آیا HVAC به ریاضی نیاز دارد؟

سیستم های HVAC (گرمایش ، تهویه و تهویه مطبوع) شامل طراحی ، نصب ، نگهداری و تعمیر تجهیزات است که دما ، رطوبت و کیفیت هوا را کنترل می کند. برای کسانی که در HVAC شغل خود را در نظر می گیرند ، یک سوال مشترک این است: "آیا HVAC به ریاضی نیاز دارد؟" پاسخ این است که در حالی که کار HVAC شامل ریاضیات است ، اما در درجه اول کاربردی ، ریاضی کاربردی است نه محاسبات نظری پیشرفته. با درک حسابی اساسی ، اندازه گیری ها و برخی از مفاهیم بنیادی ، بیشتر کارهای HVAC را می توان با موفقیت انجام داد.
مهارتهای اساسی ریاضی مورد استفاده در کارهای روزمره HVAC
اندازه گیری و تبدیل واحد
اندازه گیری بخش اساسی کار HVAC است و به ریاضیات اساسی متکی است. تکنسین ها غالباً ابعاد فضاها (برای تعیین اندازه تجهیزات مورد نیاز) ، طول مجرای یا اندازه قطعات مانند لوله و فیلترها را اندازه گیری می کنند. این شامل استفاده از ابزارهایی مانند اقدامات نوار ، حاکمان و کالیپرها به همراه علاوه بر این و تفریق برای محاسبه طول یا شکاف کل است. به عنوان مثال ، هنگام نصب مجرای ، یک تکنسین ممکن است نیاز به اندازه گیری یک بخش 15 فوت از یک اتاق داشته و 3 پا را که قبلاً توسط مجاری موجود پوشانده شده است ، کم کند تا تعیین کند که چقدر مجرای جدید مورد نیاز است.
تبدیل واحد نیز ضروری است ، زیرا سیستم های HVAC بسته به منطقه یا تجهیزات از هر دو واحد امپریال (اینچ ، پا ، پوند) و متریک (میلی متر ، متر ، کیلوگرم) استفاده می کنند. تبدیل بین این واحدها یک کار مشترک است: به عنوان مثال ، دانستن اینکه 1 اینچ برابر با 25.4 میلی متر هنگام تطبیق یک فیلتر متریک-} به یک مسکن با اندازه- ، یا تبدیل پاهای مکعب در هر دقیقه (CFM) به لک های ثانیه برای محاسبه های جریان هوا است. این تبدیل ها اغلب پس از استفاده مکرر در نمودارها به یادگار مانده و یا به آنها مراجعه می شوند و آنها را با گذشت زمان ، طبیعت دوم می کند.
محاسبات دما و فشار
سیستم های HVAC متمرکز بر کنترل دما هستند ، بنابراین کار با خواندن دما و محاسبات مرتبط روتین است. به عنوان مثال ، تکنسین ها باید اختلاف دما را محاسبه کنند- ، تعیین تفاوت بین دمای اتاق مورد نظر (72 درجه F) و دمای فعلی (80 درجه F) برای تنظیم ترموستات یا اندازه یک واحد خنک کننده. آنها همچنین از حسابی اساسی برای تبدیل بین مقیاس های دما ، مانند Fahrenheit به Celsius (با استفاده از فرمول: درجه=} (درجه F- 32}) × 5/9) هنگام کار با تجهیزات تولید کنندگان بین المللی استفاده می کنند.
فشار یکی دیگر از پارامترهای اصلی در HVAC است ، به خصوص در سیستم های تبرید و مجرای. تکنسین ها فشار را با استفاده از سنجها اندازه گیری می کنند و ممکن است نیاز به محاسبه افت فشار در مجاری یا خطوط مبرد داشته باشند. به عنوان مثال ، اگر یک سنج 50 psi (پوند در هر اینچ مربع) را در یک انتهای یک لوله و 45 psi در طرف دیگر بخواند ، افت 5 PSI نشانگر محدودیت بالقوه ای است که باید مورد توجه قرار گیرد. این محاسبات ساده است و بر مقایسه مقادیر به جای فرمول های پیچیده متمرکز است.
محاسبات جریان هوا و حجم
جریان هوا (اندازه گیری شده در CFM) و حجم برای اطمینان از توزیع سیستم HVAC به طور موثر هوا بسیار مهم است. برای تعیین صحیح CFM برای یک اتاق ، تکنسین ها از حجم اتاق (طول × عرض × ارتفاع) استفاده می کنند و آن را بر اساس تعداد تغییرات هوا مورد نیاز در ساعت (یک راهنمای استاندارد ، مانند 6-8 تغییر هوا برای یک اتاق نشیمن) ضرب می کنند. به عنوان مثال ، یک اتاق 10 فوت با 12 پا با سقف 8 فوت دارای حجم 960 فوت مکعب است. ضرب 6 تغییر هوا در ساعت 5،760 فوت مکعب در ساعت می دهد که به 96 CFM (تقسیم 60 دقیقه) تبدیل می شود. این محاسبه به فن های اندازه کمک می کند یا میراثرها را برای دستیابی به جریان مناسب هوا تنظیم می کنند.
