1. Категории топлинно натоварване
Системите за хладилник са засегнати от множество източници на печалба от топлина:
Топлинна трансмисия чрез плик за сгради- Провеждане през стени, покрив, под.
Слънчева радиация- през покриви и прозорци (ако е приложимо).
Въздушна инфилтрация и вентилация- Топъл влажен въздух, влизащ през врати или течове.
Натоварване на продукта- Топлината, отстранена от стоките, които се охлаждат или замразяват.
Осветление и електрическо оборудване- Топлината, освободена вътре в хладилното пространство.
Натоварване на заетост- Разумна топлина от работници вътре в стаята.
Процес и спомагателно оборудване- двигатели, транспортьори, помпи и т.н.
Допълнителни надбавки- Размразяване, чести отвори на вратите и марж на безопасност.
2. Общи формули
Провеждане (през стени/покрив/под):
Qcond=U⋅aaΔTq_ {cond}=u \\ cdot a \\ cdot \\ delta tqcond=U⋅a⋅ΔT
UUU: Общ коефициент на топлопреминаване (w/m² · k)
AAA: Повърхностна площ (М²)
Δt \\ delta tΔT: температурна разлика (k)
Въздушна инфилтрация / вентилация:
m˙=achhv/3600⋅ρ \\ dot m=ach \\ cdot v/3600 \\ cdot \\ rom˙=achhp/3600⋅ρ qinf=m˙⋅cppphtq_ {inf}=\\ dot \\ cdot \\ delta tqinf=m˙⋅Cp ⋅ΔT
Achachach: Степента на промяна на въздуха (1/h)
VVV: обем на стаята (M³)
ρ \\ rhoρ: плътност на въздуха (kg/m³, приблизително . 1.2)
CPC_PCP: Специфична топлина на въздуха (≈1,005 kJ/kg · k)
Охлаждане на продукта:
Qprod=m⋅CPPRODрно
MMM: Маса на продукта (kg)
cpprodc_p^{prod} cpprod: специфична топлина на продукта (kj/kg · k)
Δt \\ delta tΔT: спад на температурата (k)
Осветление и оборудване:
Просто добавете номиналната мощност в KW.
Заетост (хора):
Сесивна топлина на човек ≈ 70–100 W.
Общо натоварване с марж на безопасност:
Qtotal=∑QiQ_{total}=\\sum Q_iQtotal=∑Qi Qdesign=Qtotal⋅(1+margin)Q_{design}=Q_{total} \\cdot (1 + \\ text {margin}) qdesign=qtotal ⋅ (1+ марж))
Маржът обикновено 5–15%.
3. Стъпка - от - Стъпка пример
Условия за проектиране (пример):
Размери на стаята: 6.0 × 4.0 × 3.0 m → Обем=72 m³
Вътрешна температура: 2 градуса
Външна температура: 30 градуса
U - Стойности: стени 0,5, покрив 0,3, под 0,4 w/m²k
Промяна на въздуха: 0,5 ACH
Продукт: 200 кг, охладено от 20 градуса до 2 градуса, CP =3.5 C_P=3.5 cp =3.5 kj/kg · k
Осветление: 200 W, оборудване: 500 W
Заетост: 2 души × 70 W Се разумна топлина
Марж на безопасността: 10%
Изчисления:
Области:
Стени: 2 (l+w) h =60 m22 (l+w) h=60 \\ m²2 (l+w) h =60 m2
Покрив=етаж=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
Проводими товари:
Walls: 0.5×60×28=840W=0.840kW0.5 × 60 × 28=840 W=0.840 kW0.5×60×28=840W=0.840kW
Покрив: 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
Етаж: 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
Инфилтрация:
M˙ =0.5 × 72/3600 × 1.2=0.012 kg/s \\ dot m=0.5 × 72/3600 × 1.2=0.012 \\ kg/sm˙ =0.5 × 72/3600 × 1.2=0.012 kg/s
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
Натоварване на продукта:
Qprod =200 × 3.5 × 183600=3.5 kwq_ {prod}=\\ frac {200 × 3.5 × 18} {3600}=3.5 \\ kwqprod {{10} × × 3.5 × 18 =3.5} kW × 3.5 × 18 =3.5 kW
Осветление и оборудване:
Осветление: 0,200 кВт
Оборудване: 0,500 кВт
Заетост:
2 × 70W =0.140 kw2 × 70 w=0.140 kw2 × 70w =0.140 kw
Общо преди марж:
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
С марж (10%):
Qdesign =5.989 × 1.10=6.59 kwq_ {design}=5.989 × 1.10=6.59 \\ kwqdesign =5.989 × 1.10=6.59 kw
Резултат:Необходим капацитет за охлаждане ≈6.6 kW.
4. Практически съвети
Винаги използвайте последователни SI единици и конвертирайте W в KW за отчитане.
Изберете реалистични U - стойности от строителни материали.
Помислете за продукт - Специфични топлинни капацитети (плодове, месо, морски дарове се различават).
Добавете надбавки за отвори за врати, размразяване и работа на пика.
Използвайте софтуерни инструменти за големи - скала или мулти - проекти за стаи.
Проверете с измервания на полето след пускане в експлоатация и коригирайте, ако е необходимо.
Заключение
Изчисляването на топлинното натоварване е крайъгълният камък на дизайна на хладилника. Чрез систематично обмисляне на проводимост, инфилтрация, охлаждане на продукта, вътрешни натоварвания и добавяне на подходящ марж на безопасност, инженерите могат да оразмеят хладилното оборудване точно. Изчисленото натоварване на кладенец - осигурява както енергийна ефективност, така и надеждни показатели за студени помещения, супермаркети, обработка на храни и приложения за индустриални хладилни.
