6 قود عأىط تكاب R
P
o o
à لإى ردةج ارحرة قأ à مكية ارحرة لامتنج لامطلوب إ تمصاصها نم لامتنج تلنخضف ردجة رحاتره توص
. وأ ردجة رحارة قوف تلاجمد وأ تحت تلاجمد
Q (T
f 1 Pa
T 2
o
Re s P h
h
عيىط ارحرة لاتفنس ( KX - I ) à 25 6 اول دجو C 0 ىتح C ىف ردةج رحراة لاحظف نم
يربتلاد6 لوكن نعد اسحب لاطازجة دكالة à 10 قكيمة وتمسطة سإلتدخامها ىف سحبا مح o C نعد ردجة رحارة
لاتبريد للمشعورتا لاكبيرة و ولطمب سحابتا قدقية لل اطقة توكلف هتا جيب ذخأ يقلام ة فلاعيلة حلاررة ألل معطة àمح
ألاصيلة . à لاتفنس نعد ردجة رحارة لاحفظ نم لاجدوا
( I n ter n al H eat L oad ) رح را ةي اد خ يل ة ß امحأ (
O cc up an cy L o ad ) ألا ش خ صا ß مح
اررة T نم ألاشاخص لاذني عيمنول ىف رغف موخانز لاتيربد وتيقف ىلع ردجة ح Q
àT هد ادخ T لاىذ وقيم هب لاشخص6 مجح لاشخص اولمالبس ىتلا تريديها فوترة اوتج à لاغرفة6 ونع لامع
Tة ن لامعدال T وأ م ASHRAE 1998 à لا رغفة 6 كومية لاحاررة نم لاشخص لااودح حتبس نم دجوا
. Watt لابسطية تلاايلة وبةدح
Q = N (272 - 6 ´ T ) ´ F (9-24)
٦
Per
PRPPer
لاحرراى à لاحم
Tف وتيق à عمام F 6 ردةج رحراة لاغرفة T C 6 دعد ألاشاخص لاذني عيمنول ىف لاغرفة N ·
Tد6 نز يربتلا Tخم àT تمرة ادخ Tسم à فلرتات مع F = 1 6 لعى رتفة اوتدج لاخشص ىف لاغرفة
خوجور نم خمزن تلابريد . à طقتمعة خدوو à رتفلات مع F = 1.25
oP R
P
P
P
( App l i a n ces L oad ) ألا ج ه ز ة ß مح
6 يون T ع تلاوش T لاحرايرة نلااتةج نع إلاضةءا6 لاسخناتا6 لامحركتا لاهكبرية6 عمدات لارف à ألاحما àك
Tة ة وأ مكي T لاتيربد عم عإتبار فكاةء آلال à ألاجهزة ألاخرى لامستخدمة ىف لاغرفة جيب نأ تيمضنها مح
. ASHRAE 1998 à لامواصفات للمعدات وأ نم دجوا à لاحرارة نلااتجة نم دجوا
= Power ´ (1 - )App
hQ (9-25)
(Safety Factor ) مأان ß عمام
لاحاررة لاناتجة نم قرط زإالة لاسعيق اوتلحكم ىف à عمدات يربتلاد ثم à لاحريراة لامتعقلة تبشغي à ألاحما
وب T لاتيربد لامحس à يربتلاد فلاعىل يزيد حباولى % 20 ~ 5 نع مح àمح à ان لابوطرة عإواةد تلاسخني جتع Tمأ àT
ى عمام T رب ف T ب نأ ضي T ى جي T د لاكل T بتلاري àT بتعا عونل لامعدات لامستخدمة6 لوذلك مح
Tة لاحراير àاT ظنما لاتبريد يأوضا ألاحم à لاحرايرة لامطبترة تبشغي à تلعيوض ألاحما SF = 1 . 05 ~ 1 . 2
يربتلاد . à ألاخرى ىتلا مل أتذخ ىف إلاعبتار نعد سحبا رفمدات مح
i
=´
iTotal (9-26)Q SF Q
1
( C o o li ng Ti me ) نمز بتلا ر ي د
وع T ى ن T مزن يربتد ألاطمعة وأ لامنتجتا لاغذائية قوف تلاجميد زومن لات مجيد توتح لاتجميد تيوفق لع
àاT ادالت نإتق T ن عم T 6 و حيسب م Bi = hL / k لامنجت دورةج ارحرة لاوسط لامحيط روقم ابيوت à شوك
لا رحارة لا ريغ سمتقر يوصعب سحابه ابقرطل لاعداية لوذلك سنتخدم قرط سحبا مزن يربتلاد وأ لاتجميد
Tى لاببا تلااسع 6 اولمعدالة بلاسيطة لاتايلة عتط ASHRAE وأ حتت لاتجميد مكا وه ومضح ىف 1998
مزن بتريد طلاعما قوف لاتجميد زومن لاتجميد توحت لاتجميد .
