РАСЧЁТ МОЩНОСТИ ОХЛАЖДЕНИЯ. ПРИМЕРЫ.

При подборе чиллера основной задачей является определение требуемой мощности охлаждения. От этого параметра будут зависеть и мощность чиллера и размер и выбор схемы всей системы охлаждения в целом.

В данной статье мы рассмотрим несколько простых вариантов расчёта чиллера для охлаждения, которые в основном могут понадобиться для расчёта мощности охлаждения различных технологических процессов на производстве.

Мощность охлаждения или нагрева, или, другими словами, тепловая мощность и мощность охлаждения определяется как быстрота выделения тепла и равна отношению количества теплоты ко времени, в течение которого она выделялась:

Где:  — количества теплоты (Дж), t – время в течение которого теплота выделялась (с).

Как известно, количество теплоты в общем виде зависит от массы, теплоёмкости тела, разницы начальной и конечной температур и определяется формулой:

Где: m-масса (кг), c — удельная теплоёмкость (Дж*кг* ⁰С), ΔT – разница между начальной и конечной температурой.

В том случае если начальная температура больше конечной количество теплоты будет отрицательным, тело охлаждается. Если положительным — нагревается.

Подставляя значение количества теплоты в формулу тепловой мощности получаем:

Из формулы видим, что мощность охлаждения или нагрева зависит от массы, теплоёмкости изменения температуры и времени.

Представив формулу в виде:

Видим, что отношение массы ко времени — это массовый расход. Соответственно представляя массу как произведение объёма на плотность легко получить формулу мощности охлаждения для некоторого объёма вещества или объёмного расхода вещества. А именно:

Оперируя этими двумя формулами, мы можем вычислить мощность нагрева и охлаждения любого тела без перехода фазового состояния.

Допустим нам необходимо охладить полиэтиленовый гранулят массой 5 тонн после формования за 1 час. Температура после формования, например 220 ⁰С. Температура до которой необходимо охладить – 60 ⁰С. Зная теплоёмкость полиэтилена равную 2,2 (кДж*кг*⁰С), используем формулу нахождения мощности через массу:

Мощность необходимая для охлаждения 5-ти тонн полиэтилена равна 490 кВт.

Далее рассмотрим пример вычисления мощности охлаждения некоторого объёма жидкости. Возьмём для примера 2000 л молока после приёмки и охладим его до необходимой температуры 2-4 ⁰С за 2 часа.

Теплоёмкость парного молока 3,93 (кДж*кг*⁰С)

Плотность – 1018 (кг/м³)

Подставляя всё в формулу вычисления мощности через объём и плотность получаем:

Мощность необходимая для охлаждения 2000 л парного молока равна 41,12 кВт.

В следующем примере рассмотрим охлаждение технологического процесса, охлаждаемого проточной водой, с целью перевести охлаждение на циркуляционное.

Для вычислений нам понадобятся расход воды и температура на входе в охлаждаемое оборудование и на выходе из него.

Предположим, что расход охлаждающей воды составил 4 м3/час, температура на входе 15 ⁰С, а на выходе 45 ⁰С.

Используем соответствующую формулу:

В целом, используя приведённые три примера возможно рассчитать мощность охлаждения для большинства технологических процессов на производстве.