Le formule di refrigerazione sono equazioni matematiche utilizzate per calcolare le proprietà termodinamiche e le prestazioni dei sistemi di refrigerazione. Queste formule e le loro applicazioni sono utilizzate nei sistemi di refrigerazione e condizionamento dell'aria, inclusi frigoriferi residenziali e commerciali, congelatori e condizionatori d'aria. Sono anche utilizzati nei sistemi di refrigerazione industriale, come quelli utilizzati nella produzione alimentare, farmaceutica e chimica.
È anche importante notare che queste formule si basano su condizioni ideali e le prestazioni effettive del sistema possono essere diverse dai valori calcolati.
Lavoro di compressione
Il lavoro di compressione è un concetto fondamentale nel campo della refrigerazione e del condizionamento. Si riferisce al lavoro svolto da un compressore per comprimere il refrigerante, essenziale per il processo di refrigerazione. In questo processo, il compressore aumenta la pressione e la temperatura del refrigerante, facendogli assorbire calore dall'aria o dal liquido circostante.
La quantità di lavoro svolto da un compressore può essere calcolata utilizzando la formula del lavoro di compressione, che è data da `W = h * q`. In questa formula, W rappresenta il lavoro di compressione in Btu/min, h rappresenta il calore di compressione in Btu/lb e q rappresenta il refrigerante fatto circolare in lb/min.
La formula del lavoro di compressione è uno strumento semplice ma potente che può essere utilizzato per determinare l'efficienza di un sistema di refrigerazione. Conoscendo il lavoro di compressione e la quantità di refrigerante circolato, è possibile calcolare il coefficiente di prestazione (COP) del sistema, che è una misura della sua efficienza energetica.
Potenza di compressione
La potenza di compressione è una misura della potenza richiesta per comprimere il refrigerante in un sistema di refrigerazione o condizionamento dell'aria. Può essere calcolato utilizzando due diverse formule, entrambe basate sul lavoro di compressione svolto dal compressore.
La prima formula per la potenza di compressione è:
`P = W / 42,4`
Dove P è la potenza di compressione in cavalli vapore (hp) e W è il lavoro di compressione in Btu/min.
La seconda formula per la potenza di compressione è:
`P = c / (42,4 * COP)`
Dove P è la potenza di compressione in cavalli vapore (hp), c è la capacità in Btu/min e COP è il coefficiente di prestazione.
La terza formula per la potenza di compressione per tonnellata è:
`p = 4,715 / (COP)`
Dove p è la potenza del compressore per Ton (hp/Ton) e COP è il coefficiente di prestazione.
COP – Coefficiente di prestazione
Il coefficiente di prestazione (COP) è una misura dell'efficienza di un sistema di refrigerazione o condizionamento dell'aria. È definito come il rapporto tra la quantità di raffreddamento fornita dal sistema e la quantità di energia richiesta per il funzionamento del sistema.
La formula per COP è:
`COP = NRE / h`
Dove COP è il coefficiente di prestazione, NRE è l'effetto di refrigerazione netto in Btu/lb e h è il calore di compressione in Btu/lb.
Effetto refrigerante netto
Net Refrigeration Effect (NRE) è una misura della quantità di calore che viene assorbita dal refrigerante mentre scorre attraverso un sistema di refrigerazione o di condizionamento dell'aria. È la differenza tra l'entalpia del vapore che esce dall'evaporatore e l'entalpia del vapore che entra nell'evaporatore.
La formula per NRE è:
`NRE = hl – lui`
Dove NRE è l'effetto frigorifero netto in Btu/lb, hl è l'entalpia del vapore che esce dall'evaporatore in Btu/lb e he è l'entalpia del vapore che entra nell'evaporatore in Btu/lb.
Capacità
La capacità è una misura della quantità di raffreddamento fornita da un sistema di refrigerazione o condizionamento dell'aria. È il prodotto del refrigerante circolato e dell'effetto frigorifero netto.
La formula per la capacità è:
`c = q * NRE`
Dove c è la capacità in Btu/min, q è il refrigerante fatto circolare in lb/min e NRE è l'effetto frigorifero netto in Btu/lb.
Cilindrata del compressore
Lo spostamento del compressore si riferisce al volume del refrigerante che viene compresso dal compressore per unità di tempo. È il prodotto del volume del gas che entra nel compressore e della capacità del compressore diviso per l'effetto frigorifero netto.
La formula per la cilindrata del compressore è:
`d = c * v / NRE`
Dove d è la cilindrata del compressore in ft3/min, c è la capacità in Btu/min, v è il volume di gas che entra nel compressore in ft3/lb e NRE è l'effetto di refrigerazione netto in Btu/lb.
Calore di compressione
Il calore di compressione è una misura della quantità di calore aggiunta al refrigerante dal compressore durante la compressione del refrigerante. È la differenza tra l'entalpia del vapore che esce dal compressore e l'entalpia del vapore che entra nel compressore.
La formula per il calore di compressione è:
`h = (hlc) – (hec)`
Dove h è il calore di compressione in Btu/lb, hlc è l'entalpia del vapore in uscita dal compressore in Btu/lb e hec è l'entalpia del vapore in entrata nel compressore in Btu/lb.
Efficienza volumetrica
L'efficienza volumetrica è una misura dell'efficacia con cui un compressore è in grado di comprimere il refrigerante. È definito come il rapporto tra il peso effettivo del refrigerante compresso dal compressore e il peso teorico che verrebbe compresso se il compressore funzionasse al 100% di efficienza.
La formula del rendimento volumetrico è:
`μ = (100 * (wa)) / (peso)`
Dove μ è l'efficienza volumetrica, wa è il peso effettivo del refrigerante compresso dal compressore e wt è il peso teorico del refrigerante che potrebbe essere compresso se il compressore funzionasse al 100% di efficienza.
Rapporto di compressione
Il rapporto di compressione (CR) è il rapporto tra la pressione di mandata e la pressione di aspirazione di un sistema di refrigerazione o condizionamento dell'aria. È una misura di quanto il refrigerante viene compresso dal compressore.
La formula per il rapporto di compressione è:
`CR = (ph) / (ps)`
Dove CR è il rapporto di compressione, ph è la pressione di testa assoluta in psia (libbre per pollice quadrato assoluto) e ps è la pressione di aspirazione assoluta in psia.
