La calculadora de rendimiento del serpentín de agua helada ayuda a los ingenieros y profesionales de HVAC a determinar tasa de transferencia de calor de un serpentín de agua fría. Esto es esencial para evaluar la eficacia con la que un serpentín absorbe el calor del aire u otras sustancias, lo cual es vital en aire acondicionado, refrigeración y otras aplicaciones de refrigeración. Al calcular la tasa de transferencia de calor, la calculadora proporciona información valiosa sobre el rendimiento de un sistema de agua fría, lo que ayuda a optimizarlo. eficiencia.
En un sistema de agua helada, el agua circula a través de serpentines y absorbe el calor del aire que pasa por ellos. Luego, esta agua enfriada se envía de regreso a una unidad de enfriamiento, manteniendo la temperatura deseada. La calculadora de rendimiento de serpentines de agua helada determina cuánto calor se transfiere del aire al agua a medida que se mueve a través del serpentín. La fórmula utilizada en este cálculo implica la caudal másico de agua, el calor especifico del agua y la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida del agua.
Fórmula para calcular el rendimiento de un serpentín de agua helada
Para calcular el rendimiento de un serpentín de agua helada, utilice la siguiente fórmula:
Lugar:
- Q:Tasa de transferencia de calor (BTU/hora): la cantidad de calor que se transfiere a través de la bobina por hora.
- m_punto: Caudal másico de agua (lb/hr): la cantidad de agua que fluye a través del serpentín en libras por hora.
- Cp: Calor específico del agua (BTU/lb°F): cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua en un grado Fahrenheit. En el caso del agua, Cp es aproximadamente 1 BTU/lb°F.
- ΔT:Diferencia de temperatura (°F): la diferencia entre las temperaturas de entrada y salida del agua que fluye a través del serpentín.
Pasos para calcular el rendimiento:
- Determinar el caudal de agua (m_dot):
- Mida el caudal de agua en galones por minuto (GPM).
- Convertir GPM a lb/hr: 1 GPM ≈ 500 lb/hr.
- Calcular la diferencia de temperatura (ΔT):
- Mida la temperatura del agua en la entrada y salida del serpentín.
- Restar la temperatura de salida de la temperatura de entrada: ΔT = T_entrada - T_salida.
- Calcular la tasa de transferencia de calor (Q):
- Usa la fórmula: Q = m_punto × Cp × ΔT.
- Para el agua, el calor específico (Cp) es aproximadamente 1 BTU/lb°F.
Tabla de términos generales
Aquí hay una tabla con definiciones de clave Términos que se buscan comúnmente y que ayudarán a utilizar la Calculadora de rendimiento del serpentín de agua helada:
| Término | Descripción | Valor típico |
|---|---|---|
| Velocidad de flujo (GPM) | La cantidad de agua que fluye a través del sistema en galones por minuto. | 1 5000 a GPM |
| Caudal másico (lb/h) | La tasa de flujo de agua en libras por hora. | 500 a 250,000 lb/h |
| Calor específico (Cp) | La cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de una libra de agua en 1 °F. | 1 BTU/lb°F |
| Diferencia de temperatura (ΔT) | La diferencia entre las temperaturas del agua de entrada y salida. | 5 50 ° F a ° F |
| Tasa de transferencia de calor (Q) | La cantidad de calor transferida del aire al agua por hora. | Varía según el sistema |
Ejemplo de calculadora de rendimiento de serpentín de agua helada
Veamos un ejemplo para ver cómo utilizar la calculadora de rendimiento del serpentín de agua helada en un escenario del mundo real:
Datos dados:
- Caudal (m_dot): 150 GPM
- Temperatura de entrada (T_inlet): 50 ° F
- Temperatura de salida (T_outlet): 40 ° F
Paso 1: Convierta el caudal a lb/h:
Dado que 1 GPM ≈ 500 lb/hr, el caudal es: 150 GPM × 500 lb/h = 75,000 XNUMX lb/h
Paso 2: Calcular la diferencia de temperatura (ΔT):
ΔT = T_entrada - T_salida = 50°F - 40°F = 10 ° F
Paso 3: Utilice la fórmula para calcular la tasa de transferencia de calor (Q):
Usando la fórmula Q = m_punto × Cp × ΔT, sustituimos los valores:
Q = 75,000 1 lb/h × 10 BTU/lb°F × XNUMX°F
Q = 750,000 BTU/hora
Resultado:
La tasa de transferencia de calor para este serpentín de agua fría es 750,000 BTU / horaEsto significa que la bobina está transfiriendo 750,000 BTU de calor por hora del aire al agua.
Preguntas frecuentes más comunes
Para calcular la tasa de transferencia de calor, es necesario conocer el caudal másico del agua, el calor específico del agua y la diferencia de temperatura entre la entrada y la salida. Utilice la fórmula Q = m_punto × Cp × ΔT dónde:
m_punto es el caudal másico en lb/hr.
Cp es el calor específico del agua (aproximadamente 1 BTU/lb°F).
ΔT es la diferencia de temperatura en °F.
En la mayoría de los sistemas de agua helada, la diferencia de temperatura (ΔT) suele oscilar entre 5 °F y 15 °F, según la capacidad de refrigeración y la carga del sistema. Sin embargo, puede ser mayor en aplicaciones industriales específicas.
Para convertir el caudal de galones por minuto (GPM) a libras por hora (lb/hr), multiplique los GPM por 500. Este es un factor de conversión general para agua en condiciones estándar.