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Une tonne de réfrigération, souvent abrégée en RT, est définie comme le taux de transfert de chaleur nécessaire pour faire fondre une tonne courte (2 000 livres; 907 kg) de glace pure à 0 ° C (32 ° F) en 24 heures. Numériquement, cela se traduit par exactement 12 000 unités thermiques britanniques par heure (BTU / H), ce qui représente environ 3,516853 kilowatts (kW), bien que communément arrondi à 3,517 kW pour simplicité. Cette définition découle du commerce de la glace du XIXe siècle, où la capacité de refroidissement a été comparée à l'énergie nécessaire pour faire fondre la glace, une mesure pratique pendant la transition de la glace naturelle à la réfrigération mécanique.
Historiquement, le terme est originaire d'une unité intuitive lors du passage de la glace naturelle stockée à la production de glace artificielle, avec la norme de l'industrie établie en 1903 par Thomas Shipley de la York Manufacturing Company. La chaleur latente de la fusion pour la glace est de 144 BTU par livre, donc pour 2 000 livres, il est de 288 000 BTU sur 24 heures, ce qui tourne à 12 000 BTU / H pour la praticité, comme indiqué dans des explications détaillées. Cette base historique explique pourquoi elle s'appelle une «tonne», bien qu'elle soit une mesure du pouvoir, pas du poids, et elle est principalement utilisée en Amérique du Nord, avec une grande partie du monde en faveur des unités de Si comme des Kilowatts.
Méthodes de calcul et applications pratiques
Le calcul des tonnes de réfrigération requises pour un système de refroidissement consiste à déterminer la charge thermique totale en BTU / H et à diviser par 12 000. La charge thermique peut être estimée en fonction de facteurs tels que la taille du bâtiment, l'occupation et le gain de chaleur de l'équipement. Par exemple, pour un bureau de 10 000 pieds carrés avec une charge de refroidissement de 24 btu / h par pied carré, la charge thermique est de 240 000 btu / h, ce qui entraîne 20 tonnes (240 000 ÷ 12 000). Il est courant d'ajouter un tampon de 10 à 20% pour tenir compte des variables telles que les charges de pointe ou les extensions futures, de sorte qu'un refroidisseur de 24 tonnes pourrait être choisi pour la sécurité, comme le souligne les guides de l'industrie.
La formule pour calculer la capacité de refroidissement en tonnes est:
Tonnes = 12 000 flux de flux (GPM) × ΔT (° F) × 500
Où:
- Le débit est en gallons par minute (GPM),
- Δt est la différence de température en ° F,
- 500 est une constante dérivée de la chaleur spécifique de l'eau (1 btu / lb ° F) et de la densité (8,33 lb / gal) multipliée par 60 minutes.
Par exemple, avec un débit de 100 gpm et un ΔT de 10 ° F, tonnes = (100 × 10 × 500) / 12 000 = 500 000/12 000 ≈ 41,67 tonnes, montrant comment cela s'applique au dimensionnement des refroidisseurs.
Dans les unités métriques, depuis 1 RT = 3,517 kW, les conversions sont simples. Par exemple, 20 tonnes × 3,517 = 70,34 kW, utile pour les projets internationaux. Cette approche à double unité assure la flexibilité, avec des exemples comme un refroidisseur de 100 tonnes offrant 351,7 kW de refroidissement, comme le montre les spécifications du système.
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Composants clés et leur rôle
La tonne de réfrigération est directement liée à l'évaporateur et aux performances du compresseur du refroidisseur. L'évaporateur absorbe la chaleur à un taux mesuré en BTU / H, tandis que la capacité du compresseur doit correspondre ou dépasser cela pour maintenir le cycle. Par exemple, un refroidisseur de 100 tonnes avec un coefficient de performance (COP) de 4,4 dessinerait environ 80 kW de puissance, calculé comme (100 × 3,517) / 4,4 ≈ 80 kW, montrant le lien entre la sortie de refroidissement et la puissance d'entrée.
Les capteurs et les commandes surveillent le système pour s'assurer qu'il respecte les tonnes requises, les lectures de pression et de température guidant les ajustements. Par exemple, le maintien d'un ΔT de 10 ° F à 250 gpm assure une capacité de 100 tonnes, avec des capteurs alertant des baisses d'efficacité, comme une capacité réduisante de 5% de réfrigérant de 8%.
Idées fausses courantes et clarifications
Une idée fausse fréquente équivaut à 1 tonne de réfrigération à 1 puissance (HP), ce qui n'est qu'à peu près vrai dans certaines applications de climatisation, et non en réfrigération générale, en particulier pour les systèmes à moyenne et basse température. La puissance mesure la puissance d'entrée du compresseur, pas la sortie de refroidissement, et la relation dépend du COP. Par exemple, un CA de 5 tonnes avec un COP de 3 pourrait dessiner 5,86 kW, et non 5 HP, mettant en évidence la distinction.
Un autre point est déroutant des tonnes de réfrigération avec d'autres «tonnes», comme l'expédition de tonnes, mais en refroidissement, il s'agit strictement de capacité d'élimination de la chaleur. Il convient également de noter que même si le terme est standard à 12 000 BTU / h, certains systèmes plus anciens ou contextes spécifiques peuvent utiliser des variations, mais pour l'utilisation moderne, c'est la norme.
