Klimatická a chladicí zařízení - zařízení založená na provozu chladicích strojů, určená k automatickému udržování teploty a dalších parametrů vzduchu ( relativní vlhkost , čistota, rychlost vzduchu) v uzavřených prostorách nebo tepelně izolovaných komorách . Přestože se chladicí a klimatizační zařízení liší účelem a udržovanou teplotou, taková zařízení mají konstrukční podobnost a společné principy činnosti.
Klimatizační zařízení zachovává požadované parametry pro pohodlný pobyt člověka od malých objemů (například interiér auta ) až po obrovské průmyslové, maloobchodní a rezidenční plochy o rozloze desítek tisíc metrů čtverečních. Chladicí zařízení si zachovává požadované parametry pro dlouhodobé skladování potravin a další účely. Chladničky mají různé velikosti od chladicích tašek až po chlazené lodě a speciální místnosti . Kvůli rozdílu v chlazených objemech se klimatizační zařízení s chladicím výkonem menším než 500 wattů nevyrábí sériově, zatímco chladicí zařízení může mít chladicí výkon menší než 10 wattů.
Existuje zařízení, které zaujímá mezipolohu mezi chlazením a speciální klimatizací pro vinné sklepy . Udržují teploty do +5 °C a mají zabudovaný systém odmrazování vnitřní jednotky jako v ledničkách. .
| Princip fungování | Chladící zařízení | Klimatická výbava |
|---|---|---|
| komprese | Lednička , Lednička | Klimatizace , Klimatizace, Vysoušeč vzduchu |
| vstřebávání | Lednice Einstein , ledová koule | absorpční chladič |
| Termoelektrický | Chladicí taška , Vodní chladič , Malá autochladnička |
Nelze použít |
Teoretickým základem, na kterém je postaven princip fungování ledniček, je druhý termodynamický zákon . Chladicí plyn v chladničkách prochází takzvaným reverzním Rankinovým cyklem , variací zpětného Carnotova cyklu . V tomto případě není hlavní přenos tepla založen na kompresi nebo expanzi Carnotova cyklu, ale na fázových přechodech - vypařování a kondenzaci. Chladicí a klimatizační zařízení kompresního typu s nízkým výkonem má podobné zařízení:
Kompresor nasává chladivo ve formě páry z výparníku, stlačuje je (v tomto případě se teplota chladiva zvyšuje) a tlačí do kondenzátoru. K mazání kompresoru se používají speciální chladicí oleje. Je třeba poznamenat, že olej a chladiva R-22, R-12 se v sobě dobře rozpouštějí. Novější chladiva (R-407C, R-410A atd.) nerozpouštějí oleje a k mazání kompresoru používají polyesterové oleje . Polyesterové oleje jsou extrémně hygroskopické, chemicky reagují s vodou a rozkládají se.
V kondenzátoru se chladivo ohřáté v důsledku komprese ochlazuje, odevzdává teplo vnějšímu prostředí a současně kondenzuje , to znamená, že se mění na kapalinu vstupující do škrticího zařízení.
Kapalné chladivo pod tlakem vstupuje přes škrticí zařízení (kapilárou nebo termostaticky řízený expanzní ventil) do výparníku, kde se vlivem prudkého poklesu tlaku kapalina odpaří . V tomto případě chladivo odebírá teplo z vnitřních stěn výparníku, díky čemuž dochází k ochlazování.
V kondenzátoru tedy pod vlivem vysokého tlaku chladivo kondenzuje a přechází do kapalného skupenství, přičemž se uvolňuje teplo, a ve výparníku vlivem nízkého tlaku vře a přechází do plynného skupenství, které absorbuje teplo.
Termostatický expanzní ventil je nutný k vytvoření potřebného tlakového rozdílu mezi kondenzátorem a výparníkem pro uskutečnění cyklu přenosu tepla. Umožňuje správně (nejúplně) naplnit vnitřní objem výparníku převařeným chladivem. Průtoková plocha expanzního ventilu se mění s klesajícím tepelným zatížením výparníku, s poklesem teploty v komoře se snižuje množství cirkulujícího chladiva.
V domácích ledničkách a klimatizacích se místo expanzního ventilu nejčastěji používá kapilára. Nemění svůj průřez, ale škrtí určité množství chladiva v závislosti na tlaku na vstupu a výstupu kapiláry, jejím průměru, délce a druhu chladiva.
Čistota chladiva je velmi důležitá: voda a nečistoty mohou ucpat kapiláru nebo poškodit kompresor. Nečistoty se mohou tvořit jako důsledek koroze vnitřních stěn potrubí chladničky a při nabíjení systému může vniknout vlhkost. Při plnění je proto pečlivě dodržována těsnost, před plněním je okruh evakuován.
Obvykle je také přítomen výměník tepla pro vyrovnání teploty na výstupu z kondenzátoru a na výstupu z výparníku. Tím se do škrticí klapky dostane již ochlazené chladivo, které se pak ve výparníku ještě více ochladí, zatímco chladivo přicházející z výparníku se před vstupem do kompresoru a kondenzátoru ohřeje. To vám umožní zvýšit kapacitu chladicí jednotky a také zabránit vniknutí kapalného chladiva do kompresoru.
Protože hlavní přenos tepla není založen na Carnotově cyklu, ale na fázových přechodech – vypařování a kondenzaci, není graf cyklu v P a V souřadnicích ( Andrewsův diagram ) informativní.
