Air conditioning and Refrigeration book

نعرض لكم اليوم في موقعنا عالم التبريد و التكييف كتاب التبريد و التكييف

we show you today in our website refrigeration and air conditioning world the electronic copy of the book "Air conditioning and Refrigeration".

This text presents the basics of all types of refrigeration. It explains the equipment that makes it possible for us to live comfortably in air-conditioned spaces and enjoy a wide variety of foods.

Up-to-date methods of equipment maintenance are stressed.

This textbook has been prepared to aid in instructional programs in high schools, technical schools,

trade schools, and community colleges. Adult evening classes and apprenticeship programs may also find it useful. This book provides a thorough knowledge of the basics and a sound foundation for anyone entering the air-conditioning and refrigeration field.

هذا الكتاب يقدم اساسيات جميع انواع التبريد و هو معد ليساعد في البرامج التعليمية في المدارس العليا و الفنية و التجارية و كذلك الكليات الجامعية

و يمكنكم تنزيل الكتاب من هنـــا.

you can download the book from the pop-up page showing now in front of you or from here 

if you couldn't download it write a comment below and I will send you the link.



Air distribution in buildings book

A book " Air distribution in buildings" written by Essam E. Khalil

and contain the following:

1 Air Distribution Systems

2 Mathematical Modeling Technique

3 Airflow Regimes and Thermal Comfort in a Room

4 Airflow Regimes and Thermal Pattern in Archeological Monuments

5 Airflow in Places of Worship

6 Airflow Patterns in Healthcare Facilities

7 Examples of Typical Air Conditioning Projects

8 Indoor Environmental Quality

9 Energy Efficiency in Air-Conditioned Buildings

 

 you can download the book from here

A text book of refrigeration and air conditioning

مدونة عالم التبريد و التكييف تمكنكم من تحميل  كتاب دراسي مهم لطلبة الهندسة الميكانيكية خصوصا المهتمين بمجال التبريد و تكييف الهواء.

This is a good text book for the students of mechanical engineering and all interested in this field.

for direct downloading, click here

منظومات التمدد المباشر DX

تستخدم هذه المنظومات بكثرة في شكل مجمع (packaged form ) ، و تسحب الحرارة بواسطة استخدام طريقة بسيطة و هي التمدد المباشر (DX ) لوسيط التبريد داخل ملف ذو مواسير مزعنفة ، و لذلك سميت بمنظومات التمدد المباشر. و بتعبير عام ، فإن منظومة التمدد المباشر يمكن أن تكون صورة لمنظومة التبريد ، حيث ينم الحصول على تأثير التبريد مباشرة من وسيط التبريد (بمعنى تبخر وسيط التبريد داخل ملف التبريد الموجود في مسار الهواء (air stream ). و يعتبر مكيف النافذة مثال لمنظومة التمدد المباشر ، و يمكن أن تصل سعتها إلى 25 أو 50 طن تبريد. و عند متطلبات التبريد العالية فإنه تستخدم وحدات تثليج (chillers units ) تعمل بالضواغط الطاردة المركزية ، و وحدات تثليج تعمل بالامتصاص.

و من أهم أنواع هذه المنظومات هي :

1-    مكيفات الهواء الجدارية.

2-    وحدات التكييف النهائية المجمعة.

3-    المضخات الحرارية.

 

منظومات الماء الكلي All Water System

منظومات الماء الكلي هي تلك المنظومات التي تحتوي على ملف و مروحة بالغرف ، و متصلة بدائرة أو بدائرتين للماء. و يتم إمداد وسيط التبريد (ماء مثلج أو محلول ملحي) من مصدر بعيد ، و يدار (circulated ) خلال الملفات (coils ) بوحدة الملف و المروحة النهائية الموجودة داخل المكان المكيف. و تكون دوائر الماء إما ثنائية المواسير (two-pipes ) ، ثلاثية المواسير(three-pipes ) ، أو رباعية المواسير (four-pipes ).