این محاسبات حجم و جریان هوا به ضرب و تقسیم اساسی متکی است ، و بسیاری از تکنسین ها از نمودارها یا برنامه های تلفن همراه Pre {0} استفاده می کنند تا روند کار را ساده کنند. با گذشت زمان ، آنها یاد می گیرند که این مقادیر را بر اساس تجربه تخمین بزنند و نیاز به محاسبات دستی ثابت را کاهش دهند.
ریاضیات برقی برای سیم کشی و مؤلفه ها
سیستم های HVAC شامل اجزای برقی مانند موتورها ، ترموستات ها و خازن ها هستند که به برخی از ریاضیات الکتریکی اساسی نیاز دارند. تکنسین ها باید قانون اهم را درک کنند (V= i × r ، جایی که V ولتاژ است ، من فعلی است و R مقاومت است) برای عیب یابی مسائل برقی. به عنوان مثال ، اگر قرار است یک موتور با 120 ولت کار کند و مقاومت 20 اهم دارد ، محاسبه جریان مورد انتظار (120V ÷ 20Ω= 6} amps) به تعیین اینکه آیا موتور به درستی کار می کند کمک می کند.
آنها همچنین با محاسبات WATTAGE (POWER) (وات =} × AMPS) کار می کنند تا اطمینان حاصل شود که مدارها بیش از حد بارگیری نشده اند. به عنوان مثال ، اضافه کردن وات از یک بخاری 500- وات و یک فن 300 واتی (در کل 800 وات) و بررسی اینکه مدار (دارای امتیاز برای 1000 وات) می تواند بار را شامل شود. این محاسبات الکتریکی بنیادی هستند اما بیش از حد پیچیده نیستند و اغلب از طریق آموزش های دستی تقویت می شوند.
هنگامی که ریاضی پیشرفته تر ممکن است لازم باشد
در حالی که ریاضیات اساسی برای بیشتر کارهای نصب ، نگهداری و تعمیر کافی است ، برخی از نقش های تخصصی HVAC به ریاضی پیشرفته تری نیاز دارند:
طراحی و مهندسی HVAC
طراحی سیستم های HVAC برای ساختمانها (مسکونی ، تجاری یا صنعتی) شامل محاسبات پیچیده تر است. مهندسان و طراحان از ریاضیات برای تعیین بارهای گرما (میزان گرمایش یا سرمایش لازم برای حفظ دمای مورد نظر) استفاده می کنند ، که به عواملی مانند عایق ، اندازه پنجره و اشغال نیاز به حسابداری دارد. این شامل فرمولهایی است که مناطق سطح ، میزان انتقال حرارت و هدایت حرارتی- مفاهیمی را که به جبر و فیزیک اساسی متکی هستند ، در نظر می گیرند. به عنوان مثال ، محاسبه از دست دادن گرما از طریق دیوار شامل ضرب سطح دیوار ، اختلاف دما بین داخل و خارج و مقدار عایق دیوار (مقدار R-) است.
طراحی مجرای همچنین برای اطمینان از جریان مناسب هوا و به حداقل رساندن افت فشار به ریاضیات نیاز دارد. این ممکن است شامل محاسبه منطقه صلیب- بخش بخش های مجاری ، از دست دادن اصطکاک (میزان جریان هوا توسط مواد مجرای کاهش می یابد) و سرعت (سرعت هوا). این محاسبات از نمودارها و نرم افزارها استفاده می کنند ، اما درک ریاضی اساسی (مانند استفاده از ریشه های مربع برای یافتن قطر مجرای از منطقه) برای طراحی دقیق مهم است.
یخچال و عیب یابی پیشرفته
سیستم های تبرید ، که از مبرد برای انتقال گرما استفاده می کنند ، شامل فشار-} روابط دما است که به ریاضیات دقیق تری نیاز دارند. تکنسین هایی که روی سیستم های یخچال پیچیده کار می کنند ممکن است نیاز به محاسبه گرمای (دمای بخار بالاتر از نقطه جوش آن) یا زیرمجموعه (دمای مایع زیر نقطه چگالش آن) با استفاده از نمودارهای دما فشار {{2} داشته باشند. به عنوان مثال ، اگر مبرد دارای دمای اشباع 40 درجه فارنهایت با فشار خاص باشد و دمای واقعی مبرد 50 درجه F باشد ، گرمای فوق العاده 10 درجه F است. این محاسبه به تشخیص مواردی مانند کم کاری یا شارژ بیش از حد مبرد کمک می کند.
