طرق حساب الحمل الحراري لأنظمة التبريد

1. فئات الحمل الحراري

تتأثر أنظمة التبريد بمصادر متعددة لاكتساب الحرارة:

انتقال الحرارة من خلال مظروف البناء- التوصيل من خلال الجدران ، والسقف ، والأرضية.

الإشعاع الشمسي- من خلال الأسطح والنوافذ (إن أمكن).

تسلل الهواء والتهوية- الهواء الرطب الدافئ يدخل من خلال الأبواب أو التسريبات.

تحميل المنتج- تمت إزالة الحرارة من البضائع التي يتم تبريدها أو تجميدها.

الإضاءة والمعدات الكهربائية- الحرارة التي تم إطلاقها داخل الفضاء المبرد.

حمل الإشغال- حرارة معقولة من العمال داخل الغرفة.

العملية والمعدات المساعدة- المحركات ، الناقلات ، المضخات ، إلخ.

بدلات إضافية- إزالة الجليد ، فتحات الأبواب المتكررة ، وهامش السلامة.

2. الصيغ الشائعة

التوصيل (من خلال الجدران/السقف/الكلمة):

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

UUU: معامل نقل الحرارة بشكل عام (W/M² · K)

AAA: مساحة السطح (M²)

ΔT \\ Delta TΔT: اختلاف درجة الحرارة (K)

تسلل الهواء / التهوية:

M˙=ach⋅v/3600⋅ρ \\ dot m=ach \\ cdot v/3600 \\ cdot \\ rhom˙=ach⋅v/3600⋅ρ Qinf=m˙⋅cp⋅Δtq_ \\ cdot \\ delta tqinf=m˙⋅cp ⋅δt

Achachach: معدل تغيير الهواء (1/ساعة)

VVV: حجم الغرفة (M³)

ρ \\ rhoρ: كثافة الهواء (kg/m³ ، تقريبا . 1.2)

CPC_PCP: حرارة محددة للهواء (.1.005 كيلو جول/كجم · ك)

تحميل تبريد المنتج:

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

MMM: كتلة المنتج (كغ)

cpprodc_p^{prod} cpprod: حرارة محددة للمنتج (kj/kg · k)

ΔT \\ Delta TΔT: انخفاض درجة الحرارة (K)

الإضاءة والمعدات:
ببساطة أضف القوة المقدرة في كيلوواط.

الإشغال (الناس):
حرارة معقولة للشخص الواحد. 70-100 دبليو.

إجمالي الحمل مع هامش السلامة:

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

الهامش عادة 5-15 ٪.

3. الخطوة - بواسطة - مثال الخطوة

ظروف التصميم (مثال):

أبعاد الغرفة: 6.0 × 4.0 × 3.0 م → حجم=72 m³

داخل درجة الحرارة: 2 درجة

خارج درجة الحرارة: 30 درجة

u - القيم: الجدران 0.5 ، السقف 0.3 ، الأرضية 0.4 واط/م²

تغييرات الهواء: 0.5 ACH

المنتج: 200 كجم ، تم تبريده من 20 درجة إلى 2 درجة ، cp =3.5 c_p=3.5 cp =3.5 kj/kg · k

الإضاءة: 200 واط ، المعدات: 500 واط

الإشغال: شخصان × 70 واط حرارة معقولة

هامش السلامة: 10 ٪

الحسابات:

المناطق:

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

السقف=floor=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

أحمال التوصيل:

الجدران: 0.5 × 60 × 28=840 w =0.840 kw0.5 × 60 × 28=840 w=0.840 kw0.5 × 60 ×

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

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

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

Qinf =0.012 × 1.005 × 28≈0.338 kwq_ {inf}=0.012 × 1.005 × 28 ≈ 0.338 \\ kwqinf

تحميل المنتج:

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

الإضاءة والمعدات:

الإضاءة: 0.200 كيلوواط

المعدات: 0.500 كيلوواط

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

المجموع قبل الهامش:

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

مع الهامش (10 ٪):

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

نتيجة:سعة التبريد المطلوبة ≈6.6 كيلوواط.

4. نصائح عملية

استخدم دائمًا وحدات SI متسقة وتحويل W إلى KW للإبلاغ.

حدد القيم الواقعية u - من مواد البناء.

النظر في المنتج - قدرات حرارة محددة (الفواكه واللحوم والمأكولات البحرية تختلف).

أضف البدلات لفتحات الأبواب ، وإزالة الجليد ، وتشغيل الذروة.

استخدم أدوات البرمجيات لمشاريع الغرفة - الكبيرة أو multi -.

تحقق من قياسات الميدان بعد التكليف والتكيف إذا لزم الأمر.

خاتمة

حساب الحمل الحراري هو حجر الزاوية في تصميم التبريد. من خلال النظر بشكل منهجي في التوصيل والتسلل وتبريد المنتجات والأحمال الداخلية وإضافة هامش أمان مناسب ، يمكن للمهندسين حجم معدات التبريد بدقة. يضمن الحمل المحسوب - كفاءة الطاقة والأداء الموثوق به للغرف الباردة ومحلات السوبر ماركت ومعالجة الأغذية وتطبيقات التبريد الصناعي.