प्रशीतन सूत्र गणितीय समीकरण हैं जिनका उपयोग प्रशीतन प्रणालियों के थर्मोडायनामिक गुणों और प्रदर्शन की गणना करने के लिए किया जाता है। इन सूत्रों और उनके अनुप्रयोगों का उपयोग आवासीय और वाणिज्यिक रेफ्रिजरेटर, फ्रीजर और एयर कंडीशनर सहित प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग प्रणालियों में किया जाता है। इनका उपयोग औद्योगिक प्रशीतन प्रणालियों में भी किया जाता है, जैसे कि खाद्य प्रसंस्करण, फार्मास्यूटिकल्स और रासायनिक उत्पादन में उपयोग किया जाता है।
यह ध्यान रखना भी महत्वपूर्ण है कि ये सूत्र आदर्श स्थिति पर आधारित हैं और सिस्टम का वास्तविक प्रदर्शन परिकलित मूल्यों से भिन्न हो सकता है।
संपीड़न कार्य
प्रशीतन और एयर कंडीशनिंग के क्षेत्र में संपीड़न कार्य एक मौलिक अवधारणा है। यह रेफ्रिजरेंट को संपीड़ित करने के लिए कंप्रेसर द्वारा किए गए कार्य को संदर्भित करता है, जो रेफ्रिजरेशन प्रक्रिया के लिए आवश्यक है। इस प्रक्रिया में, कंप्रेसर रेफ्रिजरेंट का दबाव और तापमान बढ़ा देता है, जिससे यह आसपास की हवा या तरल से गर्मी को अवशोषित कर लेता है।
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.
संपीड़न कार्य सूत्र एक सरल लेकिन शक्तिशाली उपकरण है जिसका उपयोग प्रशीतन प्रणाली की दक्षता निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। संपीड़न कार्य और प्रसारित रेफ्रिजरेंट की मात्रा को जानकर, सिस्टम के प्रदर्शन के गुणांक (सीओपी) की गणना करना संभव है, जो इसकी ऊर्जा दक्षता का एक माप है।
संपीड़न अश्वशक्ति
संपीड़न अश्वशक्ति एक प्रशीतन या एयर कंडीशनिंग प्रणाली में रेफ्रिजरेंट को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक शक्ति का एक माप है। इसकी गणना दो अलग-अलग सूत्रों का उपयोग करके की जा सकती है, जो दोनों कंप्रेसर द्वारा किए गए संपीड़न कार्य पर आधारित हैं।
संपीड़न अश्वशक्ति का पहला सूत्र है:
`पी = डब्ल्यू/42.4`
जहां P अश्वशक्ति (hp) में संपीड़न शक्ति है, और W Btu/min में संपीड़न कार्य है।
संपीड़न अश्वशक्ति का दूसरा सूत्र है:
`पी = सी / (42.4 * सीओपी)`
जहां पी अश्वशक्ति (एचपी) में संपीड़न शक्ति है, सी बीटीयू/मिनट में क्षमता है, और सीओपी प्रदर्शन का गुणांक है।
प्रति टन संपीड़न अश्वशक्ति का तीसरा सूत्र है:
`पी = 4.715 / (सीओपी)`
जहां पी प्रति टन (एचपी/टन) कंप्रेसर हॉर्स पावर है और सीओपी प्रदर्शन का गुणांक है।
सीओपी - प्रदर्शन का गुणांक
प्रदर्शन का गुणांक (सीओपी) एक प्रशीतन या एयर कंडीशनिंग प्रणाली की दक्षता का एक माप है। इसे सिस्टम द्वारा प्रदान की गई शीतलन की मात्रा और सिस्टम को संचालित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की मात्रा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है।
सीओपी का सूत्र है:
`COP = NRE / h`
जहां सीओपी प्रदर्शन का गुणांक है, एनआरई बीटीयू/एलबी में शुद्ध प्रशीतन प्रभाव है, और एच बीटीयू/एलबी में संपीड़न की गर्मी है।
शुद्ध प्रशीतन प्रभाव
नेट रेफ्रिजरेशन इफ़ेक्ट (एनआरई) गर्मी की मात्रा का एक माप है जो रेफ्रिजरेंट द्वारा अवशोषित किया जाता है क्योंकि यह रेफ्रिजरेशन या एयर कंडीशनिंग सिस्टम से प्रवाहित होता है। यह बाष्पीकरणकर्ता से निकलने वाली वाष्प की एन्थैल्पी और बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करने वाली वाष्प की एन्थैल्पी के बीच का अंतर है।
एनआरई का सूत्र है:
'एनआरई = एचएल - वह'
जहां एनआरई बीटीयू/एलबी में शुद्ध प्रशीतन प्रभाव है, एचएल बीटीयू/एलबी में बाष्पीकरणकर्ता को छोड़ने वाले वाष्प की एन्थैल्पी है और वह बीटीयू/एलबी में बाष्पीकरणकर्ता में प्रवेश करने वाले वाष्प की एन्थैल्पी है।
क्षमता
क्षमता एक प्रशीतन या एयर कंडीशनिंग प्रणाली द्वारा प्रदान की गई शीतलन की मात्रा का माप है। यह परिचालित रेफ्रिजरेंट और शुद्ध प्रशीतन प्रभाव का उत्पाद है।
क्षमता का सूत्र है:
`सी = क्यू * एनआरई`
जहां c, Btu/min में क्षमता है, q, lb/min में परिचालित रेफ्रिजरेंट है, और NRE, Btu/lb में शुद्ध प्रशीतन प्रभाव है।
कंप्रेसर विस्थापन
कंप्रेसर विस्थापन रेफ्रिजरेंट की मात्रा को संदर्भित करता है जो कंप्रेसर द्वारा प्रति यूनिट समय में संपीड़ित होता है। यह कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली गैस की मात्रा और कंप्रेसर की क्षमता को शुद्ध प्रशीतन प्रभाव से विभाजित करने का उत्पाद है।
कंप्रेसर विस्थापन का सूत्र है:
`d = c * v / NRE`
जहां d ft3/min में कंप्रेसर विस्थापन है, c Btu/min में क्षमता है, v ft3/lb में कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली गैस की मात्रा है, और NRE Btu/lb में शुद्ध प्रशीतन प्रभाव है।
संपीड़न की गर्मी
