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Uma tonelada de refrigeração, geralmente abreviada como RT, é definida como a taxa de transferência de calor necessária para derreter uma tonelada curta (2.000 libras; 907 kg) de gelo puro a 0 ° C (32 ° F) em 24 horas. Numericamente, isso se traduz em exatamente 12.000 unidades térmicas britânicas por hora (BTU/H), que é de aproximadamente 3.516853 quilowatts (KW), embora comumente arredondado para 3,517 kW para obter simplicidade. Essa definição decorre do comércio de gelo do século XIX, onde a capacidade de resfriamento foi comparada à energia necessária para derreter o gelo, uma medida prática durante a transição do gelo natural para a refrigeração mecânica.
Historicamente, o termo se originou como uma unidade intuitiva durante a mudança do gelo natural armazenado para a produção artificial de gelo, com o padrão da indústria ambientado em 1903 por Thomas Shipley, da York Manufacturing Company. O calor latente de fusão para o gelo é de 144 BTU por libra; portanto, por 2.000 libras, são 288.000 BTU em 24 horas, o que arredonda para 12.000 btu/h para praticidade, conforme observado em explicações detalhadas. Essa base histórica explica por que é chamado de "tonelada", apesar de ser uma medida de poder, não de peso, e é usada principalmente na América do Norte, com grande parte do mundo favorecendo unidades de SI como Kilowatts.
Métodos de cálculo e aplicações práticas
O cálculo da refrigeração necessário para um sistema de resfriamento envolve determinar a carga total de calor em BTU/H e dividir 12.000. A carga de calor pode ser estimada com base em fatores como tamanho de construção, ocupação e ganho de calor do equipamento. Por exemplo, para um escritório de 10.000 pés quadrados com uma carga de resfriamento de 24 BTU/h por pé quadrado, a carga de calor é de 240.000 BTU/h, resultando em 20 toneladas (240.000 ÷ 12.000). É uma prática comum adicionar um buffer de 10 a 20% para explicar variáveis como cargas de pico ou expansões futuras, para que um chiller de 24 toneladas possa ser escolhido para segurança, conforme destacado nos guias da indústria.
A fórmula para calcular a capacidade de resfriamento em toneladas é:
Toneladas = taxa de fluxo de 12.000 (gpm) × Δt (° F) × 500
Onde:
- A taxa de fluxo está em galões por minuto (gpm),
- Δt é a diferença de temperatura em ° F,
- 500 é uma constante derivada do calor específico da água (1 BTU/lb ° F) e densidade (8,33 lb/gal) multiplicada por 60 minutos.
Por exemplo, com uma vazão de 100 gpm e um ΔT de 10 ° F, toneladas = (100 × 10 × 500) / 12.000 = 500.000 / 12.000 ≈ 41,67 toneladas, mostrando como se aplica ao dimensionamento do resfriador.
Nas unidades métricas, como 1 RT = 3,517 kW, as conversões são diretas. Por exemplo, 20 toneladas × 3,517 = 70,34 kW, úteis para projetos internacionais. Essa abordagem de unidade dupla garante flexibilidade, com exemplos como um chiller de 100 toneladas, fornecendo 351,7 kW de resfriamento, como visto nas especificações do sistema.
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Componentes -chave e seu papel
A tonelada de refrigeração está diretamente ligada ao evaporador do chiller e ao desempenho do compressor. O evaporador absorve o calor a uma taxa medida em BTU/H, enquanto a capacidade do compressor deve corresponder ou exceder isso para manter o ciclo. Por exemplo, um chiller de 100 toneladas com um coeficiente de desempenho (COP) de 4,4 desenharia aproximadamente 80 kW de energia, calculado como (100 × 3,517) / 4,4 ≈ 80 kW, mostrando o link entre a saída de resfriamento e a potência de entrada.
Sensores e controles monitoram o sistema para garantir que ele atenda às toneladas necessárias, com leituras de pressão e temperatura que orientam os ajustes. Por exemplo, a manutenção de um 10 ° F ΔT a 250 gpm garante uma capacidade de 100 toneladas, com sensores alertando para gotas de eficiência, como uma capacidade de redução de baixo refrigerante de 5% em 8%.
Conceitos errôneos e esclarecimentos comuns
Um equívoco frequente está equivale a 1 tonelada de refrigeração a 1 cavalos de potência (HP), o que é apenas aproximadamente verdadeiro em algumas aplicações de ar condicionado, não na refrigeração geral, especialmente para sistemas de média e baixa temperatura. A potência mede a potência de entrada do compressor, não a saída de resfriamento, e o relacionamento depende do COP. Por exemplo, um CA de 5 toneladas com um policial de 3 pode desenhar 5,86 kW, não 5 hp, destacando a distinção.
Outro ponto é confundir toneladas de refrigeração com outras "toneladas", como o envio de toneladas, mas no resfriamento, é estritamente sobre a capacidade de remoção de calor. Também vale a pena notar que, embora o termo seja padrão a 12.000 BTU/H, alguns sistemas mais antigos ou contextos específicos podem usar variações, mas para uso moderno, essa é a norma.
