Здание или помещение получает тепло из многих источников. Находящиеся внутри люди, компьютеры, копировальные аппараты, механизмы и освещение выделяют тепло. Теплый воздух снаружи поступает через открытые двери и окна или в виде «утечки» через конструкцию. Однако самым большим источником тепла является солнечное излучение солнца, падающее на крышу и стены и проникающее через окна, нагревая внутренние поверхности.
Сумма всех этих источников тепла известна как приток тепла (или тепловая нагрузка) здания, и выражается либо в BTU (британские тепловые единицы) или Kw (киловатт).
Чтобы кондиционер охлаждал помещение или здание, его мощность должна быть больше, чем приток тепла. Перед покупкой кондиционера важно выполнить расчет тепловой нагрузки, чтобы убедиться, что он достаточно велик для предполагаемого применения.
Расчет тепловой нагрузки
Быстрый расчет для офисов
Для офисов со средней изоляцией и освещением, 2/3 жильцов и 3/4 персональных компьютеров и ксерокса будет достаточно следующих расчетов:
Тепловая нагрузка (BTU) = длина (футы) x ширина (футы) x высота (футы) x 4
Тепловая нагрузка (БТЕ) = Длина (м) x Ширина (м) x Высота (м) x 141
За каждого дополнительного жильца добавляется 500 BTU.
Если имеются какие-либо дополнительные значительные источники тепла, например окна от пола до потолка, выходящие на юг, или оборудование, производящее много тепла, описанный выше метод занижает тепловую нагрузку. В этом случае следует использовать следующий метод.
Более точный расчет тепловой нагрузки для любого типа помещения или здания
Размер охлаждаемой площади
Размер и положение окон, а также наличие у них затенения.
Количество жильцов
Тепло, выделяемое оборудованием и машинами
Тепло, выделяемое освещением
Рассчитав приток тепла от каждого отдельного элемента и сложив их вместе, можно определить точную цифру тепловой нагрузки.
Рассчитайте площадь охлаждаемого помещения в квадратных футах и умножьте на 31.25.
Рассчитайте приток тепла через окна. Если окна не затенены, умножьте результат на 1.4.
Северное окно BTU = Площадь окон, выходящих на север (м кв.) x 164
Если нет затенения, БТЕ северного окна = БТЕ северного окна x 1.4.
Южное окно BTU = Площадь окон, выходящих на юг (м кв.) x 868
Если нет затенения, южное окно БТЕ = южное окно БТЕ x 1.4
Рассчитайте тепло, выделяемое жильцами, допустим 600 БТЕ на человека.
Рассчитайте тепло, выделяемое каждым элементом оборудования — копировальным аппаратом, компьютером, духовкой и т. д. Найдите мощность в ваттах для каждого элемента, сложите их вместе и умножьте на 3.4.
Рассчитайте тепло, выделяемое освещением. Найдите общую мощность всего освещения и умножьте на 4.25.
Сложите все вышеперечисленное вместе, чтобы найти общую тепловую нагрузку.
Разделите тепловую нагрузку на холодопроизводительность кондиционера в БТЕ, чтобы определить, сколько кондиционеров необходимо.
Он-лайн калькулятор теплопритока
Ручной расчет требуемой мощности кондиционера может показаться сложной задачей. Для упрощения процесса мы создали онлайн-калькулятор, для доступа к нему нажмите на изображение калькулятора напротив.
Отказ от ответственности.
Если у вас есть какие-либо сомнения относительно размера необходимого кондиционера, вам следует обратиться к уважаемому инженеру по кондиционированию воздуха.
Вышеупомянутые методы расчета упрощены; такие факторы, как уровень изоляции и конструкция здания, не учитывались. Вышеизложенное следует рассматривать только как приблизительный метод расчета. W. Tombling Ltd. не несет ответственности или претензий, связанных с их использованием.
Вы находитесь здесь:- главная страница > индекс охлаждения > индекс кондиционирования воздуха > определение требуемой мощности кондиционера
Если вы нашли эту страницу полезной, уделите немного времени
рассказать об этом другу или коллеге.
