تن تبرید چیست | نحوه محاسبه تن تبرید

تن تبرید چیست؟ 

تن تبرید به میزان حرارتی گفته می شود که یک بلوک یخی یک تن با دمای صفر درجه سانتی گراد که برابر با 32 درجه فارنهایت است، نیاز دارد تا در مدت زمان 24 ساعت که معادل یک شبانه روز است، به آب صفر درجه سانتی گراد (یا همان 32 درجه فارنهایت) تبدیل شود. تن تبرید، ظرفیت انتقال حرارت و برودت در انواع چیلر (جذبی و تراکمی)، داکت اسپلیت و دیگر سیستم‌های تهویه مطبوع است و با نماد TR در زبان انگلیسی نشان داده می شود که مخفف (Ton of Refrigeration) است.

تاریخچه تن تبرید

در سال‌های پایانی 1800 میلادی در آمریکا برای خنک کردن دمای محیط از یخ استفاده می‌کردند؛ به اینصورت که بلوک‌های یک تنی یخ را در مسیر جریان هوای گرم قرار میدادند تا دمای محیط خنک شود.

بر اساس تاریخچه تن تبرید، تعداد بلوک‌های 1 تنی یخ را معیار اندازه‌گیری قرار دادند؛ به طور مثال اگر یک محیط نیاز به سه بلوک یخی برای خنک ماندن در 24 ساعت را داشت، میگفتند ظرفیت این فضا 3 تن یخ است، این واحد اندازه‌گیری در سال 1903 توسط توماس شیپلی که رئیس انجمن سازندگان ماشین یخی ایالات متحده بود تایید و تصویب شد.

اگر بخواهیم جرم یک تن یخ را محاسبه کنیم باید آن را به کیلو گرم تبدیل کنیم که چیزی معادل 1000 کیلو گرم می‌شود، حال سوال اصلی اینجاست که ما دو سیستم اندازه گیری دیگر در آمریکا و انگلیس داریم: سیستم انگلیسی را با نماد IP میشناسند، در این سیستم اندازه گیری یک تن برابر 2240 پوند است که اگر آن را به کیلوگرم تبدیل کنیم میشود 1016 کیلوگرم و سیستم آمریکایی را هم با نماد US نشان میدهند؛ در این سیستم یک تن برابر با 2000 پوند است که معادل 907 کیلوگرم است.

به همین دلیل است مقدار تن در سیستم اندازه گیری آمریکایی کمتر از سیستم انگلیسی است و به تن در واحد اندازه گیری آمریکایی تن کوچک (short ton) می‌گویند، خیلی از افراد تصور اشتباهی دارند و باور دارند که یک تن برابر 1000 کیلوگرم است ولی در واقعیت یک تن معادل 907 کیلوگرم که همان تن کوچک یا Short Ton است. در ویدیو زیر درباره تن تبرید و نحوه محاسبه آن صحبت می کند.

محاسبه تن تبرید ساختمان

در محاسبه تن تبرید ساختمان، به طور مثال اگر شما در آپارتمانی در مناطق میانی تهران سکونت داشته باشید به ازای هر متر مربع 400 btu باید در نظر بگیرید، البته قابل ذکر است که باز هم این یک محاسبه سر انگشتی است، از طرفی برای هر 30 متر مربع آپارتمان مسکونی در تهران یک تن تبرید در نظر میگیریم.

ولی اگر همان آپارتمان در بوشهر (جنوب کشور) باشد باید به ازای هر 23 الی 24 متر مربع یک تن تبرید در نظر بگیرید. یعنی 400 ضربدر 30 متر مربع برابر است با 12000 btu که همان یک تن تبرید است. اما برای محیط‌ های اداری در تهران با حساب سر انگشتی شما به ازای هر 25 متر مربع نیاز به یک تن تبرید دارید.

اگر فرمول زیر را در نظر بگیریم میتوانیم بفهمیم که هر تن تبرید برابر است با 12000 btu/hr یا 3.5 kW.

همانطور که در تصویر بالا می بینید، فرمول محاسبه تن تبرید عبارتند از:

• q = نرخ انتقال حرارت
• m =  جرم یخ
• hfg = گرمای نهان ذوب یخ
• t = مدت زمان انتقال حرارت

تبدیل btu به تن تبرید | تبدیل تن تبرید به btu

BTU یکای اندازه گیری ظرفیت تهویه مطبوع است که در واقع مخفف شده واژه انگلیسی British Thermal Unit که نشان میدهد در واحد زمان چه مقدار یا میزان سرمایش ایجاد شده است. جدول زیر برای هر 12،000 بی‌ تی‌ یو (BTU/HR) در ساعت، معادل یک تن تبرید محاسبه می‌شود.

با استفاده از فرمول‌ های زیر می توانید تن تبرید را به  BTU/hr تبدیل کنید. با بررسی فرمول مشاهده شده در تصویر زیر به این نتیجه می‌ رسیم که  یک تن تبرید معادل 12000 BTU/hr است.

