شرح التأريض ونظام الأرضى وأنواعه ومكوناته وطرق قياس مقاومة الأرضي وتقليل قيمتها

حساب مقطع الكابل والقاطع Breaker لأحمال التكييف 

للمهندس / علي حسن العشماوي

حالات حساب مقطع الكابل والقاطع Breaker لأحمال التكييف

أولا: يلزم أن نعرف ان حسابات مقطع الكابل والقاطع Breaker  لاحمال التكييف يكون ليها 3 حالات كما يلى: 

1. الحالة الأولى: يوجد كتالوج او nameplate لوحدة التكييف ومكتوب عليها هذه البيانات : MCA - MOP (MOCP) - MFA - HACR
2. الحالة الثانية : يوجد كتالوج او nameplate لكن غير مكتوب عليهم البيانات المذكورة في الحالة الأولى لكن مكتوب حمل المواتير (مروحة و blower) وحمل الكمبريسور وحمل السخان (ان وجد) داخل وحدة التكييف
3. الحالة الثالثة : لا يوجد لديك أي بيانات غیر قدرة التبريد الخاصة بالوحدة بالطن تبريد او بالحصان او بالBtu/hr ويوجد حالة خاصة لمكيف الشباك والاسبليت.

الحالة الأولى: يوجد كتالوج او nameplate لوحدة التكييف ومكتوب عليها هذه البيانات :
MCA - MOP (MOCP) - MFA - HACR

في هذه الحالة ستستخدم هذه البيانات مباشرة كما يلي:

ال MCA تعنى ال Minimum Circuit Ampacity وهي قيمة تستخدم لحساب مقطع الكابل المغذى لوحدات التكييف والتبريد بحيث تكون سعة الكابل الامبيرية تتحمل هذا التيار في ظروف التشغيل الفعلية

ال MOP أو ال MOCP تعنى ال Maximum Over-Current Protection وهي قيمة تستخدم لتحديد أمبير جهاز الحماية بريكر) او (فيوز) بحيث ان التيار المقنن للبريكر لا يزيد عن هذه القيمة

ال MFA تعنى ال Maximum Fuse Ampere وهي قيمة تستخدم لتحديد أمبير الفيوز المستخدم للحماية فقط بحيث ان التيار المقنن للفيوز لا يزيد عن هذه القيمة

 HACR Circuit Breaker تعني ال Heating, Air-conditioning, refrigeration : وهي قيمة تستخدم لتحديد تيار القاطع فقط من النوع ال HACR وهذا النوع من القواطع اصبح غير موجود وتم حذفه من ال 1995 UL

 

مثال محلول :

بالصور التالية يوجد name plates لوحدة VRF ووحدة Package unit كم القدرة؟

وما البيانات التي تخص مهندسيين الكهرباء في هذه البيانات

الاجابة :

اولا : ال packaged unit

power supply: Volts - Ph-Hz (380/400-3-60)

هذا جهد التشغيل من 380 الى 400 فولت و 3 فاز و تردد 60 هيرتز

Cooling T1 & T3

ال T یسمى هنا نظام تصنيف الطقس climate class system والذي يصنف طقس المكان تبعا لدرجة حرارة الوسط المحيط ambient temperature الى 3 تصنيفات:

T1 class range from -7°C to +43°C,

T2 from -7°C to +35°C,

T3 from -7°C to +52°C

وستجد  ان T1 مناسب للاماكن متوسطة الحرارة و T2 مناسب للاماكن منخفضة الحرارة و T3 مناسب للاماكن مرتفعة الحرارة مثل افريقيا والشرق الاوسط ويوجد صورة توضح الفرق بينهم.

