تن تبرید چیست و نحوه محاسبه واحد تن تبرید

تن تبرید چیست؟ معنای اصطلاحی آن و کاربرد آن چیست؟ نحوه محاسبات مربوط به تن تبرید و تبدیل آن به سایر واحدهای تبرید چگونه است؟ در این مقاله سعی شده تا درباره این موارد صحبت شود و شما بتوانید آشنایی خوبی با این مفهوم پیدا کنید.

مفهوم تن تبرید

در این مقاله، قصد داریم اصطلاح تن تبرید را درک کنیم و هم چنین قصد داریم در مورد محل استفاده از این اصطلاح، معنای این اصطلاح، این که این اصطلاح از کجا آمده، نحوه محاسبه آن و هم چنین چند نمونه کار و نحوه تبدیل آن به سایر واحدهای تبرید رایج، صحبت کنیم.

اصطلاح تن تبرید، برای بسیاری از افراد کمی گیج کننده است و ربطی به وزن دستگاه ندارد. این فقط به مقدار سرمایشی که دستگاه می تواند تولید کند، مربوط می شود. این اصطلاح قبلاً در بسیاری از کشورهای دیگر استفاده می شد، اما اکثریت جهان به واحدهای متریک یعنی کیلووات برای دستگاه خنک کننده روی آورده اند. با این حال، برخی از افراد و تولید کنندگان هم چنان به تجهیزات درجه بندی شده در تن تبرید مراجعه می کنند.

یک تن تبرید (ton of refrigeration) (TR or TOR)، یک واحد مربوط به اندازه گیری توان است که در برخی کشورها (به ویژه در آمریکای شمالی) برای توصیف ظرفیت استخراج حرارت تجهیزات تبرید و تهویه مطبوع استفاده می شود. این واحد در ابتدا به عنوان سرعت انتقال حرارت تعریف شد که منجر به انجماد یا ذوب 1 تن کوچک (short ton) یخ خالص در دمای صفر درجه سانتیگراد (32 درجه فارنهایت) در 24 ساعت می شود.

لازم به ذکر است که در سیستم انگلیسی و آمریکایی، یک تن مقدار متفاوتی دارد. در سیستم انگلیسی، یک تن معادل 2240 پوند (1016 کیلوگرم) و در سیستم آمریکایی، یک تن معادل 2000 پوند (907 کیلوگرم) می باشد. همان طور که مشاهده می شود مقدار تن در سیستم آمریکایی کوچک تر از سیستم انگلیسی است و به همین دلیل به آن تن کوچک می گویند.

ریشه اصطلاح تن تبرید

اصطلاح تن تبرید در در طول دهه 1880 توسعه یافت، یعنی زمانی که از بلوک های یخ در واحدهای جابه جایی هوا برای تامین سرمایش استفاده می شد، به وجود آمد. در آن زمان تکه های یخ را با وزن معادل تن سفارش می دادند. سپس آن ها را مستقیماً معرض جریان هوای گرم تر قرار می دادند تا با ذوب آن ها، هوای سرد به داخل ساختمان انتقال یابد. در آن زمان برای این که مشخص کنند یک فضا چه ظرفیت سرمایشی نیاز دارد تعداد بلوک های یخ استفاده شده در یک شبانه روز را معیار قرار می دادند.

به طور مثال، اگر فضایی نیاز به 5 بلوک یخ یک تنی داشت، گفته می شد ظرفیت این فضا 5 تن یخ است؛ بنابراین یک تن یخ می تواند یک تن سرمایش فراهم کند و مقدار معادل سرمایش بعداً از طریق ماشین های تبرید فشرده سازی بخار (vapor compression refrigeration machines) در دسترس قرار گرفت.

تبدیل تن تبرید به BTU/h و کیلووات (kW)

به دلیل رواج استفاده از واحدهای BTU/h و کیلووات، لازم است که تبدیل واحد تن تبرید به واحدهای مذکور نیز بررسی شوند. اگر برای شما سوال است که BTU چیست؟ و چگونه محاسبه می شود میتوانید به مقاله بی تی یو BTU چیست؟ و فرمول محاسبه BTU مراجعه کنید. در ادامه به بررسی این تبدیل واحدها پرداخته می شود. گرمای نهان ذوب یخ 333.5 کیلو ژول بر کیلوگرم یا 144 بی تی یو در هر پوند است؛ بنابراین برای محاسبه بار سرمایش گرمای نهان، کافی است واحدهای مربوطه در هم ضرب شوند.

بنابراین برای تبدیل این وزن آب به یخ در عرض 24 ساعت، باید 303000 کیلوژول یا 288000 بی تی یو گرما از آب استخراج شود.

برای مشخص شدن نرخ سرمایش ساعتی، باید عدد به دست آمده را بر 24 ساعت تقسیم کنیم؛ بنابراین خواهیم داشت:

در انتها برای پیدا کردن تبدیل TOR به kW که واحد متریک است، باید عدد به دست آمده تقسیم بر 3600 که تعداد ثانیه ها در یک است، بشود:

در نتیجه تن تبرید توان دقیقاً برابر با 1200 BTU/h یا 516853.3 KW است.

