Fondamenti di conversione di unità comuni e refrigerazione

1. Lavoro, energia, potenza, capacità di raffreddamento

1 joule (j)=1 watt (w) × 1 secondo (s)
(1) Unità di energia:
Sistema nazionale: j, kj; Sistema britannico: cal, kcal
1j=0.2388 cal
(2)Unità di potenza:
Sistema nazionale: w, kw; Sistema britannico: kcal/h (kilocaloria)
1 KCAL/H=1.163W
1 kW=860 KCAL/H
Unità comunemente utilizzate: potenza (hp), tonnellate di refrigerazione RT
1 HP=735W
1 RT=3,516 kw =3024 kcal/ora

Nota: Tonnellate di refrigerazione: è un'unità imperiale di capacità di refrigerazione. Una tonnellata di refrigerazione è la quantità di raffreddamento necessaria per congelare una tonnellata di acqua a {{0}} gradi in ghiaccio a 0 gradi entro 24 ore.
Negli Stati Uniti una tonnellata corrisponde a 2,000 libbre (907,2 kg). Pertanto, 1 tonnellata di refrigerazione statunitense=12659 kj/h; ovvero: 1 RT=3.516kw
(3) Rapporto tra potenza e capacità di raffreddamento
Nei piccoli progetti di climatizzazione, 1 HP si riferisce alla capacità di raffreddamento che può essere generata immettendo 735 W di potenza nel compressore. Il significato è diverso dall'unità di potenza generale. Il 1HP qui è calcolato in base al rapporto di efficienza energetica. Il Giappone ritiene generalmente che il rapporto medio di efficienza energetica dei compressori dell'aria condizionata sia 3,4 e che la capacità di raffreddamento generata immettendo 735 W di energia elettrica sia di 2500 W.

2. Pressione
La forza verticale esercitata su un'unità di superficie è chiamata pressione (fisicamente chiamata pressione). L'unità di pressione internazionale è il Pascal, denominato Pa, espresso in Pa.
1 colonna di mercurio a pressione atmosferica standard=0,1 MPa=760mmHG;
1 atmosfera=1.03323 kg/cm2. pressione;
1MPA=10 pressione atmosferica=10,3323 kg/cm2;
Ciò equivale ad una pressione di 10,332 kg/cm2;
1MPa=1000000 Pa=1.00N/millimetro quadrato=(1/9,8) chilogrammo forza/millimetro quadrato.

3. Temperatura
I termometri più comunemente usati: termometro a mercurio e termometro ad alcool. Le scale di temperatura dei termometri includono generalmente: scala di temperatura Celsius, scala di temperatura Fahrenheit (utilizzata in Europa e negli Stati Uniti) e scala di temperatura assoluta.
1) Scala della temperatura Celsius (gradi): è un sistema di visualizzazione della temperatura che utilizza il punto di congelamento dell'acqua pura a un'atmosfera come 0 grado e il punto di ebollizione come 100 gradi. I due sono divisi in 100 parti uguali e ciascuna parte è impostata come 1 grado.
2) Scala della temperatura assoluta (K): il punto di congelamento dell'acqua è impostato su +273.16K, il punto di ebollizione è impostato su 373,16K e teoricamente il punto in cui il movimento termico delle molecole all'interno dell'oggetto si arresta completamente è impostato come zero assoluto, ovvero 0 (K)).
La relazione tra la scala della temperatura Celsius e la scala della temperatura assoluta è la seguente: T=t+273.16
3) Scala della temperatura Fahrenheit (grado F): il punto di congelamento dell'acqua alla pressione atmosferica standard è impostato su 32 gradi F e il punto di ebollizione è impostato su 212 gradi F. Ci sono 180 parti uguali tra i due e ciascuna parte è impostato su 1 grado F. È ampiamente utilizzato nei paesi europei e americani.
Esistono le seguenti relazioni di conversione tra Celsius e Fahrenheit:
t=5(F-32)/9;
F=9t/5+32;
Nella formula:
t - temperatura in gradi Celsius;
F - temperatura Fahrenheit;
4) Temperatura a bulbo secco e temperatura a bulbo umido: La temperatura a bulbo secco è la temperatura misurata da un normale termometro. La temperatura del bulbo umido viene avvolta con un panno umido sul termometro. L'indicazione della temperatura diminuisce a causa dell'evaporazione dell'acqua. La temperatura in questo momento è chiamata temperatura del bulbo umido.