= + 1 + (9-27) DH DH
s 1 2
Where D H = C (T - T ) , D H = LT + C (T - T )
hA DT DT 41 2V Bi
q
1 Pa i f 2 Pb f c
mfi T
T + TD
T = - , D T = T - T , Bi = hL / k21 2 f m
٧
qقرم Bi 6 لامسحاة لاسطحية طللع ما A 6 لاحاررة à قتنإا à عمام h 6 مجح لاطعما V6 مزن يربتد طلاعما
رارى 6 T لاح à لاتوصي à عمام k 6 لاممزي وهو صنف رطق ةدام لاطعما وأ صنف لاسمك à لاوط L 6 ابويت T 6دTي
رارة تلاجم T ردةج ح T 6 ردجة رحارة ولاسط لامحطي T 6 ردجة رحراة لاطعما إلابتدائية T
s
c f m i
لاحاررة لانيعوة قوف توحت C , C 6 ةدحو مجح à لاحرارة لاكامنة كل LT 6 ردجة ارحرة رمكز طلاعام
. ةدحو جحم à لاتجمد كل
E x a m p le 9 -2
Estimate the product load of 1500 kg beef from 18 C to - 18 C in 6 hr .
Data:
Pa Pb
o o
m = 1500 kg , T = 18 C , T = -18 C , 6 hroo
P1
R e qu i re d: Q
S o l u t i on
From table (9-17), Beef properties are,
LT = 231 kJ / kg , T = -1.7 C , C = 3.43 kJ / kg , C= 1.72 kJ / kg
Pr od
of
Pa Pb
T)
([C (T T) LT C
21Pr Ttimem
Q Pbf
fpaP
od = - + +-
[3.43 (18 ( 1.7 )) 231 1.72 ( 1.7 ( 18))] 22.61 kWQ od 6 36001500
Pr = ´ - - + + ´ - - - =´
E x a m p le 9 -3
Cold storage of 15 ´ 20 ´ 8 m maintains at 4 C dbt and 70 % RH . The outside3 o
conditions are 35 C dbt and 26 C wbt . The wall consists of 20 cm common
bricks, 7 .5 cm cork board, and 3 cm cement layer at inside and outside surfaces. The
ceiling consists of 20 cm concrete, 10 cm cork board, 10 cm ceramic layer, and
3 cm cement layer at inside surface. The floor consists of 10 cm concrete, 5 cm cork
board, 5 cm ceramic layer. The inside convection heat transfer coefficient is
9 W / m .K and outside is 23 W / m .K . A 75 tons of Potatoes received at 30 C are
o o
2 2 o
to be cooled to 10 C in 35 hr . Lighting load is 800 W and 1500 W fan motor with
efficiency of 75 % . Assume 4 workers of part work and safety factor of 15 % .
D a ta: Room 15 ´ 20 ´ 8 m , inside 4 C dbt and 70 % RH , outside 35 C dbt
and 26 C wbt , h = 9 W / m .K , h = 23 W / m . K , 75 ton of Potatoes
o
3 o o
o2
2i
٨
from 30 C to 10 C , Time is 35 hr , 800 W Lighting and 1500 W fan motor,
efficiency 75 % , SF is 15 % .
