مبانی تبدیل واحد مشترک و تبرید

1. کار، انرژی، اسب بخار، ظرفیت خنک کننده

1 ژول (j)=1 وات (w) × 1 ثانیه (s)
(1) واحد انرژی:
سیستم ملی: j, kj; سیستم بریتانیایی: cal، kcal
1 j=0.2388 کالری
(2) واحد برق:
سیستم ملی: w, kw; سیستم بریتانیایی: کیلو کالری در ساعت (کیلو کالری)
1 کیلوکالری در ساعت=1.163w
1 کیلووات=860 کیلوکالری در ساعت
واحدهای رایج: اسب بخار (اسب بخار)، تن تبرید RT
1 اسب بخار=735W
1 RT=3.516 کیلووات =3024 کیلو کالری در ساعت

توجه: تن تبرید: واحد امپریالیستی ظرفیت تبرید است. یک تن تبرید، مقدار خنک‌کننده‌ای است که برای منجمد کردن یک تن آب {{0}} درجه در یخ صفر درجه در عرض ۲۴ ساعت لازم است.
ایالات متحده از 2،{1}} پوند (907.2 کیلوگرم) به عنوان یک تن استفاده می کند. بنابراین، 1 تن تبرید ایالات متحده=12659 kj/h; یعنی: 1 RT=3.516kw
(3) رابطه بین اسب بخار و ظرفیت خنک کننده
در پروژه های کوچک تهویه مطبوع، 1HP به ظرفیت خنک کننده ای اطلاق می شود که می تواند با وارد کردن 735 وات برق به کمپرسور تولید شود. معنی با واحد قدرت عمومی متفاوت است. 1HP در اینجا بر اساس نسبت بهره وری انرژی محاسبه می شود. ژاپن عموماً معتقد است که متوسط ​​نسبت راندمان انرژی کمپرسورهای تهویه مطبوع 3.4 است و ظرفیت خنک کنندگی تولید شده با ورودی 735 وات انرژی الکتریکی 2500 وات است.

2. فشار
نیروی عمودی وارد شده بر واحد سطح را فشار می نامند (از نظر فیزیکی فشار نامیده می شود). واحد بین المللی فشار پاسکال است که به آن Pa گفته می شود و به صورت Pa بیان می شود.
1 فشار اتمسفر استاندارد=0.1MPa=760mmHG ستون جیوه;
1 اتمسفر=1.03323kg/cm2. فشار؛
1MPA=10 فشار اتمسفر=10.3323kg/cm2;
که معادل فشار 10.332 کیلوگرم بر سانتی متر مربع است.
1MPa=1000000 Pa=1.00N/میلی‌متر مربع=(1/9.8) کیلوگرم نیرو/میلی‌متر مربع.

3. دما
پرکاربردترین دماسنج ها: دماسنج جیوه ای و دماسنج الکلی. مقیاس های دمایی دماسنج ها عموماً عبارتند از: مقیاس دمایی سانتیگراد، مقیاس درجه حرارت فارنهایت (مورد استفاده در اروپا و ایالات متحده) و مقیاس دمای مطلق.
1) مقیاس درجه حرارت سلسیوس (درجه): سیستم نمایش دما است که از نقطه انجماد آب خالص در یک اتمسفر به صورت 0 درجه و نقطه جوش 100 درجه استفاده می کند. این دو به 100 قسمت مساوی تقسیم می شوند و هر قسمت 1 درجه تنظیم می شود.
2) مقیاس دمای مطلق (K): نقطه انجماد آب به صورت +273.16K، نقطه جوش 373.16K و از نظر تئوری نقطه ای که حرکت حرارتی مولکول ها در داخل جسم کاملا متوقف می شود، تعیین می شود. به عنوان صفر مطلق، یعنی 0 (K)).
رابطه بین مقیاس دمای سلسیوس و مقیاس دمای مطلق به شرح زیر است: T=t+273.16
3) مقیاس دمای فارنهایت (درجه F): نقطه انجماد آب تحت فشار اتمسفر استاندارد 32 درجه فارنهایت و نقطه جوش 212 درجه فارنهایت تنظیم می شود. بین این دو 180 قسمت مساوی وجود دارد و هر قسمت برابر است. تنظیم به عنوان 1 درجه فارنهایت. این به طور گسترده در کشورهای اروپایی و آمریکایی استفاده می شود.
روابط تبدیل زیر بین سلسیوس و فارنهایت وجود دارد:
t=5(F-32)/9;
F=9t/5+32;
در فرمول:
t - درجه حرارت در درجه سانتیگراد؛
F - دمای فارنهایت؛
4) دمای حباب خشک و دمای حباب مرطوب: دمای حباب خشک دمایی است که توسط یک دماسنج معمولی اندازه گیری می شود. دمای لامپ مرطوب با یک پارچه مرطوب روی دماسنج پیچیده می شود. نشانگر دما به دلیل تبخیر آب کاهش می یابد. دما در این زمان را دمای حباب مرطوب می گویند.

