Chapter hvac engineering Fundamentals: Part 1 Introduction

6.3.1
Water properties
Refer to Tables 6.1 and 6.2 for water properties over a wide range of
temperatures and corresponding pressures. The enthalpy of water
over this range changes at a rate of about 1 Btu / (lb
䡠
⬚
F). For design
purposes, this value can be used without significant error. The density
of water varies from 62.3 lb / ft
3
at 70
⬚
F to 60.1 lb / ft
3
at 200
⬚
F. For
HVAC design purposes, the value of 62.3 lb / ft
3
is commonly used; it
is sufficiently accurate over a range from 32 to 100
⬚
F but should be
compensated for at higher temperatures. Based on 7.5 gal / ft
3
, 1 gal
weighs about 8.3 lb. Then
1 Btu / (lb
䡠
⬚
F)
⫻
8.3 lb / gal
⫻
60 min / h
⫽
500 Btu / [h
䡠
(gal / min)
䡠
⬚
F]
(6.1)
which is a constant commonly used in calculating water flow quanti-
ties.
To determine the water quantity required to serve a given load,
divide the load, in Btu per hour, by 500 and by the desired water
temperature drop or rise in degrees Fahrenheit. Typical numbers are
8, 10, and 20
⬚
F for cooling (resulting in a divisor of 4000, 5000, and
10,000, respectively) and 20 to 40
⬚
F for heating (a divisor of 10,000 to
20,000).
Another measure of water quantity is gallons per minute per ton-
hour of refrigeration. Because 1 ton
䡠
h equals 12,000 Btu / h, a 10
⬚
F
rise in the chilled water temperature works out to 2.4 gal / (min
⫺
ton).
An 8
⬚
F rise requires 3 gal / (min
⫺
ton), and a 20
⬚
F rise is 1.2 gal /
(min
⫺
ton). On the condensing water side, it is assumed that heat
rejection in a vapor compression machine is approximately 15,000
Btu / (ton
⫺
h) and a 10
⬚
F rise requires 3 gal / (min
⫺
ton
⫺
h). The
Design Procedures: Part 4
Downloaded from Digital Engineering Library @ McGraw-Hill (www.digitalengineeringlibrary.com)
Copyright © 2004 The McGraw-Hill Companies. All rights reserved.
Any use is subject to the Terms of Use as given at the website.

---