Máy Tính Công Suất Làm Lạnh

Đầu vào chuẩn cho làm mát phòng: diện tích sàn (m² hoặc ft²), chiều cao trần (m hoặc ft), giá trị R hoặc U của cách nhiệt (m²·K/W hoặc BTU/h·ft²·°F), nhiệt độ thiết kế ngoài, nhiệt độ trong mục tiêu, phơi nắng, số người và mức hoạt động (50 đến 200 W mỗi người lớn ngồi), công suất đèn và giờ sử dụng, nhiệt thiết bị (máy tính, motor, lò), lưu lượng gió tươi (L/s/người hoặc CFM/người) và rò khí qua cửa và khe hở. Với tải sản phẩm (kho lạnh), thêm khối lượng, nhiệt dung riêng, nhiệt độ đầu và cuối, nhiệt ẩn đông đặc (333 kJ/kg nước) và thời gian hạ nhiệt. Đầu ra là tổng tải theo kW hoặc BTU/h, chia thành cảm và ẩn.

Tải cảm là nhiệt làm đổi nhiệt độ không khí mà không đổi độ ẩm: tường hấp nắng, đèn, máy tính và không khí nóng vào qua cửa. Tải ẩn là nhiệt gắn với độ ẩm: người thở ra hơi nước, nấu nướng, rò không khí ngoài ẩm và hơi nước từ tắm rửa. Hai loại cộng thành tổng, và tỷ số nhiệt cảm (SHR = cảm/tổng) quyết định lượng hút ẩm thiết bị phải làm. Làm mát tiện nghi thường có SHR 0,70 đến 0,80 (chủ yếu cảm). Hồ bơi hay siêu thị có SHR khoảng 0,4 (chủ yếu ẩn). Định cỡ chỉ theo tổng mà bỏ qua SHR sẽ không kiểm soát độ ẩm — dàn 100 phần trăm cảm trong phòng tải ẩn cao tạo không khí lạnh nhưng ẩm dính.

Tải sản phẩm có ba phần: (1) Làm lạnh cảm trên điểm đông: m × cp_trên × (T_ban_đầu − T_đông), với cp khoảng 3,5 đến 4,0 kJ/kg·K cho rau quả. (2) Nhiệt ẩn hóa rắn: m × Lf, với Lf = 333 kJ/kg cho nước (nhân với phần khối lượng nước của sản phẩm — 80 đến 95 phần trăm cho rau, 60 đến 75 phần trăm cho thịt). (3) Làm lạnh cảm dưới điểm đông: m × cp_dưới × (T_đông − T_cuối), với cp khoảng 2,0 kJ/kg·K. Cộng ba thành phần và chia cho thời gian hạ nhiệt (giờ) để có công suất. Đừng quên nhiệt hô hấp của rau quả tươi (5 đến 100 mW/kg tùy loại và nhiệt độ) và tải làm lạnh bao bì cộng pallet.

Có. Máy tính này dùng phương pháp tải sản phẩm ba thành phần đầy đủ của ASHRAE mỗi khi nhiệt độ cuối của sản phẩm xuống dưới điểm đông băng bạn đặt. Chọn một mẫu Loại Sản Phẩm (hoặc Tùy Chỉnh) để tự điền nhiệt dung riêng trên điểm đông, điểm đông băng, hàm lượng nước và nhiệt dung riêng đông lạnh (dưới điểm đông), sau đó nhập khối lượng sản phẩm, nhiệt độ đầu và cuối cùng thời gian hạ nhiệt thực tế. Công cụ chia tải sản phẩm thành ba dòng phụ: (1) làm lạnh cảm trên điểm đông m × cp × (T_đầu − T_đông), (2) nhiệt ẩn hóa rắn m × phần nước × 333 kJ/kg, và (3) làm lạnh cảm dưới điểm đông m × cp_dưới × (T_đông − T_cuối). Nó chia tổng cho thời gian hạ nhiệt của bạn thay vì cố định 24 giờ, nên cửa sổ cấp đông nhanh 4 giờ tạo tải tức thời lớn hơn nhiều so với hạ nhiệt chậm qua đêm. Với trường hợp kho lạnh mà nhiệt độ cuối vẫn trên điểm đông, các thành phần ẩn và dưới điểm đông bằng không, kết quả khớp với phép tính cảm nhiệt đơn giản. Một nhãn trong phần phân tích xác nhận khi nào tải nhiệt ẩn/đông đặc đã được tính, để bạn thấy ngay rằng tủ đông được tính cỡ đúng — công thức cũ chỉ tính cảm nhiệt đã tính thiếu cỡ tải tủ đông điển hình từ ba đến năm lần.

