مقدمة في مجال تكييف الهواء (hvac )

الباب الاول مقدمة (( تكييف الهواء ))
_________________________________________________________________________________
- المحتويات
1 أهم التعريفات والوحدات والتحويلات المستخدمة فى مجال قسم - (HVAC) 
2 - CODES AND STANDARDS 5
3 الهدف من المحتوي - the objective
4 - Refrigeration Systems:- الدوائر المستخدمة في التبريد والتكييف
5 انواع انظمة التكييف -
6 العوامل التي يجب مراعاتها عند تصميم منظومة التكييف:- -
7 الخطوات المتبعة في تصميم منظومة التكييف -
>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>.
الباب الاول مقدمة في مجال المقاولات وتكييف الهواء
________________________________________

1 - أهم التعريفات والوحدات والتحويلات المستخدمة فى مجال قسم (HVAC) (HVAC)(HVAC)(HVAC)
- الحرارة
هي انتقال الطاقة من جسم لجسم نتيجة وجود فرق في درجات الحرارة.
انواع الحرارة
 الحرارة المحسوسة sensible heat
هي الحرارة الذي تنتج عن فرق درجات الحرارة فقط.
 الحرارة الكامنة latent heat
هي الحرارة التي ينتج عنها تغير في مقدار ما يحتويه الهواء من بخار الماء.
 انواع انتقال الحرارة
1 - الحمل convection
هي الحرارة التي تنتقل خلال الموائع.
2 - الاشعاع Radiation
حيث ان اي جسم له درجة حرارة اعلي من الصفر الكلفن يشع حرارة فان الحرارة بالاشعاع هي تلك
الناتجه من ذلك.
3 - النقل او التوصيل conduction
هي الحرارة التي التنتقل خلال المواد الصلبة.
- )BTUthermal unit( British
وحدة قياس بريطانية وهى كمية الحرارة المطلوبة لتغيير درجة حرارة ) ONE POUND ( ماء
درجة واحدة فهرنهيت.

كمية المياه ثابتة لرفع درجة الحرارة 1°F محتاج كمية حرارة 1BTU .
- Specific heat
كمية الحرارة اللازم لرفع درجة حرارة ONE POUND لأى مادة درجة واحدة فهرنهيت.
- volumeSpecific
مقلوب الكثافة للمادة وهو مقدار ما يشغله الباوند من المادة من الحجم.
- Ambient temperature
هى درجة حرارة الهواء الخارجي )الجو( وهى درجة حرارة ) atmospheric condition surrounding outdoor air temperature) ...ولها دور هام عند حساب الاحمال الحرارية
..يجب أن تؤخذ فى الاعتبار عند تغيرها
- الطن التبريدى Ton of refrigeration
هو القدرة التبريدية لما يعادل ذوبان لقالب ثلجي بوزن طن ) POUND2000 ( خلال يوم ) 24
ساعة( لحيز معين وتساوي 12000 BTU /HR وهي أيضا تستخدم لقياس السعة التبريدية
للوحدة .
لصهر واحد طن من الثلج خلال 24 ساعة
حيث الحرارة الكامنة لصهر واحد pound من الثلج خلال 24 ساعة تعادل 144 BTU
1 TON = 2000 PI
فإذا 2000 * 144 = 288,000 BTU/ 24 HR
الحرارة اللازمة لصهر واحد طن ثلج فى اليوم = 288000 BTU
الحرارة اللازمة لصهر واحد طن ثلج فى الساعة = 12000 BTU
1 ton of refrigeration (1 T.R) = 12000 BTU/ HR