و تتكون دائرة الماء في هذه المنظومات من مضخة و مواسير لنقل الماء إلى أسطح  انتقال الحرارة خلال كل مكان مكيف ، و يتم تبريد الماء إما في منظومة التبريد الأساسية مباشرة (وحدة تثليج الماء) أو بالانتقال الحراري خلال مبادل حراري (الماء إلى الماء) (water-to-water ) و يطلق على هذا الماء اسم الماء الثانوي لأنه يمر إلى الوحدات بالغرف لتبريد الهواء.

و تنقسم منظومات الماء الرئيسية إلى منظومات فرعية هي :-

1-    منظومة ثنائية المواسير

يشتق اسم هذه المنظومات من منظومة توزيع الماء التي تقوم بإمداد الماء الثانوي إلى الوحدات التأثيرية حيث تتكون من ماسورتين الأولى لإمداد الماء الساخن في الشتاء و البارد في الصيف و الثانية لترجيع الماء. و إضافة إلى هذا الماء ، فإن الوحدات التأثيرية تستقبل الهواء من جهاز التكييف المركزي ، و يوضح الشكلان (1) ، (2) ترتيب لدائرتين من الماء الثانوي ملائمة لمنظومات ثنائية المواسير. و يوجد في المنظومتين دائرة الماء المبدئي و دائرة الماء الثانوي ، و مضخات الإدارة ، حيث يوضح الشكل       أن كل الماء الثانوي يتدفق خلال المبادل الحراري ، و تعمل دائرة الماء المبدئي المنفصلة على التحكم في تنظيم درجة حرارته. و كانت منظومة ثنائية المواسير هي أول منظومة ماء تطورت و استمرت بحيث استخدمت في أغلب المجالات الواسعة و من أهم مزايا هذه المنظومات هي :

أ‌-       تحتاج لشخص مشغل ذو كفاءة عالية لان إجراءات التغيير (changeover) الموسمي مرهقة.

ب‌-  قدرتها في معالجة التغير الكبير للأحمال أو ضبط درجات حرارة الغرف أقل من منظومة المواسير الثلاثية أو الرباعية.

ت‌-  تكاليف تشغيل منظومات ثنائية المواسير محتمل أن تكون أعلى من منظومات رباعية المواسير.

2-    منظومات ثلاثية المواسير

تحتوي منظومات ثلاثية المواسير على ثلاثة مواسير للماء متصلة بكل وحدة نهائية ، ماسورة إمداد الماء البارد ، ماسورة إمداد الماء الساخن و ماسورة إرجاع الماء. و تنقسم هذه المنظومات إلى نوعين ، منظومات الخلط النهائي و منظومات خلط الراجع (terminal mix and return mix system ). و كلا النوعين يقوم بتوفير الماء البارد و الساخن الثانوي عند الوحدات ، و على حسب نوع المنظومة يتم خلطهما إما قبل دخول الوحدة أو داخل الوحدة وفقا لمتطلبات درجة الحرارة. و يوضح شكل (3)  منظومة خلط الراجع التي تحتوي على المزايا التالية :

أ‌-       تمتلك منظومات ثلاثية المواسير أغلب مزايا منظومات المواسير الرباعية بخصوص قدرتها على الاستجابة لتغيرات الحمل.

ب‌-  التكاليف الاولية لمنظومة خلط الراجع ذات ثلاثية المواسير أكبر من تكاليف منظومة تأثيرية ثنائية المواسير.

ت‌-  تشغيل منظومات ثلاثية المواسير أكثر صعوبة من منظومات المواسير الرباعية.