Расчет холодильной нагрузки – холодильная камера
Расчет холодильной нагрузки
Расчет холодильной нагрузки для холодильных камер. В этой статье мы рассмотрим, как рассчитать холодопроизводительность холодильной камеры. Сначала мы рассмотрим источники тепла, а затем рассмотрим рабочий пример того, как выполнить расчет охлаждающей нагрузки холодильной камеры на упрощенном примере. Прокрутите вниз, чтобы посмотреть видеоурок.
Хотите бесплатное программное обеспечение для расчета холодильных камер?
Загрузите Coolselector®2 бесплатно -> Нажмите здесь
С Danfoss вы можете строить устойчивые и эффективные холодильные камеры. Их широкий ассортимент продукции и ведущий на рынке опыт применения позволяют вам думать наперед и соблюдать будущие нормативы по хладагентам и энергетике. Займитесь защитой окружающей среды и опередите конкурентов без
компромисс по производительности.
Что такое холодная комната?
Холодильная камера используется для хранения скоропортящихся продуктов, таких как мясо и овощи, чтобы замедлить их порчу и сохранить их свежими как можно дольше. Тепло ускоряет их порчу, поэтому продукты охлаждаются за счет отвода тепла.
Для отвода тепла мы используем холодильную систему, так как это позволяет точно и автоматически регулировать температуру, чтобы сохранить товар как можно дольше.
Чтобы отвести тепло, нам нужно знать, какова будет нагрузка на охлаждение. Холодопроизводительность меняется в течение дня, поэтому в большинстве случаев рассчитывается средняя холодопроизводительность и холодопроизводительность.
Источники тепла в холодильной камере
Откуда берется все тепло, которое нам нужно отводить?
Обычно 5-15% приходится на нагрузки передачи. Это тепловая энергия, передаваемая через крышу, стены и пол в холодильную камеру. Тепло всегда течет от горячего к холодному, и внутренняя часть холодной комнаты, очевидно, намного холоднее, чем ее окружение, поэтому тепло всегда пытается проникнуть в пространство из-за этой разницы температур. Если холодильная камера подвергается воздействию прямых солнечных лучей, то теплопередача будет выше, поэтому необходимо будет применить дополнительную поправку, чтобы учесть это.
Затем у нас есть нагрузки продуктов, на которые обычно приходится 55-75% нагрузки на охлаждение. Это объясняет тепло, которое вводится в холодильную камеру при поступлении новых продуктов. Это также энергия, необходимая для охлаждения, замораживания и дальнейшего охлаждения после замораживания. Если вы просто охлаждаете продукты, вам нужно учитывать только явную тепловую нагрузку. Если вы замораживаете продукт, вам необходимо учитывать скрытую теплоту, поскольку происходит фазовый переход. В течение этого времени энергия используется, но вы не увидите изменения температуры, пока продукт переходит из состояния жидкости в состояние льда. Для дальнейшего охлаждения этой пищи ниже точки замерзания требуется дополнительная энергия, что опять-таки является ощутимым теплом. Вам также необходимо учитывать упаковку, поскольку она также будет охлаждаться. Наконец, если вы охлаждаете фрукты и овощи, то эти продукты являются живыми, и они будут выделять некоторое количество тепла, поэтому вам также нужно будет учитывать это удаление.
Следующее, что нужно учитывать, это внутренние нагрузки, которые составляют около 10-20%. Это тепло, выделяемое людьми, работающими в холодильной камере, освещением и оборудованием, таким как вилочные погрузчики и т. д. Поэтому для этого вам необходимо учитывать, какое оборудование будет использоваться сотрудниками для перемещения продуктов в а вне магазина сколько тепла будут отдавать они и оборудование и суточная продолжительность.
Затем нам необходимо рассмотреть холодильное оборудование в помещении, на которое будет приходиться около 1-10% от общей нагрузки на охлаждение. Для этого нам нужно знать мощность двигателей вентиляторов и оценить, как долго они будут работать в течение каждого дня, а затем мы также хотим учесть любое тепло, передаваемое в помещение при размораживании испарителя.