संपीड़न की ऊष्मा कंप्रेसर द्वारा रेफ्रिजरेंट में जोड़ी गई ऊष्मा की मात्रा का एक माप है क्योंकि यह रेफ्रिजरेंट को संपीड़ित करता है। यह कंप्रेसर से निकलने वाली वाष्प की एन्थैल्पी और कंप्रेसर में प्रवेश करने वाली वाष्प की एन्थैल्पी के बीच का अंतर है।
संपीड़न की ऊष्मा का सूत्र है:
`एच = (एचएलसी) - (एचईसी)`
जहां h, Btu/lb में संपीड़न की ऊष्मा है, hlc, Btu/lb में कंप्रेसर से निकलने वाली वाष्प की एन्थैल्पी है और hec, Btu/lb में कंप्रेसर में प्रवेश करने वाले वाष्प की एन्थैल्पी है।
अनुमापी दक्षता
वॉल्यूमेट्रिक दक्षता इस बात का माप है कि कंप्रेसर रेफ्रिजरेंट को कितनी प्रभावी ढंग से संपीड़ित करने में सक्षम है। इसे कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित रेफ्रिजरेंट के वास्तविक वजन और सैद्धांतिक वजन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है जो संपीड़ित होगा यदि कंप्रेसर 100% दक्षता पर काम कर रहा हो।
वॉल्यूमेट्रिक दक्षता का सूत्र है:
`μ = (100 * (wa)) / (wt)`
जहां μ वॉल्यूमेट्रिक दक्षता है, wa कंप्रेसर द्वारा संपीड़ित रेफ्रिजरेंट का वास्तविक वजन है और wt रेफ्रिजरेंट का सैद्धांतिक वजन है जिसे संपीड़ित किया जा सकता है यदि कंप्रेसर 100% दक्षता पर काम कर रहा हो।
संक्षिप्तीकरण अनुपात
संपीड़न अनुपात (सीआर) एक प्रशीतन या एयर कंडीशनिंग प्रणाली के सिर के दबाव और चूषण दबाव का अनुपात है। यह इस बात का माप है कि कंप्रेसर द्वारा रेफ्रिजरेंट को कितना संपीड़ित किया जाता है।
संपीड़न अनुपात का सूत्र है:
`सीआर = (पीएच) / (पीएस)`
जहां सीआर संपीड़न अनुपात है, पीएच पीएसआईए में निरपेक्ष हेड प्रेशर है (पाउंड प्रति वर्ग इंच निरपेक्ष) और पीएस पीएसआईए में निरपेक्ष सक्शन दबाव है।
FREQUENTLY ASKED QUESTIONS
The COP of a refrigeration system can be calculated using the formula: COP = Qc / W, where Qc is the heat removed from the cold side and W is the work input to the compressor. This formula is based on the first law of thermodynamics and provides a measure of the system’s efficiency. A higher COP indicates a more efficient system.
The compression ratio is a critical parameter in refrigeration systems, as it affects the system’s efficiency and performance. It is defined as the ratio of the discharge pressure to the suction pressure. A higher compression ratio can lead to increased energy consumption, reduced efficiency, and potential compressor damage. On the other hand, a lower compression ratio can result in reduced capacity and efficiency. Optimal compression ratio depends on the specific application and refrigerant used.
The net refrigeration effect can be calculated using the formula: Net Refrigeration Effect = Qc – Qh, where Qc is the heat removed from the cold side and Qh is the heat rejected to the hot side. This formula takes into account the heat transfer between the system and its surroundings, providing a more accurate representation of the system’s cooling capacity.
Volumetric efficiency is a measure of the compressor’s ability to compress refrigerant gas. It is defined as the ratio of the actual volume of gas compressed to the theoretical volume. A higher volumetric efficiency indicates a more efficient compressor, resulting in reduced energy consumption and increased system performance. Factors such as compressor design, suction and discharge valve performance, and refrigerant properties affect volumetric efficiency.
The heat of compression can be calculated using the formula: Heat of Compression = mc \* Cp \* (Td – Ts), where mc is the mass flow rate of the refrigerant, Cp is the specific heat capacity of the refrigerant, Td is the discharge temperature, and Ts is the suction temperature. This formula provides a measure of the energy required to compress the refrigerant, which affects the system’s overall efficiency and performance.
Refrigeration formulas have numerous applications in various industries, including food processing, pharmaceuticals, and chemical production. They are used to design and optimize refrigeration systems, ensuring efficient and reliable operation. For example, in cold storage facilities, refrigeration formulas are used to calculate the required cooling capacity, compressor sizing, and heat transfer rates. In industrial processes, these formulas are used to optimize refrigeration systems for specific applications, such as cryogenic cooling or temperature control.