3-    منظومات رباعية المواسير

يشتق اسم هذه المنظومات من المواسير الاربعة المتصلة بكل وحدة نهائية ، ماسورة إمداد الماء البارد ، ماسورة ترجيع الماء البارد ، ماسورة إمداد الماء الساخن و ماسورة ترجيع الماء الساخن. و تقوم هذه المنظومات بتعويض التغيرات في حمل التبريد و التسخين ، وذلك بتوفير مصادر تسخين و تبريد مستقلة لوحدة الحجز مثل درجة الحرارة الثابتة للهواء المبدئي ، الماء الثانوي المثلج ، و الماء الثانوي الساخن. و تجهز الوحدة النهائية عادة بملفين مستقلين للماء الثانوي ، الأول للماء الساخن و الاخر للماء البارد. و يوضح الشكلان (4) ، (5) ترتيب منظومة الماء لمنظومات رباعية المواسير ، و في كلا الشكلين تستخدم مضخات الماء المنفصل و دوائر المواسير. و لكن في الشكل (4) يتم تبريد الماء بواسطة المبادل الحراري (ماء الى ماء). و قي شكل (5) تم استخدام صمام ثلاثي الممرات (Three-way valve ) للحفاظ على درجة حرارة الماء ثابتة.

منظومات الهواء الماء

تشبه منظومات الهواء الماء منظومات الهواء الكلي ، حيث يكون جهاز الهواء و محطات التبريد منفصلة (separate ) عن المكان المكيف. و لكن تسخين و تبريد المكان المكيف يتأثر فقط بجزء صغير من قبل الهواء الذي يقوم بإمداده الجهاز المركزي . و يتم تعويض الجزء الرئيسي من الحمل الحراري للحجرة بواسطة الماء البارد أو الساخن الدائر (circulated ) إما خلال ملف داخل وحدة تأثيرية (induction unit ) أو خلال لوحة إشعاعية (radiant panel ).

و من أهم أسباب استخدام هذا النوع من المنظومات الارتفاع الحرارة النوعية و الكثافة للماء مقارنة بالهواء ، و بذلك فإن درجة حرارة الهواء يمكن التحكم فيها بأكثر كفاءة للمكان المكيف ، و تكون مساحة المقطع اللازمة لمواسير التوزيع (distribution pipes ) ذات أهمية أقل من تلك اللازمة لشبكة المجاري (duct work ) لانجاز مهمة التبريد . و بما أن الجزء الهام من الحرارة المكتسبة يمكن إزالتها مباشرة من المكان المكيف بواسطة إدارة (circulation ) منظومة الماء ، فإن كمية هواء الإمداد من الجهاز المركزي تكون أقل مقارنة بمنظومات الهواء الكلي . و يمكن إلغاء منظومة الهواء الراجع ، إذا كانت المنظومة مصممة بحيث يكون هواء الامداد يساوي الهواء اللازم للتهوية أو اللازم لمتطلبات العادم (exhaust ) أو كلاهما.

و أهم الاستخدامات الشائعة لهذه المنظومات في بنايات المكاتب ، المستشفيات ، الفنادق ، و معامل البحث العلمي. و من أهم مميزاتها أنها مناسبة للاستخدام في المنشآت ذات الارتفاع العالي. و تنقسم منظومات الهواء الماء ألى منظومات فرعية كتالي:

1-    المنظومات التأثيرية

يوضح الشكل (1) قطاع لمنظومة تأثيرية ، حيث يتم إمداد الهواء المبدئي المكيف مركزيا بضغط عالي إلى الوحدة التأثيرية التي تعمل على تخفيض صوته المتولد من شبكة المجاري ، و تستخدم مخمدات التوازن (balancing dampers ) بالوحدة لضبط كمية الهواء المبدئية. و يعمل الهواء ذو الضغط العالي اثنا انسيابه خلال خانقات تأثيرية (induction nozzles ) على سحب الهواء من الحجرة و حثه (induces ) على المرور فوق الملف الثانوي الذي يقوم بتسخينه أو تبريده حسب فصول السنة و متطلبات الحجرة. و يتم التحكم في سريان الماء الساخن أو البارد إلى الملف الثانوي بواسطة ترموستات ، و يوجد حوض أسفل الملف لتجميع بخار الماء المتكاثف نتيجة للأحمال الكامنة. و تركب هذه المنظومات في الجدران أسفل النوافذ . و من أهم مميزات هذه المنظومة هي :

أ‌-       لا تحتوي الوحدات التأثيرية على محركات أو أي آلات أخرى.

