Είναι αρκετά δύσκολο να κατανοήσεις τα πάντα στον κόσμο. Και το να είσαι επαγγελματίας σε όλους τους τομείς της επιστήμης και της τεχνολογίας είναι σχεδόν αδύνατο. Ωστόσο, κατά την υπηρεσία, για εκπαιδευτικούς σκοπούς ή απλώς για να αυξήσουμε τη δική μας ευαισθητοποίηση, πρέπει να λαμβάνουμε γρήγορα τις μέγιστες πληροφορίες σχετικά με κάποια συσκευή ή διαδικασία, σε μια εύκολη και προσβάσιμη μορφή για μη επαγγελματίες. Για τους σκοπούς αυτούς, υπάρχουν τα λεγόμενα "dummies manuals", δηλαδή για όσους πρέπει να καταλάβουν γρήγορα τι διακυβεύεται και πώς λειτουργεί. Ας αναλύσουμε μια παρόμοια οδηγία και ας εξετάσουμε την αρχή λειτουργίας ενός ψυκτικού συγκροτήματος (για ανδρείκελα).
Τι είναι αυτό
Ένα ψυκτικό συγκρότημα (ή μια ψυκτική μηχανή με άλλο τρόπο) είναι μια μονάδα δημιουργίας τεχνητού ψύχους και μεταφοράς του στο κατάλληλο ψυκτικό. Ως εκ τούτου, κατά κανόνα, το συνηθισμένο νερό δρα, λιγότερο συχνά - άλμη (διαλύματαάλατα στο νερό). Η ετυμολογία της λέξης την παραπέμπει στην αγγλική γλώσσα, στο ρήμα to chill (Αγγλικά) - to cool, και το ουσιαστικό που σχηματίζεται από αυτό chiller (Αγγλικά) - cooler. Το ψυκτικό συγκρότημα μπορεί να είναι δύο διαφορετικών τύπων. Υπάρχει ψύκτης συμπίεσης και απορρόφησης ατμών. Η αρχή λειτουργίας καθενός από αυτά είναι σημαντικά διαφορετική.
Πάντα δροσερό
Το κύριο καθήκον κάθε ψυκτικής μονάδας είναι να αποκτήσει κρύο σε τεχνητές συνθήκες, δηλαδή όπου δεν μπορεί να γίνει λόγω της φύσης (ελεύθερη ψύξη). Είναι σαφές ότι δεν θα είναι δύσκολο να κρυώσει το νερό το χειμώνα, με ένα βαθύ μείον στο δρόμο. Τι να κάνουμε όμως το καλοκαίρι, που η θερμοκρασία περιβάλλοντος είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή που χρειαζόμαστε; Εδώ μπαίνει ένα ψυκτικό συγκρότημα. Η αρχή της λειτουργίας του βασίζεται στη χρήση ειδικών μέσων που δημιουργούνται από ορισμένες ουσίες (ψυκτικά). Έχουν την ικανότητα να παίρνουν θερμότητα από άλλο μέσο (δηλαδή να το ψύχουν) κατά το βρασμό, να το μεταφέρουν και να το απελευθερώνουν σε άλλο μέσο κατά τη συμπύκνωση. Κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του κύκλου ψύξης, τέτοια ψυκτικά αλλάζουν τη φάση τους (συσσωμάτωση) από υγρή σε αέρια και αντίστροφα.
Εναλλάκτες θερμότητας
Οποιαδήποτε μηχανή ψύξης μπορεί να χωριστεί υπό όρους σε δύο ζώνες: χαμηλή και υψηλή πίεση. Ανεξάρτητα από τον τύπο, κάθε ψυκτικό συγκρότημα θα έχει πάντα δύο εναλλάκτες θερμότητας: έναν εξατμιστή στη ζώνη χαμηλής πίεσης και έναν συμπυκνωτή στη ζώνη υψηλής πίεσης. Χωρίς αυτά τα δύο στοιχεία του συστήματος, το ψυκτικό συγκρότημα δεν θα μπορεί να λειτουργήσει. ΑρχήΗ λειτουργία τέτοιων εναλλάκτη θερμότητας βασίζεται στη θερμική αγωγιμότητα (αγωγιμότητα), δηλαδή στη μεταφορά θερμότητας από το ένα μέσο στο άλλο μέσω ενός τοιχώματος που χωρίζει αυτά τα δύο μέσα. Ο εξατμιστής της ψυκτικής μηχανής επιστρέφει το παραγόμενο κρύο στο σύστημα στον καταναλωτή και ο συμπυκνωτής είτε απορρίπτει τη θερμότητα που αφαιρέθηκε στο περιβάλλον είτε την στέλνει σε ανάκτηση (θέρμανση του πρώτου σταδίου παροχής ζεστού νερού, ενδοδαπέδια θέρμανση κ.λπ.).
