Hvac Equations (U.S./Metric) - HVAC

Le chauffage, la ventilation et la climatisation (CVC)équations.

ÉQUATIONS AÉRIENNES

Rapidité

UNITÉS AMÉRICAINES

ou pour de l'air standard (d = 0,075 lb/pi3)

Pour résoudre pour "d":

V = Vélocité (fpm)

Vp = Pression de vitesse (po wg)

d = Densité (lb/pi³)

P_b = Pression statique absolue (po Hg)
(Pression barométrique + pression statique)

T = Temp. absolue. (460° + °F)

UNITÉS MÉTRIQUES

ou pour de l'air standard (d = 1,204 kg/m³)

Pour résoudre pour "d":

V = Vitesse (m/s)

Vp = Vitesse Pression (Pascals ou Pa)

d = Densité (kg/m³)

P_b = Pression statique absolue (kPa)
(Pression barométrique + pression statique)

T = Température absolue. (273° + °C = °K)

Flux de chaleur

UNITÉS AMÉRICAINES

Q (sens.) = 60 x C_p xdx pcm x Δt

ou pour air standard (C_p = 0,24 Btu/lb – °F) :

Q (sens.) = 1,08 x cfm x Δt

Q (lat.) = 4 750 x cfm x ΔW (lb.)

Q (lat.) = 0,67 x cfm x ΔW (gr.)

Q (total) = 4,5 x cfm x Δh

Q = A x U x Δt

R = 1/U

Q=flux de chaleur (Btu/h)

C^p = Chaleur spécifique (Btu/lb · °F)

d = Densité (lb/pi³)

À = Différence de température (°F)

AW = taux d'humidité (lb ou gr H₂O/lb d'air sec)

Ah = Enthalpie Diff. (Btu/lb d'air sec)

A = Superficie de la surface (pi²)

U = Coefficient de transfert de chaleur (Btu/pi² · h * °F)

R = Somme des résistances thermiques (pieds carrés · h · °F/Btu)

P = Pression absolue (lb/pied carré)

V = Volume total (pi³)

T = Température absolue. (460° + °F = °R)

R = Constante de gaz (pi/°R)

M = Masse (lb)

UNITÉS MÉTRIQUES

Q (sens.) = 60 x C_p xdxl/sx ∆t

ou pour air standard (C_p = 1,005 kJ/kg – °C) :

Q (sens.) = 1,23 xl/sx Δt

Q (lat.) = 3 xl/sx ΔW (lb.)

Q (total) = 1,2 xl/sx Δh

Q = A x U x Δt

R = 1/U

Q=flux de chaleur (watts ou kW)

C_p = Chaleur spécifique (kJ/kg – °C)

d = Densité (kg/m³)

À = Différence de température (°C)

AW = Humidity Ratio (g H₂O/kg d'air sec)

Ah = Enthalpie Diff. (kJ/kg d'air sec)

A = Superficie (m²)

U = Coefficient de transfert de chaleur (W/m² . °C)

R = Somme des résistances thermiques (m² . °C/W)

P = pression absolue (kPa)

V = Volume total (m³)

T = Température absolue. (273° + °C = °K)

R = Constante de gaz (kJ/kg °R)

M = Masse (kg)

Pression totale

UNITÉS AMÉRICAINES

TP = V_p + PS

pcm = A x V

TP = C x V_µ

TP = Pression totale (po wg)
Vp = Pression de vitesse (po wg)
SP = Pression statique (po wg)
V = Vélocité (fpm)
V_m = Vitesse mesurée (fpm)
d = Densité (lb/pi³)
A = Superficie de la section transversale du conduit (pieds carrés)
C = Coefficient de perte du raccord de conduit

UNITÉS MÉTRIQUES

TP = V_p + PS

l/s = 1000 x A x V

TP = C x V_µ

TP = Pression Totale (Pa)
Vp = pression dynamique (Pa)
SP = pression statique (Pa)
V = Vitesse (m/s)
V_m = Vitesse mesurée (m/s)
d = Densité (kg/m³)
A = Superficie de la section transversale du conduit (m²)
C = Coefficient de perte du raccord de conduit

