خطوات الاستخدام
الخطوة الأولى: أدخل حجم المسبح باللتر (كل 1000 لتر = 1 متر مكعب، و20,000 جالون أمريكي = 75,708 لتراً). الحجم يحدد كتلة الماء لأن اللتر يزن كيلوغراماً واحداً، وهو العامل الأكثر تأثيراً على الطاقة المطلوبة.
الخطوة الثانية: أدخل الارتفاع المطلوب في درجة الحرارة بالمئوية (لا بالفهرنهايت): 20°F تعادل 11.11°م و10°F تعادل 5.56°م. هذا يمثل الفرق بين درجة حرارة الماء الحالية والهدف، والطاقة تتناسب معه خطياً وفق Q = m × c × ΔT حيث c للماء 4.186 كيلوجول لكل كجم لكل درجة.
الخطوة الثالثة: تحوّل الحاسبة الطاقة إلى كيلوواط ساعي بقسمة الكيلوجول على 3600، وتعرض مقابلها بالـ BTU (× 3412.142) للمقارنة مع مواصفات السخانات الأمريكية.
الخطوة الرابعة: اختر نوع التدفئة: السخان الكهربائي المقاومي معامل أدائه 1، والمضخة الحرارية تقسم الطاقة على معامل الأداء COP (مثال: COP = 5 يخفض الفاتورة خمس مرات)، وسخان الغاز يحوّل الكيلوواط الساعي إلى ثيرم بالقسمة على 29.307107 ثم يقسم على كفاءته (80% مثلاً). آخر خانة هي سعر الوحدة: لكل كيلوواط ساعي في النوعين الأولين، ولكل ثيرم في الغاز.
الخطوة الخامسة: النتيجة هي تكلفة التسخين الأولي (لرفع الحرارة مرة واحدة) بالعملة التي تدخل بها السعر. تذكر أن التكلفة الفعلية اليومية أعلى بسبب الفقد بالتبخر والرياح، وأن تغطية المسبح تقلل ذلك الفقد بنسبة كبيرة.
أمثلة محلولة
تطبيقات عملية على تكلفة تدفئة المسبح بخطوات الحل كاملة.
الحل
أولاً، الطاقة الحرارية المطلوبة: Q = 75,708 × 11.11 × 4.186 ÷ 3600 = 978.02 كيلوواط ساعي، وهو ما يعادل نحو 3,337,000 وحدة حرارية بريطانية (BTU)، أي أقـل بقليل من حاصل الضرب التقريبي الشهير 20,000 × 8.33 × 20 لأن لتر الماء يساوي كيلوغراماً بدقة. ثانياً، التحويل إلى ثيرم: 978.02 ÷ 29.307107 = 33.37 ثيرم. ثالثاً، بمراعاة كفاءة السخان: 33.37 ÷ 0.80 = 41.71 ثيرم تُشتَرى فعلياً. رابعاً، التكلفة = 41.71 × 1.20 = 50.06 دولاراً. فهذه تكلفة التسخين الأولي لمرة واحدة؛ أما الصيانة الحرارية اليومية فتعتمد على الفقد بالتبخر والرياح.
الحل
الطاقة الحرارية = 37,854 × 5.56 × 4.186 ÷ 3600 = 244.73 كيلوواط ساعي (نحو 835,100 BTU). بمعامـل الأداء 5 تكون الطاقة المشتراة = 244.73 ÷ 5 = 48.95 كيلوواط ساعي، والتكلفة = 48.95 × 0.12 = 5.87 دولاراً. هذه أقل بكثير من مثال الغاز بسبب كفاءة المضخة الحرارية. أما السخان الكهربائي المقاومي (COP = 1) فيشتري كامل 244.73 كيلوواط ساعي بتكلفة 244.73 × 0.12 = 29.37 دولاراً، أي خمسة أضعاف المضخة. يبين هذا أهمية اختيار نظام تدفئة فعال.
أمثلة محسوبة
قيم مُدخَلة ونتيجة محسوبة فعليًا بواسطة تكلفة تدفئة المسبح.
مسبح 50 ألف لتر برفع 10°م على كهرباء مباشرة = 581.39 ك.و.س و69.77 من العملة
- حجم ماء المسبح (لتر)
- 50,000
- ارتفاع الحرارة المطلوب (°م)
- 10
- نوع التدفئة
- electric
- معامل الأداء COP (للمضخة الحرارية)
- 5
- كفاءة السخان الغازي (%)
- 80
- سعر الوحدة (لكل ك.و.س أو لكل ثيرم حسب النوع)
- 0.12
المضخة الحرارية بخمس الطاقة المشتراة: 116.28 ك.و.س و13.95 فقط
- حجم ماء المسبح (لتر)
- 50,000
- ارتفاع الحرارة المطلوب (°م)
- 10
- نوع التدفئة
- heat-pump
- معامل الأداء COP (للمضخة الحرارية)
- 5
- كفاءة السخان الغازي (%)
- 80
- سعر الوحدة (لكل ك.و.س أو لكل ثيرم حسب النوع)
- 0.12
مثال الغاز العربي: 978.02 ك.و.س ÷ 29.307107 = 33.37 ثيرم ÷ 0.80 = 41.71 × 1.20 = 50.06
- حجم ماء المسبح (لتر)
- 75,708
- ارتفاع الحرارة المطلوب (°م)
- 11.11
- نوع التدفئة
- gas
- معامل الأداء COP (للمضخة الحرارية)
- 5
- كفاءة السخان الغازي (%)
- 80
- سعر الوحدة (لكل ك.و.س أو لكل ثيرم حسب النوع)
- 1.2