ظرفیت تجهیزات تهویه مطبوع و تبرید در ایالات متحده اغلب بر حسب “تن” (تبرید) مشخص می شود. بسیاری از تولید کنندگان نیز ظرفیت را بر حسب BTU/h مشخص می کنند، به خصوص زمانی که عملکرد تجهیزات با توان کوچک تر را مشخص می کنند. تن تبرید معادل مصرف یک تن یخ در روز است و در زمان انتقال از یخ طبیعی ذخیره شده به تبرید مکانیکی منشأ می گیرد. همان طور که اسب بخار و شمع واحدهای اندازه گیری شهودی برای افرادی بودند که در دوران گذار از اسب به قدرت بخار (Steam Power) و از روشنایی مبتنی بر شعله به روشنایی الکتریکی زندگی می کردند، تن تبرید نیز یک واحد اندازه گیری شهودی در طول یک تغییر مبتنی بر تکنولوژی بود.

تجارت یخ به تدریج شامل درصدهای فزاینده ای از یخ مصنوعی (مراحل تولید یخ توسط کارخانه یخ سازی) علاوه بر ذخایر یخ طبیعی آن بود. تعریف تن تبرید در سطح یک استاندارد صنعتی در سال 1903 تنظیم شد، زمانی که توماس شیپلی (Thomas Shipley) از شرکت تولیدی یورک تشکیل یک انجمن صنعتی (انجمن ماشین سازان یخ ایالات متحده) را همراه با استاندارد سازی چندین مشخصه تجهیزات مختلف رهبری کرد. در سال 1904 این تلاش ها منجر به تأسیس انجمن آمریکایی مهندسین تبرید (American Society of Refrigerating Engineers) شد.

اهمیت تن تبرید در انتخاب ظرفیت چیلر و سیستم‌های سرمایشی ساختمان

در سیستم‌های تهویه مطبوع و سرمایش صنعتی، انتخاب ظرفیت صحیح تجهیزات یکی از مهم‌ترین مراحل طراحی است؛ زیرا کوچک‌ترین خطا در محاسبات می‌تواند منجر به کاهش عملکرد، افزایش مصرف انرژی و هزینه‌های نگهداری شود. در این میان، «تن تبرید» به‌عنوان یک واحد کلیدی، نقشی تعیین‌کننده در تعیین ظرفیت چیلرها، مینی‌چیلرها، هواسازها و سایر تجهیزات سرمایشی دارد. شناخت درست این واحد و نحوه استفاده از آن، برای مهندسان تأسیسات و مدیران پروژه ضروری است.

وقتی صحبت از انتخاب چیلر یا سیستم سرمایشی مناسب می‌شود، باید ظرفیت دستگاه به اندازه‌ای باشد که بتواند حرارت واقعی تولیدشده در فضا را استخراج کند. این حرارت می‌تواند ناشی از حضور تجهیزات الکترونیکی، تابش خورشید، تعداد افراد حاضر در محیط، فرایندهای صنعتی و حتی نوع کاربری ساختمان باشد. تن تبرید، به‌عنوان معیار استاندارد اندازه‌گیری توان سرمایشی، این امکان را فراهم می‌کند که بتوانیم بار سرمایشی موردنیاز را دقیق و قابل‌محاسبه تعیین کنیم.

به‌عنوان مثال، در ساختمان‌های اداری که تعداد افراد زیادی در طول روز حضور دارند و تجهیزات الکترونیکی بیشتری استفاده می‌شود، ظرفیت سرمایشی بالاتری به ازای هر مترمربع نیاز است. در مقابل، در ساختمان‌های مسکونی، توزیع بار حرارتی یکنواخت‌تر بوده و محاسبات تن تبرید با ضرایب مختلفی انجام می‌شود. این اطلاعات کمک می‌کند که چیلر یا دستگاه سرمایشی دقیقاً مطابق با نیاز واقعی فضا انتخاب شود؛ نه کمتر از حد لازم که عملکرد دستگاه را کاهش دهد، و نه بیشتر از نیاز که هزینه خرید، مصرف انرژی و استهلاک سیستم را افزایش دهد.

در حوزه سیستم‌های سرمایشی مدرن، مانند آنچه در محصولات و راهکارهای تخصصی سایت فراسرد ارائه می‌شود، استفاده از محاسبات دقیق تن تبرید باعث می‌شود ظرفیت دستگاه‌ها کاملاً مطابق استانداردهای جهانی و نیاز پروژه انتخاب شوند. این رویکرد، علاوه بر افزایش بازده انرژی، موجب عمر طولانی‌تر تجهیزات و کاهش هزینه‌های عملیاتی می‌شود. در نهایت، درک صحیح مفهوم تن تبرید و کاربرد آن، پایه و اساس انتخاب هوشمندانه سیستم سرمایشی در پروژه‌های مسکونی، تجاری و صنعتی است.

جمع بندی

در این بخش، تلاش شد تا درباره تن تبرید و تمامی مسائل مرتبط با آن مانند مفهوم تن تبرید، نحوه محاسبات مرتبط با آن و تبدیل آن به دیگر واحدهای تبرید صحبت شود و خواننده آشنایی خوبی با این مفهوم پیدا کند.

شرکت فراسرد یکی از شرکت های با سابقه و مجرب در زمینه ساخت و تولید محصولات برودتی مانند سردخانه های صنعتی ، آیس بانک و … است که فعالیت اصلی خود را از سال 1368 آغاز کرده و در این مدت توانسته است رضایت مشتریان بسیاری را کسب نماید. کارشناسان ما آماده پاسخگویی به تمامی سوالات شما عزیزان در زمینه محصولات برودتی هستند.