o o
R e qu i re d: Cooling Load, Total
S o l u t i on
Q
T ra n s m i ss i on L o ad
Overall heat transfer coefficient for walls, Ceiling and Floor and load,
, Q UA (T T T )111
U hkx
h Roi o
= + + = - + DD
Walls, U 0.443 W / m .KU 23
10.70.03
0.0430.075
0.730.2
0.70.03
911 2= + + + + + \
=
Q = 0 .443 ´ 20 ´ 8 ´ (35 - 4 + 4) = 2480 . 8 W
Q = 0 .443 ´ 20 ´ 8 ´ (35 - 4 + 4) = 2480 . 8 W
Q = 0 . 443 ´ 15 ´ 8 ´ (35 - 4 + 3) = 1807 . 44 W
Q = 0 . 443 ´ 15 ´ 8 ´ (35 - 4) = 1647 . 96 W
E
W
S
N
WQwalls = 2480.8 + 2480.8 + 1807.44 + 1647.96 = 8417
Ceiling, U 0.3504 W / m .KU 23
10.670.1
0.0430.1
1.10.2
0.70.03
911 2= + + + + + \
=
Q = 0 . 3504 ´ 15 ´ 20 ´ (35 - 4 + 9 ) = 4204 . 8 W
C
Floor, U 0.1133 W / m .KU 0.67
0.050.0430.05
1.10.1
911 2= + + + \
=
٩
Q = 0 .1133 ´ 15 ´ 20 ´ (35 - 4) = 1053 . 69 WF
QQ W kW
QQ FCWallsTrans = + + = 8417 + 4204.8 + 1053.69 = 13675.49 = 13.676
I n f il tr a t i on L o ad
= 1.114 kg / m , h = 80.19 kJ / kg , = 1 .266 kg / m , h = 12 .84 kJ / kg
T = 277 K , T = 308 K
33
R Ro o
r r
R o
( )1. 5
0. 3
0. 50.5
4inf )/1
(
2/V =
2.21 ´ 10 A( gH )
+
-
oRRo r r
rr
( )1 .5
0 .3
0. 50. 5
4inf 1 (1.266 / 1.114)
2V
= 2.21 ´ 10 (3 ´ 4)(9.81 ´ 4) 1 - 1.114 / 1.
/ s
+-
mV 5 . 573 10 3 3inf
-=´
( h) kW
hVQInf Inf o R R= - = 5.573 ´ 10 (80.19 - 12.84) ´ 1.266 = 0.4752
P ro du ct L o ad
-3r
[ ] kWC TTTime
mQ fPa
Pod [3.14 (30 10)] 37.381
35 360075000
= ( - ) = ´ - =Pr 1 ´
R e s p i ra t i on L o ad
WkW
RQm
Ph
s = = 75 ´ 41 . 7 = 3075 = 3 .075
O cc u p a n cy L o ad
Re
NT F W kW
Q PRPPer = (272 - 6 ´ ) ´ = 4 ´ ( 272 - 6 ´ 4 ) ´ 1 .25 = 1240 = 1 . 24
L i g h t i ng L o ad kWWQLight = 800 = 0.8
App li a n ces L o ad
( ) W kWPower
QApp = ´ 1 - = 1500 ´ (1 - 0.75) = 375 = 0.375
Assume SF = 1 .15
h
kWQTotal = 1 .15 ´ (13 . 676 + 0 . 4752 + 37 .381 + 3 . 075 + 1 .24 + 0 . 8 + 0 .375 ) = 65 . 576
E x a m p le 9 -4
A piece of beef of 0 .279 ´ 0 .165 ´ 0 .102 m at 7 0 C is to be cooled in air blast freezer
of - 25 C . The convection heat transfer coefficient is h = 48 W /( m .K ) . Estimate
the cooling time of the piece to cool its center to - 20 C and product load.
