Entendendo o que significa uma tonelada de resfriamento

DERRETENDO: O calor latente de fusão do gelo é de 144 Btu/libra, o que significa que 144 Btu são absorvidos para cada libra de gelo que é derretida em água. (foto da equipe).

Os técnicos de serviço geralmente confundem a potência do motor (hp) com toneladas de refrigeração. Um equívoco comum é que 1 tonelada de refrigeração é igual a 1 hp. Esta afirmação só é verdadeira em algumas das aplicações de temperatura mais alta, como ar condicionado. De fato, nas aplicações de refrigeração de média e baixa temperatura, 1 hp dificilmente é igual a 1 tonelada de refrigeração.

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Uma tonelada de refrigeração é uma taxa de transferência de calor, não uma quantidade de calor. Uma tonelada é igual ao calor absorvido no derretimento de 2.000 libras (1 tonelada) de gelo a 32°F em 24 horas (1 dia). Isso equivale a 12.000 Btu/hr ou 12.000 Btuh. Btu/hr e Btuh são frequentemente usados ​​de forma intercambiável e significam o mesmo: 12.000 Btuh também é equivalente a 200 Btu/min, pois 1 hora tem 60 minutos. A fórmula matemática abaixo prova como 1 tonelada de resfriamento equivale a 12.000 Btuh.

(2.000 lb de gelo) x (144 Btu/lb) ÷ (24 horas) = ​​12.000 Btuhso, 1 tonelada de resfriamento = 12.000 Btuh ou 200 Btu/min

Nota: O calor latente de fusão do gelo é de 144 Btu/lb, o que significa que 144 Btu são absorvidos para cada libra de gelo que é derretida em água.

Quando o equipamento de refrigeração ou ar condicionado é classificado para 1 tonelada de resfriamento, significa que o equipamento deve remover o calor a uma taxa de 12.000 Btuh. Porém, um equipamento que esteja removendo 12.000 Btu em 30 minutos teria capacidade para 2 toneladas. Se o equipamento de resfriamento estiver removendo 12.000 Btu em 4 horas, sua capacidade é de apenas ¼ de tonelada. Observe que, em todos os três cenários, 12.000 Btu de energia térmica são removidos; no entanto, a taxa de tempo ou a rapidez com que esses sistemas removeram os 12.000 Btu determinou a capacidade do sistema em toneladas.

Existem variáveis ​​em cada tipo de sistema que determinarão a capacidade desse sistema.

Pressão do evaporador: Uma pressão mais alta no evaporador significaria que o volume do cilindro do compressor também está passando por uma pressão mais alta. Isso significa que os cilindros experimentam um vapor mais denso a cada curso descendente. Esse vapor de maior densidade dentro dos cilindros do compressor aumenta a taxa de fluxo de massa do vapor refrigerante através do compressor e, portanto, aumenta a capacidade.

Sempre que você encher um volume fixo (cilindro do compressor) com uma pressão mais alta, mais moléculas de gás refrigerante estarão presentes, causando uma densidade maior do refrigerante. A taxa de fluxo de massa do refrigerante através do compressor é um produto do deslocamento do pistão e da densidade do refrigerante que enche o cilindro. As unidades para taxa de fluxo de massa estão em libras/minuto:

Taxa de fluxo de massa = (deslocamento do pistão) x (densidade do refrigerante) libras/minuto = pés cúbicos/minuto libras/pés cúbicos

Eficiência volumétrica: À medida que a pressão do evaporador aumenta, a taxa de compressão diminui, o que, por sua vez, aumentará a eficiência volumétrica dos cilindros do compressor. As pressões do sistema de lado alto e baixo podem ser expressas como uma taxa chamada taxa de compressão. A taxa de compressão é definida como a pressão de descarga absoluta dividida pela pressão de sucção absoluta:

Taxa de compressão = Pressão de descarga absoluta ÷ Pressão de sucção absoluta

A maioria dos técnicos de serviço percebe que seus medidores de serviço marcam zero quando não estão conectados a um sistema, mesmo que haja uma pressão de aproximadamente 15 psi nos medidores exercida pela pressão atmosférica. Isso porque esses medidores são calibrados para ler zero à pressão atmosférica. Portanto, para usar a pressão de sucção e descarga real ou absoluta na pressão manométrica zero ou acima, um técnico deve adicionar 14,696 psi, ou aproximadamente 15 psi, à leitura do manômetro.

Ao se referir à pressão absoluta, psia é usado para rotular a magnitude da pressão e psig rotula a magnitude da pressão ao se referir à pressão manométrica. Uma taxa de compressão de 6 para 1 é expressa como 6:1 e significa simplesmente que a pressão de descarga é seis vezes a magnitude da pressão de sucção.