صيغ التبريد هي معادلات رياضية تستخدم لحساب الخواص الديناميكية الحرارية وأداء أنظمة التبريد. تُستخدم هذه الصيغ وتطبيقاتها في أنظمة التبريد وتكييف الهواء، بما في ذلك الثلاجات والمجمدات ومكيفات الهواء السكنية والتجارية. كما أنها تستخدم في أنظمة التبريد الصناعية، مثل تلك المستخدمة في تجهيز الأغذية والأدوية والإنتاج الكيميائي.
من المهم أيضًا ملاحظة أن هذه الصيغ تعتمد على الحالة المثالية وقد يختلف الأداء الفعلي للنظام عن القيم المحسوبة.
عمل الضغط
يعتبر عمل الضغط مفهومًا أساسيًا في مجال التبريد وتكييف الهواء. يشير إلى العمل الذي يقوم به الضاغط لضغط مادة التبريد، وهو أمر ضروري لحدوث عملية التبريد. في هذه العملية، يقوم الضاغط بزيادة ضغط ودرجة حرارة مادة التبريد، مما يجعلها تمتص الحرارة من الهواء أو السائل المحيط.
The amount of work done by a compressor can be calculated using the compression work formula, which is given by `W = h * q`. In this formula, W represents the compression work in Btu/min, h represents the heat of compression in Btu/lb, and q represents the refrigerant circulated in lb/min.
تعتبر صيغة عمل الضغط أداة بسيطة لكنها قوية يمكن استخدامها لتحديد كفاءة نظام التبريد. ومن خلال معرفة عمل الضغط وكمية مادة التبريد المتداولة، من الممكن حساب معامل الأداء (COP) للنظام، وهو مقياس لكفاءة الطاقة الخاصة به.
ضغط حصان
قوة الضغط هي مقياس للطاقة المطلوبة لضغط مادة التبريد في نظام التبريد أو تكييف الهواء. ويمكن حسابه باستخدام صيغتين مختلفتين، وكلاهما يعتمد على عمل الضغط الذي يقوم به الضاغط.
الصيغة الأولى لقدرة الضغط هي:
"P = W / 42.4"
حيث P هي قوة الضغط بالحصان (hp)، وW هي قوة الضغط بوحدة Btu/min.
الصيغة الثانية لقدرة الضغط هي:
"P = c / (42.4 * COP)`
حيث P هي قوة الضغط بالحصان (hp)، وc هي السعة بوحدة Btu/min، وCOP هو معامل الأداء.
الصيغة الثالثة للقدرة الحصانية المضغوطة لكل طن هي:
ص = 4.715 / (كوب) `
حيث p هي القدرة الحصانية للضاغط لكل طن (hp/Ton) وCOP هو معامل الأداء.
COP – معامل الأداء
معامل الأداء (COP) هو مقياس لكفاءة نظام التبريد أو تكييف الهواء. يتم تعريفه على أنه نسبة كمية التبريد التي يوفرها النظام إلى كمية الطاقة اللازمة لتشغيل النظام.
صيغة COP هي:
"COP = NRE / h"
حيث COP هو معامل الأداء، NRE هو صافي تأثير التبريد بوحدة Btu/lb، وh هي حرارة الضغط بوحدة Btu/lb.
تأثير التبريد الصافي
صافي تأثير التبريد (NRE) هو مقياس لكمية الحرارة التي يمتصها المبرد أثناء تدفقه عبر نظام التبريد أو تكييف الهواء. إنه الفرق بين المحتوى الحراري للبخار الخارج من المبخر والمحتوى الحراري للبخار الداخل إلى المبخر.
صيغة NRE هي:
`NRE = hl - he`
حيث NRE هو تأثير التبريد الصافي بوحدة Btu/lb، hl هو المحتوى الحراري للبخار الخارج من المبخر بوحدة Btu/lb وهو المحتوى الحراري للبخار الذي يدخل المبخر بوحدة Btu/lb.
قدرة
السعة هي مقياس لكمية التبريد التي يوفرها نظام التبريد أو تكييف الهواء. إنه نتاج مادة التبريد المتداولة وتأثير التبريد الصافي.
صيغة السعة هي:
`ج = q * NRE`
حيث c هي السعة بوحدة Btu/min، وq هو غاز التبريد المتداول بوحدة lb/min، وNRE هو تأثير التبريد الصافي بوحدة Btu/lb.
إزاحة الضاغط
تشير إزاحة الضاغط إلى حجم مادة التبريد التي يتم ضغطها بواسطة الضاغط لكل وحدة زمنية. وهو حاصل ضرب حجم الغاز الداخل إلى الضاغط وسعة الضاغط مقسومًا على صافي تأثير التبريد.
صيغة إزاحة الضاغط هي:
"d = c * v / NRE"
حيث d هو إزاحة الضاغط بـ ft3/min، وc هو السعة بوحدة Btu/min، وv هو حجم الغاز الذي يدخل الضاغط بـ ft3/lb، وNRE هو تأثير التبريد الصافي بوحدة Btu/lb.
حرارة الانضغاط
حرارة الضغط هي مقياس لكمية الحرارة المضافة إلى مادة التبريد بواسطة الضاغط أثناء ضغط مادة التبريد. إنه الفرق بين المحتوى الحراري للبخار الخارج من الضاغط والمحتوى الحراري للبخار الذي يدخل الضاغط.
صيغة حرارة الضغط هي:
`ح = (hlc) - (هيك)`
حيث h هي حرارة الضغط بوحدة Btu/lb، وhlc هي المحتوى الحراري للبخار الخارج من الضاغط بوحدة Btu/lb وhec هو المحتوى الحراري للبخار الذي يدخل الضاغط بوحدة Btu/lb.
الكفاءة الحجمية
الكفاءة الحجمية هي مقياس لمدى فعالية الضاغط في ضغط مادة التبريد. يتم تعريفه على أنه نسبة الوزن الفعلي لغاز التبريد المضغوط بواسطة الضاغط إلى الوزن النظري الذي سيتم ضغطه إذا كان الضاغط يعمل بكفاءة 100%.
صيغة الكفاءة الحجمية هي:
"μ = (100 * (وا)) / (وزن)`
حيث μ هي الكفاءة الحجمية، wa هو الوزن الفعلي لغاز التبريد المضغوط بواسطة الضاغط وwt هو الوزن النظري لغاز التبريد الذي يمكن ضغطه إذا كان الضاغط يعمل بكفاءة 100%.
نسبة الضغط
نسبة الضغط (CR) هي نسبة ضغط الرأس إلى ضغط الشفط لنظام التبريد أو تكييف الهواء. إنه مقياس لمدى ضغط مادة التبريد بواسطة الضاغط.
صيغة نسبة الضغط هي:
`CR = (ph) / (ps)`
حيث CR هي نسبة الضغط، وph هو ضغط الرأس المطلق بوحدة psia (رطل لكل بوصة مربعة مطلقة) وps هو ضغط الشفط المطلق بوحدة psia.