حاسبة استعادة الحرارة

استعادة الحرارة عملية حيوية في أنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، حيث تمكّن من توفير الطاقة باستعادة الحرارة من الهواء العادم واستخدامها لتكييف الهواء الطلق الداخل. هذه العملية لا توفر الطاقة فحسب، بل تقلل أيضًا من أحمال التدفئة والتبريد، مما يؤدي إلى وفورات كبيرة في التكاليف وفوائد بيئية.

الخلفية التاريخية

تُعرف فكرة استعادة الحرارة منذ عقود، وقد تطورت مع التقدم في التكنولوجيا لتحسين كفاءة الطاقة في المباني والعمليات الصناعية. وهي تعكس الجهد المستمر لتحسين استخدام الطاقة والحد من البصمة الكربونية.

صيغة الحساب

صيغة حساب استعادة الحرارة هي:

\[ HR = 1.08 \times Q \times \Delta T \times \frac{E}{100} \]

حيث:

• \(HR\) هي استعادة الحرارة بوحدة BTU/h،
• \(Q\) هو معدل تدفق الهواء بوحدة CFM،
• \(\Delta T\) هو فرق درجة الحرارة بين الهواء بعد الاستعادة وقبلها بوحدة °F،
• \(E\) هي كفاءة استعادة الحرارة كنسبة مئوية.

مثال على الحساب

بافتراض:

• معدل تدفق الهواء (\(Q\)) = 100 CFM،
• فرق درجة الحرارة (\(\Delta T\)) = 30°F،
• كفاءة استعادة الحرارة (\(E\)) = 50%.

نعوض القيم في الصيغة:

\[ HR = 1.08 \times 100 \times 30 \times \frac{50}{100} = 1620 \text{ BTU/h} \]

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

تُعد أنظمة استعادة الحرارة جزءًا لا يتجزأ من أنظمة HVAC الحديثة، خاصة في المناخات ذات درجات الحرارة الشتوية أو الصيفية القصوى. تُستخدم في الإعدادات السكنية والتجارية والصناعية لتحسين كفاءة الطاقة، وخفض تكاليف المرافق، وتقليل الأثر البيئي.

الأسئلة الشائعة

1. ماذا يعني CFM؟

   • CFM تعني Cubic Feet per Minute، وهي مقياس لمعدل تدفق الهواء.

2. لماذا يكون فرق درجة الحرارة مهمًا في حساب استعادة الحرارة؟

   • فرق درجة الحرارة (\(\Delta T\)) بين تيارات الهواء الداخلة والخارجة أمر بالغ الأهمية لأنه يحدد القدر المحتمل للحرارة التي يمكن استعادتها.

3. كيف تؤثر كفاءة استعادة الحرارة على الحساب؟

   • تعكس النسبة المئوية للكفاءة (\(E\)) مدى فعالية نظام استعادة الحرارة في نقل الحرارة من الهواء العادم إلى الهواء الداخل. فالكفاءة الأعلى تعني استعادة المزيد من الحرارة.

هذه الآلة الحاسبة تبسط حساب استعادة الحرارة، مما يجعلها في متناول المهندسين، وخبراء HVAC، والطلاب لتقدير كفاءة أنظمة استعادة الحرارة وأدائها.