- تكييف الهواء
هو عبارة عن علم هندسي تطبيقي يبحث في تعيين طرق الحصول على وسط صناعي يحقق حالة الراحة
للإنسان مهما كانت حالة الهواء الخارجي المحيطة به من خلال تغيير كل من درجة حرارته ، ونسبة
رطوبته ، وتنظيفه.
في الماضي كان يعتبر تكييف الهواء من الكماليات، الآن يعتبر من الضروريات لأنه يوفر:
 جو صحي مناسب لزيادة الإنتاج.
 جو خاص يلائم غرف العمليات في المستشفيات، مصانع الأدوية ومصانع تجميع الأجهزة الدقيقة.
 جو مناسب لبعض الصناعات مثل صناعة الغزل والنسيج، صناعة الورق، صناعة الدخان
والصناعات الغذائية
 جو خاص لحفظ الكتب، الرسومات والتحف في المكتبات والمتاحف.
 هواء مكيف لراحة الإنسان في وسائل النقل براً، جواً، وبحراً.
 وسط مريح للإنسان في المنازل، الفنادق، المسارح، السينمات، المطاعم، المحلات التجارية،
المباني الإدارية والمكاتب الخاصة والعامة.
ASHRAE defines air conditioning as: "The process of heating air so as to control simultaneously its temperature, humidity, cleanliness, and distribution to meet the requirements of the conditioned space."
توجد أربع عمليات اساسية مطلوبه لتحقيق التكييف للمكان وهما كالآتى:-
1 - Heating : هي عملية أضافة حرارة للمكان المراد تكييفه لرفع أو لضبط درجة حرارتة ) تتم فى -
فصل الشتاء غالبا(
2 - Cooling : هي عملية نزع حرارة من المكان المراد تكييفه لخفض أو لضبط درجة حرارتة ) تتم -
في فصل الصيف غالبا(
3 - Humidifying : )الترطيب( هي عملية أضافة بخار ماء )رطوبة( للمكان المراد تكييفه لزيادة أو -
لضبط رطوبة المكان للرطوبة المناسبة
4 - Dehumidifying : ) التجفيف( هي عملية نزع بخار ماء )رطوبة( من المكان المراد تكييفه -
لخفض أو لضبط رطوبة المكان للرطوبة المناسبة
5 - Ventilating : التهوية عبارة عن عملية تجديد الهواء في الأماكن المشغولة بالناس عن طريق -
تغذية المكان بكمية معينة من الهواء في وحدة الزمن ، وسحب كمية مماثلة لها ، للحصول على جو
صحي خالي من الغبار، الأتربة ، الغازات الفاسدة والروائح الكريهة وتتم عملية التهوية بإحدى
الطريقتين:-
تهوية طبيعية : وتتم عن طريق تبادل الهواء بين المكان الكيف و الوسط الخارجى) الجو( بطريقه -
طبيعية عن طريق الابواب مثل فتح الابواب أو الشبابيك
تهوية ميكانيكية: وتتم عن طريق تبادل الهواء بين المكان الكيف و الوسط الخارجي) الجو( -
باستخدام مراوح لسحب الهواء من الخارج للمكان المراد تهويته أو باستخدام مراوح لطرد الهواء من
المكان المراد تهويته إلى الخارج)الهواء الخارجي(
6 - Air Movement : هى عمليه تدوير و خلط وتوزيع الهواء فى المكان المراد تكييفه جيدا وذلك -
لتحقيق التهوية والتكييف المطلوب
7 - Cleaning : عملية تنظيف الهواء المرسل للمكان المراد تكييفه من الأتربة والبكتريا و....., -
لتحسين كفاءة الهواء
- HVAC
Heating ventilation and air conditioning.
2 - Codes and standards Codes and standards Codes and standards Codes and standardsCodes and standards
The design is based on the following codes and standards as appropriate. All materials and equipment shall also be designed and manufactured with relevant standards, codes and specifications. The equipment, materials, installation, commissioning and testing shall conform to the latest edition of the following applicable codes, standards and specifications.

