Тонна охлаждения, часто сокращенная как RT, определяется как скорость теплопередачи, необходимую для расплава одной короткой тонны (2000 фунтов; 907 кг) чистого льда при 0 ° C (32 ° F) за 24 часа. Численнее, это означает ровно 12 000 британских тепловых единиц в час (BTU/H), что составляет приблизительно 3,516853 киловатт (кВт), хотя обычно обстановлен до 3,517 кВт для простоты. Это определение связано с торговлей льдом 19-го века, где охлаждающая способность сравнивалась с энергией, необходимой для таяния льда, практической мерой при переходе от естественного льда к механическому охлаждению.
Исторически, этот термин возникал как интуитивно понятная единица во время перехода от хранилищего природного льда к искусственному производству льда, причем отраслевой стандарт был установлен в 1903 году Томасом Шипли из производственной компании York. Скрытая жара слияния для льда составляет 144 БТУ за фунт, поэтому за 2000 фунтов это 288 000 БТУ в течение 24 часов, что составляет до 12 000 БТУ/ч для практической практики, как отмечено в подробных объяснениях. Эта историческая основа объясняет, почему это называется «тонна», несмотря на то, что она является мерой власти, а не весом, и в основном используется в Северной Америке, причем большая часть мира в пользу такого рода подразделений SI, как киловатт.
Методы расчета и практические применения
Расчет требуемых тонн охлаждения для системы охлаждения включает в себя определение общей тепловой нагрузки в BTU/H и деление на 12 000. Тепловая нагрузка может быть оценена на основе таких факторов, как размер здания, занятость и усиление тепла оборудования. Например, для офиса площадью 10 000 квадратных футов с охлаждающей нагрузкой 24 БТУ/ч на квадратный фут тепловая нагрузка составляет 240 000 БТУ/ч, в результате чего 20 тонн (240 000 ÷ 12 000). Распространена практика добавлять буфер в размере 10-20%, чтобы учесть такие переменные, как пиковые нагрузки или будущие расширения, поэтому можно выбрать 24-тонного чиллера для безопасности, как подчеркивается в промышленных гидах.
Формула для расчета охлаждающей способности в тоннах:
Тонны = 12 000 разжигания (GPM) × ΔT (° F) × 500
Где:
- Скорость потока составляет галлоны в минуту (GPM),
- ΔT - это разница температур в ° F,
- 500 является постоянным, полученным из удельного тепла воды (1 BTU/фунт ° F) и плотности (8,33 фунта/галлона), умноженной на 60 минут.
Например, с скоростью потока 100 галлонов в минуту и ΔT 10 ° F, тонны = (100 × 10 × 500) / 12 000 = 500 000 /12 000 ≈ 41,67 тонны, показывая, как это применимо к размеру чиллера.
В метрических единицах, поскольку 1 RT = 3,517 кВт, конверсии просты. Например, 20 тонн × 3,517 = 70,34 кВт, полезно для международных проектов. Этот подход с двумя единицами обеспечивает гибкость, с такими примерами, как 100-тонный перец, обеспечивающий 351,7 кВт охлаждения, как видно из системных спецификаций.
Проверьте наш калькулятор размера чиллера здесь.
Ключевые компоненты и их роль
Тонна охлаждения напрямую привязана к производительности испарителя чиллера и компрессора. Испаритель поглощает тепло со скоростью, измеренной в BTU/H, в то время как емкость компрессора должна соответствовать или превышать это, чтобы поддерживать цикл. Например, 100-тонный чиллер с коэффициентом производительности (COP) 4,4 будет привлекать приблизительно 80 кВт мощности, рассчитываемое как (100 × 3,517) / 4,4 ≈ 80 кВт, показывая связь между выходной и входной мощностью.
Датчики и управления контролируют систему, чтобы убедиться, что она соответствует необходимым тоннам, с регулировками давления и температуры. Например, поддержание 10 ° F Δt при 250 галлонов в минуту обеспечивает 100-тонную емкость, причем датчики предупреждают о снижении эффективности, например, 5% -ная подгруппа с снижением заряда хладагента на 8%.
Общие заблуждения и разъяснения
Частое заблуждение приравнивает 1 тонну охлаждения к 1 лошадиной силе (HP), которая является только приблизительно верно в некоторых приложениях кондиционирования воздуха, а не в общем охлаждении, особенно для систем среднего и низкого уровня. Мощность измеряет входную мощность компрессора, а не выход охлаждения, и отношение зависит от полицейского. Например, 5-тонный кондиционер с полицейским 3 может нарисовать 5,86 кВт, а не 5 л.с., подчеркивая различие.
Другой момент - сбивает с толку тонны охлаждения с другими «тоннами», такими как судоходство, но при охлаждении это строго относительно способности к удалению тепла. Стоит также отметить, что, хотя этот термин является стандартным при 12000 БТУ/ч, некоторые более старые системы или конкретные контексты могут использовать вариации, но для современного использования это норма.
