วิธีการคำนวณความร้อนสำหรับระบบทำความเย็น

1. หมวดหมู่ของภาระความร้อน

ระบบทำความเย็นได้รับผลกระทบจากแหล่งที่มาของความร้อนหลายแหล่ง:

การส่งผ่านความร้อนผ่านซองอาคาร- การนำผ่านผนังหลังคาพื้น

รังสีแสงอาทิตย์- ผ่านหลังคาและหน้าต่าง (ถ้ามี)

การแทรกซึมของอากาศและการระบายอากาศ- อากาศชื้นอุ่นเข้าสู่ประตูหรือการรั่วไหล

ภาระผลิตภัณฑ์- ความร้อนถูกลบออกจากสินค้าที่ถูกทำให้เย็นลงหรือแช่แข็ง

อุปกรณ์ส่องสว่างและไฟฟ้า- ความร้อนที่ปล่อยออกมาภายในพื้นที่แช่เย็น

ภาระการเข้าพัก- ความร้อนที่สมเหตุสมผลจากคนงานในห้อง

กระบวนการและอุปกรณ์เสริม- มอเตอร์, สายพาน, ปั๊ม, ฯลฯ

เบี้ยเลี้ยงเพิ่มเติม- การละลายน้ำแข็งการเปิดประตูบ่อยครั้งและระยะขอบความปลอดภัย

2. สูตรทั่วไป

การนำ (ผ่านผนัง/หลังคา/พื้น):

qcond=u⋅a⋅Δtq_ {cond}=u \\ cdot a \\ cdot \\ delta tqcond=u⋅a⋅Δt

UUU: ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวม (w/m²· k)

AAA: พื้นที่ผิว (m²)

Δt \\ delta tΔt: ความแตกต่างของอุณหภูมิ (k)

การแทรกซึมของอากาศ / การระบายอากาศ:

m˙=ach⋅v/3600⋅ρ \\ dot m=ach \\ cdot v/3600 \\ cdot \\ rhom˙=ach⋅v/3600⋅ρ qinf =}} \\ cdot \\ delta tqinf=m˙⋅cp⋅Δt

Achachach: อัตราการเปลี่ยนแปลงอากาศ (1/h)

VVV: ปริมาณห้อง (M³)

ρ \\ rhoρ: ความหนาแน่นของอากาศ (kg/m³, ประมาณ . 1.2)

CPC_PCP: ความร้อนจำเพาะของอากาศ (≈1.005 kJ/kg · K)

โหลดความเย็นของสินค้า:

qProd=m⋅cpprod⋅Δt3600q_ {prod}=\\ frac {m \\ cdot c_p^{prod} \\ cdot \\ delta t} {3600} qprod =3600

MMM: มวลผลิตภัณฑ์ (กิโลกรัม)

cpprodc_p^{prod} cpprod: ความร้อนจำเพาะของผลิตภัณฑ์ (kj/kg · k)

Δt \\ delta tΔt: อุณหภูมิลดลง (k)

แสงและอุปกรณ์:
เพียงเพิ่มพลังงานที่ได้รับการจัดอันดับใน KW

การเข้าพัก (คน):
ความร้อนที่สมเหตุสมผลต่อคน≈ 70–100 W

โหลดทั้งหมดพร้อมระยะขอบความปลอดภัย:

qtotal=∑qiq_ {total}=\\ sum q_iqtotal=∑qi qdesign=qtotal⋅ (1+ (1 + \\ text {margin}) qdesign=qtotal ⋅ (1+ ระยะขอบ)

โดยทั่วไปมาร์จิ้น 5–15%

3. ขั้นตอน - โดย - ตัวอย่างขั้นตอน

เงื่อนไขการออกแบบ (ตัวอย่าง):

ขนาดห้อง: 6.0 × 4.0 × 3.0 m →ระดับเสียง=72 m³

ภายในอุณหภูมิ: 2 องศา

อุณหภูมิภายนอก: 30 องศา

u - ค่า: ผนัง 0.5, หลังคา 0.3, ชั้น 0.4 W/m²k

การเปลี่ยนแปลงของอากาศ: 0.5 ach

ผลิตภัณฑ์: 200 กก., เย็นจาก 20 องศาถึง 2 องศา, cp =3.5 c_p=3.5 cp =3.5 kj/kg · k

แสง: 200 W, อุปกรณ์: 500 W

การเข้าพัก: 2 คน× 70 W ความร้อนที่สมเหตุสมผล

มาร์จิ้นความปลอดภัย: 10%

การคำนวณ:

