حاسبة الحمل الكهربائي

حاسبة الحمل الكهربائي

تحسب هذه الأداة حجم التغذية الكهربائية لمسكن مفرد بطريقة الحساب الاختياري في الكود الكهربائي الوطني الأمريكي، البند NEC 220.82. أدخل المساحة والأجهزة الثابتة وشاحن السيارة ومعدات التكييف، فتحصل على الحمل الكلي بالفولت أمبير والكيلوواط، والتيار المحسوب، ومقاس اللوحة، ومقاطع كابلات التغذية.

تنبيه لا يجوز تجاوزه. الأداة أمريكية من أولها إلى آخرها: تفترض تغذية 120/240 فولت أحادية الطور، وتقسم على 240 فولت، وتخرج بقاطع رئيسي مقدّرًا بالأمبير، وتختار الكابلات من جدول NEC 310.12 بمقاسات AWG. في الخليج والمشرق العربي الشبكة 230/400 فولت بتردد 50 هرتز، والاشتراك يُتعاقد عليه بـ الكيلوفولت أمبير لا بأمبير القاطع، والمرجع هو المواصفة IEC 60364 كما تتبناها الجهات المحلية، وفي السعودية الكود الكهربائي السعودي SBC 401 المشتق أصلًا من الكود الأمريكي لكن مُعاد معايرته على 230/400 فولت. النتيجة العملية: مجموع الفولت أمبير قابل للنقل، أما الأمبير وجدول الكابلات فلا.

تسلسل الحساب في NEC 220.82

1. General base (VA) = Area (ft2) x 3 + Small-appliance x 1500 + Laundry 1500
2. Fixed loads (VA)  = sum of appliance nameplate ratings
3. Net general (VA)  = 10000 + 0.40 x (Total general - 10000)
4. HVAC (VA)         = max(cooling, heating)   [non-coincident, 220.82(C)]
5. Total (VA)        = Net general + HVAC
6. Current (A)       = Total VA / 240          [US 120/240 V, single phase]

ولتحويل الناتج إلى الواقع المحلي:

Single phase 230 V : I (A) = kVA x 1000 / 230             = kVA x 4.35
Three phase  400 V : I (A) = kVA x 1000 / (1.732 x 400)   = kVA x 1.443

مثال محسوب: فيلا 220 م² كهربائية بالكامل

• الإضاءة والمقابس: 2370 قدم² × 3 = 7110 VA
• دوائر الأجهزة الصغيرة والمغسلة: 4500 VA
• أحمال ثابتة: فرن 12000، سخان ماء 4500، نشافة 5000، غسالة أطباق ومايكروويف وطاحونة 3200، شاحن سيارة 32 أمبير 7360 = 32060 VA
• المجموع العام: 43670 VA
• الطلب الصافي بعد معامل التنويع: 10000 + 0.40 × 33670 = 23468 VA
• التكييف الحاكم (وحدة مجمّعة 12 kW): 12000 VA
• المجموع: 35468 VA أي 35.5 kVA
• التيار عند 240 فولت أحادي الطور: 148 أمبير فتقترح الأداة لوحة 200 أمبير
• الحمل نفسه عند 400 فولت ثلاثي الطور: 51 أمبير لكل طور، وحمل تعاقدي في حدود 36 إلى 40 kVA

الفرق بين 148 أمبير و51 أمبير ليس خطأ حسابيًا بل فرق بين شبكتين. ومن يطلب "200 أمبير" من مزوّد الخدمة في الرياض أو دبي يطلب فعليًا نحو 138 kVA، أي ثلاثة أضعاف حاجته.