4. حرارت، تبخیر، مایع شدن
راه های انتقال حرارت عبارتند از: رسانش، همرفت و تابش.
همرفت حرارتی: همرفت حرارتی حرکت مایع یا گاز گرم شده برای انتقال گرما است. تابش حرارتی: تابش حرارتی عبارت است از انتشار و انتقال گرما به شکل پرتوهای مادون قرمز.
تبخیر: فرآیندی که طی آن یک ماده از حالت مایع به گاز تبدیل می شود. روشهای تبخیر: تبخیر (تبخیر سطحی)، جوشاندن (تبخیر سطحی و داخلی به طور همزمان). اقدامات برای تسریع تبخیر: افزایش دما و کاهش فشار سطح.
مایع سازی: فرآیندی که طی آن یک ماده از حالت گازی به حالت مایع تبدیل می شود. اقدامات برای سرعت بخشیدن به مایع سازی: کاهش دما و افزایش فشار.

5. گرمای محسوس و گرمای نهان
بار محسوس گرما (خنک کننده محسوس): گرم کردن یک ماده جامد، مایع یا گاز. تا زمانی که شکل آن بدون تغییر باقی بماند، پس از جذب گرما توسط آن، دمای ماده افزایش می یابد. مقدار گرمای جذب شده را می توان بر روی دما نمایش داد. یعنی گرمایی که شکل ماده ای را تغییر نمی دهد اما دمای آن را تغییر می دهد گرمای محسوس نامیده می شود.
بار گرمای نهان (خنک کننده نهان): هنگامی که آب مایع گرم می شود، دمای آب افزایش می یابد. هنگامی که به نقطه جوش می رسد، اگرچه حرارت به طور مداوم اضافه می شود، دمای آب افزایش نمی یابد و در نقطه جوش می ماند. گرمای اضافه شده فقط باعث می شود آب به بخار آب تبدیل شود، یعنی از حالت مایع به گاز تبدیل شود. این نوع گرما که دمای یک ماده را تغییر نمی دهد اما باعث تغییر حالت ماده می شود (که تغییر فاز نیز نامیده می شود) گرمای نهان نامیده می شود.
گرمای کل برابر است با مجموع گرمای محسوس و گرمای نهان: گرمای محسوس/گرمای کل=SHR (نسبت گرمای محسوس).

6. نسبت بازده انرژی تبرید/گرمایی تبرید/مبرد ثانویه
ظرفیت تبرید: ظرفیت تبرید به مجموع گرمای خارج شده از یک فضای بسته، اتاق یا منطقه در واحد زمان اطلاق می شود که یخچالی مانند تهویه مطبوع برای خنک کردن کار می کند.
ظرفیت گرمایشی: ظرفیت گرمایشی به کل ارزش حرارتی ارائه شده توسط سیستم تهویه مطبوع تحت شرایط گرمایش یا سیستم آماده سازی آب گرم در واحد زمان، معمولاً در واحدهای W و KW اشاره دارد.
COP: در شرایط عملیاتی درجه بندی شده و شرایط مشخص، زمانی که تهویه مطبوع عملیات گرمایش پمپ حرارتی را انجام می دهد، نسبت ظرفیت گرمایش به توان ورودی موثر، مقدار آن بر حسب W/W بیان می شود.
EER: در شرایط عملیاتی نامی و شرایط مشخص، زمانی که کولر گازی عملیات سرمایش را انجام می دهد، نسبت ظرفیت خنک کننده به توان ورودی موثر، مقدار آن بر حسب W/W بیان می شود.
مبرد: مبرد که به عنوان مبرد، مبرد و مبرد نیز شناخته می شود، ماده متوسطی است که برای تبدیل انرژی در موتورهای حرارتی مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. این مواد اغلب تحت تغییرات فاز برگشت پذیر (مانند تغییرات فاز گاز به مایع) برای افزایش توان قرار می گیرند. مانند بخار در موتورهای بخار، مبرد در یخچال و غیره. هنگامی که یک موتور بخار عمومی کار می کند، انرژی گرمایی بخار را آزاد می کند و آن را به انرژی مکانیکی برای تولید نیروی محرکه تبدیل می کند. در حالی که مبرد در یخچال برای انتقال حرارت از دمای پایین به دمای بالا استفاده می شود.
مبرد ثانویه: مبرد ثانویه یک محیط خنک کننده میانی است که انتقال گرما از سیستم (شیء یا فضای) در حال خنک شدن به مبرد را در یک دستگاه تبرید خنک کننده غیر مستقیم تکمیل می کند. [1] این محیط خنک کننده میانی، مبرد دوم نیز نامیده می شود. در مهندسی تهویه مطبوع، تولید صنعتی و آزمایش‌های علمی، دستگاه‌های تبرید اغلب برای خنک کردن جسمی که قرار است خنک شود یا برای انتقال انرژی سرد تولید شده توسط دستگاه تبرید در فواصل طولانی استفاده می‌شود. در این حالت یک ماده میانی لازم است که در اواپراتور خنک شود. سپس از آن برای خنک کردن جسمی که قرار است خنک شود استفاده کنید. به این ماده میانی آب نمک می گویند.

