工学・技術

冷凍能力と冷凍トンの定義および単位換算

冷凍能力の概要や、日本およびアメリカにおける冷凍トンの定義、SI単位への換算方法について解説します。

📌 主なポイント

  • ✓冷凍能力は、単位時間当たりに物体から奪う熱量として定義される。
  • ✓冷凍トンは、水から氷への相転移における潜熱に着目した冷凍能力の慣用単位である。
  • ✓1日本冷凍トン(JRt)は3,320 kcal/h(約3.86 kW)である。
  • ✓1米国冷凍トン(USRt)は12,000 Btu/h(約3.52 kW)である。

冷凍能力とは、冷凍機などの機器が物体を冷却する能力を指す。冷房機の場合は冷房能力と呼ばれることもある。

冷凍能力の表し方

物体を冷却する能力を定量的に求めるには、単位時間当たりに物体から奪う熱量を算出すればよい。国際単位系(SI)ではジュール毎秒(J/s)すなわちワット(W)が用いられるが、慣習的にキロカロリー毎時(kcal/h)が使用されることも多い。

冷凍トン

冷凍トン(Refrigeration Ton)は、冷凍機の冷凍能力を表す慣用単位である。水が氷へ相転移する際の潜熱に着目した単位であり、日本とアメリカで定義が異なる。

日本における冷凍トン

日本冷凍トン(JRt)は、0℃の水1トン(1,000kg)が24時間で0℃の氷に変化するために必要な熱量と定義されている。JIS規格では1日本冷凍トンを13,900 kJ/h(3,320 kcal/h)としており、SI単位に換算すると約3.86 kWとなる。

アメリカにおける冷凍トン

米国冷凍トン(USRt)は、米トンの2,000ポンド(約907.18 kg)の水が24時間で0℃の氷に変化する熱量に基づく。1米国冷凍トンは12,000 Btu/h(3,024 kcal/h)であり、SI単位では約3.52 kWに相当する。

よくある質問

冷凍能力の単位には何が使われますか?
SI単位系ではワット(W)が用いられますが、慣習的にキロカロリー毎時(kcal/h)や冷凍トンが使われます。
日本冷凍トンと米国冷凍トンの違いは何ですか?
日本冷凍トンはメートル法の1,000kgの水を基準とするのに対し、米国冷凍トンは米トンの2,000ポンド(約907kg)の水を基準としています。

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冷凍機熱量相転移国際単位系

参考文献

ターボ冷凍機技術専門委員会 編『ターボ冷凍機ハンドブック2013』一般社団法人日本冷凍空調工業会、2013年4月。JIS Z 9212:1983 エネルギー管理用語(その2)。