Capacity (Btu/hr) / EER: 198000 / 11.05

هذه هي القدرة التبريدية بوحدة Btu/hr

 وال EER هذه هي ال Energy Efficiency Ratio وتستخدم لمعرفة كفاءة وحدة التبريد والذي يحدد قيمة قدرة التبريد الاجمالية وقيمة التيار وستجد هذه العلاقات  بين القيم كما يلي:

Input power (KW) / Current (Amp): 17.81 / 32.25

EER = Cooling Capacity (Btu/hr) / Input power (KW) = 198000 / 17810 = 11.11

Input power (KW) = Cooling Capacity (Btu/hr) / EER = 198000 / (11.05 * 1000) = 17.9 KW

وهى مقاربة جدا ل 11.05 المعطاة فى ال nameplate ولكن العلاقة تستخدم لتحديد ال (Input power (KW بمعرفة ال (Cooling Capacity (Btu/hr وال EER

وهى مقاربة جدا ل 17.81 المعطاة في ال nameplate

ويرجى معرفة أن هذا هو الكيلو وات عند الظروف القياسية لل EER كما فى الصورة المرفقة وليست عند الظروف التشغيلية يعنى بتكون قيمة غير فعلية وقيمة التيار 32.25 المعطاة يمكن حسابها باستخدام القانون

I = P/ (1.73*V*PF) = 17810/(1.73*380*0.84) = 32.25 A

Heating (no data)

معناه ان الوحدة دى للتبريد فقط ولا يوجد بها تدفئة

Comp type 1

Comp type 2

هذا معناه ان الوحدة فيهاعدد (2) ضاغط compressor وايضا من مراجعة كتالوج الوحدة المرفق صورته ستجد أن فيها (2) ضاغط compressor

 

ثم نأتي لأهم بيانات لمهندس الكهرباء وهم :

MCA/MOCP (Amp)

ال MCA تعنى ال Minimum Circuit Ampacity وهي قيمة تستخدم لحساب مقطع الكابل المغذي لوحدات التكييف والتبريد

ال MOP أو ال MOCP تعنى ال Maximum Over-Current Protection وهي قيمة تستخدم لتحديد أمبير جهاز الحماية (بريكر او فيوز)

ال MFA تعنى ال Maximum Fuse Ampere وهي قيمة تستخدم لتحديد أمبير الفيوز المستخدم للحماية فقط 

ال HACR Circuit Breaker تعنى ال Heating, Air-conditioning, refrigeration breaker وهي قيمة تستخدم لتحديد امبير القاطع فقط من النوع ال HACR وهذا النوع من البريكرات اصبح غير موجود وتم حذفه من ال UL 1995

MCA/MOCP (Amp): 49.3/60

یعنی محتاجين کابل بمساحة مقطع تتحمل 49.3 امبير فى ظروف التشغيل الموجودة ومحتاجين قاطع 60 أمبير للحماية

وممكن نحسب قيم ال MCA/MOCP من القوانين التالية:

MCA = 1.25 x [Motor Rated Current + Heater Current] + 100% Other Loads (Amps) MCA = 1.25 × (15.5 +0 + 15.5 + 8.6 + 3 + 3 = 49.4 Amp

وهو رقم قريب من الرقم المعطى 49.3 مع ملاحظة ان الوحدة بها عدد two fan motors من كتالوج الوحدة المرفق

MOP = [2.25 x (Rated Current of Largest Motor)] + (Other Motor Loads) + (All Heater Loads) MOP = 2.25 * 15.5 + 15.5 + 8.6 + 3 + 3 + 10 = 64.975 Amp

وبيتم تقريب الرقم الى الرقم الاقل الذي يقبل القسمة على 5 وهو 60 وهو نتيجة مماثلة للرقم المعطى

ثانيا: وحدة ال VRF 

Cooling Capacity (35 c): 73.0 KW/250000 Btu/hr

Cooling capacity = (250000/12000 ) * 3.52 = 73.3KW

وهذا معناه ان اجمالى القدرة التبريدية للوحدة تساوى 73 كيلو وات او 250000 Btu/hr

وهى مقاربة جدا ل 73 كيلو وات المعطاة في ال nameplate . 