7. دمای اشباع و فشار اشباع
دمای اشباع: در یک فشار معین، دمای مربوط به زمانی است که فازهای گاز و مایع به اشباع می رسند. دمای اشباع با فشار آن تعیین می شود. هر چه فشار بیشتر باشد دمای اشباع بیشتر می شود و بالعکس. وقتی ماده ای تحت فشار معینی به حالت اشباع می رسد، همیشه در دمای اشباع معینی قرار دارد.
فشار اشباع: در یک دمای معین، فشار مربوط به زمانی است که فازهای گاز و مایع به حالت اشباع می رسند. بستگی به دما دارد. هر چه دما بیشتر باشد، فشار اشباع بیشتر است و بالعکس. وقتی یک ماده در دمای معینی به حالت اشباع می رسد، همیشه در فشار اشباع معینی قرار دارد.
کاربرد دمای اشباع و فشار اشباع در دستگاه های تبرید، تناظر یک به یک بین دمای اشباع و فشار اشباع مبرد اغلب برای تنظیم دما با تنظیم فشار استفاده می شود.
مایع اشباع: مایعی که دمای آن در فشاری که در معرض آن قرار می گیرد برابر با دمای اشباع مربوطه باشد.
بخار اشباع: همچنین به عنوان بخار خشک شناخته می شود، دما برابر با بخار مربوط به دمای اشباع تحت فشار است.
فشار بخار اشباع: فشاری که در آن بخار اشباع با مایع خود در تعادل است.
فوق اشباع: یک حالت نیمه تعادلی. در این حالت فشار بخار از فشار اشباع در دمای مربوطه بیشتر است.
بخار فوق اشباع: بخار در حالت تعادل فرعی. فشار آن بیشتر از فشار اشباع در دمای مربوطه است.
سوپرهیت: فرآیند گرم کردن بخار تا دمای بالاتر از دمای اشباع در فشار مربوطه.
بخار فوق گرم: بخاری که دمای آن بالاتر از دمای اشباع مربوط به فشار آن است.
سوپرهیت: تفاوت بین دمای بخار فوق گرم و دمای اشباع آن.
Supercooling: فرآیند خنک کردن مایع تا دمای کمتر از دمای اشباع در فشار مربوطه.
مایع فوق سرد: مایعی که دمای آن کمتر از دمای اشباع مربوط به فشار آن باشد. به تفاوت دمای مایع زیر خنک شده و دمای مایع اشباع، «زیرخنک کردن» می گویند. معمولا در تجهیزات تبرید استفاده می شود.

8. رطوبت و فشار
رطوبت مطلق: مقدار بخار آب موجود در یک واحد حجم هوا.
رطوبت نسبی: در یک دمای معین، نسبت مقدار واقعی بخار آب (بر حسب وزن) در هوا به مقدار بخار آبی که هوا در آن دما می تواند نگه دارد.
فشار استاتیک: فشاری که در اثر حرکت نامنظم مولکول های هوا به دیواره لوله ایجاد می شود، فشار استاتیک نامیده می شود. فشار استاتیکی با فشار اتمسفر به عنوان نقطه صفر فشار استاتیک نسبی نامیده می شود. فشار استاتیکی هوا در کولر گازی به فشار استاتیک نسبی اشاره دارد. فشار استاتیک زمانی که بیشتر از فشار اتمسفر باشد مثبت و زمانی که کمتر از فشار اتمسفر باشد منفی است.
فشار دینامیکی: به فشار ایجاد شده در هنگام جریان هوا اشاره دارد. تا زمانی که هوا در مجرای هوا جریان دارد، فشار دینامیکی خاصی وجود خواهد داشت و مقدار آن همیشه مثبت خواهد بود.
فشار کل: فشار کل مجموع جبری فشار استاتیک و فشار دینامیکی است.

9. تهویه مطبوع کاردستی/راحتی
تهویه مطبوع راحت: با هدف قرار دادن پرسنل داخلی، هدف ایجاد یک محیط کاری یا زندگی راحت برای بهبود کارایی کار یا حفظ سطح سلامت خوب است. مانند دستگاه های تهویه مطبوع در منازل مسکونی، ادارات، تئاترها و فروشگاه های بزرگ.
تهویه مطبوع فرآیندی: هدف تامین نیازهای فرآیند تولید و تحقیقات علمی است. در این زمان، طراحی تهویه مطبوع عمدتاً برای اطمینان از الزامات فرآیند است و راحتی پرسنل داخلی در درجه دوم اهمیت قرار دارد. تهویه مطبوع اتاق های کامپیوتر، اتاق های تابلوی تلفن، کارگاه های الکترونیکی دقیق و برخی آزمایشگاه های خاص، موزه ها و غیره.