3 - الهدف من المحتوي the objective the objective the objective :
 التعرف على جميع أنظمة التكييف )من النوع الشباك حتى التشيلر(معرفة شاملة والتعرف على
اشكالها وكيفية عملها.
 كيفية حساب الاحمال الحرارية ) تقديريا يدويا طبقا للكود بأستخدام البرامج ) – - Hap program- Block load ( بأستخدام شيتات الإكسل – ( .
 كيفية اختيار نظام التكييف المناسب لأى منظومة و أستخداماته.
الباب الاول مقدمة في مجال المقاولات وتكييف الهواء

 التعرف على قراءة الكتالوجات المختلفة) Carrier- York – Hitachi –Trane -……… )
وعمل .SELECTION
 التدريب على أستخدام الكود ) ASHREA ( وأستخراج البيانات المطلوبة لحساب الأحمال.
 أسس تصميم التكييف
 التدريب على حساب مجارى الهواء بإستخدام ) Duct calculator – Duct size program .)
 التدريب على حساب مخارج الهواء والتدريب على أختيارالمخارج من الكتالوجات ) Egat –Zamzam- Alandlosia-………)
 التدريب على أستخدام الكود ) SMACNA ( وأستخراج البيانات المطلوبة لحسابات مجارى الهواء
وتصميمها.
 التدريب على حسابات المراوح بأنواعها ) Exhaust fan – fresh air fan- pressurized fan )
وكيفية حساب .static pressure & flow rate
 التدريب على تصميم مواسير المياه المثلجة ومساراتها واقطارها.
 التعرف على ال ) hook up ( لكل من (Chiller –AHU-FCU-PUMP-Cooling Tower-……)
 التدريب على حساب المضخات ) Head – Flow rate - ) cooling tower- expansion tank
والتدريب على استخدام الكتالوجات و كيفية عمل selection .
 التدريب على تصميم مشاريع تكييف لأنظمة مختلفة.

4 - Refrigeration Systems: - الدوائر المستخدمة في التبريد والتكييف
- Vapor-compression refrigeration(VCRS)
- Vapor Absorption Refrigeration System (VARS)

نبدأ بأول نقطة فى الدائرة من ) 4 ( إلى ) 1( المبخر عبارة عن انبوب من النحاس)سبيكة( وعليه
زعانف من الالومنيوم اذا هو ليس جهاز كما يتخيل الكثير هو مجرد امتداد للدائرة حيث ان الدائرة
كلها عبارة عن تشكل لانبوب النحاس بشكل مختلف فى كل مرحلة او فى كل مكون إلا فى مرحلة
واحدة الا وهى الضاغط هذا المكون الوحيد فى الدائرة اللى ممكن نقول عليه جهاز.
فىالمبخر يمر مركب التبريد اللى ممكن يكون )الفريون( فى هذه المرحلة بحالة باردة جدا جدا
فنلاحظ ان الانبوب فى مرحلة المبخر ملفوفة اكثر من لفة وذلك لزيادة مساحة السطح المعرض
للهواء الراجع من الغرفة ومجازا يسمى )الهواء الساخن( فمبجرد ان يمر هذا الهواء والذى يسحب
من الغرفة على ملف التبريد ) المبخر( يحدث تبادل حرارى بين الهواء الساخن والانبوب
البارد)المبخر( فيبرد الهواء ويعود مرة اخرى للغرفة ولكن بارد ليكيف المكان . ويحدث فى الناحية
الاخرى من التبادل تبخر للفريون اى ان الفريون دخل المبخر فى حالة سائلة كما ذكرنا وتحول بعد
ذلك إلى غاز.
الهواء الذى جاء من الغرفة سحب بواسطة مروحة من الغرفة مرورا بالمبخر ثم يدفع للغرفة مرة
اخرى
من نقطة ) 1 ( إلى ) 2 ( الضاغط ) الكباس ( بعد المبخر يقوم الضاغط بسحب الغاز البارد ويقوم
بضغطه وبالتالى ترتفع درجة حرارته
اذا نتذكر شىء ان التناسب بين الضغط ودرجة الحرارة طردى كلما زاد الضغط زادت درجة
الحرارة ونحصل بعد الضاغط على غاز ضغطه عالى جدا ودرجة حرارته مرتفعة جدا يسمى غاز
محمص.
الضاغط ) compressor (هو اغلى مكون فى التكييف واهم مكون يسمى فى السوق باسم الكباس
وهو اللى بيسحب اعلى بور فى التكييف واعطاله كثيرة طبعا .

