RASHLADNI UREĐAJI
RASHLADNI UREĐAJI Rashladni ureĎaji imaju zadaću održavati potrebnu i dovoljno nisku temperaturu u nekom prostoru. Ta je temperatura gotovo uvijek niža od temperature okoline. Zbog toga će toplina s okoline prelaziti u prostor (tvar) koji se hladi i zagrijavati ga. Da bismo temperaturu prostora kojeg hladimo održavali stalnom, neprekidno treba odvoditi toplinu koja iz okoline prelazi na hlaĎeni prostor i tvar u njemu, te je predavati nekom spremniku. Najčešće nemamo na raspolaganju takav spremnik, čija je temperatura niža od temperature prostora kojeg hladimo.
DESNOKRETNI KRUŽNI PROCES Kod takvih je procesa rad ekspanzije veći od utrošenog rada za kompresiju,a njihova razlika predstavlja koristan rad procesa.Da bi se proveo kružni proces nužna su najmanje dva toplinska spremnika, tj. jedan ogrjevni spremnik (OS) i jedan rashladni spremnik (RS). Naravno, može se koristiti i veći broj toplinskih spremnika. Kod tih procesa je temperatura ogrjevnog spremnika, TOS, uvijek veća od temperature rashladnog spremnika, TRS.
LJEVOKRETNI KURŽNI PROCES Rad utrošen za kompresiju je veći od dobivenog rada pri ekspanziji Na slici je prikazana shema najjednostavnijeg kompresorskog parnog rashladnog ureĎaja. Prema kružnom ljevokretnom kružnom procesu kompresor (Ko) usisava mokru paru rashladnog medija stanja 1 i adijabatski je tlači na viši tlak P2 i temperaturu T. Rashladni medij stanja 2 odlazi u kondenzator gdje mu se rashladnom vodom oduzima toplina do stanja 3. Zatim se rashladni isparivać medij odvodi u ekspanzijski cilindar (EC) da bi mu se ekspanzijom smanjio tlak i temperatura kako bi na sebe mogao primati toplinu iz prostora kojeg hladimo. Nakon ekspanzije rashladni medij stanja 4 odlazi u isparivač koji je smješten u prostoru koji se hladi.
RASHLADNA TEHNIKA Rashladna tehnika je ona grana tehnike koja se bavi pojavama i postupcima hlađenja tijela. U tom smislu, hladiti znači nekom tijelu smanjivati unutrašnju energiju odvođenjem energije, što se manifestira sniženjem njegove temperature. Hlađenje je proces snižavanja temperature u nekom prostoru u svrhu, npr. rashlađivanja hrane, očuvanja neke supstance ili stvaranja ugodnog osjetilnog doživljaja. Hladnjaci i strojevi za hlađenje usporavaju razvoj bakterija koje uzrokuju kvarenje prehrambenih proizvoda kao i kemijskih reakcija koje se događaju u normalnoj atmosferi.
VRSTE KRUŽNIH PROCESA KOD HLAĐENJA Razlikujemo tri vrste takvih procesa. Kada se procesom prenosi toplina od niže na višu okolišnu temperaturu, proces se naziva rashladnim procesom. Kada se kružnim procesom prenosi toplina s okolišne na neku višu temperaturu, takav proces se naziva ogrjevnim procesom ili dizalicom topline. Tredu vrstu ljevokretnih kružnih procesa čine procesi u kojima se uz utrošak mehaničkog rada prenosi toplina od niske na visoku temperaturu grijanja, tkz. ogrjevnorashladni procesi. Dva osnovna tipa rashladnih sustava su kompresijski rashladni uređaji i apsorpcijski rashladni uređaji.
OPIS I PRIKAZ NAČINA FUNKCIONIRANJA RASHLADNOG UREĐAJA Osnovni proces koji objašnjava njihov rad je lijevokretni Carnotov kružni proces. Rashladni uređaji najčešde koriste freone kao rashladni medij, a mogu i neke druge plinove (npr. amonijak). Najjednostavniji oblici toplinskih pumpi su klima uređaji koji griju i hlade, tzv. inverteri. Oni crpe toplinu iz zraka, najlakši su za montažu i najjeftiniji. Složeniji oblici koji daju i više energije su sustavi koji se ukapaju pod zemlju gdje se koristi unutarnja toplina zemlje koja podiže temperaturu rashladnog medija.
SHEMA RADA RASHLADNOG UREĐAJA
DJELOVI RASHLADNOG UREĐAJA: 1.Kompresor 2.Kondenzator 3.Termo ekspanzijski ventil 4.Isparivač 5.Rashladni mediji (plinovi)
NAČIN RADA Toplinska pumpa je sustav koji se bazira na lijevokretnom Carnotovom kružnom procesu koji toplinu u stroju pretvara u rad, pri čemu se koristi idealni plin, najčešće neki od freona ovisno o željenim temperaturama. Način rada je gotovo identičan načinu rada kućnog hladnjaka, a razlika je u tome što rashladni ureĎaj oduzima toplinu namirnicama i predaje je okolini.Proces se sastoji od dvije adijabatske promjene i dvije izotermne promjene koje zatvaraju ciklus.
RASHLADNI MEDIJ Kao rashladni medij moraju se koristiti isključivo plinovi sa svojstvima da na odreĎenoj temperaturi, ovisno o tlaku, mogu biti u svim agregatnim stanjima. Rashladni medij ne smije reagirati niti s jednim sastavom unutar sistema, gustoća bi mu trebala biti što veća, mora biti hermetički zatvoren unutar sustava, najčešće u nehrĎajućim bakrenim cijevima, mora biti neeksplozivan, tako da u slučaju ispuštanja ne bi došlo do eksplozije, neotrovan i po mogućnosti što manje štetan za okoliš. Rashladni medij se miješa sa mazivim uljem kojem rashladni medij mora osigurati kontinuirano putovanje kroz čitav sustav. Ulje ne smije mijenjati svojstva plina.
FAKTOR HLAĐENJA Za ekonomičnost svakog rashladnog ureĎaja mjerodavan je stupanj iskoristivosti. Stupanj iskoristivosti definiramo kao omjer korisne energije (energije koju možemo iskoristiti za neki koristan rad) i ukupne energije (utrošena energije). Ovaj omjer nikad ne može biti veći od jedan. Iskoristivost od 100% predstavlja idealizirani slučaj u kojem teoretski nemamo nikakvih gubitaka te je sva uložena energije pretvorena u koristan rad. Naravno ovakav slučaj nije moguć u nekom realnom postrojenju. Izrazi za faktor ekonomičnosti, ne ovise o svojstvima radne tvari te vrijede za svaku tvar koja se koristi u ljevokretnom kružnom procesu.
Transport topline kod ljevokretnog procesa ne odvija se sam od sebe nego je za prijenos topline potreban nekakav rad koji se dovodi izvana. Za odreĎivanje ukupne vrijednosti rashladnog procesa koristimo omjere faktora ekonomičnosti realnog i idealnog Carnotovog procesa. Faktor hlaĎenja je omjer topline Q i utrošenog mehaničkog rada. Taj faktor daje podatak o toplini Q koja se može podići od temperature To na Tok utroškom jedinice mehaničkog rada. Za razliku od drugih termodinamičkih stupnjeva djelovanja, faktor hlaĎenja poprima vrijednosti veće od jedan.