من أمبير اللوحة الأمريكية إلى الحمل التعاقدي المحلي

ما يختلف فعليًا في الخليج والمشرق العربي

1. العقد بالكيلوفولت أمبير، لا بقاطع مقدَّر بالأمبير. الشركة السعودية للكهرباء وهيئة كهرباء ومياه دبي وشركات التوزيع في الأردن ولبنان تُصدر اشتراكًا محدَّد الحمل التعاقدي بالـ kVA، وتختار على أساسه مقاس العدّاد ومحوّلات التيار. لا يوجد مفهوم "لوحة 200 أمبير" كوحدة ترخيص: اللوحة تُعرَّف بمقدّر قاطعها، والاشتراك بالـ kVA. وفوق حدّ معيّن يتحول الاشتراك إلى محطة محوّلات خاصة على الجهد المتوسط، مع غرفة محوّل يوفّرها المالك ضمن مسطح المبنى — بند تخطيطي غائب عن الحاسبة.
2. التكييف يحكم دائمًا، ومعامل التنويع الأمريكي متفائل. البند 220.82(C) يختار الأكبر بين التبريد والتسخين لأنهما لا يعملان معًا. في الخليج التسخين هامشي فالتبريد يحكم دائمًا وقد يمثّل 60 إلى 70% من ذروة الفيلا صيفًا. والأهم أن معامل 0.40 على ما يزيد عن 10000 VA يعبّر عن ذروة أمريكية لا يعمل فيها كل شيء في الوقت نفسه. في عصر يوليو عند 48 درجة مئوية تعمل كل وحدات السبليت متصلة، ويتزامن معها سخان الماء وشاحن السيارة. استخدم معاملات الطلب التي يفرضها مزوّد الخدمة المحلي ولا ترث 0.40 دون مراجعة.
3. جدول الكابلات غير قابل للنقل. الأداة تخرج مقاسات AWG وkcmil من جدول NEC 310.12 عند 75 درجة مئوية، وقطر مواسير بالبوصة. المنطقة تعمل بالمليمتر المربع بموجب IEC 60364-5-52، ومع تخفيض للسعة بسبب حرارة الوسط: هواء عند 45 إلى 50 درجة وتربة مدفن ساخنة، وهو تخفيض لا تطبّقه جداول NEC المبنية على 30 درجة، فالكابل الذي يبدو كافيًا بالجدول الأمريكي قد يكون ناقصًا في ظروف الخليج. ولأن SBC 401 مشتق من الكود الأمريكي فإن أرقام بنوده تبدو مألوفة بينما قيمها معدَّلة — وهذا مصدر أخطاء متكرر.

الأسئلة الشائعة

ما الحمل التعاقدي المناسب لفيلا؟

ابدأ من التكييف لا من المساحة. احسب قدرة وحدات التكييف الفعلية بالكيلوواط، أضف السخانات والمطبخ والمصعد والمضخات والإضاءة، ثم طبّق معاملات الطلب المعتمدة عند مزوّد الخدمة. فيلا كبيرة بتكييف مركزي تقع غالبًا في نطاق عشرات الكيلوفولت أمبير على تغذية ثلاثية الطور، لكن الرقم الملزم هو ما يُقرّه المزوّد على نموذج الأحمال الذي يعتمده مهندسك، لا ما تخرجه هذه الحاسبة.

هل يمكن إضافة شاحن سيارة كهربائية؟

انتبه لمعنى "شاحن 32 أمبير": في الولايات المتحدة عند 240 فولت أحادي الطور هو نحو 7.7 كيلوواط، وفي المنطقة عند 230 فولت أحادي نحو 7.4 كيلوواط، أما عند 400 فولت ثلاثي الطور فهو 22 كيلوواط — أي ثلاثة أضعاف الحمل عند نفس رقم الأمبير. تحقق من كون الشاحن أحادي أم ثلاثي الطور قبل أي حساب، وراجع اشتراطات مزوّد الخدمة لنقاط الشحن، فبعضها يستلزم إخطارًا أو حمّلًا تعاقديًا مُحدّثًا.

ما الفرق بين الفولت أمبير والواط هنا؟

الواط قدرة فعلية والفولت أمبير قدرة ظاهرية، والنسبة بينهما معامل القدرة. حسابات NEC 220 تعامل 1 واط كـ 1 فولت أمبير للأحمال المقاوِمة وتستخدم لوحة البيانات للمحركات. لكن الفرق يصبح ماليًا في المنطقة: مزوّدو الخدمة يراقبون معامل القدرة على الاشتراكات التجارية والصناعية وقد يفرضون غرامة أو يطلبون بطاريات تحسين، وهو بند لا تعرفه حاسبة أمريكية للمساكن.