Последнее, что нам нужно учитывать, это инфильтрация, которая снова добавляет 1-10% к охлаждающей нагрузке. Это происходит, когда дверь открывается, поэтому происходит передача тепла в пространство через воздух. Еще одно соображение — вентиляция. Фрукты и овощи выделяют углекислый газ, поэтому в некоторых магазинах потребуется вентилятор, этот воздух необходимо охлаждать, поэтому вы должны учитывать это, если он используется.
Расчет холодильной нагрузки – пример работы холодильной камеры
Рассмотрим упрощенный пример расчета холодопроизводительности холодильной камеры. Теперь, если вы делаете это для реального примера, я рекомендую вам использовать программное обеспечение для проектирования, такое как приложение Danfoss coolselector, для скорости и точности. Скачать здесь -> http://bit.ly/2Ars6yF
Нагрузка передачи
- Размеры нашего холодильного склада составляют 6 м в длину, 5 м в ширину и 4 м в высоту.
- Окружающий воздух 30°c при относительной влажности 50%, внутренний воздух 1°C при относительной влажности 95 %
- Стены, крыша и пол изолированы полиуретаном толщиной 80 мм со значением U 0.28 Вт/м 2 .K.
- Температура земли 10°C.
Просто отметим, что производитель должен сообщить вам значение u для изоляционных панелей, если нет, то вам нужно будет его рассчитать.
Для расчета нагрузки передачи будем использовать формулу
Q = U x A x (температура на выходе – температура на входе) x 24 ÷ 1000.
- Q= кВтч/день тепловая нагрузка
- U = значение изоляции U (это значение нам уже известно) (Вт/м 2 .K)
- A = площадь стен, крыши и пола (рассчитаем) (м 2 )
- Temp in = температура воздуха в помещении (°C)
- Temp out = температура наружного воздуха (°C)
- 24 = часов в сутках
- 1000 = преобразование ватт в кВт.
Рассчитать «A» довольно легко, это просто размер каждой внутренней стены, поэтому введите числа, чтобы найти площадь каждой стены, крыши и пола.
Сторона 1 = 6 м x 4 м = 24 м 2
Сторона 2 = 6 м x 4 м = 24 м 2
Сторона 3 = 5 м x 4 м = 20 м 2
Сторона 4 = 5 м x 4 м = 20 м 2
Крыша = 5м х 6м = 30м 2
Этаж = 5 м х 6 м = 30 м 2
Затем мы можем запустить эти числа в формулу, которую мы видели ранее, вам нужно будет рассчитать пол отдельно от стен и крыши, поскольку разница температур под полом отличается, поэтому теплопередача будет другой.
Стены и крыша
Q = U x A x (температура на выходе – температура на входе) x 24 ÷ 1000
Q = 0.28 Вт/м 2 .K x 113 м 2 x (30°C – 1°C) x 24 ÷ 1000
Q = 22 кВтч/день
[113 м 2 = 24 м 2 + 24 м 2 + 20 м 2 + 20 м 2 + 30 м 2 + 30 м 2 ]
Пол
Q = U x A x (температура на выходе – температура на входе) x 24 ÷ 1000
Q = 0.28 Вт/м 2 .K x 30 м 2 x (10°C – 1°C) x 24 ÷ 1000
Q = 1.8 кВтч/день
Если пол не утеплен, вам нужно будет использовать другую формулу, основанную на эмпирических данных..
Суммарный дневной прирост трансмиссионного тепла = 22 кВтч/день + 1.8 кВтч/день = 23.8 кВтч/день
Помните, что если ваша холодная комната находится под прямыми солнечными лучами, вам также необходимо учитывать энергию солнца.
Загрузка продукта – Обмен продуктами
Далее мы рассчитаем охлаждающую нагрузку от обмена продуктами, то есть тепла, поступающего в холодильную камеру от новых продуктов, которые имеют более высокую температуру.
В этом примере мы будем хранить яблоки, мы можем найти удельную теплоемкость яблок, но помните, что если вы замораживаете продукты, то продукты будут иметь разную удельную теплоемкость при охлаждении, замораживании и переохлаждении, поэтому вы нужно учитывать это и рассчитывать это отдельно, но в этом примере мы просто охлаждаем.
Ежедневно поступает 4,000 кг новых яблок с температурой 5°C и удельной теплоемкостью 3.65 кДж/кг°C.
