Die Berechnung der Kapazität einer Kältemaschine ist entscheidend, um die Kühlanforderungen für spezifische Anwendungen zu erfüllen, sei es für Klimaanlagen oder industrielle Prozesse wie die Kühlung von Maschinen. Dieser Leitfaden erklärt, wie diese Berechnungen manuell durchgeführt werden können und wie automatisierte Tools den Prozess vereinfachen.
Grundformel zur Berechnung der Kapazität einer Kältemaschine
Die Kapazität einer Kältemaschine kann mit folgender Formel berechnet werden:
Kältemaschinenkapazität (Kcal/h) = 1000 × Ce × Q × (Te – Ts)
Dabei gilt:
- Ce: Spezifische Wärmekapazität von Wasser (1 Kcal/kg°C).
- Q: Wasserdurchfluss.
- Te: Wassertemperatur am Einlass der Kältemaschine.
- Ts: Wassertemperatur am Auslass der Kältemaschine.
Diese Formel bildet die Grundlage für die Kapazitätsberechnung in verschiedenen Anwendungen.
Berechnung für Klimaanlagen
Wenn die Kältemaschine für Klimaanwendungen eingesetzt wird, ist es wichtig, die Wärmelast des zu kühlenden Raumes zu ermitteln. Wichtige Faktoren sind:
- Raummaße: Länge, Breite und durchschnittliche Höhe.
- Maximale Anzahl von Personen.
- Interne Wärmequellen: z. B. Geräte oder Beleuchtung.
- Externe thermische Bedingungen: Dächer, Wände oder Fenster, die direkter Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.
Automatisierte Tools können verwendet werden, um die Kapazität in folgenden Einheiten zu berechnen:
- BTU/h
- Kilokalorien (Kcal/h)
- Kälteleistung in Tonnen (TRF)
- Kilowatt (KW)
Berechnung für Maschinenkühlung
Bei industriellen Prozessen sind die Hauptanforderungen:
- Wasserdurchfluss: gemessen in Litern/Minute, Gallonen/Minute oder Kubikmetern/Stunde.
- Wassertemperaturen: am Einlass und Auslass der Kältemaschine.
Beispielberechnung (Internationales Einheitensystem):
- Anfangsdaten:
- Wasserdurchfluss: 18 m³/h
- Einlasstemperatur: 14°C
- Auslasstemperatur: 8°C
- Schritt 1: Temperaturdifferenz berechnen.
- ΔT = Te – Ts = 14°C – 8°C = 6°C
- Schritt 2: Benötigte Gesamtwärme ermitteln.
- Gesamtwärme (Kcal/kg) = Ce × ΔT = 1 × 6 = 6 Kcal/kg
- Schritt 3: Massenstromrate des Wassers berechnen.
- Massenstromrate = 5 L/s × 1 kg/L = 5 kg/s
- Schritt 4: Leistung der Kältemaschine berechnen.
- Leistung (Kcal/s) = 6 × 5 = 30 Kcal/s
- Umrechnung in konventionelle Einheiten:
- 108.000 Kcal/h
- 427.680 BTU/h
- 35,7 TRF
- Schritt 5: Sicherheitsfaktor (20 %) anwenden.
- Endleistung = 35,7 TRF × 1,2 = 42,84 TRF
Pumpenberechnung für Kältemaschinensysteme
Die Pumpen in einem Kältemaschinensystem werden wie folgt kategorisiert:
- Primärpumpen: Leiten Wasser direkt zur Kältemaschine.
- Sekundärpumpen: Verteilen Wasser zur Anwendung.
Wichtige Parameter:
- Mindest- und Höchstwerte des Wasserdurchflusses.
- Mindest- und Höchstdruck.
- Effizienz bei verschiedenen Betriebsbedingungen.
Automatisierte Berechnungstools
Mit einem automatisierten Rechner müssen lediglich folgende Werte eingegeben werden:
- Wasserdurchfluss: in Litern, Gallonen oder Kubikmetern pro Minute oder Stunde.
- Wassertemperaturen: am Einlass und Auslass.
Die Ergebnisse umfassen die Leistung der Kältemaschine in:
- Kilowatt (KW)
- Kälteleistung in Tonnen (TRF)
- TRF mit einem Sicherheitsfaktor von 20 %