ب‌-  رغم استخدام مجاري إمداد الهواء ذات السرعة العالية مع مواسير ماء ثانوية متوازية فإن المنظومة تأخذ حيز بسيط بالمكان المراد تكييفه.

2-    منظومات الملف و المروحة

تستخدم وحدات الملف و المروحة في كل من منظومات الهواء الماء ، و منظومات الماء فقط، و هي تركب بالغرف و تقوم بتسخين أو تبريد مباشر لهواء الحجرة ، حيث تعمل منظومة الهواء المركزي على توفير هواء التهوية و ترشيحه  ، ثم تسخينه  و إمداده بدرجة حرارة و حجم ثابت إلى وحدة الملف و المروحة التي تعمل على تبريده أو إعادة تسخينه حسب حاجة المكان الذي تخدمه.

و تزود هذه الوحدات بالماء البارد من وحدة التثليج المركزية أو الماء الساخن من الغلاية (boiler ) المركزية. و يوضح شكل (2) صورة لوحدة الملف و المروحة ، و أهم مزايا هذه الوحدات هي:

أ‌-       يمكن تخفيض تكاليف التشغيل عند استخدامها في المباني الإدارية ، و ذلك بإيقاف وحدة المروحة في الاماكن الغير مشغولة.

ب‌-  إن تنوع وحدات الملف و المروحة المختلفة يقدم عددا معقولا من التصاميم البديلة  أو المختلفة  لتوزيع المعدات و شبكات المجاري ، و المواسير لخدمة المكان المكيف.

ج‌-    توزع وحدات الملف و المروحة الهواء بفاعلية من أسف النافدة للتسخين و التبريد.

د‌-      بالاختيار المناسب يمكن الحصول على وحدات مناسبة و هادئة (ذات صوت منخفض) لمعظم التطبيقات.

ه‌-       التصميم الداخلي لوحدات الملف و المروحة يجعلها صعبة التنظيف.

3-    منظومات الالواح الاشعاعية

إن الوحدات ذات الالواح الاشعاعية النهائية تحت السقف أو الجدران تؤمن إما تسخين أو تبريد بالإشعاع ، و يتم إمداد الهواء بحجم ثابت الى هذه الوحدات لإزالة الرطوبة و التهوية ، و هي تشبه منظومات الهواء الماء الاخرى في ترتيب مكوناتها ، و تتم عملية تكييف الحجرة بواسطة الاشعاع بدلا من الحمل . و من أهم مميزات هذه المنظومة هي:

أ‌-       إن مستوى الراحة أحسن من أي منظومة تكييف أخرى ، لان تسخين الإشعاع يعالج الهواء مباشرة ، و حركة الهواء داخل الفراغ المكيف تكون في مستويات التهوية العادية.

ب‌-  يمكن الحصول على تبريد و تسخين معا بدون مبدل موسمي (seasonal changeover ) عند استخدام منظومات المواسير الثلاثية و الرباعية.

ت‌-  لا تحتاج إلى معدات ميكانيكية مثل المراوح ، و موجهات (louvers ) خارج الجدران (outside walls ).

ث‌-  لا توجد معدات ميكانيكية داخل المكان المشغول تحتاج إلى صيانة أو إصلاح.

ج‌-    كميات هواء الامداد عادة لا تزيد عن تلك الكميات الضرورية للتهوية و غزالة الرطوبة.