Conclusion
Les tonnes de réfrigération sont une mesure vitale pour le dimensionnement et l'évaluation des systèmes de refroidissement, définis comme 12 000 BTU / h ou 3,517 kW, enracinés dans des pratiques historiques de fusion de la glace. En calculant les charges de chaleur, en ajoutant des tampons et en comprenant le COP, les utilisateurs peuvent optimiser les performances du refroidisseur, économiser de l'énergie et respecter les normes modernes. Que ce soit pour un petit bureau ou une grande usine, la saisie des tonnes de réfrigération assure un refroidissement efficace et fiable, avec des tendances futures qui poussent à des solutions plus intelligentes et plus vertes.
Réfrigération tonne FAQ
1. Qu'est-ce qu'une tonne de réfrigération (RT)?
Une tonne de réfrigération (RT) est une unité de capacité de refroidissement qui mesure le taux de transfert de chaleur nécessaire pour faire fondre une tonne (2 000 livres) de glace à 0 ° C (32 ° F) en 24 heures. Cela équivaut à 12 000 BTU / H (Unités thermiques britanniques par heure) ou approximativement 3,517 kW (Kilowatts). Il est largement utilisé en Amérique du Nord pour tailler les systèmes de climatisation et les refroidisseurs.
2. Comment calculez-vous les tonnes de réfrigération?
Pour déterminer les tonnes de réfrigération, divisez la charge thermique totale (en BTU / H) de 12 000. Par exemple:
- Charge de chaleur = 240 000 btu / h
- Capacité de refroidissement = 240 000 ÷ 12 000 = 20 RT Pour convertir en kilowatts, multipliez par 3,517: 20 RT × 3,517 = 70,34 kW.
3. Pourquoi s'appelle-t-il une «tonne» s'il ne s'agit pas de poids?
Le terme «tonne» provient du commerce de la glace du XIXe siècle, où le refroidissement a été mesuré par l'énergie nécessaire pour faire fondre une tonne de glace sur 24 heures. Bien que ce soit une unité électrique, pas un poids, le nom est resté pour des raisons historiques.
4. Quelle est la différence entre les tonnes de réfrigération et la puissance ou les kilowatts?
Les tonnes de réfrigération mesurent la sortie de refroidissement, tandis que la puissance et les kilowatts mesurent la puissance d'entrée. La relation dépend de l'efficacité (coefficient de performance ou COP). Par exemple, un refroidisseur de 100 tonnes avec un flic de 4,4 pourrait utiliser 80 kW, mais ils ne sont pas directement interchangeables.
5. Comment sélectionnez-vous un refroidisseur en utilisant des tonnes de réfrigération?
Estimer la charge thermique (en BTU / H), diviser par 12 000 pour obtenir des tonnes et ajouter un Tampon de 10 à 20%. Par exemple:
- Charge de chaleur = 240 000 btu / h
- Tonnes = 20 rt
- Refroidisseur recommandé = 24 RT pour la fiabilité.
6. Une tonne de réfrigération est-elle la même chose qu'une tonne métrique?
Non. Une tonne de réfrigération (12 000 BTU / h) mesure la capacité de refroidissement, tandis qu'une tonne métrique (1 000 kg) mesure la masse. La «tonne» en RT n'est qu'une référence historique.
7. La tonne de réfrigération est-elle utilisée dans le monde?
Pas vraiment. C’est principalement une norme nord-américaine. À l'échelle mondiale, kilowatts (kw) sont préférés, avec 1 rt ≈ 3,517 kW.
8. Pouvez-vous convertir des tonnes de réfrigération en autres unités?
Oui:
- 1 RT = 12 000 Btu / H
- 1 RT = 3,517 kW
- En climatisation, 1 RT s'aligne souvent avec 400 cfm (pieds cubes par minute) de flux d'air, bien que cela varie.
9. Comment l'efficacité (COP) a-t-elle un impact sur les tonnes de réfrigération?
Le coefficient de performance (COP) est le rapport de la sortie de refroidissement à l'entrée d'alimentation. Un COP plus élevé signifie plus de tonnes par kilowatt. Par exemple:
- 100 rt avec flic 5 = 70,34 kW
- 100 rt avec flic 4 = 87,925 kW
10. Quel est le contexte historique de la tonne de réfrigération?
Il remonte au commerce de la glace du XIXe siècle, lorsque le refroidissement a été évalué en faisant fondre une tonne de glace en 24 heures. Thomas Shipley l'a standardisé en 1903 comme 12 000 BTU / H.
11. Y a-t-il différents types de tonnes de réfrigération?
La norme est 12 000 BTU / H, mais les systèmes plus anciens peuvent utiliser de légères variations. Aujourd'hui, 12 000 BTU / H sont universellement acceptés.
12. Comment convertissez-vous les tonnes de réfrigération en kilowatts?
Multipliez par 3,517. Exemple:
- 50 RT × 3517 = 175,85 kW
13. Pourquoi les tonnes de réfrigération sont-elles importantes?
Ils aident à tailler avec précision les systèmes de refroidissement, optimiser la consommation d'énergie et respectent les réglementations, empêchant la surdimensionnement coûteuse ou sous-dimensionnement.
14. Les nouveaux réfrigérants modifient-ils les calculs de tonnes de réfrigération?
Oui, les réfrigérants modernes comme le CO2 (R-744) ont des propriétés uniques, donc la capacité de refroidissement et l'efficacité doivent être recalculées pour correspondre à la même sortie RT.