Πώς λειτουργεί
Εξετάστε ένα τυπικό ψύκτη συμπίεσης ατμών. Η αρχή λειτουργίας μιας τέτοιας ψυκτικής μηχανής βασίζεται θεωρητικά στον κύκλο Carnot. Ο συμπιεστής πιέζει το αέριο ενώ ταυτόχρονα ανεβάζει τη θερμοκρασία του. Ζεστό αέριο υπό υψηλή πίεση τροφοδοτείται στον συμπυκνωτή, όπου συμμετέχει στη διαδικασία ανταλλαγής θερμότητας με άλλο μέσο σε χαμηλότερη θερμοκρασία. Κατά κανόνα, είναι είτε νερό (άλμη) είτε αέρας. Εδώ, το αέριο συμπυκνώνεται σε υγρό, κατά το οποίο απελευθερώνεται περίσσεια θερμότητας, δίνεται στο ψυκτικό και έτσι απομακρύνεται από τον καταναλωτή. Περαιτέρω, το υγρό εισέρχεται στη συσκευή στραγγαλισμού, όπου η πίεση στο σύστημα μειώνεται με μια αντίστοιχη πτώση θερμοκρασίας. Μετά από αυτό, το υγρό που έχει βράσει μερικώς στη βαλβίδα εκτόνωσης (βαλβίδα θερμικής εκτόνωσης) εισέρχεται απευθείας στον εξατμιστή, ο οποίος είναι επίσης σημαντικό μέρος του συστήματος ψύξης-ανεμιστήρα. Η αρχή λειτουργίας ενός εξατμιστή είναι παρόμοια με αυτή ενός συμπυκνωτή. Εδώ, πραγματοποιείται ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του ψυκτικού (που μεταφέρει το κρύο στη μονάδα του fan coil) και του ψυκτικού, το οποίο αρχίζει να βράζει και ταυτόχρονα παίρνει θερμότητα από άλλο μέσο. ΜετάΤο αέριο του εξατμιστή εισέρχεται στον συμπιεστή και ο κύκλος επαναλαμβάνεται.
Ψύκτη απορρόφησης
Η λειτουργία ενός συμπιεστή σε έναν κύκλο συμπίεσης ατμών απαιτεί σημαντική ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Ωστόσο, υπάρχει ήδη διαθέσιμος εξοπλισμός για την αποφυγή αυτών των εξόδων. Εξετάστε την αρχή λειτουργίας ενός ψύκτη απορρόφησης. Αντί για συμπιεστή, χρησιμοποιείται ένα σύστημα συμπίεσης με βάση απορροφητικό που χρησιμοποιεί εξωτερική πηγή θερμότητας. Μια τέτοια πηγή μπορεί να είναι ζεστός ατμός, ζεστό νερό ή θερμική ενέργεια από την καύση αερίου ή άλλου καυσίμου. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για την ανόρθωση ή την εξάτμιση του απορροφητικού, κατά την οποία η πίεση του ψυκτικού μέσου αυξάνεται και τροφοδοτείται στον συμπυκνωτή. Επιπλέον, ο κύκλος λειτουργεί παρόμοια με τον κύκλο συμπίεσης ατμών και μετά τον εξατμιστή, το αέριο ψυκτικό τροφοδοτείται στον εναλλάκτη-απορροφητή θερμότητας, όπου αναμιγνύεται με το απορροφητικό. Το απορροφητικό που χρησιμοποιείται είναι αμμωνία (σε ψύκτες νερού-αμμωνίας) ή βρωμιούχο λίθιο (βρωμιούχο λίθιο ABCM).
Σύστημα ψύξης-ανεμιστήρα
Η αρχή λειτουργίας βασίζεται στην προετοιμασία του αέρα σε ειδικούς εναλλάκτες θερμότητας, κλεισίματα, μονάδες fan coil (από τις λέξεις fan (αγγλικά) - fan και coil - coil), οι οποίοι εγκαθίστανται σε αεραγωγούς πριν από απευθείας διανομή στους εξυπηρετούμενους χώρους. Τα πλεονεκτήματα τέτοιων συστημάτων έναντι του κεντρικού κλιματισμού είναι ότι μπορούν να διατηρηθούν διαφορετικές παράμετροι αέρα σε κάθε δωμάτιο.(θερμοκρασία, υγρασία, κινητικότητα), ανάλογα με τον σκοπό του δωματίου και τον υπολογισμό του ισοζυγίου θερμότητας. Και παρόλο που ο αέρας από τη μονάδα τροφοδοσίας μερικές φορές διέρχεται από κλεισίματα για την τελική επεξεργασία του, δηλαδή, όπως ακριβώς στο σύστημα "ψύξης-ανεμιστήρα", η αρχή λειτουργίας των περιγραφόμενων συστημάτων είναι αισθητά διαφορετική.
