Klima- og køleudstyr

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 12. august 2015; checks kræver 17 redigeringer .

Klima- og køleudstyr  - udstyr baseret på drift af kølemaskiner, designet til automatisk at opretholde temperatur og andre luftparametre ( relativ fugtighed , renhed, lufthastighed) i lukkede rum eller termisk isolerede kamre . Selvom køle- og airconditionudstyr adskiller sig i formål og vedligeholdt temperatur, har sådant udstyr en strukturel lighed og fælles driftsprincipper.

Klimaudstyr opretholder de nødvendige parametre for et behageligt ophold for en person fra små mængder (for eksempel et bilinteriør ) til enorme industri-, detail- og boligområder på titusindvis af kvadratmeter. Køleudstyr opretholder de nødvendige parametre til langtidsopbevaring af fødevarer og andre formål. Køleskabe varierer i størrelse fra køletasker til køleskibe og specialrum . På grund af forskellen i kølevolumener masseproduceres klimaudstyr med en kølekapacitet på under 500 watt ikke, mens køleudstyr kan have en kølekapacitet på under 10 watt.

Der er udstyr, der indtager en mellemposition mellem køling og klima-specielle klimaanlæg til vinkældre . De holder temperaturer op til +5 °C og har et indbygget afrimningssystem til indendørsenheden, som i køleskabe. .

Typer af udstyr i henhold til princippet om drift

Driftsprincip Køleudstyr Klimaudstyr
kompression Køleskab , Køleskab Klimaanlæg , Airconditionanlæg, Lufttørrer
absorption Einstein køleskab , Icy bold absorptionskøler
Termoelektrisk Køletaske ,
Vandkøler ,
Lille bilkøleskab		 Ikke anvendelig

Damp-kompression kølecyklus

Det teoretiske grundlag, som princippet om drift af køleskabe bygger på, er termodynamikkens anden lov . Kølegassen i køleskabe gennemgår en såkaldt omvendt Rankine-cyklus , en variation af den omvendte Carnot-cyklus . I dette tilfælde er hovedvarmeoverførslen ikke baseret på kompression eller udvidelse af Carnot-cyklussen, men på faseovergange - fordampning og kondensation. Køle- og airconditionudstyr af laveffekt kompressionstype har en lignende enhed:

Kompressoren suger kølemidlet ind i form af damp fra fordamperen, komprimerer det (i dette tilfælde stiger kølemidlets temperatur) og skubber det ind i kondensatoren. Særlige kølemiddelolier bruges til at smøre kompressoren. Det skal bemærkes, at olie og kølemidler R-22, R-12 opløses godt i hinanden. Nyere kølemidler (R-407C, R-410A osv.) opløser ikke olier og bruger polyesterolier til at smøre kompressoren . Polyesterolier er ekstremt hygroskopiske, de reagerer kemisk med vand og nedbrydes.

I kondensatoren afkøles kølemidlet, der opvarmes som følge af kompression, og afgiver varme til det ydre miljø og kondenserer samtidig , det vil sige, det bliver til en væske, der kommer ind i droslingsanordningen.

Flydende kølemiddel under tryk trænger ind gennem en drosselanordning (kapillær eller termostatstyret ekspansionsventil) ind i fordamperen, hvor væsken fordamper på grund af et kraftigt trykfald . I dette tilfælde fjerner kølemidlet varme fra fordamperens indvendige vægge, på grund af hvilken afkøling sker.

I kondensatoren, under påvirkning af højt tryk, kondenserer kølemidlet således og bliver til en flydende tilstand, frigiver varme, og i fordamperen, under påvirkning af lavt tryk, koger det og bliver til en gasformig tilstand, der absorberer varme.

En termostatisk ekspansionsventil er påkrævet for at skabe den nødvendige trykforskel mellem kondensatoren og fordamperen for at varmeoverførselscyklussen kan finde sted. Det giver dig mulighed for korrekt (mest fuldt ud) at fylde fordamperens indre volumen med kogt kølemiddel. Ekspansionsventilens flowområde ændres, når varmebelastningen på fordamperen falder, med et fald i temperaturen i kammeret falder mængden af ​​cirkulerende kølemiddel.

