Расчет мощности воздухоохладителя (две измеренные точки)
Найдите фактическую холодо- или теплопроизводительность по температуре, влажности и расходу воздуха, измеренным на входе и выходе теплообменника. Формула по температуре (ρ·Q·Cp·Δt) и энтальпийный метод (ṁ·ΔI) показаны рядом с разницей и ее причиной.
Основание
Энтальпийный метод использует те же определения, что карточка процесса психрометрического калькулятора. Объемный расход воздуха переводится в массовый расход сухого воздуха по удельному объему на входе.
| Показатель | Уравнение | Примечания · основание |
|---|---|---|
| Массовый расход сухого воздуха | ṁ = V / v₁ | V - объемный расход воздуха, измеренный на входе, v₁ - удельный объем на входе (м³/кг сух. возд.). ASHRAE Fundamentals 2017, гл. 1, ур. 28 |
| Полная теплота (энтальпийный метод) | Q_п = ṁ · (I₁ − I₂) | I - энтальпия влажного воздуха (ур. 32). При охлаждении - теплота, отведенная охладителем |
| Явная теплота | Q_я = ṁ · (1,006 + 1,86 d₁) · (t₁ − t₂) | Теплоемкость влажного воздуха при влагосодержании на входе, как в карточке процесса калькулятора |
| Скрытая теплота и конденсат | Q_с = Q_п − Q_я, m_w = ṁ · (d₁ − d₂) | Скрытая теплота - полная минус явная. Конденсат - снижение влагосодержания |
| Формула по температуре (полевое упрощение) | Q = ρ · V · Cp · Δt, ρ = 1,2 кг/м³, Cp = 1,006 кДж/(кг·К) | Приближенные плотность и теплоемкость сухого воздуха около 20 °C. Она не учитывает изменение влагосодержания (скрытую теплоту), поэтому на осушающем охладителе дает только явную часть |
Пример расчета
Вход: 27 °C по сухому, 19,5 °C по мокрому термометру (φ = 49,8 %, влагосодержание 11,10 г/кг, энтальпия 55,48 кДж/кг, удельный объем 0,8655 м³/кг); выход: 14 °C по сухому, 13 °C по мокрому термометру (φ = 89,6 %, 8,92 г/кг, 36,62 кДж/кг); расход воздуха 10 000 м³/ч на входе.
ṁ = 10 000 / 3 600 / 0,8655 = 3,210 кг/с. Полная = 3,210 × (55,48 − 36,62) = 60,54 кВт (17,2 RT). Явная = 3,210 × (1,006 + 1,86 × 0,01110) × 13 = 42,84 кВт, скрытая = 17,70 кВт, конденсат 25,2 кг/ч.
Формула по температуре дает 1,2 × 2,778 × 1,006 × 13 = 43,59 кВт, на 28,0 % ниже энтальпийного метода. Основная часть расхождения - скрытая теплота (29 % от полной); остальное - упрощение ρ·Cp.
Ограничения и погрешность измерений
Погрешность измерений сильно меняет результат. Во влажном воздухе, как на выходе охладителя, ошибка температуры мокрого термометра 0,5 К дает около 1,3-1,7 кДж/кг по энтальпии (выход и вход этого примера), примерно 7-9 % полной мощности. Измеряйте температуру мокрого термометра смоченным фитилем при достаточной скорости воздуха (около 3 м/с и выше); датчики φ теряют точность вблизи насыщения на выходе.
Погрешность расхода воздуха (трубка Пито, анемометр) переходит прямо в результат. На выходе усредняйте по нескольким точкам, чтобы избежать расслоения сразу за охладителем и капель, уносимых потоком.
Расчет выполнен при стандартном давлении (101,325 кПа). Теплота вентилятора и теплопоступления в воздуховоде не разделяются.
Источники
- ASHRAE Handbook, Fundamentals 2017 (SI), гл. 1 Psychrometrics: энтальпия (ур. 32), удельный объем (ур. 28), мокрый термометр (ур. 33, 35)
- Полевое упрощение ρ 1,2 кг/м³, Cp 1,006 кДж/(кг·К): стандартный воздух при 20 °C на уровне моря
Обновлено: 2026-10-07.