من نقطة) 2 (إلى ) 3 ( المكثف يستكمل الغاز رحلته الى المكثف والذى هو ايضا ليس جهاز ولكن
مجرد امتداد للدائرة هو يشبه المبخر ولكن مع بعض الاختلافات فى الشكل اى انبوب من النحاس
عليه زعانف الومنيوم وهنا نقوم بتوجيه دفعة من الهواء الخارجى )هواء الشارع (بواسطة مروحة
على المكثف فيحدث تبادل حرارى بين الهواء اللى قادم من الخارج من الوسط الخارجى بدرجة
حرارة الجو العادى وبين الفريون الموجود داخل الانبوب فى المكثف بمعنى الفريون يفقد حرارة الى
الهواء اللى قادم من الخارج ويتحول الفريون الى سائل بعد المكثف ويكتسب الهواء حرارة ويعود
للخارج مرة اخرى.
من نقطة ) 3 ( إلى ) 4 ( صمام التمددبعد المكثف الفريون فقد حرارة اذا يحدث انخفاض فى الضغط
ولكن هنا الانخفاض نسبى )مش كبير( ولكن نقدر نقول ان النقطة 3 بعد المكثف اقل نسبيا فى
الضغط ودرجة الحرارة من النقطة 2 وتستمر الرحلة بعد المكثفإلى صمام التمدد هو عبارة عن خانق
مجرد ان ماسورة الفريون بعد المكثف كان قطرها كبير وفجأة القطر صغر جدااااا فى هذه المنطقة
اللى القطر صغر فيها هى صمام التمدد وهنا القطر صغر جدااااا فيقل الضغط جداااااااااا فتنخفض
درجة الحراة جدا جدا وتصبح ماسورة الفريون هنا مثلجة وبعد صمام التمدد يذهب الفريون للنقطة
4 .كل ما سبق ذكره وكل اللى بنعمله فى مركب التبريد )الفريون (ما هو الا للحصول على نقطة) 4 )
اللى بعدها يكمل الفريون رحلته الى المبخر وطبعا كلنا عرفنا ايه اللى يحصل للفريون فى المبخر
.وطبعا الرحلة مستمرة ثم ضغط الكباس الذى يسحب مركب التبريد )الفريون ( ويضغطه وهنا
تستمر الدائرة .
مركب التبريد )الفريون( المستخدم فى دائرة التكييف والتبريد
درجة غلبان الفريون تتراوح ما ببن ١٨ – الى –30 درجة
R10 -
R11-
R12-
R22-
R134a-
R-718-
One new tech is the refrigerant known as "R-718" its known "water vapor"
R718 can be more efficient than our current refrigerants (R134A for example), but it takes a special type of compressor to make it work

5 - انواع انظمة التكييف




 يتم اختيار نظام التكييف بهدف توفير الحد الأدنى من شروط الراحة والصحة والسلامة
العامة والأمان عند استخدام معدات تكييف أو تهوية المكان مع تحقيق ترشيد الطاقة وذلك
من خلال تنظيم ومراقبة التصميم والتخطيط والتركيب ونوعية المواد المستخدمة والتشغيل
والفحص والصيانة والأمان لمنظومات تكييف الهواء والتهوية