3 o
o 2
o
٠
D a ta: Beef of 0.279 ´ 0.165 ´ 0.102 m , T = 70C , T = 20 C , T = -25 C3 oo
oi
cm
h = 48 W /( m .K )
R e qu i re d: Cooling time and Q
S o l u t i on
From table (9-17), the thermo physical properties of beef are,
2
Pr od
oPa Pb
f
h = 48 W /( m .K ) , k = 0.379 W /( m.K ) , =1080 kg / m
Biot number,
2 3r
0.051 mL2
0.102= =
6.459hL
48 ´ 0.051k
0.379
Room volume, V = 0 . 279 ´ 0 . 165 ´ 0 . 102 = 0 .0047 m
Product mass and surface area, m =´ V = 1080 ´ 0 .0047 = 5 . 076 kg
Bi = = =
3
P
2s
r
3831 T
) 1080 3.43 10 (30 ( 1.7)) 1.1743 10 J / m(TH
CfPa
i
D= ´ - = ´ ´ ´ - - = ´
r
[ ] [ ]) 1080 231000 1720 ( 1.7 ( 20)) 2.835 10 J
8 32 (T TH LT C cPb
f
D= + - = ´ + ´ - - = ´
r
( 25) 41.65 CT TT T
om
i f
2
35 ( 1.7 )
21 - - =+ -
D = - =+
D T = T - T = -1.7 - ( -25) = 23.3C
o2 f m
= + 1 + DH DH
s 1 2
hA DT DT 4
1 2V Bi q
28087.4 s 7.802 hr6. 459
41
23.3
2.835 10
41.65
1.1743 10
48 0.136611
0.0047 8 8
+ ´ +=
= =
´ ´´
q
Product load,
[C (T T
]T
( 21Pr Ttimem
Q Pbf
fpaP
od = - + +-
[3.43 (35 ( 1.7 )) 231 1.72 ( 1.7 ( 20))] 0.0702 kWQ od 7.802 36005.076
Pr = ´ - - + + ´ - - - =´
١
P r o b l e ms
1- A waiting hall of 40x30x8 m 3 maintained at 24 °C and RH= 50 %. Calculate the
cooling load and RSHF of the hall if the outside condition is 40 °C and 30 %
RH. The heat transmission through walls, ceiling and floor is 16 kW. The solar
heat gain through windows is 3.5 kW. The lighting density is 12 W/m 2 of floor
area. The number of persons is 100 and 6 kW of appliances. The room is
medium tightness. The air density is 1.181 kg/m 3 and specific heat is 1.005
kJ/(kg. K). Evaporation heat for water vapor is 2454 kJ/kg.
2- Room of 5x6x3.5 m 3 maintained at 24 °C and RH= 50 %. Calculate the cooling
load and RSHF of the room if the outside condition is 35 °C and 40 % RH. The
heat transmission load is 9 kW. The room has one window of 1.2x1 in 6 m south
wall and other in 5 m east wall. The lighting load is 200 W. The number of
persons is 10. The room is medium tightness and wind speed is 4 m/s. The air
density is 1.16 kg/m 3 and specific heat is 1.004 kJ/(kg. K). Evaporation heat for
water vapor is 2445 kJ/kg.
3- A training hall of 40 ´ 30 ´ 12 m is maintained at 24 C dbt and 50 % RH . The3 o
room is at latitude of 30N , 21 of August, solar time of 15 hr and ambient
condition of 39 C dbt and 24 C wbt . The ceiling is from 20 cm concrete, 5 cm
insulation, 8 cm ceramic and 3 cm cement layer from inside. The walls are from
common bricks of 20 cm , 5 cm insulation and 3 cm cement layer from inside and
outside. The floor is from concrete of 10 cm over unconditioned space, 5 cm
ceramic and 3 cm cement layer from outside. The inside convection heat transfer
is h = 8 W / m .K and outside h = 19 W / m .K . The number of persons is 300 and
fluorescent light intensity is 20 W / m of floor area. The appliances load is 5 kW .
The walls 40 m are at North/South directions with one door of 4 ´ 3 m in each
wall. There are 3 windows in East and West walls of 1 . 5 ´ 2 m . Calculate the total
o
o o
22
io
2
cooling load TotalQ and room sensible heat factor, RSHF in summer. If the ambient
٢
condition in winter is 10 Cdbt and 90 % RH , calculate the total cooling load
o
TotalQ and RSHF .
4- A freezing room maintained at -25 C. Beef of 30 ton at 15 C to be cooled -25
C in 16 hr. Thermal properties of Beef are, freezing point is -1.7 C, latent heat
= 231 kJ/kg, specific heat above freezing is 3.43 kJ/(kg. K), and below freezing is
1.72 kJ/(kg. K). Heat transmission, air change and other appliances loads are
estimated to be 6 kW. Estimate the cooling load in TR and assuming safety
factor of 10 %.
5- Calculate the cooling load for cold storage at 5 C dbt and 90 % RH. Outside
air condition are 30 C dbt and 24 C wbt. The room volume is 10x15x6 m 3
with door of 3x4 m and overall heat transfer coefficient for the exposed area
0.32 W/(m . K). Apples of 20 ton are received at 30 C and to be cooled to 2
C in 18 hr. Lighting of 600 W and 750 W fan motor. There are 6 workers and
10 % safety factor. Assume the walls 15 m is North and South.