4. Calore, vaporizzazione, liquefazione
Le modalità di trasmissione del calore sono: conduzione, convezione e irraggiamento.
Convezione termica: la convezione termica è il movimento di liquidi o gas riscaldati per trasferire calore; Radiazione termica: La radiazione termica è l'emissione e il trasferimento di calore sotto forma di raggi infrarossi.
Vaporizzazione: processo mediante il quale una sostanza passa dallo stato liquido a quello gassoso. Metodi di vaporizzazione: evaporazione (vaporizzazione superficiale), ebollizione (vaporizzazione superficiale e interna contemporaneamente). Misure per accelerare la vaporizzazione: aumentare la temperatura e ridurre la pressione superficiale.
Liquefazione: processo mediante il quale una sostanza passa dallo stato gassoso a quello liquido. Misure per accelerare la liquefazione: abbassare la temperatura e aumentare la pressione.

5. Calore sensibile e calore latente
Carico di calore sensibile (raffreddamento sensibile): riscaldamento di una sostanza solida, liquida o gassosa. Finché la sua forma rimane invariata, dopo che ha assorbito il calore, la temperatura della sostanza aumenterà. La quantità di calore assorbito può essere visualizzata sulla temperatura. Cioè, il calore che non cambia la forma di una sostanza ma ne fa variare la temperatura è chiamato calore sensibile.
Carico di calore latente (raffreddamento latente): quando l'acqua liquida viene riscaldata, la temperatura dell'acqua aumenta. Quando raggiunge il punto di ebollizione, nonostante l'aggiunta continua di calore, la temperatura dell'acqua non aumenta e rimane al punto di ebollizione. Il calore aggiunto fa sì che l'acqua si trasformi in vapore acqueo, cioè passi dallo stato liquido a quello gassoso. Questo tipo di calore che non modifica la temperatura di una sostanza ma provoca un cambiamento nello stato della materia (chiamato anche cambiamento di fase) è chiamato calore latente.
Il calore totale è uguale alla somma del calore sensibile e del calore latente: calore sensibile/calore totale=SHR (rapporto di calore sensibile).

6. Rapporto refrigerazione/efficienza energetica termica refrigerazione/refrigerante secondario
Capacità di refrigerazione: la capacità di refrigerazione si riferisce alla quantità totale di calore rimosso da uno spazio, una stanza o un'area chiusa per unità di tempo quando un frigorifero, ad esempio un condizionatore d'aria, è in funzione per il raffreddamento.
Capacità di riscaldamento: la capacità di riscaldamento si riferisce al valore termico totale fornito dal sistema di condizionamento dell'aria in condizioni di riscaldamento o dal sistema di preparazione dell'acqua calda per unità di tempo, solitamente in unità di W e kW.
COP: Nelle condizioni operative nominali e nelle condizioni specificate, quando il condizionatore d'aria esegue il funzionamento di riscaldamento con pompa di calore, il rapporto tra la capacità di riscaldamento e la potenza in ingresso effettiva, il suo valore è espresso in W/W.
EER: Nelle condizioni operative nominali e nelle condizioni specificate, quando il condizionatore d'aria esegue l'operazione di raffreddamento, il rapporto tra la capacità di raffreddamento e la potenza in ingresso effettiva, il suo valore è espresso in W/W.
Refrigerante: il refrigerante, noto anche come refrigerante, refrigerante e refrigerante, è la sostanza media utilizzata per completare la conversione dell'energia in vari motori termici. Queste sostanze spesso subiscono cambiamenti di fase reversibili (come i cambiamenti di fase da gas a liquido) per aumentare la potenza. Come il vapore nei motori a vapore, il refrigerante nei frigoriferi, ecc. Quando un generale motore a vapore è in funzione, rilascia l'energia termica del vapore e la converte in energia meccanica per generare forza motrice; mentre il refrigerante nel frigorifero viene utilizzato per trasferire il calore dalla bassa temperatura all'alta temperatura.
Refrigerante secondario: il refrigerante secondario è un mezzo di raffreddamento intermedio che completa il trasferimento di calore dal sistema (oggetto o spazio) da raffreddare al refrigerante in un dispositivo di refrigerazione a raffreddamento indiretto. [1] Questo mezzo di raffreddamento intermedio è anche chiamato secondo refrigerante. Nell'ingegneria del condizionamento dell'aria, nella produzione industriale e negli esperimenti scientifici, i dispositivi di refrigerazione vengono spesso utilizzati per raffreddare indirettamente l'oggetto da raffreddare o per trasportare l'energia fredda generata dal dispositivo di refrigerazione su lunghe distanze. In questo caso è necessario raffreddare una sostanza intermedia nell'evaporatore. Quindi utilizzarlo per raffreddare l'oggetto da raffreddare. Questa sostanza intermedia è chiamata salamoia.