Một tấn lạnh (TR) là công suất lạnh cần để đông lạnh một tấn ngắn (2000 lb, 907 kg) nước ở 0 °C trong 24 giờ — đơn vị lịch sử từ ngành thu hoạch đá. Cụ thể, 1 TR = 12.000 BTU/h = 3,517 kW = 3024 kcal/h. Vậy điều hòa dân dụng 5 tấn cho 60.000 BTU/h hay 17,6 kW lạnh. Đơn vị còn dùng trong HVAC vì truyền thống và vì cho thang trực quan: mini split 0,5 đến 2 TR, điều hòa trung tâm dân dụng 2 đến 5 TR, thương mại nhẹ 5 đến 30 TR, chiller từ 50 đến trên 5000 TR. Các nước metric ngày càng dùng kW trực tiếp; nhớ 3,5 kW mỗi tấn khi đọc thông số cũ.

Thông lệ chuẩn: cộng 10 đến 20 phần trăm dư so với tải tính được để an toàn. Dự trữ này bù sai số tính toán, tăng tải tương lai, suy giảm thiết bị và những ngày nắng nóng bất thường vượt nhiệt độ thiết kế. Với ứng dụng tới hạn (data center, phòng mổ, kho vắc-xin) dùng dự phòng N+1 — lắp công suất tổng ít nhất hơn yêu cầu một thiết bị đầy đủ, cho phép bảo trì không mất lạnh. Đừng dư quá 20 đến 30 phần trăm: thiết bị thừa chạy bật-tắt ngắn, lãng phí năng lượng, hút ẩm kém và rút ngắn tuổi máy nén. Máy nén inverter biến tần giúp giảm vấn đề nhưng đắt hơn ban đầu. Luôn lưu hồ sơ giả định thiết kế để kiểm tra sau này.

ASHRAE Fundamentals chương 18 (Tải lạnh và sưởi phi dân dụng) và 17 (dân dụng) cung cấp phương pháp chuẩn (Heat Balance, Radiant Time Series, CLTD/CLF). ACCA Manual J là chuẩn dân dụng Mỹ, được IECC và IRC yêu cầu. Cho thương mại: ASHRAE 90.1, 62.1 (thông gió), 55 (tiện nghi). Cho kho lạnh cụ thể: IIR (International Institute of Refrigeration) Cold Storage Guide, ASHRAE Refrigeration Handbook chương 14 và FDA Food Code (nhiệt độ bảo quản thực phẩm). EN 378 quy định yêu cầu an toàn châu Âu cho hệ thống lạnh. Luôn tính theo tiêu chuẩn được công nhận để thiết kế có thể kiểm toán. Tránh quy tắc kinh nghiệm (BTU trên m²) ngoài kiểm tra sơ bộ — chúng bỏ qua tải quan trọng.

Dàn lạnh điều hòa phải đủ lạnh để ngưng tụ ẩm khỏi không khí nóng ẩm; nếu không, độ ẩm tương đối trong nhà tăng quá mức tiện nghi (40 đến 60 phần trăm ở 22 đến 25 °C theo ASHRAE 55). Kho lạnh chạy 0 °C cần dàn bay hơi thường 5 đến 10 K dưới nhiệt sản phẩm để giữ tốc truyền nhiệt; nhiệt dàn thấp giảm mất nước sản phẩm nhưng tăng tỷ lệ tải ẩn. Với không gian có người, thiết bị phải đạt SHR mục tiêu — SHR quá cao tạo không khí lạnh ẩm; SHR quá thấp hút ẩm dư phải đun lại tốn năng lượng. Biểu đồ psychrometric (xem máy tính liên quan) cho phép vẽ trạng thái khí cấp từ điều kiện phòng và đặc tính dàn lạnh để xác nhận khớp SHR. Không định cỡ có ý thức về độ ẩm sẽ làm tiện nghi và chất lượng sản phẩm kém dù tổng công suất đủ.