6- A freezing room of 10x12x6 m 3 at -18 C receives 30 ton of fish at 25 C to
frozen it to -16 C in 12 hrs. The room wall consists of 20 cm hall bricks, 7.5
cm cork board, and 5 cm cement layer at inside and outside. The ceiling consists
of 15 cm concrete, 10 cm cork board and 10 cm cement layer. The floor consists
of 10 cm concrete, 5 cm cork board and 5 cm cement layer. The inside and
outside heat transfer coefficient is 8 and 19 W/(m 2 . K). Number of air changes
per hour is 1 % of the room volume. The lighting load is 400 W and 5 workers.
Calculate the unit refrigeration capacity with 10 % safety factor.
o o
o o
o
o o
2
2 o
o
o o
o
7- A tank of milk with dimensions of 10 ´ 15 ´ 25 cm at 20 C is to be cooled to3 o
5 C . The convection heat transfer coefficient is h = 55 W /( m . K ) and theo 2
temperature cooling medium is 2 C . Estimate the cooling time and product
load.
o
٣
Wall group A, common bricks203 mm , U = 0 .874 ~ 1 .379 1W / m . K
Wall group B, common bricks203 mm , U = 1 . 714 1W / m . K
W a ll group E, concrete 101 . 6 mm , U = 1 . 811 1W / m .K
Wall g r oup F, ha ll bricks 101 . 6 mm , U = 0 .914 ~ 1 .493 1W / m .K
Ceiling g r oup 3, concrete 100 mm , U = 1 . 209 1W / m . K
Ceiling g r oup 6, concrete 152 mm , U = 0 .897 1W / m .K
Ceiling g r o up 6, concrete 203 mm , U = 0 .715 1W / m .K
Table (9-1) Walls CLTD o C values from ASHRAE, 1985
Solar time6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
2
N 7 7 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 E 12 11 11 10 10 10 11 11 12 12 13 13 14S 10 9 9 9 8 8 8 8 8 8 8 9 9 W 14 13 13 12 12 11 11 10 10 10 10 10 11
2
N 6 6 6 5 5 5 5 5 5 5 6 6 7 E 10 9 8 8 9 9 10 12 12 13 14 14 15S 9 8 7 7 6 6 6 6 7 8 9 10 11 W 13 12 11 10 9 9 8 8 8 8 8 9 11
Wall group C, concrete bricks203 mm , U = 1 . 255 ~ 1 .561 1W / m 2 . K
N 5 5 4 4 4 4 5 5 6 6 7 8 9 E 8 7 7 8 9 11 13 14 15 16 16 17 17S 7 6 6 5 5 5 5 6 8 9 11 12 13 W 11 10 9 8 7 7 7 7 7 8 9 11 13
Wall group D, common bricks101.6 mm , U = 2.356 1 W / m 2 .K
N 4 3 3 3 3 4 4 5 6 6 7 8 9 E 5 5 5 7 10 13 15 17 18 18 18 18 18S 5 4 4 2 3 4 5 7 9 11 13 15 16 W 9 7 6 5 5 5 5 6 6 8 10 13 17
2
N 2 2 2 3 3 4 5 6 7 8 10 10 11 E 3 3 6 10 15 18 20 21 21 20 19 18 18S 3 2 2 2 3 5 7 10 14 16 18 19 18 W 5 4 3 3 3 4 4 5 6 8 11 15 20
2
N 1 1 2 3 4 5 6 8 9 11 12 12 13 E 1 4 9 16 21 24 25 24 22 20 19 18 17S 1 1 1 2 4 7 11 15 19 21 22 21 19 W 2 2 2 2 3 4 6 8 11 16 22 27 32
2
-2 -2 1 5 11 18 25 31 36 39 40 40 372
2 1 0 2 4 8 13 18 24 29 33 35 362
8 6 5 4 4 5 7 11 14 18 22 25 28
٤
Table (9-2) LM values for l a t it udes 24 to 40 of walls and roofs ASHRAE, 1989.o o
LatitudeMonth N NE
North
ESE
S Horizontal
24