6 - العوامل التي يجب مراعاتها عند تصميم منظومة التكييف:-
1 - التنسيق الكامل مع التخصصات المعمارية و الإنشائية والكهربائية
2 - تصميم منظومة التكييف الملائمة لاحتياجات التطبيق الحرارية الأساسية وتوفير قدرات احتياطية مع
الالتزام بالمواصفات العالمية لتكييف الهواء والتبريد ويجب الأخذ في الاعتبار كل النواحي الفنية
والاقتصادية وتلوث البيئة ومستوى الضوضاء والتشغيل والصيانة
3 - مراعاة المواصفات القياسية للمواد المستخدمة وكذلك سعة الأجهزة
4 - يجب مراعاة ترشيد الطاقة والمواد المستخدمة
5 - سهولة التشغيل والتحكم مع الأخذ في الاعتبار الاستجابة لتغير الأحمال
6 - التكلفة السنوية للتشغيل والصيانة للمنظومات بما يناسب العمر الافتراضي للمنظومة
7 - نسبة كمية الهواء الخارجي اللازم للتهوية
8 - مراعاة توزيع الهواء داخل المكان وكيف يكون الصرف لكل نوع من انواع التكييف وأصممه بما
يناسب جودة التصريف والتوفير بمعنى اختيار اقصر مسار لمواسير صرف المكيف ويكون صحيح
ومناسب للديكور
9 - يجب معرفة كيف تكون دائرة التبريد الخاصة بالمكثف لكل نوع من انواع التكييف وهل هي مياه ام
هواء
10 - كذلك يجب معرفة شكل دائرة وسيط التبريد في كل نوع وأقصى مسافة ممكن تمشيها
مواسير الفريون في كل نوع مع مراعاة الشكل الديكورى في كل هذه الامور واكيد التكلفة
11 - اختيار مكان مناسب لا يوثر على المنظر الجمالي حيث أن المنظر الخارجي يكون أهم من
أي شيء أخر
يتوقف اختيار المعدات المختلفة على عوامل اقتصادية يحددها كل من:
أ  السعة المطلوبة وطبيعة الاستخدام.
ب  نوعية وتكلفة الطاقة المتاحة للإدارة.
ج  مكان غرفة المعدات.
د  نوعية نظام توزيع الهواء.
ه  تكلفة تشغيل المعدات.



- الحسابات التقديرية:-
يتم حساب الاحمال الحرارية بطريقتين الطريقة اليدوية بالقوانين وطريقة الهاب باستخدام البرنامج
وسوف نتناول شرحها المحاضرة الثانية ولكن هذه طريقة تقديرية للمراجعة على الحسابات ولكن لا
تغنى عن الحسابات الغير تقديرية
فى حالة ارتفاع المبنى فى حدود 3 متر
اولا اعطى لكل متر مربع 900 BTU\HR فى الفلل والبنايات السكنية
ثانيا اعطى لكل متر مربع 1000 BTU \ HR في الاماكن العامة ولكن ليس بها زحام شديد
ثالثا اعطى لكل متر مربع 1200 BTU \HR فى الاماكن العامة شديدة الزحام او بها زجاج كتير بالجدران
البعض يكتبها هكذا 12 m2 = 1 T.R يعنى كل 12 متر مربع يلزمه واحد طن تبريد وطبعا ال واحد طن يساوى 12000 BTU \HR يعنى تقريبا نفس القيم
فى حالة الارتفاع اكثر من 3 متر
نحسب الحجم بالمتر المكعب للمكان ونضرب فى نسبة تتراوح بين 250:280 BTU \HR لكل متر مكعب
طيب كيفية حساب ) - CFM (تقديريا
كل واحد طن يأخذ نسبة من 300 الى 400 cfm ولكن هذه الارقام تقديرية وتختلف حسب الظروف التي
تعمل عندها المنظومة كما سيتم شرحة فيما بعد
أهم الوحدات والتحويلات الخاصة بقسم التكييف والتبريد
TR=TON OF REFRIGERANT >>>>الطن التبريدى
BTU= BIRTSH THERMAL UNIT>>>>وحدة حرارة بريطانية
CFM= CUBIC FEET PER MINUTE>>>> قدم مكعب من الهواء فى الدقيقة
T.C= TOTAL COIL LOAD>>>>حمل التبريد الكلى
S.C= SENSIBLE COIL LOAD>>>>الحمل المحسوس
FPM= FEET PER MINUTE>>>> )وحدة سرعة(قدم فى الدقيقة
TR=12000 BTU ⁄ HR TR= 3.5 KW COOLING LOAD T.R= 2.4 GPM ويطبق هذا القانون فقط فى حالة أن فرق درجات الحرارة 10 درجة مئوية
TR=1.7 KW ELECTRIC LOAD 1HP=8000 BTU/ HR 1T R = 1.5 HP 1KW=1.36 HP
1T R= 300 – 400 CFM