7. Temperatura di saturazione e pressione di saturazione
Temperatura di saturazione: ad una determinata pressione, la temperatura corrispondente a quando le fasi gassosa e liquida raggiungono la saturazione. La temperatura di saturazione è determinata dalla sua pressione. Maggiore è la pressione, maggiore è la temperatura di saturazione e viceversa. Quando una sostanza raggiunge la saturazione sotto una certa pressione, si trova sempre a una certa temperatura di saturazione.
Pressione di saturazione: ad una data temperatura, la pressione corrispondente a quando le fasi gassosa e liquida raggiungono lo stato saturo. Dipende dalla temperatura. Maggiore è la temperatura, maggiore è la pressione di saturazione e viceversa. Quando una sostanza raggiunge lo stato saturo ad una certa temperatura, si trova sempre ad una certa pressione di saturazione.
Applicazione della temperatura di saturazione e della pressione di saturazione Nei dispositivi di refrigerazione, la corrispondenza uno a uno tra la temperatura di saturazione e la pressione di saturazione del refrigerante viene spesso utilizzata per regolare la temperatura regolando la pressione.
Liquido saturo: un liquido la cui temperatura è uguale alla corrispondente temperatura di saturazione alla pressione a cui è esposto.
Vapore saturo: noto anche come "vapore secco", la temperatura è uguale al vapore corrispondente alla temperatura di saturazione sotto pressione.
Pressione di vapore saturo: la pressione alla quale il vapore saturo è in equilibrio con il suo liquido.
Supersaturazione: uno stato di sottoequilibrio. In questo stato la pressione del vapore è superiore alla pressione di saturazione alla temperatura corrispondente.
Vapore sovrasaturo: vapore in uno stato di sottoequilibrio. La sua pressione è superiore alla pressione di saturazione alla temperatura corrispondente.
Surriscaldamento: processo di riscaldamento del vapore a una temperatura superiore alla temperatura di saturazione alla pressione corrispondente.
Vapore surriscaldato: vapore la cui temperatura è superiore alla temperatura di saturazione corrispondente alla sua pressione.
Surriscaldamento: differenza tra la temperatura del vapore surriscaldato e la sua temperatura di saturazione.
Sottoraffreddamento: processo di raffreddamento di un liquido a una temperatura inferiore alla temperatura di saturazione alla pressione corrispondente.
Liquido sottoraffreddato: liquido la cui temperatura è inferiore alla temperatura di saturazione corrispondente alla sua pressione. La differenza tra la temperatura del liquido sottoraffreddato e la temperatura del liquido saturo si chiama "sottoraffreddamento". Comunemente utilizzato nelle apparecchiature di refrigerazione.

8. Umidità e pressione
Umidità assoluta: quantità di vapore acqueo contenuta in un'unità di volume d'aria.
Umidità relativa: ad una certa temperatura, il rapporto tra la quantità effettiva di vapore acqueo (in peso) nell'aria e la quantità di vapore acqueo che l'aria può trattenere a quella temperatura.
Pressione statica: la pressione generata dal movimento irregolare delle molecole d'aria che colpiscono la parete del tubo è chiamata pressione statica. La pressione statica con la pressione atmosferica come punto zero è chiamata pressione statica relativa. La pressione statica dell'aria nei condizionatori si riferisce alla pressione statica relativa. La pressione statica è positiva quando è superiore alla pressione atmosferica e negativa quando è inferiore alla pressione atmosferica.
Pressione dinamica: si riferisce alla pressione generata quando scorre l'aria. Finché l'aria scorre nel condotto dell'aria, ci sarà una certa pressione dinamica e il suo valore sarà sempre positivo.
Pressione totale: la pressione totale è la somma algebrica della pressione statica e della pressione dinamica.

9. Climatizzazione artigianale/comfort
Aria condizionata confortevole: rivolta al personale interno, lo scopo è creare un ambiente di lavoro o di vita confortevole per migliorare l'efficienza lavorativa o mantenere un buon livello di salute. Come i condizionatori d'aria in residenze, uffici, teatri e grandi magazzini.
Condizionamento dell'aria di processo: Lo scopo è soddisfare le esigenze del processo produttivo e della ricerca scientifica. Al momento, la progettazione dell'aria condizionata mira principalmente a garantire i requisiti del processo, mentre il comfort del personale interno è secondario. Aria condizionata nelle sale computer, nei centralini telefonici, nelle officine elettroniche di precisione e in alcuni laboratori speciali, musei, ecc.