Dec -2.7 -5.0 -3.8 1.6 7.2 -7.2Jan/Nov -2.2 -4.4 -3.3 1.6 7.2 -6.1Feb/Oct -2.2 -3.3 -1.6 1.6 5.5 -3.8Mar/Sep -1.6 -1.6 -0.5 0.5 2.2 -1.6Apr/Aug -1.1 0.0 -0.5 -0.5 -1.6 0.0May/Jul 0.5 1.1 0.0 -1.6 -3.3 0.5
Jun 1.6 1.6 0.0 -2.2 -2.3 0.5
32
Dec -2.7 -5.5 -4.4 1.1 6.6 -9.4Jan/Nov -2.7 -5.0 -4.4 1.1 6.6 -8.3Feb/Oct -2.2 -3.8 -2.2 2.2 6.1 -5.5Mar/Sep -1.6 -2.2 -1.1 1.6 3.8 -2.7Apr/Aug -1.1 -0.5 0.0 0.0 0.5 -0.5May/Jul 0.5 0.5 0.0 -0.5 -1.6 0.5
Jun 0.5 1.1 0.0 -1.1 -2.2 1.1
40
Dec -3.3 -5.5 -5.5 0.0 5.5 -11.6Jan/Nov -2.7 -5.5 -5.0 0.5 6.1 -10.5Feb/Oct -2.7 -4.4 -3.3 1.6 6.6 -7.7Mar/Sep -2.2 -2.7 -1.6 2.2 5.5 -4.4Apr/Aug -1.1 -1.1 0.0 1.1 2.2 1.6May/Jul 0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 0.5
Jun 0.5 0.5 0.5 0.0 -0.5 1.1
Table (9-3) Percentage of daily range, ASHARE 1997.Solar Time, hr Solar Time, hrD DT % T %m m Solar Time, hr DT
%m
1:00 87 9:00 71 17:00 102:00 92 10:00 56 18:00 213:00 96 11:00 39 19:00 344:00 99 12:00 23 20:00 475:00 100 13:00 11 21:00 586:00 98 14:00 3 22:00 687:00 93 15:00 0 23:00 768:00 84 16:00 3 24:00 82
Table (9-4) CLTDC f or g l a ss windows
o
Solar time, hr CLTD Solar time, hr CLTD Solar time, hr CLTD6:00 -1 11.00 4 16:00 87:00 -1 12.00 5 17:00 78:00 0 13.00 7 18:00 79:00 1 14.00 7 19:00 610:00 2 15.00 8 20:00 4
٥
Table (9-5) SC Shading coefficient for glass windowsGlasstype
Thicknessmm
3 1Clear 6 0.95 0.64 0.55 0.59 0.25 0.39
10 0.9212 0.883 0.85
Absorbent 6 0.73 0.57 0.53 0.45 0.30 0.3610 0.6412 0.53
Table (9-6) SHGF
Month
January 85 129 599 798 716 675 February 95 252 694 767 606 786 March 107 391 738 675 432 868 April 117 502 719 533 237 893 May 136 562 688 416 145 890 June 174 581 669 369 136 880 July 142 555 672 407 145 877 August 120 492 694 511 227 874 September 110 375 700 650 423 839 October 98 249 666 741 590 770 November 85 133 590 786 707 672 December 82 91 568 779 748 628
Table (9-7) SHGF
Month
January 79 110 577 792 751 618 February 91 227 672 776 653 738 March 104 366 729 697 495 836 April 114 476 719 562 297 877 May 126 543 691 454 183 883 June 161 562 672 404 155 877 July 129 536 678 442 180 870 August 120 470 694 543 287 858 September 107 350 691 672 486 808 October 95 224 644 751 637 722 November 82 110 571 779 741 615 December 75 76 543 782 776 565
٦
Venetian Blind or RollerMedium Light Dark Medium Light
SC SC
max W/m2 from glass window exposed to solar radiationLatitude 24 o
N NENW
ESE
S Horizontal
max W/m2 from glass window exposed to solar radiation
Latitude 28 o
N NENW
ESE
S Horizontal
WithoutWith Shading
Shading
Table (9-8) SHGFmax W/m2 from glass window exposed to solar radiation
MonthLatitude 32 o
N NENW
ESE
S HorizontalJanuary 76 91 552 876 776 555February 85 205 647 782 697 685March 101 338 716 716 555 795April 114 461 716 590 363 855May 120 536 694 489 233 874June 139 555 675 439 189 871July 126 527 678 473 227 861August 117 445 691 571 350 836September 104 325 678 688 540 770October 88 199 615 754 678 672November 76 91 546 773 767 552December 69 69 511 776 795 498
