تدفئة البيوت المحمية

أولاً، ΔT = 22 - (-5) = 27°C. ثم Q_conduction = 3.5 * 200 * 27 = 18,900 واط (أو 18.9 كيلوواط). هذا هو فقد الحرارة بالتوصيل. لتصحيح الرطوبة، نستخدم معامل تقريبي: مع زيادة الرطوبة، تقل الحاجة الفعلية لأن بخار الماء يرفع السعة الحرارية. في الممارسة، يمكن استخدام معادلة: Q_actual = Q_conduction * (1 - 0.002 * RH)؟ لا، بل الرطوبة العالية تزيد من الحاجة للتهوية. لكن لنبسط: نعتبر أن الرطوبة تؤثر على المحتوى الحراري للهواء الداخل. نحتاج حساب طاقة تسخين الهواء المتسرب (infiltration). إذا كان معدل التهوية 0.5 تغيير هواء في الساعة، وحجم البيت 500 م³، فإن كتلة الهواء ≈ 500 * 1.2 = 600 كجم. لتسخين هذا الهواء من -5 إلى 22 مع رطوبة 70%، نستخدم مخطط السيكرومترية. الفرق في المحتوى الحراري بين الحالتين (خارجي عند -5°C و 70% RH وداخلي عند 22°C و 70% RH) يعطي الطاقة اللازمة. عملياً، عند -5°C و 70% RH، المحتوى الحراري ≈ 0.5 kJ/kg (تقريباً)، وعند 22°C و 70% RH المحتوى ≈ 50 kJ/kg. الفرق = 49.5 kJ/kg. لكل ساعة، الطاقة = 600 * 49.5 = 29,700 kJ = 8.25 kWh. لكن هذه طاقة إضافية للتهوية. الإجمالي = فقد التوصيل (18.9 كيلوواط) + طاقة التهوية (8.25 كيلوواط) ≈ 27.15 كيلوواط. هذا مثال تقريبي، لكن الحسابات الدقيقة تتطلب برامج محاكاة.

نحسب أولاً ΔT = 15°C. Q_conduction = 4*150*15 = 9000 واط. للرطوبة 50%، الطاقة اللازمة للتهوية (نفس حجم الهواء 400 م³، معدل تغيير 0.5/ساعة) أقل مما هي عند 90% لأن الهواء الرطب يحوي بخار ماء أكثر. لكن من ناحية فقد الحرارة بالتوصيل، الرطوبة لا تؤثر مباشرة. عند 50%، المحتوى الحراري للهواء الخارجي عند 10°C ورطوبة 50% ≈ 20 kJ/kg، والداخلي عند 25°C و 50% RH ≈ 50 kJ/kg، الفرق 30 kJ/kg. كتلة الهواء = 400*1.2=480 كجم، طاقة التهوية = 480*30=14,400 kJ = 4 kWh. الإجمالي = 9 + 4 = 13 كيلوواط. عند رطوبة 90% خارجياً وداخلياً: خارجي عند 10°C و 90% RH المحتوى ≈ 25 kJ/kg، داخلي عند 25°C و 90% RH المحتوى ≈ 70 kJ/kg، الفرق 45 kJ/kg، طاقة التهوية = 480*45=21,600 kJ = 6 kWh. الإجمالي = 9+6=15 كيلوواط. أي أن الرطوبة العالية تزيد من متطلبات التدفئة بسبب الحاجة لتسخين بخار الماء الإضافي. لذا يجب التحكم بالرطوبة لتوفير الطاقة.