تن تبرید چیست؟
تن تبرید یکی از واحدهای رایج در تهویه مطبوع برای بیان ظرفیت سرمایشی است. بهطور مرسوم یک تن تبرید معادل ظرفیت سرد کردنِ مقدار مشخصی یخ ذوبشونده در یک ساعت تعریف شده بود؛ در عمل معادل عددی آن برابر با 12,000 BTU/h است که تقریباً معادل 3.516852842 کیلووات است. در ادامه نحوه محاسبه تن تبرید به ساده ترین شکل آموزش داده ایم.
واحدها و تبدیلهای رایج
سه واحد پراستفاده عبارتاند از: تن تبرید (TR)، کیلووات (kW) و بیتییو بر ساعت (BTU/h). تبدیلهای مرسوم:
- 1 تن تبرید = 12,000 BTU/h
- 1 تن تبرید ≈ 3.516852842 kW
- 1 kW ≈ 3,412.142 BTU/h
فرمول پایه محاسبه ظرفیت بر اساس جریان آب یا هوا
برای سیستمهای آب سرد (چیلد واتر) فرمول مرسوم به شکل زیر است:
Q (kW) = ρ × V (m³/s) × Cp × ΔT (K)
که در اینجا ρ چگالی آب (≈ 1000 kg/m³)، Cp گرمای ویژه آب (≈ 4.186 kJ/kg·K)، V دبی حجمی به مترمکعب بر ثانیه و ΔT اختلاف دمای رفت و برگشت آب سرد به درجه سانتیگراد است. اگر دبی را بر حسب لیتر بر ثانیه داشته باشیم، کافی است آن را تقسیم بر 1000 کنیم تا به m³/s برسد.
ورودیهای مورد نیاز برای محاسبه
برای محاسبه ظرفیت لازم باید موارد زیر مشخص باشد:
- دبی آب سرد یا هوا (L/s یا m³/s یا CFM)
- ΔT موردنظر در مدار (مثلاً 5°C یا 7°C در چیلد)
- چگالی و گرمای ویژه سیال (معمولاً آب)
- اضافات بار مثل پنجرهها، تجهیزات داخلی، تعداد افراد و تابش خورشید (در محاسبه بار کلی)
محاسبه ظرفیت چیلر (مثال عددی گام به گام)
فرضیات مثال: دبی آب سرد = 1 لیتر بر ثانیه (1 L/s)، ΔT = 5°C.
گامها:
- تبدیل دبی به m³/s: 1 L/s = 0.001 m³/s
- محاسبه جرم جریان: ṁ = ρ × V = 1000 kg/m³ × 0.001 m³/s = 1 kg/s
- محاسبه توان سرمایشی: Q = ṁ × Cp × ΔT = 1 kg/s × 4.186 kJ/kg·K × 5 K = 20.93 kJ/s = 20.93 kW
- تبدیل به تن تبرید: TR = Q (kW) ÷ 3.516852842 ≈ 5.95 TR
- تبدیل به BTU/h: Q (kW) × 3412.142 ≈ 71,416 BTU/h
نتیجه: برای دبی 1 L/s و ΔT برابر 5°C، ظرفیت ≈ 20.93 kW (≈ 5.95 تن تبرید) حاصل میشود.
محاسبه تقریبی براساس مساحت (روش سریع برای انتخاب اولیه)
در پروژههای سریع و پیشبرآوردی میتوان از ضریب بر مترمربع استفاده کرد؛ بهعنوان مثال برای فضاهای اداری بین 80 تا 150 وات بر مترمربع و برای فضاهای پرمصرف بالاتر. این روش صرفاً برای برآورد اولیه است و محاسبات دقیق باید بر اساس بار حرارتی واقعی انجام شود.
ضریب ایمنی و انتخاب ظرفیت نهایی
معمولاً بعد از محاسبه عددی بار، برای انتخاب چیلر یا دستگاه، ضریب ایمنی اندکی (مثلاً 5–15 درصد بسته به نوع کاربرد و احتمال افزودن بار در آینده) اضافه میشود و همچنین انتخاب سیستم بهحسب پیک بار، توان پارتلود و قابلیت ارتقا انجام میشود.
جدول تبدیل سریع
| تن تبرید (TR) | معادل (kW) | معادل (BTU/h) |
|---|---|---|
| 1 | ≈ 3.5169 | 12,000 |
| 5 | ≈ 17.584 | 60,000 |
| 10 | ≈ 35.169 | 120,000 |
| 20 | ≈ 70.337 | 240,000 |
جمع بندی
محاسبه تن تبرید به دو روش کلی انجام میشود: محاسبه دقیق مبتنی بر بار حرارتی و محاسبه از روی جریان سیال (Q = ṁ Cp ΔT). تبدیل بین واحدها کاملاً مشخص است و مثال عددی بالا روش محاسبه را بهصورت عملی نشان میدهد.
سوالات متداول درباره نحوه محاسبه تن تبرید
- چرا ΔT انتخابی در محاسبه مهم است؟
ΔT نشاندهنده اختلاف دمای رفت و برگشت سیال است؛ ΔT بزرگتر به معنی نیاز به دبی کمتر برای همان ظرفیت و بالعکس است؛ انتخاب ΔT استاندارد باید با طراحی هیدرولیکی و ظرفیت پمپ سازگار شود. - آیا میتوان تنها با مترمربع فضا، چیلر انتخاب کرد؟
خیر؛ انتخاب تنها بر اساس مترمربع میتواند منجر به اشتباه شود. فاکتورهایی مثل تابش خورشید، پنجرهها، تجهیزات و تعداد افراد باید در محاسبه بار در نظر گرفته شوند.