พื้นที่:

ผนัง: 2 (l+w) h =60 m22 (l+w) h=60 \\ m²2 (l+w) h =60 m2

หลังคา=ชั้น=6 × 4=24 m26 × 4=24 \\ m²6× 4=24 m2

ΔT:
Δt =30 - 2=28 k \\ delta t=30 - 2=28 \\ kΔt =30 - 2=28 k

โหลดการนำ:

ผนัง: 0.5 × 60 × 28=840 w =0.840 kw0.5 × 60 × 28=840 w=0.840 kw0.5 × 60 × 28=840 w {=0.840} kw

หลังคา: 0.3 × 24 × 28=201.6 w =0.202 kw0.3 × 24 × 28=201.6 w=0.202 kw0.3 × 24 × 28=201.6 w =0.202 kw

ชั้น: 0.4 × 24 × 28=268.8 w =0.269 kw0.4 × 24 × 28=268.8 w=0.269 kw0.4 × 24 × 28=268.8 w =0.269 kw

การแทรกซึม:
m˙ =0.5 × 72/3600 × 1.2=0.012 kg/s \\ dot m=0.5 × 72/3600 × {{7} \\ \\ kg/sm˙ =0.5} × 72/3600

qinf =0.012 × 1.005 ×28≈0.338 kwq_ {inf}=0.012 × 1.005 × 28 ≈ 0.338 \\ kwqinf {{9} × 1.005 ×28≈0.338 kw

ภาระสินค้า:

qprod =200 × 3.5 × 183600=3.5 kwq_ {prod}=\\ frac {200 × 3.5 × 18} {3600}=3.5 \\ kwqprod=3600200}

แสงและอุปกรณ์:

แสง: 0.200 kW

อุปกรณ์: 0.500 kW

การเข้าพัก:
2 × 70W =0.140 kw2 × 70 w=0.140 kw2 × 70w =0.140 kw

รวมก่อนขอบ:

qtotal =0.840+0.202+0.269+0.338+3.5+0.200+0.500+0.140=5.989 kwq_ {total}=0.840 + 0.202 + 0.269 + 0.338 + 3.5 + 0.200 + 0.500 + 0.140=5.989 \\ kwqtotal =0.840+0.202+0.269+0.338+3.5+0.200+0.500+0.140=5.989 kw

ด้วยมาร์จิ้น (10%):

qdesign =5.989 × 1.10=6.59 kwq_ {design}=5.989 × 1.10=6.59 \\ kwqdesign =5.989 × 1.10=6.59 kw

ผลลัพธ์:ความสามารถในการระบายความร้อนที่จำเป็น≈6.6 kW.

4. เคล็ดลับการปฏิบัติ

ใช้หน่วย SI ที่สอดคล้องกันเสมอและแปลง W เป็น KW สำหรับการรายงาน

เลือกค่า u - จากวัสดุก่อสร้าง

พิจารณาผลิตภัณฑ์ - ความจุความร้อนจำเพาะ (ผลไม้เนื้อสัตว์อาหารทะเลต่างกัน)

เพิ่มเบี้ยเลี้ยงสำหรับการเปิดประตูการละลายน้ำแข็งและการทำงานสูงสุด

ใช้เครื่องมือซอฟต์แวร์สำหรับขนาด - ขนาดใหญ่หรือหลาย - โครงการห้อง

ตรวจสอบด้วยการวัดภาคสนามหลังจากการว่าจ้างและปรับหากจำเป็น

บทสรุป

การคำนวณภาระความร้อนเป็นรากฐานที่สำคัญของการออกแบบเครื่องทำความเย็น โดยการพิจารณาอย่างเป็นระบบการแทรกซึมการระบายความร้อนของผลิตภัณฑ์โหลดภายในและการเพิ่มอัตรากำไรขั้นต้นที่เหมาะสมวิศวกรสามารถปรับขนาดอุปกรณ์ทำความเย็นได้อย่างแม่นยำ การคำนวณที่ดี - บ่อช่วยให้มั่นใจได้ทั้งประสิทธิภาพการใช้พลังงานและประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้สำหรับห้องเย็นซุปเปอร์มาร์เก็ตการแปรรูปอาหารและการใช้งานเครื่องทำความเย็นในอุตสาหกรรม