Chladicí cyklus je jednoduchý, ale úžasně chytrý a užitečný proces.
V jeho nejjednodušší Chladicí cyklus se skládá pouze ze 4 základních součástí, které tvoří okruh:
A je to. No, to je skoro vše – potřebujeme také chladivo, které bude cirkulovat uvnitř okruhu.
Jak název napovídá, proces chlazení je cyklus.
Začneme u kompresoru, projdeme kondenzátorem, pak přes restrikci, pak přes výparník a nakonec zpět ke kompresoru, kde cyklus začíná znovu.
Pojďme se tedy stručně podívat na jednotlivé komponenty postupně. Naštěstí jsou jejich jména zcela samozřejmá:
1. Kompresor.
Kompresor lze považovat za srdce procesu.
It akty jako čerpadlo, které vytváří cirkulaci stlačováním plynného chladiva, čímž se vytváří tlakový rozdíl, který pohání chladivo kolem okruhu v nepřetržitém cyklu.
2. Kondenzátor.
Kondenzátor ochlazuje a kondenzuje plynné chladivo přicházející z kompresoru na páru a nakonec na kapalinu.
3. Omezení.
Omezení omezuje průtok kapalného chladiva a vytváří tlakový rozdíl mezi ním a výparníkem. Omezení je běžněji označováno jako MĚŘICÍ ZAŘÍZENÍ, protože měří množství chladiva vstupujícího do výparníku.
4. Výparník.
Výparník odpařuje kapalné chladivo na páru a poté na plyn, než se dostane zpět do kompresoru.
5. Chladivo.
Možná jste si všimli, že v tomto velmi stručném a zjednodušeném úvodu ke komponentám jsme již hovořili o chladivu PLYN, PÁRA a KAPALINA. Právě tato změna skupenství v chladivu vytváří chladicí efekt a je hlavním principem chladicího cyklu – více o tom později.
Zde je několik příkladů těchto komponent a jak vypadají:
1. Kompresor.
Kompresor je srdcem chladicího cyklu a dodává se v široké škále velikostí.
V menších systémech se obvykle nachází uvnitř venkovní jednotky, ale ve velkých aplikacích s více kompresory se obvykle nacházejí uvnitř provozní místnosti.
2. Kondenzátor.
Kondenzátor je často označován jako „venkovní jednotka“, a to je obvykle místo, kde je najdete – venku, namontované na podlaze, stěně nebo střeše. Ve většině klimatizačních a menších chladicích zařízení bude ve venkovní jednotce umístěn kompresor, kondenzátor, různá elektronika a v některých případech i omezení (měřicí zařízení).
3. Omezení (měřicí zařízení).
Naprostá většina všech moderních chladicích a klimatizačních systémů bude používat jeden z těchto 3 typů dávkovacích zařízení.
Kapilární trubice jsou jednoduše délkou velmi úzké trubky, která způsobuje omezení průtoku chladiva.
Nejčastěji je najdete na malých ledničkách, jaké máte doma.
Termostatická měřící zařízení, běžněji nazývané TEV nebo TXV (Termostatické expanzní ventily), jsou velmi běžné ve všech chladicích systémech. Používají žárovku, která je částečně naplněna chladivem a je připevněna k potrubí vycházejícímu z výparníku. Tato baňka snímá teplotu chladiva opouštějícího výparník a tlakem se může otevírat a zavírat a měnit tak množství chladiva vstupujícího do výparníku.
Elektronická měřicí zařízení, běžněji nazývané EEV nebo EXV (Electronic Expansion Valves), jsou modernější a přesnější verzí TEV. Jsou elektronicky řízeny prostřednictvím dat poskytovaných elektronickým tlakovým senzorem a mohou se každou sekundu několikrát otevřít a zavřít, což umožňuje velmi přesné řízení množství chladiva vstupujícího do výparníku.
Abyste porozuměli práci omezovacího nebo měřicího zařízení, to může být volně ve srovnání s tryskou na aerosolové nádobce.
4. Výparník.
Výparník je často označován jako „vnitřní jednotka“, a to je obvykle místo, kde to najdete – uvnitř uvnitř místnosti, která je ochlazována (nebo vytápěna v případě klimatizace s tepelným čerpadlem). Obvykle se montují ve vysoké úrovni na strop nebo stěnu.
Cívky výparníku a kondenzátoru jsou v podstatě stejného typu konstrukce.
Dlouhá délka potrubí obklopená hliníkovými žebry.
Jsou to v podstatě výměníky tepla, podobné chladiči v autě.
5. Chladivo.
Existuje mnoho druhů chladiv a směsí chladiv. Různá chladiva mají různé vlastnosti, aby vyhovovaly dané aplikaci – klimatizace, chladírny, mrazničky atd.
Chladiva jsou obvykle označována číslem „R“, například R32, R410A, R422D, R507.
Propan (R290), čpavek (R717) a CO744 (RXNUMX) se také v současnosti používají jako chladiva.