منظومات الهواء الكلي All Air System

تقوم منظومات الهواء الكلي بتوفير هواء مكيف داخل الفراغات ، و يتم إمداد هذا الهواء بواسطة مجاري (Ducts )، و يوزع بواسطة موزعات نهائية مثبتة داخل الفراغات. و تنقسم منظومات الهواء الكلي إلى عدة منظومات فرعية كل منها تختلف في التطبيق عن الاخرى و هذه المنظومات هي :-

1-    منظومات أحادية القناة

تتكون منظومات أحادية القناة من وحدة معالجة الهواء موصلة بقناة واحدة يمر بها الهواء الساخن في فصل الشتاء و الهواء البارد في فصل الصيف و يوضح الشكل (1)  مخطط لمنظومة أحادية القناة تخدم منطقة واحدة.

2-   منظومات ثنائية القناة

منظومة القناة المزدوجة هي إحدى المنظومات الفرعية لمنظومات الهواء الكلي و التي تقوم بمعالجة الهواء مركزيا (تبريد ، تسخين ، ترشيح ،.....الخ) ، و توزع الهواء الى المكان المكيف بواسطة قناتين رئيسيتين ، إحدى القناتين تحمل الهواء البارد و الاخرى تحمل الهواء الساخن ، و بذلك تقوم بتجهيز هواء بارد أو ساخن في كل الاوقات . و يستجيب صندوق الخلط أو صمام لترموستات كل حجرة من الأماكن المكيفة لإتمام خلط مساري الهواء ( البارد و الساخن ) بنسب مرضية. و يوضح الشكلان (2 ) و(3) منظومات ثنائية القناة ، و الفرق بينهما هو أن الاولى تستخدم لسرعات الهواء العالية ، و الثانية تستخدم لسرعات الهواء المنخفضة. و تحتوي منظومة السرعة العالية على صندوق نهائي يعمل كصندوق خلط و مخفض للصوت ، بينما منظومة السرعة المنخفضة لا تحتوي على صناديق خلط نهائية.

و مميزات منظومات القناة المزدوجة تتضمن تلك المميزات المعروفة  لمنظومات الهواء الكلي و هي :

أ‌-       عندما تستعمل منظومات هواء 100 % لا يوجد ماء ، بخار و مواسير تصريف ، معدات كهربائية ، أسلاك (wiring ) ، و مرشحات داخل الأماكن المكيفة.

ب‌-  تحتوي المنظومة على قدرة تسخينية و تبريدية تجعلها لا تحتاج لوضع معدات ميكانيكية حول الحدود الخارجية للمبنى ، و بذلك توفر مساحة أرضية قيمة.

ج‌-    المنظومات التي تحتوي على وحدة تنظيم حجم نهائية (terminal volume regulation ) ذاتية التوازن (self-balancing ).

و توجد بعض العيوب لمنظومة القناة المزدوجة و هي كالتالي :-

أ‌-       صعوبة تركيب قناتين متوازيتين و عبورهما إلى المواضع النائية ، و لذلك فهي تحتاج إلى اهتمام خاص من المصمم و الشخص المركب (installer ).

ب‌-  إن منظومات القناة المزدوجة ذات الحجم الثابت اقتصادية في التشغيل و لكنها ليست كذلك لمنظومات الحجم المتغير.

3- منظومات أحادية القناة مع وحدة إعادة تسخين

يوضح شكل (4) مخطط لهذه المنظومة التي تضم كل المعدات الرئيسية داخل آلة الغرفة (machine room ) باستثناء عنصر إعادة التسخين الذي يكون موضوعا داخل مجرى إمداد الهواء (قبل موزع الهواء). ويتم إمداد الهواء المبدئي (primary air ) بحجم ثابت إلى وحدات بالحجرة تكون مجهزة بملف صغير يستخدم البخار أو الماء الساخن لإعادة التسخين . و تقوم وحدات إعادة التسخين التأثيرية (induction type ) بإجراء تسخين  بالحمل (convection heating ) عندما يتم إيقاف الهواء المبدئي خلال الليل و في عطلات نهاية الأسبوع ، و يتم تشغيل وحدة إعادة التسخين بواسطة ترموستات عندما تنخفض درجة الحرارة عن الحد المضبوط عليه أجهزة التحكم.