ÉQUATIONS DES VENTILATEURS

UNITÉS AMÉRICAINES

cfm = Pieds cubes par minute

rpm = tours par minute

P = Pression statique ou totale (po wg)

bhp = Puissance au frein

d = Densité (lb/pi³)

UNITÉS MÉTRIQUES

I/s = Litres par seconde

m³/s = mètres cubes par seconde

P = Pression statique ou totale (Pa)

kW = Kilowatts

d = Densité (kg/m³)

ÉQUATIONS DE POMPE

UNITÉS AMÉRICAINES

gpm = Gallons par minute

rpm = tours par minute

D = diamètre de la roue

H = Tête (pi wg)

bhp = Puissance au frein

ÉQUIVALENTS HYDRONIQUES

un. Un gallon d'eau = 8,33 livres
b. Chaleur spécifique (Cp) de l'eau = 1,00 Btu/lb °F (@ 68°F)
c. Chaleur spécifique (Cp) de la vapeur d'eau = 0,45 Btu/lb °F (@ 68°F)
d. Un pied d'eau = 0,433 psi
e. Un pied de mercure (Hg) = 5,89 psi
F. Un pi.cu. d'eau = 62,4 lb = 7,49 gal.
g. Un po de mercure (Hg) = 13,6 po.wg = 1,13 pi wg
h. Pression atmosphérique = 29,92 poHg = 14,696 psi
je. Un psi = 2,31 pieds d'eau = 2,04 pouces de Hg

UNITÉS MÉTRIQUES

I/s = Litres par seconde

m³/s = mètres cubes par seconde

rad/s = Radians par seconde

D = diamètre de la roue

H = Tête (kPa)

BP = Puissance au frein

ÉQUATIONS HYDRONIQUES

UNITÉS AMÉRICAINES

gpm = Gallons par minute
Q = Flux de chaleur (Btu/h)
Δt = Température diff. (°F)
ΔP = Pression diff. (psi)
C_v = Constante de valve (sans dimension)

whp = puissance de l'eau
gpm = Gallons par minute
bhp = Puissance au frein
H = Tête (pi wg)
Sp. Gr. = Densité spécifique (utiliser 1,0 pour l'eau)
Ep = Efficacité de la pompe

NPSHA = Hauteur d'aspiration nette positive disponible
P_un = guichet automatique. presse. (utilisez 34 pieds de colonne d'eau)
P_s = Pression à l'axe de la pompe (pieds d'eau)

V²/2g = Tête de vitesse au point P_s (pi wg)
P_{vice-président} = Pression de vapeur absolue (pieds d'eau)
g = Accélération gravitationnelle (32,2 pieds/sec²)
h = Perte de charge (pi)
f = Facteur de friction (sans dimension)
L = Longueur du tuyau (pi)
D = diamètre interne (pi)
V = vitesse (pi/sec)

Conversion de la pression en pouces de mercure en pieds d'eau à différentes températures d'eau

Degrés de température de l'eau $F F F$	$60 \circ 60 \circ 60^(@)$	$150 \circ 150 \circ 150^(@)$	$200 \circ 200 \circ 200^(@)$	$250 \circ 250 \circ 250^(@)$	$300 \circ 300 \circ 300^(@)$	$340 \circ 340 \circ 340^(@)$
Fort. différentiel de tête par po Hg. différentiel	$1.046 1.046 1.046$	$1.07 1.07 1.07$	$1.09 1.09 1.09$	$1.11 1.11 1.11$	$1.15 1.15 1.15$	$1.165 1.165 1.165$

UNITÉS MÉTRIQUES

Q = Flux de chaleur (kilowatts)

Δt = Température diff. (°C)

ΔP = Pression diff. (Pa ou kpa)

C_v = Constante de valve (sans dimension)

m³/s = mètres cubes par seconde

l/s = Litres par seconde

WP = Puissance hydraulique (kW) ou (W)
m³/s = mètres cubes par seconde
I/s = Litres par seconde
Sp. Gr. = Densité spécifique (utiliser 1,0 pour l'eau)
BP = Puissance de freinage (kW)
E, = Efficacité de la pompe
H = Tête (Pa) ou (m)