Тогда мы можем использовать формулу
Q = mx Cp x (ввод температуры – сохранение температуры) / 3600.
- Q = кВтч/день
- CP = удельная теплоемкость продукта (кДж/кг°C)
- m = масса новых продуктов каждый день (кг)
- Temp enter = температура продуктов на входе (°C)
- Temp store = температура в хранилище (°C)
- 3600 = перевести из кДж в кВтч.
Q = mx Cp x (ввод температуры – сохранение температуры) / 3600
Q = 4,000 кг x 3.65 кДж/кг·°C x (5°C – 1°C) / 3600.
Q = 16кВтч/день
Загрузка продукта – Дыхание продукта
Далее мы вычисляем дыхание продукта, это тепло, выделяемое живыми продуктами, такими как фрукты и овощи. Они будут генерировать тепло, поскольку они все еще живы, поэтому мы охлаждаем их, чтобы замедлить их износ и сохранить их дольше.
Для этого примера я использовал 1.9 кДж/кг в день в качестве среднего, но эта скорость меняется со временем и в зависимости от температуры. В этом примере мы используем эмпирическое значение только для упрощения расчетов, поскольку эта нагрузка на охлаждение не считается критической. Если вам нужно рассчитать критическую нагрузку, вы должны использовать большую точность. В этом примере в магазине хранится 20,000 XNUMX кг яблок.
Для расчета воспользуемся формулой
Q = мх соотв. / 3600
- Q = кВтч/день
- m = масса продукта на складе (кг)
- resp = теплота дыхания продукта (1.9 кДж/кг)
- 3600 = переводит кДж в кВтч.
Q = мх соотв. / 3600
Q = 20,000 1.9 кг x 3600 кДж/кг / XNUMX
Q = 10.5кВтч/день
Для раздела продукта мы суммируем обмен продукта 16 кВтч/день и дыхательную нагрузку 10.5 кВтч/день, чтобы получить общую нагрузку продукта 26.5 кВтч/день.
Внутренняя тепловая нагрузка – Люди
Далее мы рассчитаем внутренние нагрузки от людей, работающих в холодильной камере, поскольку люди выделяют тепло, и нам нужно это учитывать.
Предположим, что 2 человека работают в магазине по 4 часа в день, и мы можем посмотреть вверх и увидеть, что при этой температуре они будут выделять внутри около 270 Вт тепла в час.
Мы будем использовать формулу:
Q = люди х время х тепло / 1000
- Q = кВтч/день
- люди = сколько людей внутри
- время = продолжительность времени, которое они проводят внутри каждый день на человека (часы)
- тепло = потери тепла на человека в час (Ватт)
- 1,000 просто конвертирует ватты в кВт.
Q = люди х время х тепло / 1000
Q = 2 х 4 часа х 270 Вт / 1000
Q = 2.16 кВтч/день
Внутренняя тепловая нагрузка – Освещение
Затем мы можем рассчитать тепло, выделяемое освещением, это довольно просто сделать, и мы можем использовать формулу
Q= лампы x время x мощность/1000
- Q = кВтч/день,
- лампы = количество ламп в холодильной камере
- время = часы использования в день
- мощность = номинальная мощность ламп
- 1000 = преобразует ватты в кВт.
Если у нас есть 3 лампы по 100 Вт каждая, работающие по 4 часа в день, расчет будет таким:
Q= лампы x время x мощность/1000
Q= 3 х 4 часа х 100 Вт / 1000
Q= 1.2 кВтч/день
Для общей внутренней нагрузки мы затем просто суммируем нагрузку людей (2.16 кВтч/день) и нагрузку освещения (1.2кВтч/день), чтобы получить значение 3.36кВтч/день.
Нагрузка оборудования – двигатели вентиляторов
Теперь мы можем рассчитать тепловыделение двигателей вентиляторов испарителя. Для этого мы можем использовать формулу:
Q = вентиляторы x время x мощность / 1000
- Q = кВтч/день
- вентиляторы = количество фанатов
- время = ежедневные часы работы вентилятора (часы)
- мощность = номинальная мощность двигателей вентиляторов (Вт)
- 1000 = конвертировать из ватт в кВт.
