È piuttosto difficile capire tutto nel mondo. Ed essere un professionista in tutti i settori della scienza e della tecnologia è quasi impossibile. Tuttavia, in servizio, per scopi didattici o semplicemente per aumentare la nostra consapevolezza, abbiamo bisogno di ottenere rapidamente il massimo delle informazioni su qualche dispositivo o processo, in una forma facile e accessibile per i non professionisti. A tal fine esistono i cosiddetti "manuali dei manichini", ovvero per chi ha bisogno di capire velocemente cosa c'è in gioco e come funziona. Analizziamo un'istruzione simile e consideriamo il principio di funzionamento di un refrigeratore (per manichini).
Cos'è questo
Un refrigeratore (o una macchina di refrigerazione in un altro modo) è un'unità per creare il freddo artificiale e trasferirlo al liquido di raffreddamento appropriato. In quanto tale, di regola, l'acqua ordinaria agisce, meno spesso - salamoie (soluzionisali in acqua). L'etimologia della parola si riferisce alla lingua inglese, al verbo chill (inglese) - raffreddare e il sostantivo formato da esso chiller (inglese) - cooler. Il refrigeratore può essere di due diversi tipi. C'è un refrigeratore a compressione di vapore e assorbimento. Il principio di funzionamento di ciascuno di essi è significativamente diverso.
Sempre fantastico
Il compito principale di qualsiasi unità di refrigerazione è ottenere il freddo in condizioni artificiali, cioè dove non è possibile farlo per natura (free-cooling). È chiaro che non sarà difficile raffreddare l'acqua in inverno, con un profondo svantaggio sulla strada. Ma cosa fare in estate, quando la temperatura ambiente è molto più alta del necessario? È qui che entra in gioco un refrigeratore. Il suo principio di funzionamento si basa sull'uso di mezzi speciali creati da determinate sostanze (refrigeranti). Hanno la capacità di prendere calore da un altro mezzo (cioè raffreddarlo) durante l'ebollizione, trasferirlo e rilasciarlo in un altro mezzo durante la condensazione. Durante il funzionamento del ciclo frigorifero, tali refrigeranti cambiano il loro stato di fase (aggregato) da liquido a gassoso e viceversa.
Scambiatori di calore
Qualsiasi macchina di refrigerazione può essere suddivisa condizionatamente in due zone: bassa e alta pressione. Indipendentemente dal tipo, ogni chiller avrà sempre due scambiatori di calore: un evaporatore nella zona di bassa pressione e un condensatore nella zona di alta pressione. Senza questi due componenti del sistema, il refrigeratore non sarà in grado di funzionare. PrincipioIl funzionamento di tali scambiatori di calore si basa sulla conduttività termica (conduzione), ovvero sul trasferimento di calore da un mezzo all' altro attraverso una parete che separa questi due mezzi. L'evaporatore della macchina di refrigerazione restituisce il freddo generato all'impianto al consumatore e il condensatore scarica il calore sottratto nell'ambiente o lo invia al recupero (riscaldamento del primo stadio di fornitura di acqua calda, riscaldamento a pavimento, ecc.).
Come funziona
Si consideri un refrigeratore a compressione di vapore standard. Il principio di funzionamento di una tale macchina frigorifera è teoricamente basato sul ciclo di Carnot. Il compressore pressurizza il gas aumentandone contemporaneamente la temperatura. Il gas caldo ad alta pressione viene immesso nel condensatore, dove partecipa al processo di scambio termico con un altro mezzo a una temperatura inferiore. Di norma, è acqua (salamoia) o aria. Qui, il gas condensa in un liquido, durante il quale viene rilasciato il calore in eccesso, dato al liquido di raffreddamento e quindi rimosso dal consumatore. Inoltre, il liquido entra nel dispositivo di strozzatura, dove la pressione nel sistema diminuisce con un corrispondente calo di temperatura. Dopodiché, il liquido parzialmente bollito nella valvola di espansione (valvola di espansione termica) entra direttamente nell'evaporatore, che è anche una parte importante del sistema chiller-fan coil. Il principio di funzionamento di un evaporatore è simile a quello di un condensatore. Qui avviene lo scambio di calore tra il liquido di raffreddamento (che trasporta il freddo nell'unità fan coil) e il refrigerante, che inizia a bollire e allo stesso tempo prende calore da un altro mezzo. Dopoil gas dell'evaporatore entra nel compressore e il ciclo si ripete.
Chiller ad assorbimento
Il funzionamento di un compressore in un ciclo di compressione del vapore richiede una notevole quantità di elettricità. Tuttavia, sono già disponibili attrezzature per evitare queste spese. Considerare il principio di funzionamento di un refrigeratore ad assorbimento. Al posto di un compressore, viene utilizzato un sistema di pressurizzazione a base assorbente che utilizza una fonte di calore esterna. Tale fonte può essere vapore caldo, acqua calda o energia termica derivante dalla combustione di gas o altro combustibile. Questa energia viene utilizzata per rettificare o far evaporare l'assorbente, durante il quale la pressione del refrigerante aumenta e viene immessa nel condensatore. Inoltre, il ciclo funziona in modo simile al ciclo di compressione del vapore e, dopo l'evaporatore, il refrigerante gassoso viene inviato allo scambiatore di calore-assorbitore, dove viene miscelato con l'assorbente. L'assorbente utilizzato è l'ammoniaca (nei refrigeratori ad acqua-ammoniaca) o il bromuro di litio (bromuro di litio ABCM).
Sistema chiller-fan coil
Il principio di funzionamento si basa sulla preparazione dell'aria in speciali scambiatori di calore, chiusure, ventilconvettori (dalle parole fan (inglese) - fan and coil - coil), che sono installati nei condotti dell'aria prima della sua distribuzione diretta ai locali serviti. I vantaggi di tali sistemi rispetto al condizionamento centralizzato sono che in ogni stanza possono essere mantenuti diversi parametri dell'aria.(temperatura, umidità, mobilità), in funzione della destinazione d'uso dell'ambiente e del calcolo del bilancio termico. E sebbene l'aria proveniente dall'unità di alimentazione venga talvolta fatta passare attraverso chiusure per il suo trattamento finale, cioè proprio come nel sistema "chiller-fan coil", il principio di funzionamento dei sistemi descritti è notevolmente diverso.