Заключение
Тонны охлаждения являются жизненно важной мерой для размеров и оценки систем охлаждения, определяемых как 12 000 БТУ/H или 3,517 кВт, основанные на исторических методах плавления льда. Рассчитая тепловые нагрузки, добавляя буферы и понимая полицейского, пользователи могут оптимизировать производительность чиллера, экономить энергию и соответствовать современным стандартам. Будь то небольшой офис или крупный завод, схватывание охлаждений гарантирует эффективное, надежное охлаждение, с будущими тенденциями, стремящимися к умным, более зеленым решениям.
Холодистое количество часто задаваемых вопросов
1. Что такое охлаждающая тонна (RT)?
Тонна охлаждения (RT) - это единица охлаждающей пропускной способности, которая измеряет скорость теплопередачи, необходимую для таяния одной тонны (2000 фунтов) льда при 0 ° C (32 ° F) за 24 часа. Это приравнивается к 12 000 BTU/ч (Британские тепловые единицы в час) или приблизительно 3,517 кВт (Киловатт). Он широко используется в Северной Америке для размеров систем кондиционирования воздуха и чиллеров.
2. Как вы рассчитываете тонны охлаждения?
Чтобы определить тонны охлаждения, разделите общую тепловую нагрузку (в BTU/H) на 12 000. Например:
- Тепловая нагрузка = 240 000 BTU/ч
- Емкость охлаждения = 240 000 ÷ 12 000 = 20 RT Чтобы преобразовать в киловатт, умножьте на 3,517: 20 RT × 3,517 = 70,34 кВт.
3. Почему это называется «тонна», если речь идет не о весе?
Термин «тонна» поступает из торговли льдом 19-го века, где охлаждение измерялось энергией, необходимой для того, чтобы растопить одну тонну льда в течение 24 часов. Хотя это силовая единица, а не вес, название застряло по историческим причинам.
4. В чем разница между тоннами охлаждения и лошадиными силами или киловаттом?
Тонны охлаждения измеряют выход охлаждения, в то время как лошадиные силы и киловатты измеряют входную мощность. Отношение зависит от эффективности (коэффициент производительности или полицейского). Например, 100-тонный чиллер с полицейским 4,4 может использовать 80 кВт, но они не напрямую взаимозаменяемы.
5. Как выбирать чиллер, используя охлаждение тонны?
Оценить тепловую нагрузку (в BTU/H), разделите на 12 000, чтобы получить тонны и добавить 10-20% буферПолем Например:
- Тепловая нагрузка = 240 000 БТУ/ч
- Тонны = 20 rt
- Рекомендуемый чиллер = 24 рт для надежности.
6. Холодичная тонна такая же, как метрическая тонна?
Нет. Охлаждающая тонна (12 000 BTU/H) измеряет охлаждающую способность, в то время как метрическая тонна (1000 кг) измеряет массу. «Тонн» в RT - это просто историческая ссылка.
7. Используется ли холодильная тонна по всему миру?
Не совсем. Это в основном североамериканский стандарт. Во всем мире, Киловатт (кВт) предпочтительнее, с 1 rt ≈ 3,517 кВт.
8. Можете ли вы преобразовать тонны охлаждения в другие подразделения?
Да:
- 1 RT = 12 000 BTU/H
- 1 RT = 3,517 кВт
- В кондиционере 1 RT часто выравнивается с 400 куб (кубические футы в минуту) воздушного потока, хотя это варьируется.
9. Как эффективность (COP) влияет на тонны охлаждения?
Коэффициент производительности (COP) - это отношение выхода охлаждения к входу питания. Более высокий полицейский означает больше тонн на киловатт. Например:
- 100 RT с COP 5 = 70,34 кВт
- 100 RT с COP 4 = 87,925 кВт
10. Каков исторический фон охлаждения?
Это восходит к торговле льдом 19-го века, когда охлаждение было измерено путем таяния одной тонны льда за 24 часа. Томас Шиплли стандартизировал его в 1903 году как 12 000 BTU/ч.
11. Есть ли разные типы охлаждений?
Стандарт 12 000 BTU/ч, но более старые системы могут использовать небольшие изменения. Сегодня 12 000 BTU/H общеприняты.
12. Как вы преобразовываете тонны охлаждения в киловатт?
Умножьте на 3,517. Пример:
- 50 RT × 3517 = 175,85 кВт
13. Почему тонны охлаждения важны?
Они помогают точно определить системы охлаждения, оптимизировать использование энергии и соответствуют правилам, предотвращая дорогостоящий негабаритный размер или уменьшение размера.
14. Изменяют ли новые хладагенты расчеты холодильной тонны?
Да, современные хладагенты, такие как CO2 (R-744), обладают уникальными свойствами, поэтому охлаждающая способность и эффективность должны быть пересмотрены в соответствии с тем же выводом RT.