4- منظومات المناطق المتعددة

تستخدم المنظومة التي تخدم عدة مناطق عندما يكون عدد من المناطق الصغيرة نسبيا يغذى من وحدة مناولة هواء واحدة ، و يتم التحكم في درجة الحرارة لمختلف المناطق بخلط الهواء البارد و الساخن خلال مخمدات المناطق (zone dampers ) في وحدة مناولة الهواء المركزية الموضحة في الشكل ، وذلك بواسطة الاستجابة لترموستات المناطق . و يتم توزيع الهواء المكيف بواسطة منظومة مجاري تخدم كل منطقة على حده ، و يتم توجيه الهواء الراجع بطريقة عادية . و يوضح شكل (5) مخطط لهذه المنظومة.

5- منظومات حجم الهواء المتغير

إن التحكم في درجة الحرارة الجافة داخل المكان المراد تكييفه يحتاج إلى توازن بين حمل المكان و الوسيط المستخدم لضبط الحمل . و عندما يكون الهواء هو الوسيط ، فإن المصمم يمكن أن يختار بين تغير درجة حرارته (حجم ثابت) أو تغير حجمه (حجم متغير) وفقا لتغير الحمل . و يمكن إمداد هواء بدرجة حرارة و حجم يتم التحكم فيهما مع بعض كما في حالة منظومات حجم الهواء المتغير الموضحة في شكل (6) . 
و تقوم هذه المنظومات بعمل اتزان للحمل المتغير ، و ذلك بتنظيم حجم الهواء الذي تقوم بتكييفه و إمداده وحدة التكييف المركزي وفقا للحمل المتغير . و من أهم مميزات هذه المنظومة قلة التكاليف الاولية و تكاليف التشغيل مقارنة بمنظومات الهواء الأخرى ، و تستخدم هذه المنظومات في إنشاءات المكاتب ، و الفنادق ، و المستشفيات ، .....الخ.

منظومات التكييف المركزي

لقد أخذ استمرار التغير في تصميم تطبيقات التدفئة ، التهوية ، و تكييف الهواء (HVAC ) اهتماما منذ ظهور منظومة التكييف الأولى بحوالي 55 سنة . و هذه المنظومة تتكون من وحدات تسحين الهواء و التهوية ، و معدات مركزية ، و مجاري لتوزيع الهواء المعالج و قد اضيفت الى هذه الوحدات معدات تبريد و إزالة الرطوبة ، و نتج عنها تكييف مرضي للهواء في الاماكن التي تكون فيها الحرارة المكتسبة منتظمة نسبيا خلال المساحة المكيفة.

و تنقسم منظومات تكييف الهواء الى اربعة أنواع رئيسية و ذلك تبعا لكيفية أجراء التكييف النهائي للهواء. و يشتمل كل نوع رئيسي من أنواع المنظومات على انواع فرعية تختلف في طبيعة التطبيق أو في كيفية السيطرة على الهواء المكيف أو كلاهما. و المنظومات الرئيسية ، و ما تشمله من أهم الأنواع الفرعية ، هي كما يأتي :

أولا منظومات الهواء الكلي All Air System   و تتضمن :-

1.     منظومات أحادية القناة

2.     منظومات ثنائية القناة

3.     منظومات المناطق المتعددة

4.     منظومات أحادية القناة مع وحدات إعادة التسخين

5.     منظومات حجم الهواء المتغير (VAV )

ثانيا منظومات الهواء و الماء Air - Water system و تتضمن :-

1.     منظومات تأثيرية

2.     منظومات الملف و المروحة

3.     منظومات الالواح الاشعاعية

ثالثا منظومات الماء الكلي All Water System  و تتضمن :-

1.     منظومات ثنائية المواسير

2.     منظومات ثلاثية المواسير

3.     منظومات رباعية المواسير

رابعا منظومات التمدد المباشر