T ab le ( 9 - 9) CLF for glass windows without inside shadeSolar
N E S WTime, hr
L M H L M H L M H L M H
6.00 0.33 0.34 0.38 0.19 0.18 0.2 0.06 0.08 0.11 0.06 0.09 0.117.00 0.42 0.41 0.45 0.37 0.33 0.34 0.09 0.11 0.14 0.07 0.09 0.128.00 0.48 0.46 0.49 0.51 0.44 0.45 0.14 0.14 0.17 0.08 0.10 0.139.00 0.56 0.53 0.55 0.57 0.50 0.49 0.22 0.21 0.24 0.10 0.11 0.1410.00 0.63 0.59 0.60 0.57 0.51 0.49 0.34 0.31 0.33 0.11 0.12 0.1411.00 0.71 0.65 0.65 0.50 0.46 0.43 0.48 0.42 0.43 0.12 0.13 0.1512.00 0.76 0.70 0.69 0.42 0.39 0.36 0.59 0.52 0.51 0.14 0.14 0.1613.00 0.80 0.73 0.72 0.37 0.35 0.22 0.65 0.57 0.56 0.20 0.19 0.2114.00 0.82 0.75 0.72 0.32 0.31 0.29 0.65 0.58 0.55 0.32 0.29 0.3015.00 0.80 0.76 0.73 0.29 0.29 0.26 0.59 0.53 0.50 0.45 0.40 0.4016.00 0.79 0.74 0.70 0.25 0.26 0.24 0.50 0.47 0.43 0.57 0.50 0.4917.00 0.75 0.75 0.70 0.22 0.23 0.22 0.43 0.41 0.37 0.64 0.56 0.5418.00 0.84 0.79 0.75 0.19 0.21 0.19 0.36 0.36 0.32 0.61 0.55 0.5219.00 0.61 0.61 0.57 0.15 0.17 0.17 0.28 0.29 0.26 0.44 0.41 0.3820.00 0.48 0.50 0.46 0.12 0.15 0.15 0.22 0.25 0.22 0.34 0.33 0.30
· L denotes light walls and ceiling of 50.8 mm concrete 146 kg/m floor area, M denoteswalls and ceiling of 101.6 mm concrete 341 kg/m floor area,, H denotes walls and ceiling of 152.4 mm concrete 653 kg/m floor area,.
2
2
2
٧
Table (9-10) CLF f or g l a ss windows with inside shadeSolar time, hr N E S W Horizontal 6.00 0.73 0.47 0.09 0.06 0.12 7.00 0.66 0.72 0.16 0.09 0.27 8.00 0.65 0.8 0.23 0.11 0.44 9.00 0.73 0.76 0.38 0.13 0.59 10.00 0.80 0.62 0.58 0.15 0.72 11.00 0.86 0.41 0.75 0.16 0.81 12.00 0.89 0.27 0.83 0.17 0.85 13.00 0.89 0.24 0.8 0.31 0.85 14.00 0.86 0.22 0.68 0.53 0.81 15.00 0.82 0.2 0.50 0.72 0.71 16.00 0.75 0.17 0.35 0.82 0.58 17.00 0.78 0.14 0.27 0.81 0.42 18.00 0.91 0.11 0.19 0.61 0.25 19.00 0.24 0.06 0.11 0.16 0.14 20.00 0.18 0.05 0.09 0.12 0.12
T ab le ( 9 - 11) Summer air change rate, McQuiston 1985. o
Outdoor Design Temperature, C29 32 35 38 41 43
Type N A Number of air change from room volume per hour
Tight 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 Medium 0.46 0.48 0.50 0.52 0.54 0.56 Loose 0.68 0.70 0.72 0.74 o 0.76 0.78
Note: values for wind velocity of 3.4 m/s and indoor temperature of 24 C.
T ab le ( 9 - 12) Winter air change rate, McQuiston 1985. o
Outdoor Design Temperature, C10 4 -1 -7 -12 -18
Type N A Number of air change from room volume per hour
Tight 0.41 0.43 0.45 0.47 0.49 0.51 Medium 0.69 0.73 0.77 0.81 0.85 0.89 Loose 1.11 1.15 1.20 1.23 o 1.27 1.3
Note: values for wind velocity of 6.7 m/s and indoor temperature of 20 C.