I husholdningskøleskabe og klimaanlæg bruges en kapillar oftest i stedet for en ekspansionsventil. Den ændrer ikke sit tværsnit, men drosler en vis mængde kølemiddel, afhængigt af trykket ved kapillarrørets ind- og udløb, dets diameter, længde og type kølemiddel.

Kølemidlets renhed er af stor betydning: vand og urenheder kan tilstoppe kapillæren eller beskadige kompressoren. Der kan dannes urenheder som følge af korrosion af de indvendige vægge i køleskabsrørene, og der kan trænge fugt ind, når systemet oplades. Derfor, ved påfyldning, observeres tætheden omhyggeligt; før påfyldning evakueres kredsløbet.

En varmeveksler er også normalt til stede for at udligne temperaturen ved kondensatorudløbet og fordamperens udløb. Som følge heraf kommer et allerede afkølet kølemiddel ind i gasspjældet, som så køler endnu mere i fordamperen, mens kølemidlet, der kommer fra fordamperen, opvarmes, inden det kommer ind i kompressor og kondensator. Dette giver dig mulighed for at øge køleenhedens kapacitet, samt forhindre flydende kølemiddel i at komme ind i kompressoren.

Damp-kompression kølecyklus diagram

Da hovedvarmeoverførslen ikke er baseret på Carnot-cyklussen, men på faseovergange - fordampning og kondensering, er cyklusplotten i P- og V-koordinater ( Andrews -diagram ) ikke informativ.

  1. I en varmemotor foregår processer cyklisk, og i køleanlæg - kontinuerligt, uden at afgrænse cyklusser. Selvom kogningen af ​​kølemidlet i fordamperen fører til en multipel stigning i volumenet af arbejdsvæsken, forbliver trykket konstant på grund af kompressorens kontinuerlige drift. Trykket i kondensatoren er også konstant og bestemmes af den konstante temperatur. Hvis trykket i kondensatoren af ​​en eller anden grund begynder at ændre sig, vil gassens fysiske egenskab ændre sig - kondensationstemperaturen. Temperaturen ændrer sig ikke, så trykket er konstant. I dampkompressionskølecyklussen skelnes der således mellem to konstante tryk: højt og lavt.
  2. Dampkompressionens kølecyklus er den omvendte mekaniske energi, der bruges til at overføre varme . I modsætning til en varmemotor er det ikke den modtagne mekaniske energi, der skal estimeres, men mængden af ​​overført varme .
  3. Varmeudveksling mellem arbejdsvæsken og miljøet sker ved temperaturer, der er stabile i tid og konstant over radiatorernes område - kogning eller kondens .
  4. Kølemidlets volumen under kondensering og kogning ændres tidoblet på grund af ændringen i stoffets aggregerede tilstande . Til kølecyklussen på P- og V-koordinaterne skal der anvendes en logaritmisk skala .


Derfor er det praktisk at repræsentere dampkompressionskølecyklussen i form af T og S ( temperatur og entropi ). Køleskabets drift er baseret på den omvendte Rankine-cyklus.

Området af rektanglet under segmentet 5-6 til S-aksen ( integralet af funktionen langs fordamperens temperaturlinje 1-2) karakteriserer kølekapaciteten . Arealet af hele figuren 1-2-3-4-5-6 plus integralet langs linjen 4-5 karakteriserer det arbejde, som kompressoren bruger. [en]

Komponenter af et køleanlæg

Et kølemiddel er et stof, der overfører varme fra en fordamper til en kondensator. For at øge effektiviteten er klima- og køleudstyr designet på en sådan måde, at temperaturen på kølemidlet i gastilstand afviger lidt fra kogepunktet. Forskellen mellem gassens temperatur ved udløbet af fordamperen og kogepunktet kaldes overhedning . Tilsvarende kaldes forskellen i temperaturen på væsken, der forlader kondensatoren og kondenseringstemperaturen, underkøling i en højtrykszone . Værdien for overhedning og underafkøling bør generelt være mellem 3 og 7°C. For hvert kølemiddel er der en skala, der etablerer en en-til-en overensstemmelse mellem tryk og kølemidlets koge- og kondenseringstemperatur. Kogepunktet i køleanlæg er meget lavere (op til -18 °С) end i klimaanlæg (fra +2 til +5 °С). Freon af klimaudstyr skal være ikke-brændbart, da hvis kølemidlet lækker, kan det fremkalde en volumetrisk eksplosion i rummet eller i ventilationssystemet. Følgelig bruges nogle freoner kun i køleanlæg ( R600 ) eller kun i klimaudstyr ( R410A ), en stor gruppe freoner bruges både i køle- og klimaudstyr ( R22 ).