Conclusão
As toneladas de refrigeração são uma medida vital para dimensionar e avaliar sistemas de refrigeração, definidos como 12.000 BTU/H ou 3,517 kW, enraizados nas práticas históricas de fusão do gelo. Ao calcular cargas de calor, adicionar buffers e entender o COP, os usuários podem otimizar o desempenho do refrigerador, economizar energia e atender aos padrões modernos. Seja para um pequeno escritório ou uma grande fábrica, a compreensão de toneladas de refrigeração garante um resfriamento eficiente e confiável, com tendências futuras pressionando por soluções mais inteligentes e verdes.
FAQ TON de refrigeração
1. O que é uma tonelada de refrigeração (RT)?
Uma tonelada de refrigeração (RT) é uma unidade de capacidade de resfriamento que mede a taxa de transferência de calor necessária para derreter uma tonelada (2.000 libras) de gelo a 0 ° C (32 ° F) em 24 horas. Isso equivale a 12.000 btu/h (Unidades térmicas britânicas por hora) ou aproximadamente 3.517 KW (Kilowatts). É amplamente utilizado na América do Norte para dimensionar sistemas de ar condicionado e chillers.
2. Como você calcula toneladas de refrigeração?
Para determinar toneladas de refrigeração, divida a carga total de calor (em BTU/H) em 12.000. Por exemplo:
- Carga de calor = 240.000 btu/h
- Capacidade de resfriamento = 240.000 ÷ 12.000 = 20 Rt Para converter em quilowatts, multiplique por 3.517: 20 RT × 3.517 = 70,34 KW.
3. Por que é chamado de "tonelada" se não é sobre peso?
O termo "ton" vem do comércio de gelo do século XIX, onde o resfriamento foi medido pela energia necessária para derreter uma tonelada de gelo durante 24 horas. Embora seja uma unidade de energia, não um peso, o nome preso por razões históricas.
4. Qual é a diferença entre toneladas de refrigeração e potência ou quilowatts?
As toneladas de refrigeração medem a saída de resfriamento, enquanto a potência e os quilowatts medem a energia de entrada. O relacionamento depende da eficiência (coeficiente de desempenho ou COP). Por exemplo, um chiller de 100 toneladas com um policial de 4.4 pode usar 80 KW, mas eles não são diretamente intercambiáveis.
5. Como você seleciona um chiller usando toneladas de refrigeração?
Estimar a carga de calor (em BTU/h), divida por 12.000 para obter toneladas e adicione um 10-20% buffer. Por exemplo:
- Carga de calor = 240.000 btu/h
- Toneladas = 20 rt
- Chiller recomendado = 24 Rt para confiabilidade.
6. Uma tonelada de refrigeração é a mesma que uma tonelada métrica?
Não. Uma tonelada de refrigeração (12.000 BTU/H) mede a capacidade de resfriamento, enquanto uma tonelada métrica (1.000 kg) mede massa. A “tonelada” na RT é apenas uma referência histórica.
7. A tonelada de refrigeração é usada em todo o mundo?
Na verdade. É principalmente um padrão norte -americano. Globalmente, Kilowatts (KW) são preferidos, com 1 RT ≈ 3,517 KW.
8. Você pode converter toneladas de refrigeração em outras unidades?
Sim:
- 1 rt = 12.000 btu/h
- 1 rt = 3,517 kW
- No ar condicionado, 1 rt geralmente se alinha com 400 CFM (pés cúbicos por minuto) de fluxo de ar, embora isso varie.
9. Como a eficiência (COP) afeta toneladas de refrigeração?
O coeficiente de desempenho (COP) é a razão entre a saída de resfriamento e a entrada de energia. Um policial mais alto significa mais toneladas por quilowatt. Por exemplo:
- 100 rt com policial 5 = 70,34 KW
- 100 RT com COP 4 = 87.925 KW
10. Qual é o fundo histórico da ton de refrigeração?
Ele remonta ao comércio de gelo do século XIX, quando o resfriamento foi medido derretendo uma tonelada de gelo em 24 horas. Thomas Shipley padronizou em 1903 como 12.000 btu/h.
11. Existem diferentes tipos de toneladas de refrigeração?
O padrão é 12.000 btu/h, mas sistemas mais antigos podem usar pequenas variações. Hoje, 12.000 BTU/H são universalmente aceitos.
12. Como você converte a refrigeração toneladas em quilowatts?
Multiplique por 3.517. Exemplo:
- 50 RT × 3517 = 175,85 kW
13. Por que a refrigeração é importante?
Eles ajudam os sistemas de resfriamento de tamanho com precisão, otimizam o uso de energia e atendem aos regulamentos, impedindo o excesso de dimensionamento ou subestimamento dispendioso.
14. Os novos refrigerantes mudam os cálculos de tonelada de refrigeração?
Sim, refrigerantes modernos como CO2 (R-744) têm propriedades exclusivas, portanto, a capacidade e a eficiência de resfriamento devem ser recalculadas para corresponder à mesma saída RT.
