Тонна охлаждения
Обозначение: TRСША, Канада, Ближний Восток, Юго-Восточная Азия
Что такое Тонна охлаждения (TR)?
Формальное определение
Тонна охлаждения (обозначение: TR или RT) — единица мощности, используемая для описания холодопроизводительности систем кондиционирования и охлаждения. Одна тонна охлаждения — скорость теплопередачи, необходимая для замораживания (или растапливания) одной короткой тонны (2000 фунтов, 907,2 кг) льда при 0°C за 24 часа. Это равно точно 12 000 BTU/h ≈ 3,517 кВт.
Единица возникла в американской индустрии заготовки льда XIX века. Когда механическое охлаждение заменило природный лёд, промышленность сохранила единицу для удобства покупателей.
Вычисление
Скрытая теплота плавления льда = 144 BTU/фунт. Одна короткая тонна = 2000 фунтов. Растопить: 2000 × 144 = 288 000 BTU за 24 часа = 12 000 BTU/h.
Этимология
От заготовки льда к кондиционированию
Термин буквально означает «одна тонна льда». В XIX веке лёд продавался тоннами. Механические системы охлаждения описывали свою мощность количеством льда, который они могли заменить.
Устойчивость термина
Несмотря на переход к метрическим единицам, тонна охлаждения сохраняется в американской практике HVAC и принята на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии.
История
Эра ледяной торговли
В начале XIX века Фредерик Тюдор — «Ледяной король» — построил империю на перевозке природного льда из Новой Англии в тропики. К 1850-м годам американская ледяная торговля потребляла более 4 миллионов тонн льда ежегодно.
Механическое охлаждение
Джон Горри запатентовал льдогенератор в 1851, Карл фон Линде разработал аммиачное компрессорное охлаждение в 1876. Изобретение кондиционирования Уиллисом Кэрриером (1902) закрепило единицу в HVAC.
Современное использование
Тонна охлаждения стандартна в США, Канаде, на Ближнем Востоке и в Юго-Восточной Азии. В Европе и Японии используются киловатты.
Современное применение
Коммерческое кондиционирование
Крупные системы HVAC оцениваются в тоннах. Офисное здание: 1 тонна на 37–56 м². Торговый центр: 2000–5000 тонн. Дата-центры: 1 тонна на 3–5 кВт IT-нагрузки.
Жилое кондиционирование
В США: 1,5 тонны для маленькой квартиры, 2–3 для типичного дома, 4–5 для большого.
Промышленное охлаждение
Холодильные склады: 500–2000 тонн. Ледовый каток НХЛ: 80–100 тонн.
Применение в быту
Расчёт домашнего кондиционирования
Когда подрядчик говорит о «3-тонной системе», это 36 000 BTU/h ≈ 10,5 кВт — достаточно для 140–170 м² в умеренном климате.
Сравнение систем
Портативный кондиционер — около 1 тонны, оконный — 0,5–2 тонны, центральный бытовой — 2–5 тонн, коммерческий крышный — 5–25 тонн.
В науке и промышленности
Термодинамические расчёты
В инженерии HVAC тонна охлаждения — отправная точка расчётов тепловых нагрузок, расхода хладагента и размеров компрессора.
Энергетическое моделирование
Методологии ASHRAE определяют пиковые тепловые нагрузки в BTU/h или тоннах, что определяет выбор оборудования.
Интересные факты
Бурдж-Халифа в Дубае требует около 13 000 тонн охлаждения — эквивалент растапливания 13 000 тонн льда в день.
Хоккейный каток НХЛ требует 80–100 тонн охлаждения для поддержания льда при -4°C при температуре зала 17°C.
Крупнейшие станции централизованного охлаждения на Ближнем Востоке превышают 100 000 тонн и обслуживают целые городские районы.
Одна тонна охлаждения — это примерно то, сколько тепла выделяют 40 настольных компьютеров.
Фредерик Тюдор — «Ледяной король» — перевозил лёд из Бостона в Индию в начале XIX века. Его ледовые корабли были прообразом холодовой логистики.
Термин сохранился более 150 лет, хотя природный лёд давно заменён механическим охлаждением.
Таблица конвертаций
| Единица | Значение | |
|---|---|---|
| Киловатт (kW) | 3,517 | Конвертировать → |
| BTU в час (BTU/h) | 12 000 | Конвертировать → |
| Ватт (W) | 3 516,85 | Конвертировать → |
| Лошадиная сила (HP) | 4,716 | Конвертировать → |