Kompressoren giver den nødvendige trykforskel mellem de to dele af systemet: kondensatoren (højtrykszone) og fordamperen (lavtrykszone). Hvis vi sammenligner køle- og airconditionudstyr ved hjælp af samme type kølemiddel, kan vi notere lignende parametre for højtrykszonen, men ved kompressorindløbet vil freontrykket i køleudstyret være lavere end i klimaudstyret.

Kondensatoren overfører varme fra kølemidlet til miljøet. Kølemidlet afkøles i kondensatoren og kondenserer til en væske. Klimaudstyr kan overføre varme både fra det kølede rum under afkøling og ind i rummet under opvarmning. Både den indvendige og eksterne enhed i splitsystemet kan fungere som en kondensator . Den maksimale kondensatortemperatur er begrænset af kølemidlets kritiske punkt .

Ekspansionsventilen giver den nødvendige trykværdi (og derfor temperatur) i fordamperen og drosler til forsyningen af ​​flydende freon, afhængigt af temperaturen ved fordamperens udløb. I udstyr med lav effekt (op til 10 kW) bruges et kapillarrør.

Fordamperen overfører varme fra det omgivende rum til kølemidlet. På grund af det lave tryk koger kølemidlet i fordamperen ved lav temperatur. I køleanlæg kan temperaturen på fordamperen være under 0 °C, og den er dækket af frost , hvilket hæmmer varmeoverførslen. Dette opvejes af en stigning i frysernes varmeudvekslingsareal. Frostfjernelse (afrimning) udføres ved en periodisk "afrimningsprocedure" (slukning). I No-Frost køleskabe kan der bruges en "grædende" fordamper, hvis temperatur altid er over 0 ° C. I klimatisk udstyr er det nødvendigt at føre den største mængde luft gennem fordamperen for at øge kølehastigheden i rummet. I splitsystemer anvendes en tangential ventilator til dette .

Afløbssystem for vandkondensat I aircondition- og køleudstyr er fordampertemperaturen, selvom den kan være over 0 °C, normalt under dugpunktet , og der dannes kondens på den . Fjernelse af vand fra fordamperen, afhængigt af typen af ​​udstyr, udføres på forskellige måder. I køleskabe med en "grædende" fordamper kommer vand ind i en speciel plastik- eller metalskål på kompressoren gennem en sliske på bagsiden af ​​væggen og fordamper. I splitsystemer ledes vand ud i gaden gennem et rør på skrå. I industrielle klimaanlæg, ved hjælp af et system af drænpumper, ledes vand centralt ud i kloakken.

Klimaudstyr af højeffekt kompressionstype

Type af udstyr Minimum effekt Max effekt Stammelængde
Husholdnings klimaanlæg og vægmonterede splitsystemer 5 kBtu (1,5 kW) 36 kBtu (10 kW) op til 15 m
Kontor- og husholdningssplitsystemer af kanal, kassette og andre typer 5 kW (18 kBtu) 18 kW (60 kBtu) op til 50 m
Industrielt udstyr med variabel kølemiddelflow 14 kW 100 kW op til 1000 m
Industrielt udstyr ( Chiller-fan coil-systemer ) fra 100 kW ikke begrænset ikke begrænset

Se også

Noter

  1. ↑ James M. Kalm, P. A. Domansky. STATUS QUO MED R-22 KØLEMIDDELUDSKIFTNING Arkiveret 4. marts 2016 på Wayback Machine . // NYHEDER SPbGUNIPT 1'2008, C. 28-36

Litteratur