Prilično je teško razumjeti sve na svijetu. A biti profesionalac u svim oblastima nauke i tehnologije je gotovo nemoguće. Međutim, na dežurstvu, u edukativne svrhe, ili jednostavno radi podizanja vlastite svijesti, moramo brzo dobiti maksimalnu informaciju o nekom uređaju ili procesu, u jednostavnom i dostupnom obliku za neprofesionalce. U te svrhe postoje takozvani "priručnici za lutke", odnosno za one koji moraju brzo shvatiti o čemu je riječ i kako to funkcionira. Hajde da analiziramo sličnu instrukciju i razmotrimo princip rada rashladnog uređaja (za lutke).
Šta je ovo
Rashladni uređaj (ili rashladna mašina na drugi način) je jedinica za stvaranje veštačke hladnoće i njeno prebacivanje na odgovarajuću rashladnu tečnost. Kao takva, u pravilu, djeluje obična voda, rjeđe - slane vode (otopinesoli u vodi). Etimologija riječi upućuje na engleski jezik, na glagol to chill (engleski) - ohladiti, a imenica nastala od nje chiller (engleski) - cooler. Rashladni uređaji mogu biti dva različita tipa. Postoji parni kompresijski i apsorpcioni hladnjak. Princip rada svakog od njih je značajno drugačiji.
Always Cool
Glavni zadatak svake rashladne jedinice je da dobije hladnoću u veštačkim uslovima, odnosno tamo gde to zbog prirode nije moguće (slobodno hlađenje). Jasno je da zimi neće biti teško rashladiti vodu, uz dubok minus na ulici. Ali šta raditi ljeti, kada je temperatura okoline mnogo viša nego što nam je potrebno? Ovdje dolazi čiler. Njegov princip rada zasniva se na upotrebi posebnih medija koje stvaraju određene supstance (rashladna sredstva). Imaju sposobnost da preuzimaju toplotu iz drugog medijuma (odnosno da je ohlade) tokom ključanja, prenose je i otpuštaju u drugi medij tokom kondenzacije. Tokom rada rashladnog ciklusa, takva rashladna sredstva mijenjaju svoje fazno (agregatno) stanje iz tečnog u plinovito i obrnuto.
Izmjenjivači topline
Bilo koja rashladna mašina može se uslovno podeliti u dve zone: niskog i visokog pritiska. Bez obzira na tip, svaki rashladni uređaj će uvijek imati dva izmjenjivača topline: isparivač u zoni niskog pritiska i kondenzator u zoni visokog pritiska. Bez ove dvije komponente sistema, rashladni uređaj neće moći raditi. PrincipRad ovakvih izmjenjivača topline temelji se na toplinskoj provodljivosti (provodljivosti), odnosno prijenosu topline s jednog medija na drugi kroz zid koji razdvaja ova dva medija. Isparivač rashladne mašine vraća stvorenu hladnoću u sistem potrošaču, a kondenzator ili izbacuje odvedenu toplotu u okolinu ili je šalje u rekuperaciju (grejanje prve faze tople vode, podno grejanje itd.).
Kako radi
Razmotrite standardni kompresijski rashladnik pare. Princip rada takve rashladne mašine je teoretski zasnovan na Carnot ciklusu. Kompresor podiže tlak plina dok istovremeno podiže njegovu temperaturu. Vrući gas pod visokim pritiskom se dovodi u kondenzator, gde učestvuje u procesu razmene toplote sa drugim medijumom na nižoj temperaturi. U pravilu, to je ili voda (rasol) ili zrak. Ovde se gas kondenzuje u tečnost, pri čemu se oslobađa višak toplote, predaje rashladnoj tečnosti i tako uklanja od potrošača. Nadalje, tekućina ulazi u uređaj za prigušivanje, gdje se tlak u sistemu smanjuje s odgovarajućim padom temperature. Nakon toga, tečnost koja se delimično prokuva u ekspanzionom ventilu (termalni ekspanzioni ventil) ulazi direktno u isparivač, koji je takođe važan deo sistema chiller-fan coil. Princip rada isparivača je sličan principu rada kondenzatora. Ovdje se odvija izmjena topline između rashladne tekućine (koja prenosi hladnoću u jedinicu ventilokonvektora) i rashladnog sredstva, koje počinje ključati i istovremeno uzima toplinu iz drugog medija. Poslijegas isparivača ulazi u kompresor i ciklus se ponavlja.
Apsorpcioni rashladni uređaj
Rad kompresora u ciklusu kompresije pare zahtijeva značajnu količinu električne energije. Međutim, već postoji oprema za izbjegavanje ovih troškova. Razmotrite princip rada apsorpcionog hladnjaka. Umjesto kompresora, koristi se sistem pritiska na bazi apsorbenta koji koristi vanjski izvor topline. Takav izvor može biti topla para, topla voda ili toplotna energija iz sagorevanja gasa ili drugog goriva. Ova energija se koristi za ispravljanje ili isparavanje apsorbenta, pri čemu raste pritisak rashladnog sredstva i on se dovodi u kondenzator. Nadalje, ciklus radi slično ciklusu kompresije pare, a nakon isparivača, plinoviti rashladni fluid se dovodi u izmjenjivač topline-apsorber, gdje se miješa sa apsorbentom. Apsorbent koji se koristi je amonijak (u rashladnim uređajima vode i amonijaka) ili litijum bromid (litijum bromid ABCM).
Chiller-Fan Coil System
Princip rada se zasniva na pripremi vazduha u specijalnim izmenjivačima toplote, zatvaračima, fan coil jedinicama (od reči fan (engleski) - ventilator i coil - zavojnica), koji se ugrađuju u vazdušne kanale pre njegovog direktna distribucija do servisiranih prostorija. Prednost ovakvih sistema u odnosu na centralnu klimatizaciju je u tome što se u svakoj prostoriji mogu održavati različiti parametri vazduha.(temperatura, vlaga, pokretljivost), ovisno o namjeni prostorije i proračunu toplotnog bilansa. I iako se vazduh iz dovodne jedinice ponekad propušta kroz zatvarače radi završne obrade, odnosno, baš kao u sistemu „chiller-fan coil“, princip rada opisanih sistema je primetno drugačiji.
