برای مشخص کردن ظرفیت سیستم های برودتی مثل سردخانه، چیلر و … از واحد تن تبرید استفاده می کنند.
تن تبرید چیست؟ نحوه محاسبه تن تبرید
برای مشخص کردن ظرفیت سیستم های برودتی مثل سردخانه، چیلر و … از واحد تن تبرید استفاده می کنند. ظرفیت برودتی یک سیستم برودتی تراکمی یا جذبی، به واسیله یک مبرد حرارت را منتقل می‌کند. برای مثال سیستم تبرید تراکمی سردخانه را در نظر بگیرید. مبرد ابتدا در اواپراتور حرارت داخل سردخانه را جذب می‌کند. سپس در کندانسور این حرارت اضافی را به محیط بیرون منتقل می‌کند.
با این کار دمای داخل سردخانه کاهش می‌یابد. عموما برای دستگاه هایی که ظرفیت سرمایش بالایی دارند از تن تبرید و برای دستگاه های سرمازا که
ظرفیت پایین تری دارند از بی تی یو بر ساعت (BTU/hr) استفاده می کنند. ظرفیت یک سیستم برودتی توانایی کاهش دما در واحد زمان است. یعنی سیستم در یک ساعت چقدر توانایی دارد حرارت را از محیط (هوای سردخانه یا هوای اتاق) یا سیال مد نظر (آب چیلر)، به فضای بیرون منتقل می‌کند.
در نتیجه واحد اندازه گیری ظرفیت برودتی باید از جنس توان باشد. یعنی انرژی بر واحد زمان. برای بیان ظرفیت برودتی از واحدهای مثل کیلو وات، BTU بر ساعت و تن تبرید استفاده می‌شود.
تن تبرید
تن تبرید یا تن برودتی واحد اندازه گیری ظرفیت در سیستم های برودتی است. این واحد از سال 1880 شروع به استفاده شد. در آن دوران در سیستم های تهویه مطبوع و سیستم های برودتی مثل یخچال خانگی از یخ استفاده می شد. حجم مشخصی از یخ در محفظه مخصوص قرار می گرفت. یخ حرارت محفظه را جذب می‌کرد. به این ترتیب دمای محفظه کاهش یافته و مواد غذایی تازه می ماندند.
برای سیستم تهویه مطبوع نیز همین روش استفاده می شد. یک فن هوا را از روی بلوک یخ عبور می داد و دمای هوا کاهش می یافت. بدیهی است که در آن سیستم هر چقدر یخ بیشتری استفاده شود، توان برودتی نیز افزایش می یابد. با افزایش دمای محیط یخ بیشتری نیاز است. اگر مقدار مواد غذایی برای نگهداری بیشتر شود، یخ بیشتری نیاز است.
به عبارتی ظرفیت برودتی با وزن یخ مورد نیاز رابطه مستقیم دارد. در قرن 19-ام صنعت یخ سازی یکی از صنایع بسیار رایج بود. شرکت های یخ سازی، بلوک های یخ برای سیستم های برودتی را تامین می‌کردند. به همین شکل بود که واحد وزن یخ یعنی تن، به عنوان معیاری برای ظرفیت سرمایشی استفاده می‌شد، که به آن تن تبرید می‌گفتند. پس، تن تبرید هیچ ارتباطی با وزن سیستم ندارد.
هر تن تبرید برابری می کند با مقدار حرارت لازم برای تبدیل یک تن یخ صفر درجه سانتی گراد به آب صفر درجه در مدت 24 ساعت. اما توجه داشته باشید که تن گفته شده برابر با 1000 کیلوگرم نیست. بلکه منظور تن کوچک آمریکایی یا Short ton است. هر Short ton برابر است با 2000 پوند معادل 907.185 کیلوگرم.
تبدیل واحد
برای تبدیل این واحد به دیگر واحدهای ظرفیت برودتی می‌توانید به این شکل عمل کنید:
·هر تن تبرید برابر است با 3.5168525 کیلووات
·هر تن تبرید برابر است با 12000BTU بر ساعت
از آنجایی که BTU واحد اندازه‌گیری انرژی است، نمی توان تن تبرید را مستقیماً به BTU تبدیل کرد.
هر تن تبرید چند کیلووات است ؟
برای تبدیل کیلووات به تن تبرید و برعکس از فرمول Refrigeration Ton = 3.52 Kw استفاده می شود. بدین صورت که برای تبدیل تن تبرید به کیلووات باید آن را در عدد ۳٫۵۲ ضرب و برعکس آن برای تبدیل کیلووات به تن تبرید باید آن را بر عدد ۳٫۵۲ تقسیم نمود.
نحوه محاسبه کردن
یک تن کوتاه برابر است با ۹۰۷٫۱۸ کیلوگرم یا ۲۰۰۰ پوند. گرمای نهان ذوب یخ ۳۳۴ کیلو ژول در هر کیلوگرم یا ۱۴۴ BTU در هر پوند است. بنابراین برای محاسبه بار خنک کننده گرمای نهان ، کافیست واحدهای مربوطه را با هم ضرب کنید.
برای اینکه در طی ۲۴ ساعت این وزن آب را به یخ تبدیل نمایید، از لحاظ متریک ، باید ۳۰۳،۰۰۰ کیلو ژول یا ۲۸۸،۰۰۰ BTU دما را از ان استخراج کنید معیار : ۹۰۷٫۱۸ kg x 334 kJ/kg = 303,000 kJ Imperial: 2,000 lb x 144 BTU/lb = 288,000 BTU’s برای پیدا کردن میزان خن کسازی ساعتی ما ، فقط باید این تعداد را به ۲۴ ساعت تقسیم کنید. بنابراین از لحاظ معیار خواهیم داشت: ۳۰۳،۰۰۰ کیلوژول تقسیم بر ۲۴ ساعت معادل ۱۲۶۲۵ کیلو ژول در هر ساعت. واحد امپریال: ۲۸۸،۰۰۰ BTU که تقسیم بر ۲۴ ساعت برابر خواهد بود با ، ۱۲۰۰۰ BTU در هر ساعت.
برای واحدهای متریک ، از آنجا که کیلووات واحد درجه بندی قدرت بر اساس ژول در ثانیه است، ما باید ۱۲٫۶۲۵ کیلوژول را بر تعداد ثانیه های هر ساعت تقسیم کنیم. بنابراین ۶۰ دقیقه هر ساعت در ۶۰ ثانیه هر دقیقه ضرب می شود. که برابر خواهد بود با ۳۶۰۰ ثانیه در هر ساعت. بنابراین اگر ۱۲،۶۲۵ کیلو وات را بر ۳۶۰۰ ثانیه تقسیم کنیم ، آنگاه ۳٫۵۱ کیلووات به دست می آید.