Table (9-13) Constants of Eq. (9-9) for number of air change per hour.Type a b cTight 0.15 0.010 0.007 Medium 0.20 0.015 0.014 Loose 0.25 0.020 0.022
٨
2 Non smoking persons Smoking persons
S L S L S L S L
Table (9-14) Ventilation rate for persons.Place No. of persons Ventilation per person in lit/s
per 100 m offloor area
Offices 7 2.5 10Conference or 60 3.5 17.5 waiting hallsSeated rooms 30 2.5 7.5
Table (9-15) Heat gains from occupants.Metabolic Heat Liberated, W o
rate Room d ry bu lb temperature, CActivity Q
P , W 20 22 24 26H H H H H H H H
Seated rest 115 90 25 80 35 75 40 65 50 Office work 140 100 40 90 50 80 40 70 70 Standing 150 105 45 95 55 82 68 72 78 Restaurant 160 110 50 100 60 85 75 75 85 Light work 235 130 105 115 120 100 135 80 155 Dancing 265 140 125 125 140 105 160 90 175
Table (9-16) D T o C to compensate solar effect on transmission load for cold storageSurface types East West South Ceiling Dark colored surfaces 5 5 3 11 Medium colored surfaces 4 4 3 9 Light colored surfaces 3 3 2 5
Dark colored surfaces as slate roofing, tar roofing, and black paint.Medium colored surfaces as unpainted wood, brick, red tile, dark cement, and red, gray or green paint.Light colored surfaces as white stone, light colored cement, and white paint.
٩
h
W / tonf
Co
Pa
kJ / kg .K
Table (9-17) Thermal properties of some common foodsProduct Moisture R LT T C C
% kJ / kg
Water 100 - 334 0.0 4.18 2.06Beans, àوف 70.2 58 235 -0.6 3.06 1.68Beets, نبرج 87.6 34.9 293 -1.1 3.77 1.68Cabbage, ركنب 92.2 93.1 308 -0.9 3.94 1.97Carrots, رزج 87.8 93.1 293 -1.4 3.77 1.93 Cauliflower, ركبنيت 91.9 100.4 307 -0.8 3.89 1.97Corn, رذه 76 332.2 254 -0.6 3.32 1.77Garlic, وثم 58.6 27.2 196 -0.8 3.31 1.76Leaks, ركات 83 159.1 277 -0.7 3.98 1.97 Mushrooms, شع لاغراب 91.8 210 307 -0.9 3.89 1.97Okra, ابهيم 89.6 259 299 -1.8 3.85 1.93Onions, àصب 89.7 14.7 300 -0.9 3.77 1.93Peas, ابذالء 91.9 163.4 307 -1.1 3.89 1.97 Potatoes, اطبطا 72.8 15 243 -1.3 3.14 1.68 Potatoes, طبطاس 79 41.7 264 -0.6 3.63 1.82Peppers, à لفف 92.2 42.7 308 -0.7 3.94 1.97Spinach, بسانخ 91.6 173 306 -0.3 3.94 2.01 Tomatoes, مطامط 93 60.6 311 -0.6 3.98 2.01Turnip, فلت 91.9 28.1 307 -1.1 3.89 1.97 Apples, حافت 83.9 35.9 280 -1.1 3.6 1.84Apricots, شمشم 86.3 33 288 -1.1 3.68 1.93Bananas, ومز 74.3 59.7 248 -0.8 3.35 1.76 Grapes, بنع 81.3 16 272 -1.6 3.6 1.83 Lemon, يلمون 87.4 47 292 -1.4 3.85 1.93 Mangos, امنجو 81.7 133.4 273 -0.9 3.77 1.93Watermelon, طبيخ 91.5 22.3 306 -0.4 4.06 2.01Orange, à ربتاق 82.3 40.3 275 -0.8 3.77 1.93 Peaches, ربققو 87.7 46.6 293 -0.9 3.77 1.93 Pears, مكثرى 83.8 23.3 280 -1.6 3.75 1.89Strawberries 91.6 145.5 306 -0.8 3.89 1.14Egg, يبض 87.8 - 293 -0.6 3.83 1.95Cod, محل حلاوت 81.2 - 271 -2.2 3.77 2.05 Tuna, مسك لاتونة 68.1 - 228 -2.2 3.18 1.72Mackerel, à مسك امكري 63.6 - 212 -2.2 2.76 1.55Beef, محل 69.0 - 231 -1.7 3.43 1.72 Chicken, جاجد 66.0 - 220 -2.8 3.31 1.55Milk, بلن 87.7 - 293 -0.6 3.85 1.94
Rh , respiration heat in W / ton at average temperature of 10 ~ 15 o C .
٠
kJ / kg . KPb
