1. Categorie di carico di calore
I sistemi di refrigerazione sono influenzati da più fonti di guadagno di calore:
Trasmissione di calore attraverso la busta dell'edificio- Conduzione attraverso pareti, tetto, pavimento.
Radiazione solare- tramite tetti e finestre (se applicabile).
Infiltrazione d'aria e ventilazione- aria calda umida che entra attraverso porte o perdite.
Carico del prodotto- Calore rimosso dalla merce raffreddata o congelata.
Illuminazione e apparecchiature elettriche- Calore rilasciato all'interno dello spazio refrigerato.
Carico di occupazione- Calore sensibile dai lavoratori all'interno della stanza.
Apparecchiature di processo e ausiliario- Motori, trasportatori, pompe, ecc.
Indennità aggiuntive- Deprostazione, aperture di porte frequenti e margine di sicurezza.
2. Formule comuni
Conduzione (attraverso pareti/tetto/pavimento):
QCOND=u⋅a⋅δtq_ {cond}=U \\ CDOT A \\ CDOT \\ DELTA TQCOND=u⋅a⋅δt
UUU: coefficiente complessivo di trasferimento di calore (w/m² · K)
AAA: superficie (m²)
Δt \\ delta tΔt: differenza di temperatura (k)
Infiltrazione / ventilazione dell'aria:
m˙=ach⋅v/3600⋅ρ \\ dot m=Ach \\ CDOT V/3600 \\ CDOT \\ rhom˙=Ach⋅v/3600⋅ρ qinf=m˙⋅cp⋅cp⋅ Tqinf=m˙⋅cp ⋅δt
Achachach: tasso di cambiamento dell'aria (1/h)
VVV: volume della stanza (m³)
ρ \\ rhoρ: densità dell'aria (kg/m³, ca. . 1.2)
CPC_PCP: calore d'aria specifico (≈1,005 kJ/kg · k)
Carico di raffreddamento del prodotto:
QProd=m⋅cpProd⋅δt3600Q_ {Prod}=\\ frac {m \\ CDot c_p^{Prod} \\ CDot \\ Delta t} {3600} qProd =3600} ⋅cpProd ⋅Δt
MMM: massa del prodotto (kg)
CPPRODC_P^{Prod} CPPROD: calore specifico del prodotto (kJ/kg · k)
Δt \\ delta TΔt: caduta di temperatura (k)
Illuminazione e attrezzatura:
Basta aggiungere il potere nominale in KW.
Occupazione (persone):
Calore sensibile per persona ≈ 70–100 W.
Carico totale con margine di sicurezza:
Qtotal=∑qiq_ {total}=\\ sum q_iqtotal=∑qi qdesign=qtotal⋅ ({1+ margin) q_ {Design} =}} q_ (1 + \\ text {margin}) qdesign=qtotal ⋅ (1+ margine)
Margine in genere 5-15%.
3. Passaggio - di - Esempio di passaggio
Condizioni di progettazione (esempio):
Dimensioni della stanza: 6.0 × 4,0 × 3.0 m → Volume=72 m³
Inside Temp: 2 gradi
Temp: 30 gradi
U - Valori: pareti 0,5, tetto 0,3, pavimento 0.4 w/m²k
Cambiamenti dell'aria: 0,5 ACH
Prodotto: 200 kg, raffreddato da 20 gradi a 2 gradi, cp =3.5 c_p=3.5 cp =3.5 kj/kg · k
Illuminazione: 200 w, attrezzatura: 500 w
Occupazione: 2 persone × 70 w calore sensibile
Margine di sicurezza: 10%
Calcoli:
Aree:
Muri: 2 (l+w) h =60 m22 (l+w) h=60 \\ m²2 (l+w) h =60 m2
Roof=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
Carichi di conduzione:
Walls: 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 Kw
Roof: 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 Kw
Pavimento: 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
Infiltrazione:
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 =0.012 × 1.005 × 28≈0.338 kw
Carico del prodotto:
QProd =200 × 3.5 × 183600=3.5 kwq_ {Prod}=\\ frac {200 × 3.5 × 18} {3600}=3.5 \\ kwqprod =3600200 × 3.5 × 18 {{13}
Illuminazione e attrezzatura:
Illuminazione: 0,200 kW
Attrezzatura: 0,500 kW
Occupazione:
2 × 70w =0.140 KW2 × 70 W=0.140 KW2 × 70W =0.140 KW
Totale prima del margine:
Qtotal =0.840+0.202+0.269+0.338+3.5+0.200+0.500+0.140=5.989 kwq_ {totale}=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
Con margine (10%):
Qdesign =5.989 × 1.10=6.59 kwq_ {design}=5.989 × 1.10=6.59 \\ kwqdesign =5.989 × 1.10=6.59 kw
Risultato:Capacità di raffreddamento richiesta ≈6,6 kW.
4. Suggerimenti pratici
Usa sempre unità SI coerenti e converti W in KW per i report.
Seleziona i valori realistici u - dai materiali di costruzione.
Considera il prodotto - capacità di calore specifiche (frutti, carne, frutti di mare differiscono).
Aggiungi indennità per aperture delle porte, scongelamento e operazione di picco.
Usa gli strumenti software per progetti di stanza di grandi dimensioni - o multi -.
Verificare con le misurazioni sul campo dopo la messa in servizio e adeguare se necessario.
Conclusione
Il calcolo del carico termico è la pietra angolare del design della refrigerazione. Considerando sistematicamente la conduzione, l'infiltrazione, il raffreddamento del prodotto, i carichi interni e l'aggiunta di un adeguato margine di sicurezza, gli ingegneri possono dimensioni dell'attrezzatura di refrigerazione in modo accurato. Un carico calcolato - - garantisce sia efficienza energetica che prestazioni affidabili per stanze fredde, supermercati, trasformazione alimentare e applicazioni di refrigerazione industriale.
