A Calculadora de Desempenho da Serpentina de Água Gelada ajuda engenheiros e profissionais de HVAC a determinar o taxa de transferência de calor of a chilled water coil. This is essential for evaluating how effectively a coil can absorb heat from air or other substances, which is vital in air conditioning, refrigeration, and other cooling applications. By calculating the heat transfer rate, the calculator provides valuable insights into the performance of a chilled water system, helping to optimize its eficiência.
Em um sistema de água gelada, a água circula por serpentinas e absorve calor do ar que passa por elas. Essa água resfriada é então enviada de volta para uma unidade de resfriamento, mantendo a temperatura desejada. A Calculadora de Desempenho da Serpentina de Água Gelada determina quanto calor está sendo transferido do ar para a água conforme ela se move pela serpentina. A fórmula usada neste cálculo envolve o taxa de fluxo de massa de água, o calor específico de água e a diferença de temperatura entre a entrada e a saída da água.
Fórmula da calculadora de desempenho da serpentina de água gelada
Para calcular o desempenho de uma serpentina de água gelada, use a seguinte fórmula:
Onde:
- Q: Taxa de transferência de calor (BTU/h) — a quantidade de calor transferida através da serpentina por hora.
- m_ponto: Taxa de fluxo de massa de água (lb/h) — a quantidade de água que flui através da serpentina em libras por hora.
- Cp: Calor específico da água (BTU/lb°F) — a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de uma libra de água em um grau Fahrenheit. Para água, Cp é aproximadamente 1 BTU/lb°F.
- ΔT: Diferença de temperatura (°F) — a diferença entre as temperaturas de entrada e saída da água que flui através da serpentina.
Etapas para calcular o desempenho:
- Determinar a vazão de água (m_dot):
- Meça a vazão de água em galões por minuto (GPM).
- Converter GPM para lb/h: 1 GPM ≈ 500 lb/h.
- Calcular a diferença de temperatura (ΔT):
- Meça a temperatura da água na entrada e na saída da serpentina.
- Subtraia a temperatura de saída da temperatura de entrada: ΔT = T_entrada - T_saída.
- Calcular taxa de transferência de calor (Q):
- Use a fórmula: Q = m_ponto × Cp × ΔT.
- Para a água, o calor específico (Cp) é de aproximadamente 1 BTU/lb°F.
Tabela de Termos Gerais
Aqui está uma tabela com definições de chave termos que são comumente pesquisados e ajudarão no uso da Calculadora de Desempenho da Serpentina de Água Gelada:
| INVERNO | Descrição | Valor típico |
|---|---|---|
| Taxa de fluxo (GPM) | A quantidade de água que flui através do sistema em galões por minuto | 1 5000 a GPM |
| Taxa de fluxo de massa (lb/h) | A taxa de fluxo de água em libras por hora | 500 a 250,000 lb/h |
| Calor específico (Cp) | A quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma libra de água em 1°F | 1 BTU/lb°F |
| Diferença de temperatura (ΔT) | A diferença entre as temperaturas de entrada e saída da água | 5 ° F em 50 ° F |
| Taxa de transferência de calor (Q) | A quantidade de calor transferida do ar para a água por hora | Varia dependendo do sistema |
Exemplo de calculadora de desempenho de serpentina de água gelada
Vamos ver um exemplo para usar a Calculadora de Desempenho da Serpentina de Água Gelada em um cenário do mundo real:
Dados fornecidos:
- Taxa de fluxo (m_dot): 150 GPM
- Temperatura de entrada (T_inlet): 50°F
- Temperatura de saída (T_outlet): 40°F
Etapa 1: Converta a vazão para lb/h:
Como 1 GPM ≈ 500 lb/h, a vazão é: 150 GPM × 500 lb/h = 75,000 lb/h
Etapa 2: Calcular a diferença de temperatura (ΔT):
ΔT = T_entrada - T_saída = 50°F - 40°F = 10 ° F
Etapa 3: Use a fórmula para calcular a taxa de transferência de calor (Q):
Usando a fórmula Q = m_ponto × Cp × ΔT, substituímos os valores:
Q = 75,000 lb/h × 1 BTU/lb°F × 10°F
Q = 750,000 BTU/h
Resultado:
A taxa de transferência de calor para esta serpentina de água gelada é 750,000 BTU / hr. Isso significa que a bobina está transferindo 750,000 BTUs de calor por hora do ar para a água.
Perguntas frequentes mais comuns
Para calcular a taxa de transferência de calor, você precisa saber a taxa de fluxo de massa da água, o calor específico da água e a diferença de temperatura entre a entrada e a saída. Use a fórmula Q = m_ponto × Cp × ΔT em que:
m_ponto é a vazão mássica em lb/h.
Cp é o calor específico da água (aproximadamente 1 BTU/lb°F).
ΔT é a diferença de temperatura em °F.
Na maioria dos sistemas de água gelada, a diferença de temperatura (ΔT) normalmente varia de 5°F a 15°F, dependendo da capacidade de resfriamento e carga do sistema. No entanto, pode ser maior em aplicações industriais específicas.
Para converter a vazão de galões por minuto (GPM) para libras por hora (lb/h), multiplique o GPM por 500. Este é um fator de conversão geral para água em condições padrão.