هر تن تبرید چند کیلووات (kw) است؟

برای تبدیل تن تبرید به کیلووات kw با توجه به فرمول محاسبه در تصویر زیر میتوانیم بفهمیم که تن تبرید برابر با 3.5 کیلووات است.

چگونه ظرفیت برودتی چیلر را محاسبه کنیم؟

وقتی صحبت از چیلر در دنیای تهویه مطبوع میشود میدانیم که مهندسین و متخصصین معمولا ظرفیت این دستگاه‌ ها را با تن تبرید ارزیابی می‌ کنند، یک متخصص چگونه باید ظرفیت برودتی را محاسبه کند یعنی فرمول آن چیست؟ فرمول محاسبه ظرفیت برودتی چیلر برای بدست آوردن ظرفیت برودتی انواع چیلر می توانید از فرمول زیر استفاده کنید. برای محاسبه تن تبرید چیلر و ظرفیت برودتی آن پارامتر های زیر را نیز در نظر بگیرید:

1. P = (چگالی آب) 1000 کیلوگرم بر متر مکعب
2. q = ظرفیت برودتی چیلر
3. v = دبی حجمی آب
4. دلتا T = اختلاف دمای ورودی و خروجی آب
5. CP = ظرفیت گرمایی ویژه آب = Kj/kg.c 4.2

تبدیل تن تبرید به اسب بخار

برخی از همکاران و یا تکنسین های خدماتی، اسب بخار (hp) را با  تن تبرید اشتباه می گیرند، یک تصور غلط رایج این است که 1 تن تبرید برابر با 1 اسب بخار است ولی این کاملا باور اشتباهی است که در ادامه به توضیح آن خواهیم پرداخت.

اسب بخار که با hp (حروف کوچک) نمایش داده می‌شود و احتمالا تعریف آن را بارها شنیده اید معادل (2544 BTU/hr) است. HP، اسب بخار نیست و یعنی High heat value of pound dry wood  و معادل  HP = 9600 Btu/hr می‌باشد، با نگاه به جدول زیر می توانید به راحتی این واحدها را به هم تبدیل کنید.

مهمترین کاربرد های تن تبرید در کجاست؟

همانطور که گفتیم، تن تبرید ( Ton of Refrigeration) یک واحد اندازه‌گیری توان است که برای بیان ظرفیت سیستم‌های سرمایشی استفاده می‌شود، این واحد بیشتر در صنایع تهویه مطبوع، تبرید صنعتی و سیستم‌های سرمایشی ساختمانها کاربرد دارد.

1. کاربرد تن تبرید در سیستم‌های تهویه مطبوع

در طراحی و انتخاب سیستم‌های تهویه مطبوع برای ساختمان‌ها، ظرفیت سیستم بر اساس تعداد تن تبرید محاسبه می‌شود. به‌ طور معمول هر تن تبرید معادل 12،000 بی‌ تی‌ یو (BTU) در ساعت است و به مقدار گرمایی اشاره دارد که یک سیستم تهویه مطبوع می‌تواند از یک فضا در یک ساعت حذف کند. 

بیشتر بخوانید: سیکل تبرید چیست؟

2. کاربرد تن تبرید در صنایع غذایی و نگهداری مواد غذایی

در سیستم‌های سردخانه‌ای و یخچال‌های بزرگ صنعتی که برای نگهداری مواد غذایی و محصولات کشاورزی استفاده می‌شوند، ظرفیت سردخانه‌ها بر اساس تن تبرید محاسبه می‌شود که این مقدار نشان می‌دهد که چقدر حرارت باید از محصولات خارج شود تا در دمای مناسب نگهداری شوند.

3. کاربرد تن تبرید در کارخانه‌ های تولیدی و صنعتی

بسیاری از کارخانه‌ها برای فرایندهای تولیدی خود نیاز به سیستم‌های تبرید دارند در اینجا نیز ظرفیت سیستم‌ها بر اساس تن تبرید تعیین می‌شود تا فرایندهای تولیدی تحت شرایط دمایی مناسب اجرا شوند.

4. کاربرد تن تبرید در سردخانه‌ و یخ‌سازها

در کارخانه‌های تولید یخ و سردخانه‌های بزرگ نیز از این واحد برای تعیین ظرفیت سیستم استفاده می‌شود.

 بیشتر بخوانید:  خرید سیستم وی ار اف

سخن پایانی

تن تبرید برای تعیین ظرفیت سرمایشی سیستم های برودتی مانند چیلر کاربرد دارد، این واحد برودتی برای اندازه گیری میزان سرمایش انواع چیلر، سیستم های سردخانه ای، فرایند های صنعتی استفاده می شود. بنابراین آشنایی با تن تبرید و نحوه محاسبه تن تبرید برای تمامی مهندسان، متخصصان و تمامی افرادی که در این حوزه فعالیت می کنند ضروری است تا در طراحی و نصب این سیستم های سرمایشی دقت بیشتری داشته باشند.