عیب یابی پیشرفته اجزای الکتریکی همچنین ممکن است شامل ریاضیات بیشتر باشد ، مانند محاسبه مقاومت در سری یا مدارهای موازی یا استفاده از فرمول ها برای تعیین مقادیر خازن. با این حال ، این کارها به طور معمول توسط تکنسین ها یا متخصصان باتجربه انجام می شود ، و بسیاری از آنها به ابزارهای تشخیصی متکی هستند که ریاضیات را ساده می کنند (به عنوان مثال ، چند متری که به طور مستقیم مقاومت را نشان می دهند).
چرا HVAC ریاضی قابل کنترل است
HVAC ریاضی اعمال می شود و زمینه - رانده می شود ، که یادگیری را از ریاضی انتزاعی آسان تر می کند. به جای حل معادلات روی کاغذ ، تکنسین ها هنگام کار با تجهیزات فیزیکی- اندازه گیری اتاق ، تنظیم ترموستات یا بررسی فشار مبرد از ریاضیات استفاده می کنند. این روش -} در رویکرد به اتصال اعداد به نتایج واقعی - world کمک می کند ، و ریاضی را بصری تر می کند.
علاوه بر این ، ابزار و فناوری نیاز به محاسبات دستی را کاهش می دهد. بسیاری از تکنسین های HVAC استفاده می کنند:
• برنامه های تلفن همراه که بار گرما ، جریان هوا یا گرمای مبرد را محاسبه می کنند.
• نمودارهای چاپی pre - برای فشار - روابط دما ، اندازه سیم یا از دست دادن اصطکاک مجرای.
• ابزارهای دیجیتالی مانند ترموستات های قابل برنامه ریزی یا کنتورهای تشخیصی که به طور خودکار محاسبات را نشان می دهند (به عنوان مثال ، یک متر که ولتاژ ، جریان و مقاومت را بدون محاسبه دستی نشان می دهد).
این منابع به تکنسین ها این امکان را می دهد تا به جای گذراندن وقت در حسابی پیچیده ، بر درک این تعداد تمرکز کنند.
آیا برای کار در HVAC باید "در ریاضی خوب" باشید؟
NO - شما برای کار در HVAC نیازی به یک متخصص ریاضی ندارید. آنچه مهم است راحتی با حساب اصلی ، اندازه گیری ها و امکان پیروی از مرحله - توسط محاسبات مرحله {{3}. بسیاری از تکنسین های موفق HVAC با مهارت های ریاضی محدود شروع می شوند اما مهارت خود را در- آموزش و تمرین شغلی {{6} ایجاد می کنند. اشتباهات (مانند محاسبه اشتباه طول مجرای) بخشی از روند یادگیری است و به تقویت اهمیت دقت کمک می کند.
برنامه های آموزش HVAC بر مهارت های ریاضی عملی تمرکز می کنند ، و به دانش آموزان آموزش می دهند تا فرمول ها را به جای حفظ کردن آنها در انزوا ، از فرمول ها در سناریوهای واقعی استفاده کنند. به عنوان مثال ، دانش آموزان به جای یادگیری فرمول منطقه ، اندازه گیری یک اتاق و محاسبه حجم آن برای تعیین صحیح تهویه مطبوع با اندازه {1}. این رویکرد با گذشت زمان اعتماد به نفس و صلاحیت را ایجاد می کند.
پایان
HVAC به ریاضی احتیاج دارد ، اما در درجه اول ریاضی کاربردی است که بر اندازه گیری ها ، تبدیل ها ، دما ، فشار و محاسبات الکتریکی ساده متمرکز است. بیشتر کارهای نصب ، تعمیر و نگهداری و تعمیر را می توان با این مهارت ها انجام داد ، که توسط ابزارها و نمودارهایی پشتیبانی می شود که مراحل پیچیده تری را ساده تر می کند. نقش های تخصصی مانند طراحی یا تبرید پیشرفته ممکن است به ریاضیات اضافی نیاز داشته باشد ، اما اینها برای ورود -}} relate یا کار HVAC لازم نیست.
اگر به HVAC علاقه دارید اما نگران ریاضی هستید ، مطمئن باشید که ریاضیات درگیر با تمرین قابل کنترل است. مانند هر مهارت ، آشنایی با استفاده همراه است و ماهیت عملی کار HVAC باعث می شود یادگیری ریاضی مورد نیاز هم در دسترس و هم در دسترس باشد. با تمایل به یادگیری و استفاده از مفاهیم اساسی ، می توانید یک حرفه موفق در HVAC ایجاد کنید.