В этом испарителе для холодильной камеры мы будем использовать 3 вентилятора мощностью 200 Вт каждый и предполагаем, что они будут работать 14 часов в день.
Q = вентиляторы x время x мощность / 1000
Q = 3 х 14 часов х 200 Вт / 1000
Q = 8.4кВтч/день
Нагрузка оборудования – двигатели вентиляторов
Теперь рассчитаем тепловую нагрузку, вызванную разморозкой испарителя. Для расчета воспользуемся формулой:
Q = мощность x время x циклы x эффективность
- Q = кВтч/день,
- мощность = номинальная мощность нагревательного элемента (кВт)
- время = время работы оттаивания (часы)
- циклы = сколько раз в день будет выполняться цикл оттаивания
- КПД = какой % тепла будет передан в помещение.
В этом примере в нашей холодильной камере используется электрический нагревательный элемент мощностью 1.2 кВт, он работает по 30 минут 3 раза в день, и, по оценкам, 30% всей потребляемой энергии просто передается в холодильную камеру.
Q = мощность x время x циклы x эффективность
Q = 1.2 кВт х 0.5 часа х 3 х 0.3
Q = 0.54кВтч/день
Тогда общая нагрузка на оборудование равна тепловой нагрузке вентилятора (8.4 кВтч/день) плюс тепловая нагрузка разморозки (0.54 кВтч/день), что, таким образом, равняется 8.94 кВтч/день.
Инфильтрационная нагрузка
Теперь нам нужно рассчитать тепловую нагрузку от инфильтрации воздуха. Я собираюсь использовать упрощенное уравнение, но в зависимости от того, насколько критичен ваш расчет, вам может понадобиться использовать другие, более полные формулы для достижения большей точности. Мы будем использовать формулу:
Q = изменения x объем x энергия x (температура на выходе – температура на входе) / 3600
- Q = кВтч/день
- изменения = количество изменений объема в день
- объем = объем холодильной камеры
- энергия = энергия на кубический метр на градус Цельсия
- Temp out – температура воздуха на улице
- Temp in – это температура воздуха внутри
- 3600 просто перевести из кДж в кВтч.
Мы оценим, что будет происходить 5 объемных воздухообменов в день из-за того, что дверь открыта, объем рассчитывается как 120 м 3 , каждый кубический метр нового воздуха обеспечивает 2 кДж/°C, температура наружного воздуха 30°C, а воздух внутри 1°C
Q = изменения x объем x энергия x (температура на выходе – температура на входе) / 3600
Q = 5 x 120 м 3 x 2 кДж/°C x (30°C – 1°C) / 3600
Q = 9.67 кВтч/день
Общая холодильная нагрузка
Для расчета общей нагрузки на охлаждение мы просто просуммируем все рассчитанные значения.
Нагрузка на передачу: 23.8 кВтч/день
Продуктовая нагрузка: 26.5 кВтч/день
Внутренняя нагрузка: 3.36 кВтч/день
Нагрузка на оборудование: 8.94 кВтч/сутки
Инфильтрационная нагрузка: 9.67 кВтч/день
Всего = 72.27 кВтч/день
Коэффициент безопасности
Затем мы также должны применить коэффициент безопасности к расчету, чтобы учесть ошибки и отклонения от проекта. Как правило, чтобы покрыть это, к расчету добавляют от 10 до 30 процентов, я выбрал 20% в этом примере, так что просто умножьте нагрузку на охлаждение на коэффициент безопасности 1.2, чтобы получить нашу общую нагрузку на охлаждение 86.7 кВтч / день.
Определение холодопроизводительности
Последнее, что нам нужно сделать, это рассчитать холодопроизводительность, чтобы справиться с этой нагрузкой, общий подход состоит в том, чтобы усреднить общую ежедневную холодопроизводительность по времени работы холодильной установки. Для этого я рассчитываю, что устройство будет работать 14 часов в день, что довольно типично для такого размера и типа магазина. Таким образом, наша общая холодильная нагрузка 86.7 кВтч/день, разделенная на 14 часов, означает, что наша холодильная установка должна иметь мощность 6.2 кВт, чтобы в достаточной мере удовлетворить эту холодовую нагрузку.