ونفس الأمر بالنسبة لل Cooling Capacity عند درجة حرارة 46

Power Input (35c): 24.2 KW

وهذا يحدد قدرة التبريد الداخلة او الاجمالية وسنجد ان ال 10.3 = EER عند درجة حرارة 35 وكما شرحنا عاليه

Input power (KW) = Cooling Capacity (Btu/hr) / EER = 250000 / (10.3 * 1000 = 24.27 KW

وهي مقاربة جدا ل 24.2 كيلو وات المعطاة في ال nameplate وبالمثل القيمة

Power Input (46c): 23.0 KW

Heating Capacity: 73.0 KW/250000 Btu/hr

وهذا معناه ان وحدة ال VRF تتيح عملية التدفئة بنفس القدرة الموضحة

الحالة الثانية : يوجد كتالوج او nameplate لكن غير مكتوب عليهم البيانات المذكورة في الحالة الأولى لكن مكتوب حمل المواتير (مروحة و blower) وحمل الكمبريسور وحمل السخان (ان وجد) داخل وحدة التكييف

في الحالة هذه ستستخدم القوانين الحسابية التالية:

1-  قوانين حساب الMCA

MCA = 1.25 x [Motor Rated Current + Heater Current] + 100% Other Loads (Amps)

For chilled water units: MCA = 1.25 x Sum of all loads Rated Current

ملاحظات:

- اذا كان عندك اكثر من ضاغط compressor في هذه الحالة نضرب ضاغط واحد فقط فى 1.25 ونجمع باقي الضواغط بدون ضرب

- ال Rated Load Current بيكون مختلف عن ال Full Load Current لكن اذا لم يعطى الا ال Full Load Current فيمكن استخدامه

2-  قوانين حساب ال (MOP (OC

 MOP = [2.25 x (Rated Current of Largest Motor)] + (Other Motor Loads) + (All Heater Loads)

ملاحظات:

- يتم تقريب الناتج من الحساب الى الرقم الأقل الذى يقبل القسمة على 5 من استاندرد الفيوزات والقواطع

- لو كان ناتج ال MOP اقل من ال MCA في هذه الحالة بنأخذ MOP = MCA ثم يتم التقريب الى الرقم الأقل الذي يقبل القسمة على 5 من استاندرد الفيوزات والقواطع

- لو كان ناتج ال MOP اقل من 15 بنحسبه انه مساوي 15 لان هذه اقل قيمة مسموحة لل MOP 

- ليس شرطا أن يكون الضاغط compressor هو ال Largest Motor ممكن يكون اى موتور آخر مثل  موتور المروحة او ال blower في حالات معينة

الحالة الثالثة : لا يوجد لديك أي بيانات غیر قدرة التبريد الخاصة بالوحدة بالطن تبريد او بالحصان او بالBtu/hr

والحالة هذه غالبا ما تكون في مرحلة تقدير الاحمال او في مرحلة التصميم الأولى

1-  لو وحدة التكيف بالطن تبريد

اضرب في 1.25 لو المكيف شباك او سبليت حتى تحصل على قيمة الحمل بالكيلو وات ثم احسب القاطع والكابل بالطريقة العادية

لوحدات ال DX مع انفرتر او بغير انفرتر و وحدات ال VRF و وحدات التشيلرات اضرب في المعامل المذكورفي الصورة المرفقة حسب تاريخ انتاج وحدة التكييف ثم احسب القاطع والكابل بالطريقة العادية

الطريقة العادية طبقا لل (NEC) لحساب البريكر والكابل تم شرحها في المقال التالي :

2- لو وحدة التكييف بالحصان المبكانيكي اضرب فى 0.67 عشان تحول لطن تبريد وثم ارجع لرقم - 1

3- لو وحدة التكييف بال Btu/hr اقسم على 12000 حتى تحول لطن تبريد ثم ارجع لرقم -1

حالة خاصة بالنسبة لمكيف الشباك والاسبليت

بنضرب تيار المكيف في 1.25 و نختار القاطع من القيم الاستاندرد الاعلى مباشرة من الناتج هذا في حالة لو انت عارف قدرة المكيف الكهربائية كم ؟ لكن لو لا تعرف غير انه كم طن او كم حصان استخدم الحالة الثالثة لمعرفة قدرة المكيف الكهربائية ثم نحسب مساحة مقطع الكابل بالطريقة العادية