Proto je vhodné reprezentovat parní kompresní chladicí cyklus pomocí T a S ( teplota a entropie ). Provoz chladničky je založen na reverzním Rankinově cyklu.
Plocha obdélníku pod segmentem 5-6 k ose S ( integrál funkce podél čáry teploty výparníku 1-2) charakterizuje chladicí výkon . Plocha celého obrázku 1-2-3-4-5-6 plus integrál podél čáry 4-5 charakterizuje práci vynaloženou kompresorem. [jeden]
Chladivo je látka, která přenáší teplo z výparníku do kondenzátoru. Klimatizační a chladicí zařízení je pro zvýšení účinnosti navrženo tak, aby se teplota chladiva v plynném stavu mírně lišila od bodu varu. Rozdíl mezi teplotou plynu na výstupu z výparníku a bodem varu se nazývá přehřátí . Podobně ve vysokotlaké zóně se rozdíl v teplotě kapaliny opouštějící kondenzátor od kondenzační teploty nazývá podchlazení . Hodnota přehřátí a podchlazení by měla být obecně mezi 3 a 7 °C. Pro každé chladivo existuje stupnice, která určuje poměr jedna ku jedné mezi tlakem a teplotou varu a kondenzace chladiva. Bod varu v chladicích systémech je mnohem nižší (až -18 °С) než v klimatických systémech (od +2 do +5 °С). Freon klimatických zařízení musí být nehořlavý, protože v případě úniku chladiva by mohlo dojít k objemové explozi v místnosti nebo ve ventilačním systému. V souladu s tím se některé freony používají pouze v chladicích systémech ( R600 ) nebo pouze v klimatizačních zařízeních ( R410A ), velká skupina freonů se používá jak v chladicích, tak klimatizačních zařízeních ( R22 ).
Kompresor zajišťuje potřebný tlakový rozdíl mezi dvěma částmi systému: kondenzátorem (vysokotlaká zóna) a výparníkem (nízkotlaká zóna). Pokud porovnáme chladicí a klimatizační zařízení používající stejný typ chladiva, můžeme zaznamenat podobné parametry vysokotlaké zóny, ale na vstupu kompresoru bude tlak freonu v chladicím zařízení nižší než v klimatickém zařízení.
Kondenzátor přenáší teplo z chladiva do okolí. Chladivo se ochladí v kondenzátoru a kondenzuje na kapalinu. Klimatická zařízení mohou přenášet teplo jak z chlazené místnosti při chlazení, tak do místnosti při vytápění. Vnitřní i vnější jednotka split systému může fungovat jako kondenzátor . Maximální teplota kondenzátoru je omezena kritickým bodem chladiva .
Expanzní ventil zajišťuje požadovanou hodnotu tlaku (a tedy i teplotu) ve výparníku a škrtí přívod kapalného freonu v závislosti na teplotě na výstupu z výparníku. V zařízeních s malým výkonem (do 10 kW) se používá kapilára.
Výparník předává teplo z okolního prostoru chladivu. Chladivo díky nízkému tlaku vře ve výparníku při nízké teplotě. V chladicích zařízeních může být teplota výparníku pod 0 °C a je pokryt námrazou , která zhoršuje přenos tepla. To je kompenzováno zvětšením teplosměnné plochy mrazniček. Odstraňování námrazy (odmrazování) se provádí periodickým „odmrazováním“ (vypínáním). V chladničkách No-Frost lze použít „plačící“ výparník, jehož teplota je vždy nad 0 °C. V klimatických zařízeních je pro zvýšení rychlosti ochlazování místnosti nutné propouštět největší množství vzduchu přes výparník. U dělených systémů se k tomu používá tangenciální ventilátor .
Systém odvodu vodního kondenzátu V klimatizačních a chladicích zařízeních je teplota výparníku, i když může být nad 0 °C, obvykle pod rosným bodem a tvoří se na něm kondenzace . Odstranění vody z výparníku se v závislosti na typu zařízení provádí různými způsoby. V chladničkách s „plačícím“ výparníkem voda vstupuje do speciální plastové nebo kovové misky na kompresoru skluzem v zadní části stěny a odpařuje se. U dělených systémů je voda vyvedena na ulici trubkou pod úhlem. V průmyslových klimatizačních systémech je voda pomocí systému drenážních čerpadel centrálně vypouštěna do kanalizace.
| Typ zařízení | Minimální výkon | Maximální výkon | Délka kufru |
|---|---|---|---|
| Klimatizace pro domácnost a nástěnné split systémy | 5 kBtu (1,5 kW) | 36 kBtu (10 kW) | až 15 m |
| Kancelářské a domácí split systémy kanálových, kazetových a dalších typů | 5 kW (18 kBtu) | 18 kW (60 kBtu) | až 50 m |
| Průmyslová zařízení s proměnným průtokem chladiva | 14 kW | 100 kW | až 1000 m |
| Průmyslová zařízení ( chladicí systémy s ventilátory ) | od 100 kW | neomezená | neomezená |
| Klimatizační a chladicí zařízení | |
|---|---|
| Fyzikální principy činnosti |
|
| Podmínky | |
| Typy chladicích zařízení |
|
| Druhy tvrdé měny |
|
| Typy zařízení | |
| Chladiče | |
| Typy vnitřních jednotek SLE | |
| Chladiva |
|
| Komponenty | |
| Vedení přenosu tepelné energie | |
| Související kategorie |
|