NPSHA = Hauteur d'aspiration nette positive disponible
P_un = guichet automatique. presse. (Pa – Std. Atm. Press. = 101 325 Pa)
P_s = Pression au niveau de l'axe de la pompe (Pa)

V²/2g = Tête de vitesse au point P_s (m)
P_{vice-président} = Pression de vapeur absolue (Pa)
g = Accélération gravitationnelle (9,807 m/sec²)
h = Perte de charge (m)
f = Facteur de friction (sans dimension)
L = Longueur du tuyau (m)
D = Diamètre intérieur (m)
V = Vitesse (m/sec)

ÉQUATIONS ÉLECTRIQUES

UNITÉS AMÉRICAINES

I = Ampères (A)

E = Volt (V)

PF = Facteur de puissance

R= ohms (Ω)

P = watt (W)

Bhp = Puissance au frein

UNITÉS MÉTRIQUES

kW = Kilowatts

I = Ampères (A)

E = Volt (V)

PF = Facteur de puissance

R = ohms (Ω )

P. = watts (W)

FREQUENTLY ASKED QUESTIONS

What is the significance of air density in HVAC calculations?

Air density is a critical parameter in HVAC calculations as it affects the performance of fans, blowers, and other air-handling equipment. The density of air varies with temperature, humidity, and pressure, which in turn impacts the volume flow rate and pressure drop in ducts. Accurate calculations of air density are essential to ensure proper sizing of equipment, optimal system performance, and energy efficiency. The equation for air density (d = 0.075 lb/cu ft) is a fundamental relationship in HVAC engineering, and its application is crucial in designing and operating HVAC systems.

How do I convert between U.S. and Metric units in HVAC calculations?

When working with HVAC equations, it’s often necessary to convert between U.S. and Metric units. To do this, you can use conversion factors such as 1 lb/cu ft = 16.02 kg/m³ for air density, 1 ton of refrigeration = 3.516 kW for cooling capacity, and 1 horsepower = 0.7457 kW for fan power. Additionally, you can use online conversion tools or consult a reliable reference source, such as the ASHRAE Handbook, to ensure accurate conversions.

What is the relationship between air velocity and pressure drop in ducts?

Air velocity and pressure drop are closely related in ducts, as an increase in velocity results in a corresponding increase in pressure drop. The equation for pressure drop (ΔP) in ducts is ΔP = f \* (L/D) \* (ρ \* V^2 / 2), where f is the friction factor, L is the duct length, D is the duct diameter, ρ is the air density, and V is the air velocity. Understanding this relationship is essential for designing and optimizing duct systems to minimize energy losses and ensure efficient airflow.

How do I calculate the cooling capacity of an HVAC system?

The cooling capacity of an HVAC system can be calculated using the equation Q = m \* Cp \* ΔT, where Q is the cooling capacity, m is the mass flow rate of air, Cp is the specific heat capacity of air, and ΔT is the temperature difference between the supply and return air. This equation is a fundamental principle in HVAC engineering and is used to size cooling coils, select equipment, and optimize system performance.

What is the importance of humidity in HVAC calculations?

Humidity plays a critical role in HVAC calculations, as it affects the comfort, health, and safety of building occupants. The equation for relative humidity (RH) is RH = (Pv / Ps) \* 100, where Pv is the vapor pressure and Ps is the saturation pressure. Accurate calculations of humidity are essential for designing and operating HVAC systems, particularly in applications such as hospitals, laboratories, and data centers, where precise control of humidity is crucial.

How do I apply HVAC equations to real-world design problems?

To apply HVAC equations to real-world design problems, you need to understand the specific requirements of the project, including the building’s occupancy, climate, and load characteristics. By selecting the relevant equations and inputting the necessary parameters, you can perform calculations to size equipment, design duct systems, and optimize system performance. It’s essential to consider factors such as safety, energy efficiency, and cost-effectiveness when applying HVAC equations to ensure that the designed system meets the project’s requirements and constraints.