Než půjdeme dále, je důležité pochopit, co to vlastně chlazení je:
termín chlazení znamená chlazení prostoru, látky nebo systému za účelem snížení a/nebo udržení jejich teploty pod okolní teplotou (zatímco odebrané teplo je vyřazen při vyšší teplotě). Jinými slovy, chlazení je umělé (lidské) chlazení.
Wikipedia.
Důležitou součástí této definice je „odebrané teplo “.
Něco, co vnímáte jako ‚chlad‘, postrádá ‚teplo‘.
Úkolem chladicího systému je jednoduše odvádět teplo tam, kde není žádoucí.
Teplo je relativní – co považujete za horké?
Jedním velmi důležitým aspektem, který je třeba pochopit při pochopení chladicího cyklu, je, že teplo je relativní.
Máme tendenci myslet na teplo ve vztahu k našim každodenním zkušenostem a situacím.
Při 30°C to považujeme za VAŘÍCÍ TEPLÝ den! (Alespoň my tady v Anglii!)
Když se toho horkého dne ponoříme do moře s teplotou 16°C, cítíme MRAZUJÍCÍ CHLADU!
Tedy s rozdílem akorát 14 ° C, naše vnímání tepla se změnilo z VAŘENÍ na MRAZENÍ!
Ale když se podíváme na ty teploty ve vztahu k jiným teplotám, realita je velmi odlišná.
Pokud se podíváme na teplotu slunce 5,500 30 °C, je náš TEPLÝ den 200 °C ve vztahu k tomu pozitivně chladný. A stejně tak kapalný dusík při -16°C způsobuje, že naše MRAZUJÍCÍ STUDENÉ XNUMX°C moře vypadá jako VAŘÍCÍ HORKÁ!
Když si představíme pojem „VAŘENÍ“, okamžitě si vybavíme vodu v konvici vroucí při 100 °C. Instinktivně spojujeme var jako 100 °C. Je však důležité pochopit, že se to děje pouze s vodou, na úrovni moře, kde je atmosférický tlak 1 bar. Pokud bychom byli na vrcholu Mount Everestu, kde je tlak pouze 0.34 baru, naše voda by se ‚vařila‘ na 71°C.
Účinek snížení tlaku na snížení teploty varu vody je brilantně demonstrován vařením vody při pokojové teplotě umístěním vody do vakua:
Chladicí cyklus – směr proudění:
Chladicí cyklus – přenos tepla:
Chladicí cyklus – tlaky:
Chladicí cyklus – stav chladiva:
Chladicí cyklus – kompletní:
- SUPERHEAT – Je množství tepla přidané do výparů chladiva za jeho bod varu. Tím je zajištěno, že chladivo je v plynném stavu bez přítomnosti kapaliny.
- NASYCENÝ – Je, když je chladivem pára s přítomnou kapalinou i plynem.
- PODCHLAZENÍ – Je množství tepla odebrané z chladiva pod jeho kondenzačním bodem. Tím je zajištěno, že chladivo je v kapalném stavu bez přítomnosti plynu.
Přehřátí je důležité, aby se zajistilo, že se žádná kapalina nedostane zpět do kompresoru. Ačkoli jsme dříve popsali kompresor jako „fungující“ jako čerpadlo, není to čerpadlo. Čerpadla obvykle pohybují kapalinami prostřednictvím oběžného kola, kde jako kompresory, jak název napovídá, stlačují objem plynu, což zvyšuje jeho teplotu i tlak. Kapaliny nelze stlačit a jakákoliv kapalina, která se dostane zpět do kompresoru, může způsobit vážné poškození.
Podchlazení je důležité, protože zajišťuje, že se do dávkovacího zařízení dostane pouze čistá kapalina. Tím se maximalizuje kapacita, účinnost a spolehlivost systému.
Když se tedy podíváme zpět na náš dokončený diagram chladicího cyklu, popišme celý proces:
- Chladivo vstupuje do kompresoru jako nízkotlaký přehřátý plyn.
- Kompresor stlačuje plyn a mění jej na vysokotlaký přehřátý plyn.
- Uvnitř kondenzátoru se plyn začíná ochlazovat a mění skupenství na páru. Dodatečné chlazení uvnitř kondenzátoru způsobí, že páry chladiva kondenzují do vysokotlaké podchlazené kapaliny.
- Když vysokotlaké kapalné chladivo prochází dávkovacím zařízením, dostává se do prostředí s nízkým tlakem a způsobí jeho odvětrání do páry – pamatujete si na příklad naší trysky na aerosolovém spreji shora?
- Páry chladiva vstupují do výparníku, kde absorbují teplo z ochlazovaného prostoru a způsobují varu chladiva. Jak pokračuje spirálou výparníku, pára se přehřívá a přeměňuje chladivo na plyn, než vstoupí do kompresoru a spustí cyklus znovu.
A je to tady. CHLADICÍ CYKLUS v jeho nejzákladnějších a nejsrozumitelnějších pojmech!
Pokud jste se dostali až sem, pravděpodobně nyní dobře rozumíte chladicímu cyklu a rádi bychom slyšeli vaše komentáře níže – Děkujeme za přečtení!
Pro další čtení se podívejte na náš článek o tom, jak díky chladicímu cyklu je klimatizace tak ENERGETICKÁ!
